机械 原理第四讲精选文档.ppt

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1、机械 原理第四讲本讲稿第一页，共二十四页本讲内容3.1机构运动分析的任务、目的和方法3.2用速度瞬心法求机构的速度本讲稿第二页，共二十四页重点是：重点是：速度瞬心的求法、三心定理的应用用速度瞬心法求机构的速度学习提示：学习提示：难点是：难点是：用速度瞬心法求机构的速度本讲稿第三页，共二十四页3-1机构运动分析的任务、目的和方法任务：根据原动件的运动规律，分析机构中从动件的角位移、角速度和角加速度，以及构件上某些点的轨迹、位移、速度和加速度。本讲稿第四页，共二十四页目的：确定机构的运动参数 （轨迹、位移、速度、加速度等）位移（轨迹）分析 1 确定构件运动所需的空间；2 判断构件运动时是否相互碰撞

2、；3 确定从动件的运动行程；4 考察构件上的某点能否实现预定位置 变化的要求。本讲稿第五页，共二十四页 速度分析：1确定从动件的速度变化是否合乎工作 要求；2为加速度分析和受力分析提供基础。加速度分析：为惯性力的计算提供依据。本讲稿第六页，共二十四页 方法：图解法（瞬心法、矢量方程瞬心法、矢量方程）形象直观、简单易行；精度不高、有局限性 （求解某个或某几个位置的运动特性）解析法（矢量方程、复数、矩阵等矢量方程、复数、矩阵等）精度高、可绘出机构运动线图；计算公式较复杂、工作量大 （求解整个运动循环的运动特性）本讲稿第七页，共二十四页 在理论力学中，求平面运动刚体上某点的速度方法有三种 （如下图中

3、求Vc）速度合成法（基点法）速度投影法 瞬心法本讲稿第八页，共二十四页V C=VB+V CB VB cos(90)=VC cosVB/l BD=VC/l CDP本讲稿第九页，共二十四页3-2 3-2 用速度瞬心法分析机构的速度用速度瞬心法分析机构的速度瞬心Pij（i、j代表构件）一、速度瞬心的概念BAPVAVB绝对瞬心 VPij=0相对瞬心 VPij0VA2A1VB2B1ABP12P2112速度瞬心 瞬时等速重合点（同速点）瞬时等速重合点（同速点）本讲稿第十页，共二十四页ABCD1234二、瞬心数目的确定1234P12P23P34P14P13P24N构件数三、瞬心位置的确定1）由运动副直接相联

4、的两构件 P12 P23 P34 P142）没有联接关系的两构件 P13 P24方法：计算或作图本讲稿第十一页，共二十四页1）由运动副直接相联的两构件 转动副：转动副中心 移动副：垂直导轨无穷远处 纯滚动高副：接触点一般高副：接触点公法线上P12P12P12nnP12本讲稿第十二页，共二十四页2）没有联接关系的两构件三心定理三心定理：三个作平面运动的构件具有三个瞬心，三个作平面运动的构件具有三个瞬心，这三个瞬心必在一条直线上。这三个瞬心必在一条直线上。证明(P23在P12P13线上)反证法：取P12P13连线外某重合点K,可知 VK2 VK3 因而因而K K不是瞬心，只有不是瞬心，只有在连线上

5、才能保证同方向。在连线上才能保证同方向。VK3VK2本讲稿第十三页，共二十四页P13P13VP131234 1P13例例1 找出图示机构的找出图示机构的瞬心1-2-3(P12P23)P13P24？解：瞬心数目K=？(P12P14)P24(P23P34)P241-4-3(P34P14)P13N=4，K=6个1234P12P23P34P14P13P24P14P34P12P23P12P23P14P34绝对？绝对？相对相对？本讲稿第十四页，共二十四页ABC1q1234D3P12P24P14P34P23P13例例2确定瞬心数目 K=？K=6 K=3(P12P23)P13(P34P14)P13(P12P1

6、4)P24(P23P34)P24接触点法线 P12(P13P23)P12P13P23123P12本讲稿第十五页，共二十四页 例例11已知图示四杆机构各杆长、1 及 1,求 2 及3解:以长度比例尺12341ABCDP14P12P23P34P13P24Vq1 确定瞬心数目和位置作机构位置图P122四、四、速度瞬心速度瞬心在在机构速度分析中的应用机构速度分析中的应用求解角速度a)据同速点 P12=(顺)本讲稿第十六页，共二十四页12341ABCDP14P12P23P34 P13P24VqP122b)据同速点 P13VP133E=(逆)曲柄滑块机构？曲柄滑块机构？导杆机构？导杆机构？本讲稿第十七页，

7、共二十四页P13P23P12VP12123 1（方向向上）（方向向上）例例22已知图示机构尺寸以及1逆时针方向转动，求构件2的速度。解:以长度比例尺 确定瞬心数目和位置作机构位置图求构件2的速度K=3 P12在高副接触点公法线上，同时也在P13P23的连线上。本讲稿第十八页，共二十四页一 速度瞬心 机构中任意两个构件上速度相同的重合点机构中任意两个构件上速度相同的重合点 两层含义：同速、重合点 平面机构中的构件运动不外乎有平动、定轴转动及平面运动，其上某点的速度或加速度很容易求得V=lAB an=lAB at=lAB 2小结本讲稿第十九页，共二十四页1 瞬心的数目 任意两个构件都有一个瞬心，若

8、机构由N个构件（含机架）组成，则 机构的总瞬心数 K=N(N-1)/2 如铰链四杆机构有4(4-1)/2=6个瞬心2 瞬心位置的确定 a)直接成副构件本讲稿第二十页，共二十四页若23，则P23在P12点附近若32，则P23在P13附近若2与3转向相反，P23位于P12P13之间b)不直接成副的构件三心定理 作平面运动的三个构件，共有三个瞬心，这三 个瞬心必位于同一直线上本讲稿第二十一页，共二十四页二 利用速度瞬心法作机构的速度分析已知：各杆长度，1求：2，3本讲稿第二十二页，共二十四页已知：各杆长度，1求：v3求：v2本讲稿第二十三页，共二十四页作业 P44 3-3 3-4 3-6本讲稿第二十四页，共二十四页