机械原理课件第3章机构的运动分析.ppt

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1、平面机构的运动分析第三章1.机构运动分析的任务与目的在已知机构尺寸和原动件运动规律的情况下，确定机构中其它构件上某些点的轨迹、位移速度、加速度；某些构件的角位移、角速度及角加速度。3.1机构运动运动分析的任务、目的和方法轨迹：用s表示；位移速度：用v表示；线加速度：用a表示；角位移：用θ表示；角速度：用ω表示；角加速度：用表示。V型发动机运动简图1.机构运动分析的任务与目的（1）位移、轨迹分析①确定机构的位置，绘制机构位置图。②确定构件的运动空间，判断是否发生干涉。③确定构件(活塞)行程，找出上下极限位置。④确定点的轨迹（连杆曲线）。3.1机构运动运动分析的任务

2、、目的和方法ACBEDV型发动机运动简图HEHD1.机构运动分析的任务与目的3-1机构运动分析的任务、目的及方法（2）速度分析①掌握从动件的度变化规律是否满足工作要求。如牛头刨床；②为加速度分析作准备。1.机构运动分析的任务与目的3-1机构运动分析的任务、目的及方法（3）加速度分析①确定各构件及其上某些点的加速度；②掌握机构加速度的变化规律；③为机构的力分析打基础。3-1机构运动分析的任务、目的及方法2.机构运动分析的方法1）图解法速度瞬心法矢量方程图解法2）解析法复数矢量法矩阵法3.2用速度瞬心法作机构的速度分析A2(A1)2VAAyxoP：瞬时转动中心vP=0

3、平面运动物体的速度瞬心VBBP1A2(A1)B2(B1)2两个互相作平面运动的构件上瞬时速度相等的重合点。简单地说就是两构件的等速重合点。P21VA2A1绝对瞬心：等速重合点绝对速度为零。相对瞬心：等速重合点绝对速度不为零。瞬心的表示：构件i和j的瞬心用Pij表示。（1）速度瞬心(InstantaneousCenterofVelocity—ICV)VB2B12A2(A1)yxo平面构件1固定（黄色）平面构件2运动（白色）3.2用速度瞬心法作机构的速度分析1.速度瞬心及其位置确定12A2(A1)B2(B1)P21VA2A1VB2B1①该点涉及两个构件；②绝对速度相同

4、，相对速度为零。2特点：yxo构件瞬心的数目：①两个构件有一个瞬心；②三个构件有三个瞬心；③N个构件有K＝N(N－1)/2个瞬心。（2）由速度瞬心的定义确定瞬心的位置以转动副相联，速度瞬心就在转动副的中心处；21P12以转动副相联3.2用速度瞬心法作机构的速度分析以移动副相联，速度瞬心就在垂直于其导路的无穷远处；以移动副相联P12∞21v2v1滚动兼滑动的高副相联以滚动兼滑动的高副相联，瞬心就在过接触点高副元素的公法线上。12Mtnn瞬心在公法线n-n上12MP12纯滚动高副相联瞬心就在接触点以纯滚动高副相联，瞬心就在其接触点处；t说明：①三个构件1、2、3相互作

5、平面运动它们有瞬心P12、P13、P23。P12、P13位于A、B处，构件2、3的瞬心P23待定。由三心定理P23必位于P12、P13的连线上。32231AB三心定理(Kennedy’stheory)三个相互作平面运动构件的三个速度瞬心必位于同一直线上。其中一个瞬心将另外两个瞬心的联线分成与各自角速度成反比的两条线段。VK3P12K(K2,K3)（3）借助三心定理确定速度瞬心的位置P13VK22321P12P13P23VP233②(P23是速度瞬心)P23瞬心将另外两个瞬心的联线分成与各自角速度成反比的两条线段。1234CDBA(P12)P24(P14)(

6、P34)(P23)E1234CDBA(P12)(P14)(P34)E(P23)三心定理的应用P24P13(1)用三心定理确定杆2与杆4的速度瞬心P24(2)用三心定理确定杆1与杆3的速度瞬心P13ω3解：∵P24为构件2、4等速重合点同理可以求得1234CDBAP13(P34)E(P14)(P12)(P23)P24用三心定理可以确定ω3、ω4的大小。（绝对瞬心）2.用速度瞬心法进行机构的速度分析例1.平面铰链四杆机构的速度分析例2：凸轮机构速度分析(v3)用三心定理。mm解:先求出构件2、3的瞬心P231Knn2P12v3v2v323(1)作m-m线(2)作n-n

7、线（接触点公法线）P13P23∞vC=vB＋vCB3.3用矢量方程图解法作机构的速度及加速度分析VCyxo2VBCBVCBωVCVBVCBpcbyxo2aBCBaCBεaCVCaCaBaCBp′cbVBvCvBvCBPA33.3用矢量方程图解法作机构的速度及加速度分析1.利用同一构件上两点间的运动矢量方程124D(P14)(P12)vBCBvCvCBω3vC=vB＋vCBω3=vCB/lBCbcω4=vC/lCD（1）速度矢量方程ω3=vCB/lBCvE=vB＋vEBvE=vC＋vEC3.3用矢量方程图解法作机构的速度及加速度分析1.利用同一构件上两点间的运动矢量

8、方程（1）