天大原理機(jī)械設(shè)計(jì)上課課件

§3-2機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析1、基本原理

1)、同一構(gòu)件上兩點(diǎn)間的運(yùn)動(dòng)已知：A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向。

求：B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的大小。

解：方向：大?。??一、矢量方程圖解法求機(jī)構(gòu)的速度和加速度（Kinematicsanalysisofmechanisms)vAvBvBAvA方向:大?。?若B點(diǎn)平動(dòng)，只有一項(xiàng)；若B點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，?aAaBaBAaAaBAnaBAt2)、不同構(gòu)件上瞬時(shí)重合點(diǎn)間的運(yùn)動(dòng)已知：B1點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，B2點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向。求：B2點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的大小。解：方向：大?。??12B(B1B2)vB2vB1vB2B1方向：大?。?？？若B2點(diǎn)平動(dòng)，只有一項(xiàng)；若B2點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，大?。悍较颍簩⒌姆较蝽樦霓D(zhuǎn)向轉(zhuǎn)12B(B1B2)aB2aB1aB2B1raB2B1kw1大?。悍较颍簩⒌姆较蝽樦霓D(zhuǎn)向轉(zhuǎn)12(B1B2)B12(B1B2)BVB2B1VB1B2aB2B1kaB2B1k3)、注意事項(xiàng)：132A(A1A2A3)4)、比例尺：長(zhǎng)度比例尺：速度比例尺：加速度比例尺：2、用矢量方程圖解法作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析例1、已知：各桿長(zhǎng)度，機(jī)構(gòu)位置，為常數(shù)。求：1234ABCDEw1解：方向：選，任找一點(diǎn)P（絕對(duì)速度為零的點(diǎn)）。（逆）（順）1234ABCDEw1?lABw1?mvpbc大?。悍较颍捍笮。悍较蛉鐖D。稱是的影像。1234ABCDEw1mvpbc????e速度（加速度）影像原理：1)在同一構(gòu)件上，并已知該構(gòu)件上兩點(diǎn)間運(yùn)動(dòng),求其他任一點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)可用影像;2)機(jī)構(gòu)圖與速度(加速度)圖上對(duì)應(yīng)的三角形應(yīng)相似,且字母繞行方向應(yīng)一致。方向:大?。簂CDw32

?lABw12lCBw22?

選ma

，任找p’（絕對(duì)加速度為零的點(diǎn)）。

E點(diǎn)加速度由影像得：方向如圖。1234ABCDEw1ma

p’c”b’c”’c’e’

例2、已知圖示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的位置、尺寸、w1和加速度圖。求機(jī)構(gòu)在該位置連桿BC上速度為零的點(diǎn)E和加速度為零的點(diǎn)F。c”b’c’P’c’”ABCDw11234解：方向：CDABCB大?。?？lABw1？選mv

，找P點(diǎn)。Pbc（d）（E）∴E點(diǎn)與D點(diǎn)重合。

根據(jù)影像原理F應(yīng)在加速度圖的P’點(diǎn)上即：F∴F點(diǎn)如圖所示。例3.已知：機(jī)構(gòu)位置，尺寸，w1為常數(shù)。求：w3=?解：a)方向：大?。?？lAB

w1?選mv

，找P點(diǎn)。（逆）w1ABC1234(B1B2B3)pmVb3b2a)b)擴(kuò)大剛體(擴(kuò)大3構(gòu)件)，看B點(diǎn)。方向：大?。?？lAB

w1?選mv

，找P點(diǎn)。（逆）w1ABC1234Db)(B1B2B3)pmVb2b3BD0？ABC1234w1例4、已知：機(jī)構(gòu)位置，尺寸，w1為常數(shù)。求：w2、a2。解：方向：大?。哼xmV

，找P點(diǎn)。（順）方向如圖。？lABw1(c2c3c4)mvp(c3)b0？0c2？？0？ABC1234w1(c2c3c4)方向:大小:選ma，任找p’點(diǎn)。（逆）？0lAB

w12?lBC

w22?0?2w3vc2c3map’(c3’)b’c2”k’c2’

例5、已知圖示機(jī)構(gòu)的位置、尺寸，w1為常數(shù)。試用矢量方程圖解法求E點(diǎn)的速度vE=？和加速度a

E=？1w132645DBACE(B1B2B3)解：方向：ABBC‖CB大?。?？lABw1？選mV

,找

P點(diǎn).方向：水平∨ED大?。海?？∨Pb2b3d方向如圖。（逆）（順）evD由影像求得。1w132645DBACE(B1B2B3)方向：B→ABC‖CB大?。?？lABw122w3vB2B3選ma,找P’點(diǎn).方向：水平∨ED大?。海?？∨方向如圖。B→CBClBCw32？E→DlEDw42P’b2’b3”d’b3’r’k’e’e”aD由影像求得。1、矢量方程法已知：機(jī)構(gòu)各構(gòu)件尺寸，w1

為常數(shù)。

求：于q1

的表達(dá)式。ACBPDab1324w1q1二、用解析法作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析1).位置分析：將上述矢量方程向X,Y軸投影得：解：建立如圖所示的坐標(biāo)系各桿件均以矢量表示。ACBPDab1324w1q1YXq3q2消去q2(1),(2)兩式整理得：整理得：同理，對(duì)于q2也可求得：對(duì)于P點(diǎn)的軌跡，如圖示可得：2)、速度分析：對(duì)(1)，(2)兩式求導(dǎo)ACBPDab1324w1q1YXq3q2求w2(w3)

將坐標(biāo)軸繞A點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)q3(q2)

角，（5）式得：對(duì)于P點(diǎn)：ACBPDab1324w1q1YXq3q2YXACBPDab1324w1q1YXq3q2YX3)、加速度分析：對(duì)（5），（6）式求導(dǎo)同理，求a2(a3)

將坐標(biāo)系逆時(shí)針