第2章_平面机构的运动分析.ppt

机 械 原 理,第2章 平面机构的运动分析,,,速度瞬心法,,相对运动图解法,●确定构件的行程或机壳的轮廓；,目的：,●图解法,方法：,2.1 研究机构运动分析的 目的和方法,●确定机械的工作条件；,●确定惯性力,●解析法,●实验法,,速度瞬心：作相对运动两构件，在任一瞬时，其相对运动可看成是绕某一重合点的转动，该点称为速度瞬心Pij,两构件瞬心的瞬时绝对速度相等，相对速度为零2.2.1 速度瞬心的概念,2.2 速度瞬心法及其在机构 速度分析上的应用,设机构中有K个构件， N为瞬心总数，则：,2.2.2 机构瞬心的数目,两构件直接用运动副连接,（P12）,,,,,,p12,（1）若两构件1、2以转动副相联接，则瞬心P12位于转动副的中心,（2）若两构件1、2以移动副相联接，则瞬心P12位于垂直于导路线 方向的无穷远处,（3）若两构件1、2以高副相联接，,在接触点M处作纯滚动，则接触点M就是它们的瞬心,在接触点M处有相对滑动，则瞬心位于过接触点M的公法线上,2.2.3 机构瞬心的确定,1．三心定理,,证明：,两构件间没有用运动副直接联接，则可用三心定理来确定 其瞬心位置,,,P12,P13,三心定理：作平面运动的三个构件共有三个瞬心，这三个瞬心 必在一条直线上,2.2.4 三心定理求两构件的瞬心,P12,,,,,P23,P34,P14,,P13,,2．三心定理应用,铰链四杆机构,凸轮机构,,,,,,,,P21,P31,P23,,,,,,,,曲柄滑块机构,滑动兼滚动接触的高副机构,,,2.2.5 速度瞬心法在机构速度 分析上的应用,思路：,方法：,确定传动比→已知一构件角速度求另一构件角速度→求构件上点的速度,找关联的两构件和机架间的三个瞬心解之,构件1、3转向相同，相对瞬心为绝对瞬心连线的外分点,例：已知四杆机构各构件的长度及ω1，求在该瞬时的i31，i21,解：,（1）求i31,求构件１、３、４的速度瞬心P13、 P14 、 P34 、P13 为相对瞬心，P14 、 P34为绝对瞬心,,构件2、4转向相反反向，相对瞬心为绝对瞬心连线的内分点,（2）求i21,同理：求构件１、2、４的速度瞬心P12、 P14 、 P24 、P12 为相对瞬心， P14 、 P24为绝对瞬心,例：凸轮机构，求,例：曲柄滑块机构，求,,,,,,,,,思考：构件1 2 3 4 5上速度为零的点分别是哪几个点？,,2.3.1 同一构件上两点间的速度和加速度的求法,例：图示四杆机构，已知各杆长度，ω1，α1，φ1， 求,,2.3 用相对运动图解法求机构的 速度和加速度分析,,1. 速度分析,大小,因△bce∽△BCE ，称△bce为△BCE的速度影像。

由此可确定构件2上的任一点的速度p,e,c,方向,？,√,？,√,√,√,？,√,？,√,？,√,√,√,？,√,速度多边形特性：,（1） p 点为构件上所有绝对速度为零的影像；,（2） 连接 p 点到任一点的向量，代表该点在机构图中同名点的绝对速度，方向为从 p 点指向该点；,（4） 同一构件上各点的位置所构成的多边形与这些点的速度矢量终点所构成的相似，而且二者字母绕行的顺序相同2. 加速度分析,√,大小,方向,√,？,√,√,√,√,√,√,√,？,√,,因△b’c’e’∽△BCE，称 △b’c’e’为△BCE的加速度影像由此可确定构件2上的任一点的加速度加速度多边形的特性同速度多边形√,大小,方向,√,√,√,√,√,√,√,√,√,√,√,？,？,加速度多边形特性：,（1） π点为构件上所有绝对加速度为零的影像；,（2） 连接π点到任一点的向量，代表该点在机构图中同名点的绝对加速度，方向为从π点指向该点；,（4） 同一构件上各点的位置所构成的多边形与这些点的加速度矢量终点所构成的相似，而且二者字母绕行的顺序相同例：图示直线机构中,，,，,d,c,b,,,,,,,,,,,,构件AF的角速度ω=1rad/s。

求,，,,,,例：已知:图示四杆机构各构件的长度和ω1,求ω3,α3,,,,,,b3,,,,,,,,2.3.2 组成移动副的两构件上 重合点的速度和加速度,,例：,,,,c'2,,,解：,大小 ？ ω1lAC ？方向 ⊥CD ⊥AC ∥AB,ω32lCD ？ ω12lAC 2ω1vc2c1 ？C → D ⊥ CD C→A ⊥ AB ∥AB,,,c2,,,,∞,∞,,,例：图示机构中, 设已知各构件的尺寸及原动件 1 的速度 v1 和加速度a l 求 :（1）确定在图示位置时的全部瞬心；（2）求构件 2 、 3 的瞬时角速度ω2 、ω3；（3） 求构件 2 上 瞬时速度为零的点的位置 ( 在图上标出 )；（4）求构件3的瞬时角加速度ε3 b3,,,,,,,,,,,用瞬心法求出绝对瞬心P36则：,例：已知ω1，求VE（书p52，例2-3）,2.3.3 综合用瞬心法和相对运动图解法对复杂机构进行速度分析,再用图解法求vE（构件3上不同点）,用图解法求vB3(不同构件上重合点),例（书P53，例2-3）,例：（书P50，例2-2）,同一构件上不同点,不同构件上的重合点,,2.4.1 铰链四杆机构,1. 位移分析,实部相等虚部相等,令：,2.4 用解析法作机构的速度 和加速度分析,2. 速度分析,对上面的基本式求导,等式两边乘以,并取实部相等,同理,3. 加速度分析,本章结束,题 2 – 3 图,题 2 – 3 解1,题 2 – 3 解2,习题 2 – 4 图,习题 2 – 4 解,。