平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析ppt課件

1、31 31 機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析的義務(wù)、目的和方法機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析的義務(wù)、目的和方法第三章第三章 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析32 32 用速度瞬心法作機(jī)構(gòu)的速度分析用速度瞬心法作機(jī)構(gòu)的速度分析33 33 用矢量方程圖解法作機(jī)構(gòu)的速度用矢量方程圖解法作機(jī)構(gòu)的速度 及加速度分析及加速度分析34 34 用解析法作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析用解析法作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析3535機(jī)構(gòu)構(gòu)造分析的內(nèi)容及目的機(jī)構(gòu)構(gòu)造分析的內(nèi)容及目的31 31 機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析的義務(wù)、目的和方法機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析的義務(wù)、目的和方法義務(wù)：在知機(jī)構(gòu)尺寸及原動件運(yùn)動規(guī)律的情況下，義務(wù)：在知機(jī)構(gòu)尺寸及原動件運(yùn)動規(guī)律的情況下， 確定機(jī)構(gòu)中其他構(gòu)件上某些點(diǎn)的軌跡、位移

2、、確定機(jī)構(gòu)中其他構(gòu)件上某些點(diǎn)的軌跡、位移、 速度及加速度和構(gòu)件的角位移、角速度及角加速度及加速度和構(gòu)件的角位移、角速度及角加 速度。速度。目的：在設(shè)計(jì)新的機(jī)械或分析現(xiàn)有機(jī)械的任務(wù)性能等，目的：在設(shè)計(jì)新的機(jī)械或分析現(xiàn)有機(jī)械的任務(wù)性能等， 都必需首先計(jì)算其機(jī)構(gòu)的運(yùn)動參數(shù)。都必需首先計(jì)算其機(jī)構(gòu)的運(yùn)動參數(shù)。 32 32 用速度瞬心法作機(jī)構(gòu)的速度分析用速度瞬心法作機(jī)構(gòu)的速度分析一、一、 速度瞬心及其位置確實(shí)定速度瞬心及其位置確實(shí)定速度瞬心速度瞬心 ：兩構(gòu)件作相對運(yùn)動時，其相對速度為：兩構(gòu)件作相對運(yùn)動時，其相對速度為 零時的重合點(diǎn)稱為速度瞬心，簡稱瞬心。零時的重合點(diǎn)稱為速度瞬心，簡稱瞬心。也就是兩構(gòu)件在該

3、瞬時具也就是兩構(gòu)件在該瞬時具有一樣絕對速度的重合點(diǎn)。有一樣絕對速度的重合點(diǎn)。因此，兩構(gòu)件在任一瞬時的因此，兩構(gòu)件在任一瞬時的相對運(yùn)動都可看成繞瞬心的相對運(yùn)動都可看成繞瞬心的相對運(yùn)動。相對運(yùn)動。jiPijABvBiBjvAiAj ij32 32 用速度瞬心法作機(jī)構(gòu)的速度分析用速度瞬心法作機(jī)構(gòu)的速度分析絕對瞬心：兩構(gòu)件之一是靜止構(gòu)件。絕對瞬心：兩構(gòu)件之一是靜止構(gòu)件。相對瞬心：兩構(gòu)件都運(yùn)動的。相對瞬心：兩構(gòu)件都運(yùn)動的。2) 1(2NNCKN 每兩個相對運(yùn)動的構(gòu)件都有一個瞬心，每兩個相對運(yùn)動的構(gòu)件都有一個瞬心，故假設(shè)有故假設(shè)有N個構(gòu)件的機(jī)構(gòu)，其瞬心總數(shù)為：個構(gòu)件的機(jī)構(gòu)，其瞬心總數(shù)為：32 32 用速度

