平面機構(gòu)的運動分析

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1、第3章平面機構(gòu)的運動分析徐州工程學(xué)院本章要求:1能用圖解法對機構(gòu)進行速度、加速度分析。徐州工程學(xué)院§3－1研究機構(gòu)運動分析的目的和方法1、運動分析的目的研究在已知原動件運動規(guī)律時，如何確定機構(gòu)其余構(gòu)件上各點的軌跡、位移、速度和加速度，構(gòu)件的位置、角速度、角位移和角加速度等運動參數(shù)。徐州工程學(xué)院◆圖解法◆解析法◆實驗法2、運動分析的基本方法徐州工程學(xué)院§3－2速度瞬心法及其在平面機構(gòu)速度分析上的應(yīng)用作平面運動的兩個構(gòu)件上瞬時相對速度等于零的點或絕對速度相等的點(等速重合點)，稱為速度瞬心。速度瞬心的個數(shù)：1.速度瞬心的意義設(shè)有m個構(gòu)件1，2，3，4，．．．，m一、速度瞬心法2.機構(gòu)瞬心的數(shù)

2、目徐州工程學(xué)院3.瞬心的求法(1)通過運動副直接連接的兩個構(gòu)件12P1221P12∞轉(zhuǎn)動副連接的兩個構(gòu)件移動副連接的兩個構(gòu)件12MP12高副連接的兩個構(gòu)件（純滾動）nnt12M高副連接的兩個構(gòu)件（存在滾動和滑動）徐州工程學(xué)院(2)不直接連接的兩個構(gòu)件三心定理：三個作平面平行運動的構(gòu)件的三個瞬心必在同一條直線上。三個構(gòu)件有三個瞬心P12、P13、P23要求證明構(gòu)件2和構(gòu)件3之間的相對速度瞬心P23應(yīng)位于P12和P13的連線上。反證法：假定瞬心P23不在直線P12P13上，而是位于其它任一點S處。證明過程：根據(jù)相對瞬心定義假設(shè)構(gòu)件1在S處的重合點為S1，下列公式成立：3vs3s1P13P12

3、12svs2s1徐州工程學(xué)院1234P12P23P34P14P24P13例題1求圖示所有瞬心徐州工程學(xué)院例題2：求曲柄滑塊機構(gòu)的速度瞬心∞P1432141234P12P34P13P24P23解：瞬心數(shù)為：K＝N(N-1)/2＝6K=61.作瞬心多邊形（圓）2.直接觀察求瞬心（以運動副相聯(lián)）3.三心定律求瞬心（構(gòu)件間沒有構(gòu)成運動副）徐州工程學(xué)院123456123465P23P34∞P16∞P56P45P14P24P13P15P25P26P35例3：求圖示六桿機構(gòu)的速度瞬心解：瞬心數(shù)為：K＝N(N-1)/2＝15K=151.作瞬心多邊形圓2.直接觀察求瞬心3.三心定律求瞬心P12P46P36

4、徐州工程學(xué)院例題4求下列圖形的全部瞬心徐州工程學(xué)院解：徐州工程學(xué)院例題5求下列圖形的全部瞬心徐州工程學(xué)院解：徐州工程學(xué)院例題6求下列圖形的全部瞬心徐州工程學(xué)院解：徐州工程學(xué)院二、速度瞬心法在平面機構(gòu)速度分析上的應(yīng)用例題7求圖示所欲瞬心及件3轉(zhuǎn)速解：瞬心如圖所示。徐州工程學(xué)院例8：圖示機構(gòu)中，已知lAB，lBC，φ，構(gòu)件1以ω逆時針方向轉(zhuǎn)動。求：①機構(gòu)的全部瞬心位置；②從動件3的速度。P24徐州工程學(xué)院例題9求下列圖形的全部瞬心徐州工程學(xué)院例10：凸輪以勻速逆時針轉(zhuǎn)動，求該位置時從動件2的速度V2。P13P23?P12注意：1.速度瞬心法只能對機構(gòu)進行速度分析，不能加速度分析。2.構(gòu)件數(shù)目

5、較少時用。徐州工程學(xué)院§3-3用矢量方程圖解法作機構(gòu)的速度和加速度復(fù)習(xí)理論力學(xué)知識對于速度定理：平面圖形內(nèi)任一點的速度等于基點的速度與該點隨圖形繞基點轉(zhuǎn)動的速度的矢量和：VB=VA+VBAVBA大小：方向：垂直于AB，與的轉(zhuǎn)向一致剛體平面運動的運動合成的定理徐州工程學(xué)院對于加速度定理：平面圖形內(nèi)任一點的加速度等于基點的加速度與該點隨圖形繞基點轉(zhuǎn)動的切向加速度和法向加速度的矢量和。aB=aA+aBA=aA+anBA+atBAanBA的大?。悍较颍河葿指向A；atBA的大?。悍较颍捍怪庇贏B,指向與構(gòu)件的角加速度轉(zhuǎn)向一致。徐州工程學(xué)院例題11已知：機構(gòu)各構(gòu)件的長度，求：一、同一構(gòu)件上兩點間的

6、速度、加速度的關(guān)系解：速度分析速度矢量方程：大??？？方向CDABBC？？√？？ABBECDCE速度多邊形,比例mv速度影像bce①②pbce徐州工程學(xué)院加速度分析加速度矢量方程：？?C→D?CDB→A?ABC→B?CB加速度多邊形，比例ma加速度影像b’c’e’①②√w22lBEa2lBE√w22lCEa2lBE√E→B?EB√E→C?EC徐州工程學(xué)院例題12如下圖所示，一曲柄滑塊機構(gòu)，已知B點的速度、加速度的大小和方向，試對其進行速度和加速度分析。（長度比例尺為；速度比例尺為；加速度比例尺）解：速度分析根據(jù)速度合成定理VC=VB+VCB大?。?？√？方向：∥xx⊥AB⊥BC兩個方程兩個未

7、知數(shù)，可以求解圖解法求解過程：將VB平移出來，設(shè)起點為p,終點為b；過b點作直線垂直于BC；過p點作直線平行于xx；徐州工程學(xué)院根據(jù)速度合成定理(VE=)VB+VEB=VC+VCE大?。骸?？√？方向：√⊥EB√⊥CE兩個方程兩個未知數(shù)，可以求解圖中由各速度矢量構(gòu)成的圖形稱為：速度多邊形（或速度圖）角速度大小：方向：將vCB移到圖形中可知，圖形BCE逆時針旋轉(zhuǎn)。徐州工程學(xué)院p點稱為：速度多邊形極點圖形bce稱為：速度影像性質(zhì)：①由極點