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1、Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,*,第三章 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析,3,1,機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的目的與方法,3,2,速度瞬心及其在機(jī)構(gòu)速度分析中的應(yīng)用,3,3,用矢量方程圖解法作機(jī)構(gòu)速度和加速度,分析,3,4,綜合運(yùn)用瞬心法和矢量方程圖解法對復(fù),雜機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度分析,3,5,用解析法作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析,第一頁，共十七頁。,所謂機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析，就是不考慮引起機(jī)構(gòu)的外力、構(gòu)件變形、運(yùn)動(dòng)副中的間

2、隙等因素，僅從幾何的角度研究已知原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，如何求其他構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，如,點(diǎn)的軌跡、構(gòu)件位置、速度和加速度,等。,3,1,機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的目的與方法,設(shè)計(jì)任何新的機(jī)械，都必須進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析工作。以確定機(jī)械是否滿足工作要求。,1.,位置分析,分析內(nèi)容,：位置分析、速度分析和加速度分析。,第二頁，共十七頁。,確定機(jī)構(gòu)的位置（位形），繪制機(jī)構(gòu)位置圖。,確定構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)空間，判斷是否發(fā)生干涉。,確定構(gòu)件,(,活塞,),行程，,找出上下極限位置。,確定點(diǎn)的軌跡（連桿曲,線），如,鶴式吊,。,2.,速度分析,通過分析，了解從動(dòng)件的速度變化規(guī)律是否滿足工作要求。如,牛頭刨,為加速度分析作準(zhǔn)備。,A,C,B

3、,E,D,H,D,H,E,第三頁，共十七頁。,3.,加速度分析的目的是為確定慣性力作準(zhǔn)備。,方法：,圖解法,簡單、直觀、精度低、求系列位置,時(shí)繁瑣。,解析法,正好與以上相反。,實(shí)驗(yàn)法,試湊法，配合連桿曲線圖冊，用于,解決實(shí)現(xiàn)預(yù)定軌跡問題。,第四頁，共十七頁。,1,2,A,2,(A,1,),B,2,(B,1,),3,2,用速度瞬心及其在機(jī)構(gòu)速度分析中的應(yīng),機(jī)構(gòu)速度分析的圖解法有：速度瞬心法、相對運(yùn)動(dòng)法、線圖法。,瞬心法尤其適合于簡單機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析。,一、,速度瞬心,絕對瞬心,重合點(diǎn)絕對速度為零。,P,21,相對瞬心,重合點(diǎn)絕對速度不為零。,V,A2A1,V,B2B1,V,p2,=V,p1,0,V

4、,p2,=V,p1,=0,兩個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)構(gòu)件上,速度相同,的一對,重合點(diǎn),，在某一,瞬時(shí),兩構(gòu)件相對于該點(diǎn)作,相對轉(zhuǎn)動(dòng),，該點(diǎn)稱瞬時(shí)速度中心。,第五頁，共十七頁。,特點(diǎn)：,該點(diǎn)涉及兩個(gè)構(gòu)件。,絕對速度相同，相對速度為零。,相對回轉(zhuǎn)中心。,二、瞬心數(shù)目,每兩個(gè)構(gòu)件就有一個(gè)瞬心,根據(jù)排列組合有,P,12,P,23,P,13,構(gòu)件數(shù),4 5 6 8,瞬心數(shù),6 10 15 28,1 2 3,若機(jī)構(gòu)中有,n,個(gè)構(gòu)件，則,N,n(n-1)/2,第六頁，共十七頁。,1,2,1,2,1,2,t,t,1,2,三、機(jī)構(gòu)瞬心位置的確定,1.,直接觀察法,適用于求通過運(yùn)動(dòng)副直接相聯(lián)的兩構(gòu)件瞬心位置。,n,n,P,1

5、2,P,12,P,12,2.,三心定律,V,12,定義：,三個(gè)彼此作平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件共有,三個(gè)瞬心,，且它們,位于同一條直線上,。此法特別適用于兩構(gòu)件不直接相聯(lián)的場合。,第七頁，共十七頁。,1,2,3,P,21,P,31,E,3,D,3,V,E3,V,D3,A,2,B,2,V,A2,V,B2,A,2,E,3,P,32,結(jié)論：,P21,、,P 31,、,P 32,位于同一條直線上。,第八頁，共十七頁。,舉例：求曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的速度瞬心。,P,14,3,2,1,4,1,2,3,4,P,12,P,34,P,13,P,24,P,23,解：瞬心數(shù)為：,N,n(n-1)/2,6,n=4,1.,作瞬心多邊形圓,

