平面机构的运动分析.ppt

第二章平面机构的运动分析 2 1研究机构运动分析的目的和方法 2 2用速度瞬心法作机构的速度分析 2 3用矢量方程图解法作机构的速度及加速度分析 1 任务 根据机构的尺寸及原动件已知运动规律 求构件中从动件上某点的轨迹 位移 速度及加速度和构件的角位移 角速度及角加速度 2 1研究机构运动分析的目的和方法 2 目的 了解已有机构的运动性能 设计新的机械和研究机械动力性能的必要前提 3 方法 有图解法 解析法和实验法 2 2速度瞬心法及其在机构速度分析上的应用 一 速度瞬心法 1 速度瞬心 两作相对运动的刚体 其相对速度为零的重合点 绝对瞬心 两刚体其一是固定的 相对瞬心 两刚体都是运动的 i构件和j构件瞬心的表示方法 Pij或Pji 绝对瞬心 vP 0 相对瞬心 vP 0 速度瞬心 当任一刚体 构件 2相对于刚体 构件 1作相对运动时 在任一瞬时 其相对运动都可以看作是绕某一重合点的转动 该重合点称为速度瞬心 简称瞬心 瞬心 是瞬时等速重合点 瞬时 是指瞬心的位置随时间而变 等速 是指在瞬心这一点 两构件的绝对速度相等 包括大小和方向 相对速度为零 重合点 是指瞬心既在构件1上 也在构件2上 是两构件的重合点 瞬心的种类 1 若其中一个刚体固定不动 则瞬心点的绝对速度为零 该瞬心称为绝对瞬心 2 若两个刚体都处于运动中 则在瞬心这一点 两刚体的绝对速度相等 相对速度为零 该瞬心称为相对瞬心 绝对瞬心是相对瞬心的一种特殊情况 2 瞬心的数目 k为构件数目 包括机架 3 瞬心的求法 由瞬心定义确定 根据三心定理求两构件的瞬心 P12 P12 1 由瞬心定义确定 a 以转动副相联 瞬心就在其中心处 b 以移动副相联 瞬心就在垂直于其导路的无穷远处 P12 c 以纯滚动高副相联 瞬心就在其接触点处 d 以滚动兼滑动的高副相联 瞬心就在过其接触点处两高副元素的公法线上 三心定理 任意三个构件有三个瞬心 这三个瞬心在同一直线上 2 根据三心定理求两构件的瞬心 四杆机构的瞬心 P14 P12 P23 P34 说明 瞬心确定的一种简捷方法为瞬心代号下脚标同号消去法 1 用瞬心法作平面铰链四杆机构的速度分析 P13 P34 vP13 w1lP14P13 w3lP13P34 二 速度瞬心法的应用 已知机构各构件的尺雨 原动件1的角速度 试求在图示位置时的从动件3的角速度 解 此求解需确定瞬心P13的位置 因瞬心P13为构件1 3的等速重合点 故有 2曲柄滑块机构已知各构件的长度 位置及构件1的角速度 求滑块C的速度 P14 P12 vC w1lAP13 P23 3滑动兼滚动的高副机构 P21 P31 P13 求从动件2的线速度 三 瞬心法的优 缺点 优点 求简单机构的速度方便缺点 复杂机构 瞬心数目多 求解复杂 作图时 瞬心可能在图纸外 不便于求解加速度 2 3用相对运动图解法求机构的速度和加速度 基本方法 根据速度合成定理和加速度合成定理列出相对运动矢量方程式 作出矢量多边形 从而求出速度或加速度 1 基本原理和作法 vC vB vCB 1 速度多边形及加速度多边形 2 速度影像及加速度影像 1 同一构件上两点间的运动矢量关系 1 在同一构件上的点间的速度和加速度的求法 p b c e b p b c c