平面機(jī)構(gòu)運動分析ppt課件.ppt

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1、第一節(jié)機(jī)構(gòu)運動分析的目的和方法第二節(jié)用速度瞬心法作機(jī)構(gòu)的速度分析第三節(jié)用矢量方程解析法作機(jī)構(gòu)速度和加速度分析第五節(jié)用解析法作機(jī)構(gòu)的運動分析第二章平面機(jī)構(gòu)的運動分析機(jī)構(gòu)的運動分析是在機(jī)構(gòu)初步綜合完成以后，為考察機(jī)構(gòu)運動性能或優(yōu)化機(jī)構(gòu)參數(shù)而進(jìn)行的，也為研究機(jī)構(gòu)的動力性能提供必要的依據(jù)。2.1機(jī)構(gòu)運動分析的目的和方法2.1研究機(jī)構(gòu)運動分析的目的和方法所謂機(jī)構(gòu)運動分析，就是對機(jī)構(gòu)的位移、速度和加速度進(jìn)行分析。（不考慮機(jī)構(gòu)外力及構(gòu)件的彈性變形等的影響）主要研究在已知原動件的運動規(guī)律的條件下，分析機(jī)構(gòu)中其余構(gòu)件上各點的位移、軌跡、速度和加速度，以及這些構(gòu)件的角位移、角速

2、度和角加速度。機(jī)構(gòu)運動分析1、位移（包括軌跡）分析2、速度分析3、加速度分析1、位移（包括軌跡）分析通過位移（包括軌跡）分析：可以確定某些構(gòu)件運動所需的空間或判斷它們運動時是否發(fā)生相互干涉；可以確定從動件的行程;考查構(gòu)件或構(gòu)件上某點能否實現(xiàn)預(yù)定位置變化的要求。ACBEDHDHE例如：V型發(fā)動機(jī)（為了確定活塞的行程，就必須知道活塞往復(fù)運動的極限位置為了確定機(jī)殼的外廓尺寸，就必須指導(dǎo)機(jī)構(gòu)中外端點的運動軌跡和所需要的運動空間范圍等。）2、速度分析通過速度分析：可以確定機(jī)構(gòu)中從動件的速度變化是否滿足工作要求。例如：牛頭刨床，要求工作行程中的速度接近等速，空行程時希望

3、快速返回。速度分析是機(jī)構(gòu)加速度分析和受力分析的基礎(chǔ)。若功率已知，通過速度分析可以了解受力情況。P=Fv3、加速度分析通過加速度分析：可以確定各構(gòu)件及構(gòu)件上某些點的加速度，了解機(jī)構(gòu)加速度的變化規(guī)律。這是計算慣性力和研究機(jī)械動力性能不可缺少的前提條件。在高速機(jī)械中，要對其動強(qiáng)度、振動等力學(xué)性能進(jìn)行計算，這些都與動載荷和慣性力的大小和變化有關(guān)。所以，對高速機(jī)械加速度分析不能忽略。平面連桿機(jī)構(gòu)運動分析的方法圖解法：形象直觀，對構(gòu)件少的簡單的平面機(jī)構(gòu)，用圖解法比較簡單，但精度不高，且當(dāng)對機(jī)構(gòu)一系列位置進(jìn)行運動分析時，需要反復(fù)作圖，很煩瑣。解析法：直接用機(jī)構(gòu)已知參數(shù)和應(yīng)

4、求的未知量建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解，獲得精確的計算結(jié)果。實驗法：試湊法，配合連桿曲線圖冊，用于解決實現(xiàn)預(yù)定軌跡問題。2.2用速度瞬心法對平面機(jī)構(gòu)作速度分析速度瞬心法用于對構(gòu)件數(shù)目少的機(jī)構(gòu)（凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、平面四桿機(jī)構(gòu)等）進(jìn)行速度分析，既直觀又簡便。2.2.1速度瞬心的概念及機(jī)構(gòu)中速度瞬心的數(shù)目1、速度瞬心當(dāng)兩構(gòu)件作平面相對運動時，在任一瞬時，都可以認(rèn)為它們是繞某一點作相對轉(zhuǎn)動，該點稱為瞬時速度中心，簡稱瞬心，以p12（或P21）表示。兩構(gòu)件在其瞬心處沒有相對速度。12A2(A1)B2(B1)P21VA2A1VB2B1·瞬心的定義：互相作平面運動的兩構(gòu)件上，瞬

5、時相對速度為零的點。或者說，瞬時絕對速度相等的重合點（即等速重合點）。若絕對速度等于零的瞬心，稱為絕對瞬心，即兩構(gòu)件之一是靜止的；絕對速度不等于零的瞬心稱為相對瞬心，即兩構(gòu)件都是運動的。瞬心Pij表示構(gòu)件i與構(gòu)件j的瞬心。相對速度瞬心：兩構(gòu)件都是運動的絕對速度瞬心：兩構(gòu)件之一是靜止的相對速度為零的重合點；絕對速度相同的重合點。2、機(jī)構(gòu)中瞬心的數(shù)目因為每兩個構(gòu)件就有一個瞬心，所以由N個構(gòu)件（含機(jī)架）組成的機(jī)構(gòu)，總的瞬心數(shù)K為k=N(N-1)/2N----機(jī)構(gòu)中的構(gòu)件（含機(jī)架）數(shù)。構(gòu)件數(shù)4568瞬心數(shù)61015282.2.2速度瞬心的求法1、機(jī)構(gòu)中瞬心位置的確定

6、（一）通過運動副直接相聯(lián)的兩構(gòu)件的瞬心1．以轉(zhuǎn)動副聯(lián)接的兩構(gòu)件，其瞬心的位置可直接由定義確定：轉(zhuǎn)動副的中心即為其瞬心;2.以移動副聯(lián)接的兩構(gòu)件:瞬心應(yīng)位于垂直于移動副導(dǎo)路方向的無窮遠(yuǎn)處;3．以平面高副聯(lián)接的兩構(gòu)件:如果高副兩元素之間為純滾動，則兩高副元素的接觸點即為兩構(gòu)件的瞬心；如果高副兩元素之間既作相對滾動，又有相對滑動，則兩構(gòu)件的瞬心位于高副兩元素在接觸點處的公法線上。具體在法線的哪一點，須根據(jù)其它條件再作具體分析確定。（二）不直接相聯(lián)的兩構(gòu)件的瞬心三心定理：作平面平行運動的三個構(gòu)件共有三個瞬心，且位于同一直線上。證明如下:假設(shè)構(gòu)件3固定，構(gòu)件1、2分別

7、繞轉(zhuǎn)動副A、B回轉(zhuǎn)，構(gòu)件1、2不組成運動副，它們間作非直接接觸的平面運動。三構(gòu)件有三個瞬心即P13、P23、P12，其中P13、P23為絕對瞬心，位于轉(zhuǎn)動副中心；證明構(gòu)件1、2的相對瞬心P12與P13、P23在一條支線上。反證法：假設(shè)瞬心P12不在P13與P23的連線上，而在圖中任一點K上，則構(gòu)件1、2在點K的速度vK1vK2的速度方向，必須分別垂直于P13K、P23K，可見構(gòu)件vK1vK2的速度方向不同。由定義，瞬心P12應(yīng)是構(gòu)件1和2上的絕對速度相同（大小相等、方向相同）的等速重合點，故瞬心P12必不在K點。只有當(dāng)P12位于P13、P23的連線上時，構(gòu)件

8、1及2的重合點的速度方向才能一致，故P12與P13,