第3章平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析.

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1、第三章平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析§3－1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的目的與方法§3－2速度瞬心及其在機(jī)構(gòu)速度分析中的應(yīng)用§3－3用矢量方程圖解法作機(jī)構(gòu)速度和加速度分析§3－4綜合運(yùn)用瞬心法和矢量方程圖解法對(duì)復(fù)雜機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度分析§3－5用解析法作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析作者：潘存云教授ACBED§3－1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的目的與方法設(shè)計(jì)任何新的機(jī)械，都必須進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析工作。以確定機(jī)械是否滿足工作要求。1.位置分析研究?jī)?nèi)容：位置分析、速度分析和加速度分析。①確定機(jī)構(gòu)的位置（位形），繪制機(jī)構(gòu)位置圖。②確定構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)空間，判斷是否發(fā)生干涉。③確定構(gòu)件(活塞)

2、行程，找出上下極限位置。從動(dòng)件點(diǎn)的軌跡構(gòu)件位置速度加速度原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律內(nèi)涵：④確定點(diǎn)的軌跡（連桿曲線），如鶴式吊。HEHD2.速度分析①通過(guò)分析，了解從動(dòng)件的速度變化規(guī)律是否滿足工作要求。如牛頭刨②為加速度分析作準(zhǔn)備。3.加速度分析的目的是為確定慣性力作準(zhǔn)備。方法：圖解法－簡(jiǎn)單、直觀、精度低、求系列位置時(shí)繁瑣。解析法－正好與以上相反。實(shí)驗(yàn)法－試湊法，配合連桿曲線圖冊(cè)，用于解決實(shí)現(xiàn)預(yù)定軌跡問(wèn)題。作者：潘存云教授12A2(A1)B2(B1)§3－2速度瞬心及其在機(jī)構(gòu)速度分析中的應(yīng)用機(jī)構(gòu)速度分析的圖解法有：速度瞬心法

3、、相對(duì)運(yùn)動(dòng)法、線圖法。瞬心法尤其適合于簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析。一、速度瞬心及其求法絕對(duì)瞬心－重合點(diǎn)絕對(duì)速度為零。P21相對(duì)瞬心－重合點(diǎn)絕對(duì)速度不為零。VA2A1VB2B1Vp2=Vp1≠0Vp2=Vp1=0兩個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)構(gòu)件上速度相同的一對(duì)重合點(diǎn)，在某一瞬時(shí)兩構(gòu)件相對(duì)于該點(diǎn)作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，該點(diǎn)稱瞬時(shí)速度中心。求法？1)速度瞬心的定義特點(diǎn)：①該點(diǎn)涉及兩個(gè)構(gòu)件。2）瞬心數(shù)目∵每?jī)蓚€(gè)構(gòu)件就有一個(gè)瞬心∴根據(jù)排列組合有P12P23P13構(gòu)件數(shù)4568瞬心數(shù)6101528123若機(jī)構(gòu)中有n個(gè)構(gòu)件，則N＝n(n-1)/2②絕對(duì)速度相同

4、，相對(duì)速度為零。③相對(duì)回轉(zhuǎn)中心。121212tt123）機(jī)構(gòu)瞬心位置的確定1.直接觀察法適用于求通過(guò)運(yùn)動(dòng)副直接相聯(lián)的兩構(gòu)件瞬心位置。nnP12P12P12∞2.三心定律V12定義：三個(gè)彼此作平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件共有三個(gè)瞬心，且它們位于同一條直線上。此法特別適用于兩構(gòu)件不直接相聯(lián)的場(chǎng)合。作者：潘存云教授123P21P31E3D3VE3VD3A2VA2VB2A’2E’3P32結(jié)論：P21、P31、P32位于同一條直線上。B2作者：潘存云教授3214舉例：求曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的速度瞬心。∞P141234P12P34P13P24P2

5、3解：瞬心數(shù)為：1.作瞬心多邊形圓2.直接觀察求瞬心3.三心定律求瞬心N＝n(n-1)/2＝6n=4ω1123四、速度瞬心在機(jī)構(gòu)速度分析中的應(yīng)用1.求線速度已知凸輪轉(zhuǎn)速ω1，求推桿的速度。P23∞解：①直接觀察求瞬心P13、P23。V2③求瞬心P12的速度。V2＝VP12＝μl(P13P12)·ω1長(zhǎng)度P13P12直接從圖上量取。P13②根據(jù)三心定律和公法線n－n求瞬心的位置P12。nnP12作者：潘存云教授P24P13ω22.求角速度解：①瞬心數(shù)為6個(gè)②直接觀察能求出4個(gè)余下的2個(gè)用三心定律求出。③求瞬心P24

6、的速度。VP24＝μl(P24P14)·ω4ω4＝ω2·(P24P12)/P24P14a)鉸鏈機(jī)構(gòu)已知構(gòu)件2的轉(zhuǎn)速ω2，求構(gòu)件4的角速度ω4。VP24＝μl(P24P12)·ω2P12P23P34P14方向:CW,與ω2相同。相對(duì)瞬心位于兩絕對(duì)瞬心的同一側(cè)，兩構(gòu)件轉(zhuǎn)向相同VP242341ω4312b)高副機(jī)構(gòu)已知構(gòu)件2的轉(zhuǎn)速ω2，求構(gòu)件3的角速度ω3。ω2解:用三心定律求出P23。求瞬心P23的速度:VP23＝μl(P23P13)·ω3∴ω3＝ω2·(P12P23/P13P23)P12P13方向:CCW,與ω2相

7、反。VP23VP23＝μl(P23P12)·ω2相對(duì)瞬心位于兩絕對(duì)瞬心之間，兩構(gòu)件轉(zhuǎn)向相反。nnP23ω3312P23P13P123.求傳動(dòng)比定義：兩構(gòu)件角速度之比傳動(dòng)比。ω3/ω2＝P12P23/P13P23推廣到一般：ωi/ωj＝P1jPij/P1iPij結(jié)論:①兩構(gòu)件的角速度之比等于絕對(duì)瞬心至相對(duì)瞬心的距離之反比。②角速度的方向?yàn)椋合鄬?duì)瞬心位于兩絕對(duì)瞬心的同一側(cè)時(shí)，兩構(gòu)件轉(zhuǎn)向相同。相對(duì)瞬心位于兩絕對(duì)瞬心之間時(shí)，兩構(gòu)件轉(zhuǎn)向相反。ω2ω34.用瞬心法解題步驟①繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；②求瞬心的位置；③求出相對(duì)瞬心的速

8、度;瞬心法的優(yōu)缺點(diǎn)：①適合于求簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)的速度，機(jī)構(gòu)復(fù)雜時(shí)因瞬心數(shù)急劇增加而求解過(guò)程復(fù)雜。②有時(shí)瞬心點(diǎn)落在紙面外。③僅適于求速度V,使應(yīng)用有一定局限性。④求構(gòu)件絕對(duì)速度V或角速度ω。CD§3－3用矢量方程圖解法作機(jī)構(gòu)速度和加速度分析一、基本原理和方法1.矢量方程圖解法因每一個(gè)矢量具有大小和方向兩個(gè)參數(shù)，根據(jù)已知條件的不同，上述方程有以下四種情況：設(shè)有矢量方程：D＝A+B+C