4、瞬心法作機(jī)構(gòu)的速度分析用速度瞬心法作機(jī)構(gòu)的速度分析1. 兩構(gòu)件直接用運(yùn)動副銜接兩構(gòu)件直接用運(yùn)動副銜接A假設(shè)兩構(gòu)件假設(shè)兩構(gòu)件1、2以轉(zhuǎn)動副相結(jié)合，那么瞬心以轉(zhuǎn)動副相結(jié)合，那么瞬心P12位位于轉(zhuǎn)于轉(zhuǎn) 動副的中心；動副的中心； B假設(shè)兩構(gòu)件假設(shè)兩構(gòu)件1、2以挪動副相結(jié)合，那么瞬心以挪動副相結(jié)合，那么瞬心P12位位于垂于垂 直于導(dǎo)道路方向的無窮遠(yuǎn)處；直于導(dǎo)道路方向的無窮遠(yuǎn)處； 瞬心位置確定方法如下：瞬心位置確定方法如下：A12P12AB1232 32 用速度瞬心法作機(jī)構(gòu)的速度分析用速度瞬心法作機(jī)構(gòu)的速度分析 瞬心位置確定方法如下：瞬心位置確定方法如下：C假設(shè)兩構(gòu)件假設(shè)兩構(gòu)件1、2以高副相結(jié)合，在接觸點(diǎn)

5、以高副相結(jié)合，在接觸點(diǎn)M處作處作 純滾動，那么接觸點(diǎn)純滾動，那么接觸點(diǎn)M就是它們的瞬心。就是它們的瞬心。D假設(shè)兩構(gòu)件假設(shè)兩構(gòu)件1、2以高副相結(jié)合，在接觸點(diǎn)以高副相結(jié)合，在接觸點(diǎn)M處處 即即 作純滾動又有相對滑動，那么瞬心位于過接觸點(diǎn)作純滾動又有相對滑動，那么瞬心位于過接觸點(diǎn) M的法線上。的法線上。12p12MP12M12ttn32 32 用速度瞬心法作機(jī)構(gòu)的速度分析用速度瞬心法作機(jī)構(gòu)的速度分析 瞬心位置確定方法如下：瞬心位置確定方法如下： 三心定理三心定理: : 作平面運(yùn)動的三個構(gòu)作平面運(yùn)動的三個構(gòu)件共有三個瞬心，這三個瞬心必在件共有三個瞬心，這三個瞬心必在一條直線上。一條直線上。 2. 兩構(gòu)

6、件間沒用運(yùn)動副直接聯(lián)接，用三心兩構(gòu)件間沒用運(yùn)動副直接聯(lián)接，用三心定理確定瞬心位置定理確定瞬心位置二、利用速度瞬心法進(jìn)展機(jī)構(gòu)的速度分析二、利用速度瞬心法進(jìn)展機(jī)構(gòu)的速度分析 如下圖鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，假設(shè)知各桿長度以及圖示如下圖鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，假設(shè)知各桿長度以及圖示瞬時位置，求瞬時位置，求 3。舉例分析。舉例分析。P12P13P23 1A1234BCDP14v13P24解：機(jī)構(gòu)瞬心數(shù)：解：機(jī)構(gòu)瞬心數(shù)：62) 14(42) 1(NNK1314113ppplv1334313Ppplv1314133431pppp3=1P14P13/P34P1333 33 用矢量方程圖解法作機(jī)構(gòu)的用矢量方程圖解法作機(jī)構(gòu)的 速度及

7、加速度分析速度及加速度分析一、矢量方程圖解法的根本原理一、矢量方程圖解法的根本原理 由實(shí)際力學(xué)知識中剛體的平面運(yùn)動和由實(shí)際力學(xué)知識中剛體的平面運(yùn)動和 點(diǎn)的復(fù)合運(yùn)這兩個原理可得其方法：點(diǎn)的復(fù)合運(yùn)這兩個原理可得其方法： 利用機(jī)構(gòu)中構(gòu)件上各點(diǎn)間的相對利用機(jī)構(gòu)中構(gòu)件上各點(diǎn)間的相對運(yùn)動運(yùn)動 關(guān)系列出它們之間的速度和加速關(guān)系列出它們之間的速度和加速度矢度矢 量方程式。量方程式。 按一定比例作矢量方程圖。按一定比例作矢量方程圖。二、用矢量方程圖解法作機(jī)構(gòu)的速度和加速度分析二、用矢量方程圖解法作機(jī)構(gòu)的速度和加速度分析1. 同一構(gòu)件上兩點(diǎn)間的速度和加速度關(guān)系同一構(gòu)件上兩點(diǎn)間的速度和加速度關(guān)系1 速度分析速度分析

