《機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析》PPT課件

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1、3平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析§3－1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的方法及目的§3－2速度瞬心及其在機(jī)構(gòu)速度分析中的應(yīng)用§3－3用解析法作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析§3.1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的方法及目的已知：機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的長(zhǎng)度尺寸及原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律確定：從動(dòng)件中各構(gòu)件和其上各點(diǎn)的位移、速度、加速度。1）機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的任務(wù)：檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件或點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況是否滿足要求，為后續(xù)設(shè)計(jì)提供必要的原始參數(shù)。2）機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的目的：3）機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的方法：圖解法解析法簡(jiǎn)單、直觀、精度低精確速度瞬心法矢量方程圖解法§3.2速度瞬心及其在平面機(jī)構(gòu)速度分析中的應(yīng)用一.速度瞬心(InstantCentres)及其求

2、法兩構(gòu)件作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，其相對(duì)速度為零，絕對(duì)速度相同時(shí)的重合點(diǎn)稱為速度瞬心，簡(jiǎn)稱瞬心。1)速度瞬心的定義因此,兩構(gòu)件在任一瞬時(shí)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)都可看成繞瞬心的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。jiPijABvBiBjvAiAj?ij絕對(duì)瞬心：兩構(gòu)件之一是靜止構(gòu)件。相對(duì)瞬心：兩構(gòu)件都運(yùn)動(dòng)的；每?jī)蓚€(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件都有一個(gè)瞬心，故若有N個(gè)構(gòu)件的機(jī)構(gòu)，其瞬心總數(shù)為：三.機(jī)構(gòu)中瞬心位置的確定二.機(jī)構(gòu)中瞬心的數(shù)目(Numberofinstantcentresofamechanism)jiPijABvBiBjvAiAj（1）根據(jù)瞬心的定義作A、B兩點(diǎn)相對(duì)速度的垂線，其交點(diǎn)就是構(gòu)件i、j的瞬心P

3、ij。A12（P12）（2）若兩構(gòu)件1、2以轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)結(jié)，則瞬心P12位于轉(zhuǎn)動(dòng)副的中心；（3）若兩構(gòu)件1、2以移動(dòng)副相聯(lián)結(jié)，則瞬心P12位于垂直于導(dǎo)路線方向的無(wú)窮遠(yuǎn)處；AB12P128nnM12ttP1212p12M（4）若兩構(gòu)件1、2以高副相聯(lián)結(jié)在接觸點(diǎn)M處有相對(duì)滑動(dòng)，則瞬心位于過(guò)接觸點(diǎn)M的公法線上。（3）若兩構(gòu)件1、2以高副相聯(lián)結(jié)在接觸點(diǎn)M處作純滾動(dòng)，則接觸點(diǎn)M就是它們的瞬心。3.兩構(gòu)件間沒(méi)有用運(yùn)動(dòng)副直接連接三心定理(TheoremofThreeCentres):作平面運(yùn)動(dòng)的三個(gè)構(gòu)件共有三個(gè)瞬心，這三個(gè)瞬心必在一條直線上。CVc2Vc3P12P

4、13AB123?2?3設(shè)同速點(diǎn)P23不在直線P12P13上而是在C點(diǎn)顯然Vc21?Vc31（方向不一致）所以假定不成立。P23必在直線P12P13上P12例平底移動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，構(gòu)件2的角速度?2，求從動(dòng)件3在圖示位置時(shí)的移動(dòng)速度v3。321?2KnnP13P231.求線速度四、速度瞬心在機(jī)構(gòu)速度分析中的應(yīng)用關(guān)鍵：找出已知運(yùn)動(dòng)構(gòu)件和待求運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的相對(duì)瞬心和它們的絕對(duì)瞬心2.求角速度312ω2解:用三心定律求出P23。求瞬心P23的速度:VP23＝μl(P23P13)·ω3∴ω3＝ω2·(P13P23/P12P23)P12P13方向:與ω2相反

5、。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。nnP23ω3已知構(gòu)件2的轉(zhuǎn)速ω2，求構(gòu)件3的角速度ω3。例如圖所示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，若已知各桿長(zhǎng)以及圖示瞬時(shí)位置點(diǎn)B的速度VB，求點(diǎn)C的速度VC和構(gòu)件2的角速度?2及構(gòu)件1、3的角速比?1/?3。P12P13P24P23P34?1A1234BCDP14v13P14、P24、P34是絕對(duì)瞬心P12、P23、P13是相對(duì)瞬心P15P25P34P45→∞P12已知構(gòu)件1的角速度，求圖示位置構(gòu)件4的線速度。P14？P23→∞P45→∞P241、4、51、4、2P141）

6、僅適用于求解速度問(wèn)題，不可用于加速度分析。2）適用于構(gòu)件數(shù)較少的機(jī)構(gòu)的速度分析。（多構(gòu)件導(dǎo)致瞬心數(shù)量過(guò)多，分析復(fù)雜）3）瞬心法屬于圖解法，每次只分析一個(gè)位置，對(duì)于機(jī)構(gòu)整個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)的速度分析，工作量很大。其不足之處，由矢量方程圖解法和解析法來(lái)彌補(bǔ)。五.瞬心法小結(jié)§3.3用解析法作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析思路：用矩陣法作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的關(guān)鍵是把機(jī)構(gòu)的位置、速度及加速度方程表示成矩陣的形式，然后再借助于標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算程序和計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算求解。解析法：復(fù)數(shù)矢量法、矩陣法、桿組法等。步驟：1)建立直角坐標(biāo)系，將各構(gòu)件表示為桿矢量；2)根據(jù)機(jī)構(gòu)各桿矢量構(gòu)成的封閉形，寫(xiě)出機(jī)構(gòu)的矢

7、量封閉方程式，并寫(xiě)成等式左邊均為含未知參數(shù)項(xiàng)，而右邊均已知參數(shù)項(xiàng)的的坐標(biāo)投影方程式；3)將機(jī)構(gòu)的坐標(biāo)投影方程對(duì)時(shí)間求一次導(dǎo)數(shù)，得機(jī)構(gòu)的速度分析方程式，并寫(xiě)成矩陣形式；4)將上述速度方程對(duì)時(shí)間再求一次導(dǎo)數(shù)，即可得機(jī)構(gòu)的矩陣形式的加速度方程式。已知圖示機(jī)構(gòu)尺寸、原動(dòng)件的位置?1及其等角速度?1,進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。1）建立坐標(biāo)系，標(biāo)出桿矢量及方位角如果BC向量由C指向B，則其方位角j2如圖所示，大于180o。連架桿向量的箭頭指向一般為自固定鉸鏈向外。其方位角由x軸逆時(shí)針度量為正，反之為負(fù)。2）位置分析矢量方程向x、y軸投影或L2-L3＝L4-L1連桿上P點(diǎn)的

8、坐標(biāo)為：l2cosθ2－l3cosθ3＝l4－l1cosθ1l2sinθ2－l3sinθ3＝－l1sinθ1xp＝l1co