平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析

平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析第一頁，共十五頁，2022年，8月28日§3-1機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析的任務(wù)、目的和方法1-1◆

任務(wù)在已知機(jī)構(gòu)尺寸和原動件運(yùn)動規(guī)律的情況下，確定機(jī)構(gòu)中其它構(gòu)件上某些點(diǎn)的軌跡、位移、速度及加速度和某些構(gòu)件的角位移、角速度及角加速度?！?/p>

方法

圖解法解析法速度瞬心法矢量方程圖解法目的：為了設(shè)計(jì)新機(jī)械或了解現(xiàn)有機(jī)械的運(yùn)動性能。發(fā)展的方向第二頁，共十五頁，2022年，8月28日§3-2用速度瞬心法作機(jī)構(gòu)的速度分析速度瞬心法，顧名思義，利用速度瞬心進(jìn)行速度分析。它只能進(jìn)行速度分析。一、速度瞬心及其位置的確定

1、瞬心的概念任意兩構(gòu)件間就有一個瞬心，瞬心就是同速點(diǎn)。

◆

絕對瞬心:指絕對速度為零的瞬心。

◆

相對瞬心:指絕對速度不為零的瞬心。2、瞬心的數(shù)目由N個構(gòu)件組成的機(jī)構(gòu),其瞬心總數(shù)為K：至少有多少個絕對瞬心？2)1(-=NNK2-1第三頁，共十五頁，2022年，8月28日§3-2用速度瞬心法作機(jī)構(gòu)的速度分析

3、機(jī)構(gòu)中瞬心位置的確定轉(zhuǎn)動副聯(lián)接兩構(gòu)件的瞬心在轉(zhuǎn)動副中心。移動副聯(lián)接兩構(gòu)件的瞬心在垂直于導(dǎo)路方向的無窮遠(yuǎn)處。若既有滾動又有滑動,則瞬心在高副接觸點(diǎn)處的公法線上。若為純滾動,接觸點(diǎn)即為瞬心；（1）

通過運(yùn)動副直接相聯(lián)兩構(gòu)件的瞬心位置確定第四頁，共十五頁，2022年，8月28日§3-2用速度瞬心法作機(jī)構(gòu)的速度分析（2）不直接相聯(lián)兩構(gòu)件的瞬心位置確定

三心定理:三個彼此作平面平行運(yùn)動的構(gòu)件的三個瞬心必位于同一直線上。實(shí)例分析:試確定平面四桿機(jī)構(gòu)在圖示位置時的全部瞬心的位置。解:機(jī)構(gòu)瞬心數(shù)目為:K=6瞬心P13、P24用三心定理來求134ω4ω22P34P14P23P12P24P13平行？第五頁，共十五頁，2022年，8月28日二、用速度瞬心法作機(jī)構(gòu)的速度分析

◆瞬心法的關(guān)鍵是找待求構(gòu)件與已知運(yùn)動規(guī)律構(gòu)件的瞬心（同速點(diǎn)）。例題1：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的速度分析例題2：凸輪機(jī)構(gòu)的速度分析例題3：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的速度分析小結(jié)：瞬心法優(yōu)點(diǎn)：速度分析比較簡單。瞬心法缺點(diǎn)：如瞬心點(diǎn)落在紙外，求解不便；精度不高?！?-2用速度瞬心法作機(jī)構(gòu)的速度分析第六頁，共十五頁，2022年，8月28日§3-3用矢量方程圖解法作機(jī)構(gòu)的速度及加速度分析一、矢量方程圖解法的基本原理和作法矢量方程圖解（相對運(yùn)動圖解法）依據(jù)的原理理論力學(xué)中的運(yùn)動合成原理1、根據(jù)運(yùn)動合成原理列機(jī)構(gòu)運(yùn)動的矢量方程2、根據(jù)按矢量方程圖解條件作圖求解基本作法1、同一構(gòu)件上兩點(diǎn)間速度及加速度的關(guān)系2、兩構(gòu)件重合點(diǎn)間的速度和加速度的關(guān)系機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析兩種常見情況◆注意：一個矢量方程只能解兩個未知數(shù)。3-1第七頁，共十五頁，2022年，8月28日

