机械原理机构的运动分析演示教学.ppt

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1、机械原理机构的运动分析◆机构运动分析的任务是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、速度及加速度和某些构件的角位移、角速度及角加速度。◆机构运动分析的方法●图解法●解析法速度瞬心法矢量方程图解法机构运动分析的任务、目的及方法位移分析●考察某构件或构件上某点能否实现预期的位置和轨迹要求●确定某些构件在运动时所需的空间●判断各构件之间是否发生运动干涉●确定机器的外壳尺寸速度分析●确定机构中从动件速度的变化能否满足工作要求●进行加速度分析及确定机器动能的前提加速度分析●进行

2、构件惯性力计算的前提●对机械的强度、振动和动力性能进行计算提供依据3-1用速度瞬心作平面机构的速度分析一、速度瞬心◆绝对瞬心:指绝对速度为零的瞬心。◆相对瞬心:指绝对速度不为零的瞬心。◆瞬心的表示◆速度瞬心(瞬心):指互相作平面相对运动的两构件，在任一瞬时，其相对速度为零的重合点。即两构件的瞬时速度相同的重合点。构件i和j的瞬心用Pij表示三、机构中瞬心位置的确定二、机构中瞬心的数目3-1用速度瞬心作平面机构的速度分析◆通过运动副直接相联两构件的瞬心位置确定由N个构件组成的机构,其瞬心总数为K转动副联接两构

3、件的瞬心在转动副中心。移动副联接两构件的瞬心在垂直于导路方向的无究远处。若既有滚动又有滑动,则瞬心在高副接触点处的公法线上。若为纯滚动,接触点即为瞬心；◆不直接相联两构件的瞬心位置确定三心定理:三个彼此作平面相对运动的构件的三个瞬心必位于同一直线上。例题:试确定平面四杆机构在图示位置时的全部瞬心的位置。解:机构瞬心数目为:K=6瞬心P13、P24用于三心定理来求P34P14P23P12P24P13134ω4ω22三、机构中瞬心位置的确定（续）123465P24P13P15P25P26P35例求图示六杆机构的

4、速度瞬心。⑵直接观察求瞬心⑶三心定理求瞬心P46P36123456P14P23P12P16P56P45解瞬心数N6(65)215⑴作瞬心多边形圆P34四、用瞬心法进行机构速度分析例题分析一例题分析二例题分析三用瞬心法解题步骤●绘制机构运动简图●确定瞬心位置●求构件绝对速度V或角速度瞬心法优点速度分析比较简单。瞬心法的缺点●适合于求简单机构的速度，机构复杂时因瞬心数急剧增加而使求解过程复杂●有时瞬心点落在纸面外，造成求解困难●不能用于机构加速度分析●精度不高3-2用相对运动图解法对机构进行运动

5、分析一、矢量方程图解法的基本原理和作法矢量方程图解法（相对运动图解法）依据的原理理论力学中的运动合成原理1.根据运动合成原理列机构运动的矢量方程2.根据按矢量方程图解条件作图求解基本作法◆同一构件上两点间速度及加速度的关系◆两构件重合点间的速度和加速度的关系机构运动分析两种常见情况矢量方程图解法(相对运动图解法)：用运动合成原理列出构件上点与点之间的相对运动矢量方程，然后作图求解矢量方程。b）点的速度合成定理：动点在某瞬时的绝对速度等于它在该瞬时的牵连速度与相对速度的矢量和。[重合点法]☆☆§3-2用相对运

6、动图解法求机构的速度和加速度[1]复习：运动合成原理a）刚体（构件）的平面运动分解为随基点的平动加上绕基点的转动。[基点法]理论基础点的绝对运动是牵连运动与相对运动的合成1.所依据的基本原理:运动合成原理：一构件上任一点的运动，可以看作是随同该构件上另一点的平动(牵连运动)和绕该点的转动(相对运动)的合成。2.实例分析    已知图示曲柄滑块机构原动件OA的运动规律和各构件尺寸。求：①图示位置连杆AC的角速度和其上各点速度。②连杆AC的角加速度和其上C点加速度。解题分析：原动件OA的运动规律已知，则连杆A

7、C上的A点速度和加速度是已知的，于是可以用同一构件两点间的运动关系求解。⑵同一构件上两点之间的运动关系(基点法)BACOω0vA①速度关系大小方向ω0lOA⊥ＯＡ∥xx?vB?BA选速度比例尺v(msmm)，在任意点p作图，使vAvpaabp由图解法得到B点的绝对速度vBvpb，方向p→bB点相对于A点的速度vBAvab，方向a→bBAC大小?√?方向?√CA方程不可解牵连运动相对运动Ｏxx联立方程abp由图解法得到C点的绝对速度vCvpc，方向p→cC点相对于A点的速度vCA

8、vac，方向a→cBAC大小?√?方向?√CB大小?√?√?方向?√CA√CBC点相对于B点的速度vCBvbc，方向b→c方程不可解方程可解c同理因此abAB=bcBC=caCA于是abc∽ABCBAC角速度=vBALBA=vablAB，顺时针方向cabp=vcalCA=vcblCB速度多边形速度极点(速度零点)●联接p点和任一点的向量代表该点在机构图中同名点的绝对