东南大学机械原理第二章课件.ppt

《东南大学机械原理第二章课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《东南大学机械原理第二章课件.ppt（17页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、单击以编辑母版标题样式单击以编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级2022/12/281第二章：平面机构的运动分析第二章：平面机构的运动分析教学内容教学内容：1、速度瞬心及其在机构速度分析中的应用、速度瞬心及其在机构速度分析中的应用 2、图解法分析速度及其加速度、图解法分析速度及其加速度 3、机构分析的解析法、机构分析的解析法重点和难点重点和难点：瞬心的应用，图解法：瞬心的应用，图解法明确机构运动分析的目的和方法。明确机构运动分析的目的和方法。理解速度瞬心理解速度瞬心(绝对瞬心和相对瞬心绝对瞬心和相对瞬心)的概念，并能运用三心定的概念，并能运用三心定理确定一般平面机构各瞬心的位置。理确定一般

2、平面机构各瞬心的位置。能用瞬心法对简单平面高、低副机构进行速度分析能用瞬心法对简单平面高、低副机构进行速度分析 能用解析法对平面二级机构进行运动分析。能用解析法对平面二级机构进行运动分析。掌握图解法的基本原理并能够对平面二级机构进行运动分析。掌握图解法的基本原理并能够对平面二级机构进行运动分析。本章教学目标本章教学目标单击以编辑母版标题样式单击以编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级2022/12/2823-1 3-1 机构运动分析的任务、目的及方法机构运动分析的任务、目的及方法 机构运动分析的任务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，确定是在已知机构尺寸和原动件运动

3、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。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机构运动分析的方法 图解法图解法解析法解析法速度瞬心法速度瞬心法矢量方程图解法矢量方程图解法单击以编辑母版标题样式单击以编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级2022/12/2832-1 2-1 瞬时速度中心及其应用瞬时速度中心及其应用瞬瞬心心 两构件相对运动速度为零的重合点称为瞬时转动中心，简称瞬心。绝对速度为零称为静瞬心，绝对速度不为零称为动瞬心。瞬心瞬心数目数目 两构件间必有一瞬心

4、，若机构有K个构件，应有 k(k-1)/2个瞬心。瞬瞬心心的的确确定定若两构件直接接触，那麽：铰接点必是瞬心；相对运动为平动时，瞬 心必然垂直速度方向；两构件组成高副，则瞬心必 然位于接触点的公法线上。单击以编辑母版标题样式单击以编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级2022/12/284三心三心定理定理 作平面运动的三个构件必有3个瞬心，且3个瞬心必在同一直线上。证明：.若两构件不直接接触，可借助三心定理来寻找瞬心。应用例注意：瞬心有时会重合。单击以编辑母版标题样式单击以编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级2022/12/285瞬心应用例瞬心应用例1）求传动比2）求距离34133141

5、31PPPP=vv因为1413341331PPPP=vv所以2313323122PPPP=vv因为2312231332PPPP=vv所以213121vPP=v因为121312vvPP=故单击以编辑母版标题样式单击以编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级2022/12/286一、机构中同一构件上各点的速度分析：一、机构中同一构件上各点的速度分析：2-2：相对运动原理分析机构的速度、加速度：相对运动原理分析机构的速度、加速度基础知识基础知识：运动合成定理：动点在每一瞬时的绝对速度等于其牵连速度与相对速度的矢量和。矢量式：如图所示的铰链四杆机构，已知机构位置，各构件的长度，1，1，确定速度加速度。

6、1、确定速度和角速度问题问题1、同一构件上的点间的速度和加速度的求法、同一构件上的点间的速度和加速度的求法单击以编辑母版标题样式单击以编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级2022/12/287 分析：显然B点速度VB大小等于LAB*1，方向垂直杆AB，且与1的转向一致，C点运动由随B点平动和绕B点的转动。ABCDE12341、1铰链四杆机构速度分析图铰链四杆机构速度分析图 矢量式：该矢量方程未知数的个数为2，方程可以求解。Pbc如何求构件2上任意点E的速度呢？该方程任意一部分均不能求解E点的速度，只有两者结合起来构件3的角速度：构件2的角速度：矢量式：e单击以编辑母版标题样式单击以编辑母版

7、文本样式第二级第三级第四级第五级2022/12/288 由于在pceb速度多边形中，be，ce，bc分别垂直BE，CE，BC故三角形bce相似于三角形BCE，且顺序相同，称bce为三角形BCE的影象。2：速度多边形与速度影象的几点结论；A:在速度多边形中，连接P点和任意点的向量，便代表该点在机构图中的同名点的绝对速度，其指向从P点指向该点。B:在速度多边形中，连结其他任何两点的向量代表该点在机构图中的同名点间的相对速度，其指向和角速度的角标相反，如bc代表Vcb。C：极点P代表该构件上速度为零的点。（绝对瞬心）。D：三角形BCE和三角形bce相似，所以图形bce被称为图BCE的影象。E：当已知

