刚体的角速度与角加速度.ppt

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1、刚体的平面运动刚体的平面运动刚体的平面运动刚体的平面运动刚体的运动过程表现为刚体的位形不断的变化刚体的运动过程表现为刚体的位形不断的变化刚体刚体位形的坐标位形的坐标 q 是时间是时间t 的函数的函数平面运动的分类平面运动的分类q刚体的平面平移运动刚体的平面平移运动(平动平动)q刚体的平面定轴转动刚体的平面定轴转动q刚体的平面一般运动刚体的平面一般运动刚体平面运动学称为位形坐标的时间历程称为位形坐标的时间历程EXIT2022/12/281理论力学CAI 刚体平面运动学刚体的平面运动/平动刚体的平动刚体的平动 EXIT 刚体运动的每个瞬时，其连体基或固结刚体上的任意直刚体运动的每个瞬时，其连体基或

2、固结刚体上的任意直线始终保持平行线始终保持平行 2022/12/282理论力学CAI 刚体平面运动学刚体的平面运动/平动常数常数EXIT刚体的位形刚体的位形刚体的位形刚体的位形刚体平动的特征刚体平动的特征2022/12/283理论力学CAI 刚体平面运动学刚体的平面运动/定轴转动刚体的定轴转动刚体的定轴转动EXIT在运动过程中，刚体上某点始终保持不动，且绕过该点的垂直在运动过程中，刚体上某点始终保持不动，且绕过该点的垂直运动平面的轴作转动运动平面的轴作转动2022/12/284理论力学CAI 刚体平面运动学刚体的平面运动/定轴转动取该不动点为刚体连体基的基点取该不动点为刚体连体基的基点常值阵常

3、值阵常矢径常矢径EXIT刚体的位形刚体的位形刚体的位形刚体的位形刚体定轴转动的特征刚体定轴转动的特征2022/12/285理论力学CAI 刚体平面运动学刚体的平面运动/例例例 图示一四连杆机构。两摇臂等长，均为图示一四连杆机构。两摇臂等长，均为1m。摇臂摇臂B1 相对公相对公共基的转角共基的转角1 1的变化规律为的变化规律为 1 1=0.5+2t(rad)B1B2EXIT分别写出在时间区间分别写出在时间区间0 1s内摇臂内摇臂与与连杆连杆B2的位形的位形（时间间隔为（时间间隔为0.2s）2022/12/286理论力学CAI 刚体平面运动学刚体的平面运动/例解解建立摇臂与连杆的连体建立摇臂与连杆

4、的连体基基 B1：摇臂摇臂 B2：连杆连杆建立公共参考基：建立公共参考基：EXIT2022/12/287理论力学CAI 刚体平面运动学刚体的平面运动/例摇臂摇臂B1作定轴转动作定轴转动连杆连杆B2作平动作平动摇臂与连杆位形坐标的时间历程摇臂与连杆位形坐标的时间历程tx1y1 10.00.00.00.50.20.00.00.90.40.00.01.30.60.00.01.70.80.00.02.11.00.00.02.5EXIT四连杆四连杆机构两摇臂等长机构两摇臂等长 1 1=0.5+2t(rad)x2y2 20.5400.4790.00.6220.7830.00.2670.9640.0-0.1

5、290.9920.0-0.5050.8630.0-0.8010.5980.02022/12/288理论力学CAI 刚体平面运动学刚体的平面运动/定轴转动机械臂中两臂各做什么运动机械臂中两臂各做什么运动内臂内臂定轴运动定轴运动EXIT外臂外臂定轴运动？定轴运动？相对内臂相对内臂相对基座相对基座平动平动定轴运动定轴运动定轴运动定轴运动2022/12/289理论力学CAI 刚体平面运动学刚体的平面运动/平面一般运动刚体的平面一般运动刚体的平面一般运动连体基相对于参考基的姿态与它连体基相对于参考基的姿态与它相对于的平动参考基的姿态一致相对于的平动参考基的姿态一致参考基参考基平动参考基平动参考基连体基连

6、体基EXIT结论：在研究连体基相对于参考基的姿态时，可不结论：在研究连体基相对于参考基的姿态时，可不考虑基点的移动考虑基点的移动2022/12/2810理论力学CAI 刚体平面运动学刚体的平面运动/平面一般运动平面一般运动的分解平面一般运动的分解EXIT2022/12/2811理论力学CAI 刚体平面运动学刚体的平面运动/平面一般运动平面一般运动的分解平面一般运动的分解EXIT2022/12/2812理论力学CAI 刚体平面运动学刚体的平面运动/平面一般运动平面一般运动的分解平面一般运动的分解结论：在刚体平结论：在刚体平面运动的定性面运动的定性分析时可将刚分析时可将刚体的平面一般体的平面一般运动分解为刚运动分解为刚体的平动与刚体的平动与刚体定轴转动体定轴转动EXIT先转动后平动先转动后平动先平动后转动先平动后转动2022/12/2813理论力学CAI 刚体平面运动学小结小结小结小结刚体运动大见小刚体运动大见小刚体运动大见小刚体运动大见小位形如同连体系位形如同连体系位形如同连体系位形如同连体系一般运动可分解一般运动可分解一般运动可分解一般运动可分解定轴转动与平移定轴转动与平移定轴转动与平移定轴转动与平移刚体平面运动学EXIT2022/12/2814理论力学CAI 刚体平面运动学