平面機構的運動分析

平面機構的運動分析第一頁，共十五頁，2022年，8月28日§3-1機構運動分析的任務、目的和方法1-1◆

任務在已知機構尺寸和原動件運動規(guī)律的情況下，確定機構中其它構件上某些點的軌跡、位移、速度及加速度和某些構件的角位移、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：為了設計新機械或了解現(xiàn)有機械的運動性能。發(fā)展的方向第二頁，共十五頁，2022年，8月28日§3-2用速度瞬心法作機構的速度分析速度瞬心法，顧名思義，利用速度瞬心進行速度分析。它只能進行速度分析。一、速度瞬心及其位置的確定

1、瞬心的概念任意兩構件間就有一個瞬心，瞬心就是同速點。

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絕對瞬心:指絕對速度為零的瞬心。

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相對瞬心:指絕對速度不為零的瞬心。2、瞬心的數(shù)目由N個構件組成的機構,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用速度瞬心法作機構的速度分析

3、機構中瞬心位置的確定轉動副聯(lián)接兩構件的瞬心在轉動副中心。移動副聯(lián)接兩構件的瞬心在垂直于導路方向的無窮遠處。若既有滾動又有滑動,則瞬心在高副接觸點處的公法線上。若為純滾動,接觸點即為瞬心；（1）

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

三心定理:三個彼此作平面平行運動的構件的三個瞬心必位于同一直線上。實例分析:試確定平面四桿機構在圖示位置時的全部瞬心的位置。解:機構瞬心數(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、用速度瞬心法作機構的速度分析

◆瞬心法的關鍵是找待求構件與已知運動規(guī)律構件的瞬心（同速點）。例題1：鉸鏈四桿機構的速度分析例題2：凸輪機構的速度分析例題3：曲柄滑塊機構的速度分析小結：瞬心法優(yōu)點：速度分析比較簡單。瞬心法缺點：如瞬心點落在紙外，求解不便；精度不高?！?-2用速度瞬心法作機構的速度分析第六頁，共十五頁，2022年，8月28日§3-3用矢量方程圖解法作機構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（相對運動圖解法）依據(jù)的原理理論力學中的運動合成原理1、根據(jù)運動合成原理列機構運動的矢量方程2、根據(jù)按矢量方程圖解條件作圖求解基本作法1、同一構件上兩點間速度及加速度的關系2、兩構件重合點間的速度和加速度的關系機構運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、同一構件上兩點間速度及加速度的關系

（1）所依據(jù)的原理：

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

2、兩構件重合點間的速度和加速度的關系

（1）依據(jù)原理

構件2上重合點C的運動可以認為是隨同構件1上點C的運動的牽連運動和構件2相對于構件1的相對運動的合成。矢量方程為：

VC2=VC1+VC2C1原理圖（2）原理應用（實例）。

注意：通過實例可以看到在找同速點時，構件可以放大?！?-3用矢量方程圖解法作機構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構的速度及加速度分析1、例題3-12、例：凸輪機構運動分析§3-3用矢量方程圖解法作機構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1、列矢量方程式

第1步分清哪種類型（同一構件還是兩構件）。

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用原則和作法。4、構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、機構運動簡圖、速度多邊形及加速度多邊形的作圖的準確性，與運動分析的結果的準確性密切相關?！?-3用矢量方程圖解法作機構的速度及加速度分析第十一頁，共十五頁，2022年，8月28日對某些結構比較復雜的機構，如果單純運用瞬心法或矢量方程圖解法對其進行速度分析都顯得比較困難，但綜合地運用兩種方法進行分析，則可以比較簡便?！衾}3-2“齒輪-連桿組合機構”◆例題3-3“搖動篩機構”◆例題3-4“風扇搖頭機構”§3-4運用綜合解法對復雜機構進行速度分析

注意解題思路！4-1第十二頁，共十五頁，2022年，8月28日§3-5用解析作機構的運動分析（簡介）一、矢量方程解析法1、矢量分析的有關知識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

機械工程與自動化學院機械基礎教學部End

第十四頁，共十五頁，2022年，8月28日P23P24234ω2v2