8、一构件上两点的速度时，该构件上其他点的速度便可利用速度影象与构件相似的原理求出。千万注意：速度影象只能用与同一构件！单击以编辑母版标题样式单击以编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级2022/12/289二、加速度分析二、加速度分析ABCDE12341、1铰链四杆机构速度分析图铰链四杆机构速度分析图分析分析：构件2上B点的加速度（法向和切向）均已知，C点的法向加速度已知、切向加速度大小未知；C点相对于B点的法向加速度已知、切向加速度大小未知。矢量式：该矢量方程未知数的个数为2，方程可以求解。bbC”CC如何求构件2上任意点E的加速度呢？如何求构件2、3的角加速度呢？单击以编辑母版标题样式单击

9、以编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级2022/12/2810结论：可以证明：在加速度多边形中可以证明：在加速度多边形中bce BCE，且字母的顺且字母的顺序一致。序一致。1、图形bce称为图形BCE的加速度影像。当已知构件两个点的加速度时，能方便地求出另一点的加速度。2、点称为极点，它代表构件上加速度为零的点。3、联接点和任意点的矢量代表该点在机构图中的同名点的绝对速度，其指向从点指向该点。单击以编辑母版标题样式单击以编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级2022/12/2811问题问题2、组成移动副的两构件的重合点的速度和加速度的求法、组成移动副的两构件的重合点的速度和加速度的求法基

10、础知识基础知识：牵连运动为转动的加速度合成定理：牵连运动为转动的动点的加速度等于牵连加速度、相对加速度和科氏加速度三者的矢量和。ABC11234导杆机构运动参数分析图导杆机构运动参数分析图一、构件一、构件3的角速度分析的角速度分析：矢量式：Pb2(b1)b3构件3的角速度构件3上的B点相对于构件2上的B点的速度：VB3B2=v*b2b3单击以编辑母版标题样式单击以编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级2022/12/2812二、确定构件二、确定构件3的角加速度的角加速度ABC11234导杆机构运动参数分析图导杆机构运动参数分析图矢量式：分析：其中aB2、aB3为构件2、3上B点的速度。arB

11、3B2为构件3上的B点相对构件2上B点的相对速度，方向平行直线BC,大小未知。aKB3B2为2为构件3上的B点相对构件2上B点的科氏加速度，大小、方向均已知。b1(b2)Kb3b3”科氏加速度的矢量式：决定科氏加速度决定科氏加速度方向的简单方法方向的简单方法单击以编辑母版标题样式单击以编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级2022/12/2813图解分析列方程,等号两端双进军;多边形里量尺寸,比例乘来信息灵。辨认科氏莫马哈,两种速度相乘加，顺转维阿九十度,箭头直指老哥家。图解法口诀图解法口诀辨别科氏加速度口诀辨别科氏加速度口诀图解法总结：图解法总结：单击以编辑母版标题样式单击以编辑母版文本样

12、式第二级第三级第四级第五级2022/12/28142-3：解析法求机构的位置、速度和加速度：解析法求机构的位置、速度和加速度一、铰链四杆机构一、铰链四杆机构ABCD12341、1铰链四杆机构运动参数分析图铰链四杆机构运动参数分析图C123XY1、位置分析L1+L2=L4+L3分别考虑该方程的实部和虚部：整理该方程最后可得：其中：注：负号适用于虚线的图示机构单击以编辑母版标题样式单击以编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级2022/12/28152、速度和加速度分析、速度和加速度分析L1+L2=L4+L3复数形式：对上式进行微分:上式两边同时乘以e-i2，按照欧拉公式展开后，取实部得：同理：再

13、微分，并进行数学处理得：单击以编辑母版标题样式单击以编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级2022/12/28161、位置分析：L1+L2=XC分别取实部和虚部，得：2、速度、加速度分析二、曲柄滑块机构二、曲柄滑块机构对位置关系式进行微分:解得：曲柄滑块机构运动参数分析图曲柄滑块机构运动参数分析图yxABC121123XCS4再微分，并进行数学处理得：单击以编辑母版标题样式单击以编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级2022/12/2817三、导杆机构三、导杆机构1、位置分析分别取实部和虚部，得：对位置关系式取导，再取导可以得到速度、加速度的表达式。ABC11234导杆机构运动参数分析图导杆机构运动参数分析图L4sxy