機(jī)械原理平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析ppt課件.ppt

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1、第3章平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析§3-1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的任務(wù)、目的和方法§3-2用圖解法作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析§3-3用解析法作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析1§3-1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的任務(wù)、目的和方法一、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的任務(wù)（1）根據(jù)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖及原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，確定機(jī)構(gòu)中其余構(gòu)件上各點(diǎn)的軌跡、位移、速度和加速度，構(gòu)件的位置、角位移、角速度和角加速度等運(yùn)動(dòng)參數(shù)。（2）運(yùn)動(dòng)分析的目的是為機(jī)械運(yùn)動(dòng)性能和動(dòng)力性能的研究提供必要依據(jù)，是了解、剖析現(xiàn)有機(jī)械、優(yōu)化、綜合新機(jī)械的必要環(huán)節(jié)。二、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的方法圖解法：形象直觀、易于掌握，但作圖較繁瑣、精度

2、不高。解析法：精度高，但計(jì)算繁瑣、且較抽象、不直觀。實(shí)驗(yàn)法：常用于求解機(jī)構(gòu)的位置和軌跡，但需要專門的儀器設(shè)備。圖解法速度瞬心法矢量方程圖解法2§3-2用圖解法作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析運(yùn)動(dòng)合成原理：同一構(gòu)件上：一構(gòu)件上任一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，可以看作是隨同該構(gòu)件上另一點(diǎn)的平動(dòng)(牽連運(yùn)動(dòng))和繞該點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)(相對(duì)運(yùn)動(dòng))的合成。不同構(gòu)件上：一構(gòu)件上任一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，可以看作是隨另一構(gòu)件上該點(diǎn)的平動(dòng)(牽連運(yùn)動(dòng))和相對(duì)該點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)(相對(duì)運(yùn)動(dòng))的合成。求解步驟：①取合適的μl畫位置圖；②根據(jù)速度合成定理和加速度合成定理列出速度、加速度矢量方程；③取

3、合適的μv、μa作速度、加速度矢量多邊形；④求解。31.機(jī)構(gòu)速度及加速度分析的一般圖解法（1）在同一構(gòu)件上的點(diǎn)間的速度和加速度pbceABCDEw1123a11）繪制機(jī)構(gòu)位置圖2）確定速度和角速度4結(jié)論：①Pbce稱為速度多邊形。②∵△bce∽△BCE，稱△bce為△BCE的速度影像，兩者相似且字母順序一致。已知構(gòu)件上任意兩點(diǎn)速度，可直接利用影像原理得到該構(gòu)件上任一點(diǎn)的速度；速度影像原理只能用在同一構(gòu)件上。③點(diǎn)p稱為極點(diǎn)，代表該構(gòu)件是速度為零的點(diǎn)，p與任一點(diǎn)連線表示該點(diǎn)絕對(duì)速度。④速度多邊形上任意兩點(diǎn)矢量代表

4、構(gòu)件上相應(yīng)兩點(diǎn)間的相對(duì)速度，其指向與速度的下角標(biāo)相反；如bc代表VCB而不是VBC。⑤平面運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的角速度可利用該構(gòu)件上任意兩點(diǎn)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度來求，方向也由其確定。5b′p′b′′c′′c′′′c′ABCDEw1123a13）確定加速度和角加速度pbce6ABCDEw1123a1pbceb′p′b′′c′′c′′′c′e′7結(jié)論：①p′b′c′e′稱為加速度多邊形。②圖形b′c′e′為△BCE的加速度影像，已知構(gòu)件上任意兩點(diǎn)加速度，可直接利用影像原理得到該構(gòu)件上任一點(diǎn)的加速度；加速度影像原理只能用在同一構(gòu)件上

5、。③點(diǎn)p′稱為極點(diǎn)，代表該構(gòu)件上加速度為零的點(diǎn)。p′與任一點(diǎn)連線表示該點(diǎn)絕對(duì)加速度。其指向從p′指向該點(diǎn)。④連接帶有角標(biāo)“′”的其他任意兩點(diǎn)的矢量，代表構(gòu)件上相應(yīng)兩點(diǎn)間的相對(duì)加速度，其指向與加速度的下角標(biāo)相反；如b′c′代表aCB而不是aBC。⑤平面運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的角加速度可利用該構(gòu)件上任意兩點(diǎn)的相對(duì)加速度的切向分量來求，方向也由其確定。8（2）.組成移動(dòng)副兩構(gòu)件的重合點(diǎn)間的速度和加速度1234ABCw1pb1(b2)b31）確定構(gòu)件3的角速度ω391234ABCw1p′2）確定構(gòu)件3的角加速度α3pb1(b2)b

6、3102.機(jī)構(gòu)速度分析的便捷圖解法（1）速度瞬心法速度瞬心法：簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)的速度分析較為方便。1）速度瞬心及其位置的確定速度瞬心（瞬心）：指互相作平面相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩構(gòu)件上瞬時(shí)速度相等的重合點(diǎn)。絕對(duì)瞬心:兩構(gòu)件之一是固定的，則絕對(duì)速度為零的瞬心。相對(duì)瞬心:兩構(gòu)件都是運(yùn)動(dòng)的，則絕對(duì)速度不為零的瞬心。機(jī)構(gòu)中瞬心的數(shù)目由N個(gè)構(gòu)件組成的機(jī)構(gòu),其瞬心總數(shù)為K11瞬心的求法①根據(jù)瞬心定義直接求兩構(gòu)件的瞬心（兩構(gòu)件直接接觸組成運(yùn)動(dòng)副）a當(dāng)兩構(gòu)件用轉(zhuǎn)動(dòng)副聯(lián)接時(shí)，其轉(zhuǎn)動(dòng)副中心就是它們的相對(duì)瞬心。b當(dāng)兩構(gòu)件組成移動(dòng)副時(shí)，其相對(duì)瞬心位于導(dǎo)

7、路的垂直方向的無窮遠(yuǎn)處。12轉(zhuǎn)動(dòng)副連接的兩個(gè)構(gòu)件P1221移動(dòng)副連接的兩個(gè)構(gòu)件P12∞12c當(dāng)兩構(gòu)件組成純滾動(dòng)的高副時(shí)，接觸點(diǎn)就是相對(duì)瞬心。d當(dāng)兩構(gòu)件組成滑動(dòng)兼滾動(dòng)的高副時(shí)，相對(duì)瞬心是位于過接觸點(diǎn)的公法線上。12MP12高副連接的兩個(gè)構(gòu)件（純滾動(dòng)）ω12nnt12M高副連接的兩個(gè)構(gòu)件（存在滾動(dòng)和滑動(dòng)）ω12P12??13②借助三心定理確定瞬心的位置定理：三個(gè)彼此作平面平行運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件其有三個(gè)瞬心，它們位于一條直線上。vk2vk3SP12P13w21w31123vk2=vk3證明：14例:試確定平面四桿機(jī)構(gòu)在圖示

8、位置時(shí)的全部瞬心的位置。解:機(jī)構(gòu)瞬心數(shù)目為:K=6瞬心P13、P24用于三心定理來求P34P14P23P12P24P13134ω4ω2215P13P24vP3P12234w2P23P34P14w4vP24=w2lP24P12=w4lP24P142）利用速度瞬心法進(jìn)行機(jī)構(gòu)的速度分析①鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)結(jié)論：1、兩構(gòu)件的角速度與其絕對(duì)速度瞬心至相對(duì)速度瞬心的距離成反比。2、P24在P12和P14的同側(cè)時(shí)，ω2