1、同一構(gòu)件上兩點(diǎn)間速度及加速度的關(guān)系

（1）所依據(jù)的原理：

一構(gòu)件上任一點(diǎn)（B點(diǎn)）的運(yùn)動，可以看作是隨同該構(gòu)件上另一點(diǎn)（A點(diǎn)）的平動(牽連運(yùn)動)和繞該點(diǎn)（A點(diǎn)）的轉(zhuǎn)動(相對運(yùn)動)的合成。原理圖（2）原理應(yīng)用（實(shí)例）。Vb=Va+Vba用于已知某構(gòu)件上一點(diǎn)的運(yùn)動求另一點(diǎn)的運(yùn)動§3-3用矢量方程圖解法作機(jī)構(gòu)的速度及加速度分析第八頁，共十五頁，2022年，8月28日

2、兩構(gòu)件重合點(diǎn)間的速度和加速度的關(guān)系

（1）依據(jù)原理

構(gòu)件2上重合點(diǎn)C的運(yùn)動可以認(rèn)為是隨同構(gòu)件1上點(diǎn)C的運(yùn)動的牽連運(yùn)動和構(gòu)件2相對于構(gòu)件1的相對運(yùn)動的合成。矢量方程為：

VC2=VC1+VC2C1原理圖（2）原理應(yīng)用（實(shí)例）。

注意：通過實(shí)例可以看到在找同速點(diǎn)時，構(gòu)件可以放大?！?-3用矢量方程圖解法作機(jī)構(gòu)的速度及加速度分析第九頁，共十五頁，2022年，8月28日二、用矢量方程圖解法作機(jī)構(gòu)的速度及加速度分析1、例題3-12、例：凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析§3-3用矢量方程圖解法作機(jī)構(gòu)的速度及加速度分析

注意哥氏加速度

注意高副低代第十頁，共十五頁，2022年，8月28日◆矢量方程圖解法小結(jié)1、列矢量方程式

第1步分清哪種類型（同一構(gòu)件還是兩構(gòu)件）。

第2步矢量方程求解條件：一個方程只能解兩個未知數(shù)。

2、作出速度多邊形和加速度多邊形

分清絕對矢量和相對矢量的作法，掌握判別指向的規(guī)律。3、注意速度影像法和加速度影像法的應(yīng)用原則和作法。4、構(gòu)件的角速度和角加速度的求法。5、哥氏加速度存在條件、大小、方向的確定。6、機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖、速度多邊形及加速度多邊形的作圖的準(zhǔn)確性，與運(yùn)動分析的結(jié)果的準(zhǔn)確性密切相關(guān)?！?-3用矢量方程圖解法作機(jī)構(gòu)的速度及加速度分析第十一頁，共十五頁，2022年，8月28日對某些結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的機(jī)構(gòu)，如果單純運(yùn)用瞬心法或矢量方程圖解法對其進(jìn)行速度分析都顯得比較困難，但綜合地運(yùn)用兩種方法進(jìn)行分析，則可以比較簡便?！衾}3-2“齒輪-連桿組合機(jī)構(gòu)”◆例題3-3“搖動篩機(jī)構(gòu)”◆例題3-4“風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)”§3-4運(yùn)用綜合解法對復(fù)雜機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度分析

注意解題思路！4-1第十二頁，共十五頁，2022年，8月28日§3-5用解析作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析（簡介）一、矢量方程解析法1、矢量分析的有關(guān)知識2、例題3-5二、矩陣法1、矩陣法的介紹2、例題3-6

解析法是今后的方向。5-1第十三頁，共十五頁，2022年，8月28日End

機(jī)械工程與自動化學(xué)院機(jī)械基礎(chǔ)教學(xué)部End

第十四頁，共十五頁，2022年，8月28日P23P24234ω2v2