机械原理 CH03学习资料

机械原理TheoryofMechanismsandMachines主讲教师:崔学政机电工程学院第三章平面机构的运动分析KinematicAnalysis1．任务从动件（角）位移、（角）速度及（角）加速度§3-1

机构运动分析的任务、目的和方法2．目的了解机构的运动性能，研究机械动力性能提供必要前提。3．方法主要有图解法和解析法。位移分析简单－解题讲解原动件运动规律两构件上的瞬时等速重合点（即同速点）§3-2速度分析--瞬心法一.速度瞬心instantaneouscenterofvelocity速度瞬心绝对瞬心：vP＝0相对瞬心：vP≠0

vP＝0

vP≠0相对瞬心relative绝对瞬心absolute二.瞬心数目机构中的瞬心总数目：K＝N(N－1)/2三、瞬心位置－两构件间1、转动副

2、移动副P21P12P1212P1223P131P233、高副－纯滚动滚动兼滑动

彼此作平面运动的三个构件的三个瞬心必位于同一直线上。三心定理theoremofthreecenter四、瞬心位置－三构件间P12nn公法线上－作平面运动三个构件的三个瞬心位于同一直线上。三心定理123P12P13P23例：高副传动练习：凸轮机构六.

用瞬心法作机构的速度分析五、瞬心求法－四构件间K＝6例1

平面铰链四杆机构例2

平面凸轮机构例：铰链四杆机构练习：曲柄滑块机构七：瞬心法优缺点简单、方便不能进行加速度分析特殊点瞬心在图纸外边一.基本原理和作法vC＝vB＋vCBaC＝aB+aCB＝aB＋aCB＋aCBntvD5＝vD4＋vD5D4aD5＝aD4＋aD5D4＋aD5D4kr哥氏加速度的大小：aD5D4＝2ω4vD5D4；k方向：将vD5D4沿ω4转过90°的方向。1、同一构件上两点间的运动矢量关系2、两构件上重合点间的运动矢量关系BCD45ω4§3-3

速度加速度分析--矢量方程图解法

vectorgraphicmethod二.作机构的速度及加速度分析举例例1

已知：曲柄摇杆机构各构件尺寸，原动件求：运动分析解：（一）位移分析长度比利尺4321ω2（二）速度分析②求

大小？v？

方向vvvABCD速度图，速度比例尺①求polygonEF56pbc③求imagepbcef4321ω2ABCDEF56c④求

大小？v？

方向vvv⑤求影像法⑥求（三）加速度分析②求大小v？vv？方向vvvvv加速度图，加速度比例尺①求4321ω2ABCDEF56③求4321ω2ABCDEF56④求影像法⑤求大小

？vv？方向vvvv⑥求导杆机构牛头刨床已知：牛头刨床主机构各杆尺寸，原动件

求：刨头，导杆解：（一）位移分析（二）速度分析按长度比利尺作出机构运动简图①求例2

②求大小？v？方向vvv速度图，速度比例尺③求影像法④求

大小？v？方向vvv（三）加速度分析②求大小v？v？v方向vvvvv①求④求大小？vv？方向vvvv

③影像法§3-4机构的运动分析--解析法Analyticalmethod方法：代数法复数矢量法

矩阵法

例已知：曲柄摇杆机构各杆尺寸，原动件角速度

求：各杆位移、速度、加速度

解：一、位置分析列矢量封闭方程

closedequationforvector

大小vvvv方向v??v向坐标轴投影：向坐标轴投影：非线性方程组nonlinearequation解法：①代数消元法显式②迭代法计算数学1、消求知：杆长求：ABC由三角公式：得：求同理：说明：

双值初装位置及连续条件定2，消去二、速度分析位置方程对时间求导:线性方程组解法:①代数消元法④迭代法②行列式法

③矩阵法1、消去法位置方程2、矩阵法

位置方程组(非线性)速度方程组(线性)速度方程对时间求导数：三、加速度分析速度方程1、消去法2、矩阵法编程上机运算[A]§3-5机构运动线图kinematicdiagram纵坐标—执行构件（角位移）、（角）速度、（角）加速度横坐标—时间t或原动件转角φ例

牛头刨床六杆机构例题第四章小结①仅用于速度分析②用于机构