6、2.,直接觀察求瞬心,3.,三心定律求瞬心,第九頁，共十七頁。,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,6,5,P,23,P,34,P,16,P,56,P,45,P,14,P,24,P,13,P,15,P,25,P,26,P,35,舉例：求圖示六桿機(jī)構(gòu)的速度瞬心。,解：瞬心數(shù)為：,N,n(n-1)/2,15,n=6,1.,作瞬心多邊形圓,2.,直接觀察求瞬心,3.,三心定律求瞬心,P,12,P,46,P,36,第十頁，共十七頁。,四、速度瞬心在機(jī)構(gòu)速度分析中的應(yīng)用,1.,求線速度。,已知凸輪轉(zhuǎn)速,1,，求推桿的速度。,P,23,解：直接觀察求瞬心,P,13,、,P,23,。,V,2,求瞬心,P

7、,12,的速度。,1,2,3,1,V,2,V,P12,l,(P,13,P,12,),1,長度,P,13,P,12,直接從圖上量取。,n,n,P,12,P,13,根據(jù)三心定律和公法線,n,n,求瞬心的位置,P,12,。,第十一頁，共十七頁。,2.,求角速度。,解：瞬心數(shù)為,6,個(gè),直接觀察能求出,4,個(gè),余下的,2,個(gè)用三心定律求出。,P,24,P,13,求瞬心,P,24,的速度。,V,P24,l,(P,24,P,14,),4,4,2,(P,24,P,12,)/P,24,P,14,a),鉸鏈機(jī)構(gòu),已知構(gòu)件,2,的轉(zhuǎn)速,2,，求構(gòu)件,4,的角速度,4,。,2,3,4,1,2,4,V,P24,l,(

8、P,24,P,12,),2,V,P24,P,12,P,23,P,34,P,14,方向,:,CW,與,2,相同。,相對瞬心位于兩絕對瞬心的同一側(cè)，兩構(gòu)件轉(zhuǎn)向相同,第十二頁，共十七頁。,b),高副機(jī)構(gòu),已知構(gòu)件,2,的轉(zhuǎn)速,2,，求構(gòu)件,3,的角速度,3,。,1,2,2,3,P,23,n,n,解,:,用三心定律求出,P23,。,求瞬心,P23,的速度,:,V,P23,l,(P,23,P,13,),3,3,2,(,P,13,P,23,/,P,12,P,23,),3,P,12,P,13,方向,:,CCW,與,2,相反。,V,P23,V,P23,l,(P,23,P,12,),2,第十三頁，共十七頁。,1

9、,2,3,P,23,P,12,P,13,3.,求傳動(dòng)比,定義：兩構(gòu)件角速度之比傳動(dòng)比。,3,/,2,P,12,P,23,/,P,13,P,23,推廣到一般：,i,/,j,P,1j,P,ij,/,P,1i,P,ij,結(jié)論,:,兩構(gòu)件的角速度之比等于絕對瞬心至相對瞬心的,距離之反比,。,角速度的方向?yàn)椋?2,3,相對瞬心位于兩絕對瞬心的,同一側(cè),時(shí)，兩構(gòu)件,轉(zhuǎn)向相同,。,相對瞬心位于兩絕對瞬心,之間,時(shí)，兩構(gòu)件,轉(zhuǎn)向相反,。,第十四頁，共十七頁。,4.,用瞬心法解題步驟,繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖；,求瞬心的位置；,求出相對瞬心的速度,;,瞬心法的優(yōu)缺點(diǎn)：,適合于求簡單機(jī)構(gòu)的速度，機(jī)構(gòu)復(fù)雜時(shí)因,瞬心數(shù)急劇增

10、加而求解過程復(fù)雜。,有時(shí)瞬心點(diǎn)落在紙面外。,僅適于求速度,V,使應(yīng)用有一定局限性。,求構(gòu)件絕對速度,V,或角速度,。,第十五頁，共十七頁。,本章重點(diǎn)：,1.,瞬心位置的確定（三心定律）；,2.,用瞬心法求構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)參數(shù)；,3.,用矢量方程圖解法作機(jī)構(gòu)速度和加速度分析,熟練掌握影象法及其應(yīng)用；,4.,用矢量方程解析法建立機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型；,第十六頁，共十七頁。,內(nèi)容總結(jié),第三章 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析。32速度瞬心及其在機(jī)構(gòu)速度分析中的應(yīng)用。33用矢量方程圖解法作機(jī)構(gòu)速度和加速度。分析內(nèi)容：位置分析、速度分析和加速度分析。確定機(jī)構(gòu)的位置（位形），繪制機(jī)構(gòu)位置圖。32用速度瞬心及其在機(jī)構(gòu)速度分析中的應(yīng)。Vp2=Vp1=0。Nn(n-1)/2。四、速度瞬心在機(jī)構(gòu)速度分析中的應(yīng)用。V2V P12l(P13P12)1。nn求瞬心的位置P12,第十七頁，共十七頁。,