平面连杆机构的运动分析.ppt

3 1平面连杆机构的运动分析 一 研究机构运动分析的目的和方法 二 用速度瞬心法对平面机构作速度分析 三 用相对运动图解法作平面机构的运动分析四 平面机构运动分析的解析法 含义 所谓机构运动分析 就是研究已知原动件的运动规律时 如何求其他构件的运动参数 如点的轨迹 构件位置 速度和加速度等 一 研究机构运动分析的目的和方法 意义 设计任何新的机械 或了解现有机械的运动性能 都必须进行运动分析工作 以确定机械是否满足工作要求 内容 位置分析 速度分析和加速度分析 方法 图解法 简单 直观 精度低 求系列位置时繁琐 解析法 数学关系明确 研究深入 精确 抽象 计算式复杂 随着计算机的发展与普及 应用渐广 1 速度瞬心1 1定义1 2特点2 机构中瞬心的数目 K N N 1 2 1 4速度瞬心及其在机构速度分析上的应用 当两构件 刚体 1 2作平面相对运动时 在任一瞬时 都可以认为它们是绕某一点作相对转动 而该点则称为速度瞬心 简称瞬心 用Pij表示 两构件在其瞬心处相对速度为零 绝对速度相等 即等速重合点 若该点的绝对速度为零 则为绝对瞬心 若该点的绝对速度不为零 则为相对瞬心 3 1通过运动副直接相联的两构件的瞬心 1 以转动副相联的两构件2 以移动副相联的两构件3 以平面高副相联的两构件的瞬心 3 机构中瞬心的求法 a 如果两高副元素之间为纯滚动 b 如果两高副元素之间既有相对滚动 又有相对移动 转动副的中心 移动副导路的垂直方向上的无穷远处 3 2用 三心定理 确定两构件的瞬心 三个彼此作平面平行运动的构件的三个瞬心必位于同一直线上 两高副元素的接触点处的公法线n n上 两高副元素的接触点M即为瞬心 证明 证明 证明 证明 例题分析 例1 6求如图所示铰链四杆机构的瞬心 解 1 确定机构瞬心的数目 K N N 1 2 4 4 1 2 6 2 求出全部瞬心 举例 求曲柄滑块机构的速度瞬心 解 瞬心数为 K m m 1 2 6m 4 1 直接观察求瞬心 2 三心定理求瞬心 4 速度瞬心在速度分析中的应用 例 已知原动件2以角速度 2顺时针方向旋转 求图示位置时从动件4的角速度 4 解 P24为构件2 4等速重合点 例题分析 例1 7图示为一凸轮机构 设各构件尺寸为已知 又已知原动件2的角速度 2 现需确定图示位置时从动件3的移动速度v3 解 1 求出构件2 3的瞬心P23 解 1 求出构件2 3的瞬心P23 解 1 求出构件2 3的瞬心P23 2 求构件3的速度v3 例1 8已知原动件1的角速度 1 现需确定图示位置时从动件2的角速度 2与 1之比 例题分析 解 例1 9已知原动件1的角速度 1 现需确定图示位置时从动件2的速度v2与 1之比 解 例题分析 四 用矢量方程图解法作平面机构的速度分析 一 基本原理和方法 1 理论力学中的两条基本原理 1 同一构件上两点间的运动关系 2 组成移动副的两构件重合点间的运动关系 二 平面机构运动分析的矢量方程图解法 1 同一构件上两点速度之间的关系 选速度比例尺 vm s mm 在任意点p作图使VA vpa 相对速度为 VBA vab 按图解法得 VB vpb 不可解 大小 方向 BA 1 同一构件上两点间的速度关系 D E 作pa DA pa VA v ab AB pb EB 不可解 联立方程 VCA vac VCB vbc 方向 p c 方向 a c 方向 b c 作图得 VC vpc 可解 D E A B C VBA LBA vab lAB 或 vca lCA vcb lCB 称pabc为速度多边形p为极点 得 ab AB bc BC ca CA abc ABC 转向 E D 速度多边形的性质 1联接p点和任一点的向量代表该点在机构图中同名点的绝对速度 指向为p 该点 2联接任意两点的向量代表该两点在机构图中同名点的相对速度 指向与速度的下标相反 如bc代表VCB而不是VBC 常用相对速度来求构件的角速度 A a C c B b 3 abc ABC 称abc为ABC的速度影象 两者相似且字母顺序一致 称pabc为