8、；各桿長度；已知：1。、求：3322EEV步驟：步驟： 對機(jī)構(gòu)進(jìn)展運(yùn)動分析，列出矢量方程式；對機(jī)構(gòu)進(jìn)展運(yùn)動分析，列出矢量方程式； 取比例尺，定極點(diǎn)；取比例尺，定極點(diǎn)； 按矢量作圖法繪圖知按矢量作圖法繪圖知 未知未知ACDB1234E 1. 同一構(gòu)件上兩點(diǎn)間的速度和加速度關(guān)系同一構(gòu)件上兩點(diǎn)間的速度和加速度關(guān)系1 速度分析速度分析cbePACDB1234E CDABCB方向方向?ABl1?大大小小CBBCVVV) s/m(pcVvC) s/m(bcVvCBpeVLE（順時針）lvBCCBBCbclV2小結(jié)：由各速度矢量構(gòu)成的圖形稱為速度多邊形。小結(jié)：由各速度矢量構(gòu)成的圖形稱為速度多邊形。 p點(diǎn)稱為

9、速度多邊形的極點(diǎn)。其特點(diǎn)如下：點(diǎn)稱為速度多邊形的極點(diǎn)。其特點(diǎn)如下：3 3相對速度是聯(lián)接兩絕對速度矢端的矢量，下標(biāo)字相對速度是聯(lián)接兩絕對速度矢端的矢量，下標(biāo)字 母相反；母相反；2 2由極點(diǎn)由極點(diǎn)P P向外放射的矢量，代表構(gòu)件相應(yīng)點(diǎn)的絕向外放射的矢量，代表構(gòu)件相應(yīng)點(diǎn)的絕 對速度；對速度； 1絕對速度均由極點(diǎn)引出；絕對速度均由極點(diǎn)引出；1. 同一構(gòu)件上兩點(diǎn)間的速度和加速度關(guān)系同一構(gòu)件上兩點(diǎn)間的速度和加速度關(guān)系4極點(diǎn)的速度為零；極點(diǎn)的速度為零；5速度影象原理。速度影象原理。pbeceec CBaCEaEBacaBaEa2 加速度分析加速度分析CBBcaaaCBnCBBnBcncaaaaaa方向方向大小

10、大小DC CDABBC CBAB ？0CBl22？CDl23ABl211. 同一構(gòu)件上兩點(diǎn)間的速度和加速度關(guān)系同一構(gòu)件上兩點(diǎn)間的速度和加速度關(guān)系accca CDcla3逆時針CBCBla2逆時針accpa方向如圖aEepa同理同理ECnECcEBnEBnBEaaaaaaaAB BE EBDC CE ECBEl22ABl21？ECl22CDl23那么：方向方向大小大小ACDB1234E 1. 同一構(gòu)件上兩點(diǎn)間的速度和加速度關(guān)系同一構(gòu)件上兩點(diǎn)間的速度和加速度關(guān)系1絕對加速度均由極點(diǎn)引出；絕對加速度均由極點(diǎn)引出；3 3相對加速度是聯(lián)接兩絕對加速度矢端的矢量，下相對加速度是聯(lián)接兩絕對加速度矢端的矢量，

11、下 標(biāo)字母相反；標(biāo)字母相反；4極點(diǎn)的加速度為零；極點(diǎn)的加速度為零；2 2由極點(diǎn)由極點(diǎn)P P向外放射的矢量，代表構(gòu)件相應(yīng)點(diǎn)的向外放射的矢量，代表構(gòu)件相應(yīng)點(diǎn)的 絕對加速度；絕對加速度； 6加速度影象原理。加速度影象原理。5切向、法向加速度應(yīng)銜接切向、法向加速度應(yīng)銜接 在一同畫，不要分開，在一同畫，不要分開， 且相互垂直；且相互垂直；2、組成挪動副的兩構(gòu)件上重合點(diǎn)的速度、加速度分析、組成挪動副的兩構(gòu)件上重合點(diǎn)的速度、加速度分析1速度分析速度分析解：由實(shí)際力學(xué)知識得：解：由實(shí)際力學(xué)知識得：2323BBBBVVVABBC BC ABl1？方向方向大小大小vBpbV33BCBlV33(方向如圖示方向如圖示)順時針順時針b3 b1(b2) pmms/mvBCAB ABCB BC022390轉(zhuǎn)沿將BBV方向方向2232BBVBCl23ABl21？0大小大小rBBKBBBBaaaa232323rBBKBBBnBBnBaaaaaa232