机械原理第三章运动分析.ppt

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1、下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录本章重点本章重点:n速度瞬心法速度瞬心法 n利用瞬心法进行速度分析利用瞬心法进行速度分析 下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录机构运动分析的目的和方法机构运动分析的目的和方法n目的目的n对位置、轨迹、位移的分析对位置、轨迹、位移的分析可以确定从动件的行程和各构可以确定从动件的行程和各构件所需的运动空间，判断各构件是否互相干涉；件所需的运动空间，判断各构件是否互相干涉；n对速度分析对速度分析可以了解从动件速度能否满足工作要求，是加可以了解从动件速度能否满足工作要求，是加速度分析的前提；速度分析的前提；

2、n加速度分析加速度分析是计算惯性力进而对机构进行力分析的基础。是计算惯性力进而对机构进行力分析的基础。n方法方法n图解法图解法：形象直观，简单；但精度不高：形象直观，简单；但精度不高n解析法解析法：精度高：精度高机构的运动分析：对机构的机构的运动分析：对机构的位移、速度、加速度位移、速度、加速度进行分析进行分析下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录3.1 3.1 简单机构速度分析的速度瞬心法简单机构速度分析的速度瞬心法绝对瞬心绝对瞬心：一刚体作平面运动，在某瞬时平面图形：一刚体作平面运动，在某瞬时平面图形内速度等于零的点。内速度等于零的点。相对瞬心相对瞬心：两构件作相对运动，在某瞬时平面

3、图形：两构件作相对运动，在某瞬时平面图形内相对速度等于零的点，即具有相同速度的重合点内相对速度等于零的点，即具有相同速度的重合点.瞬心法是机构速度分析图解法的一种形式。瞬心法是机构速度分析图解法的一种形式。下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录2AB12 3.1.1 速度瞬心速度瞬心绝对瞬心绝对瞬心相对瞬心相对瞬心 P12A BVBVAP121下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录12P12一轮子在地面上纯滚动一轮子在地面上纯滚动瞬心瞬心作相对运动两构件的作相对运动两构件的瞬时等速重合点瞬时等速重合点下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录3.1.2 瞬心的数目瞬心的数目由由N

4、个个构件构件组成的机构，其总的组成的机构，其总的瞬心数瞬心数为：为：下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录3.1.3 瞬心的求法瞬心的求法观察法观察法P12P12 在垂直导路在垂直导路方向的无穷远处方向的无穷远处P12P12在公法线在公法线n-n上上组成运动副的两构件的瞬心组成运动副的两构件的瞬心（纯滚动）（纯滚动）（滚动兼滑动）（滚动兼滑动）nn1212P12 在转在转动副中心动副中心转动副转动副移动副移动副高副高副P12下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录三心定理三心定理作平面运动的三作平面运动的三个构件共有三个个构件共有三个瞬心，它们位于瞬心，它们位于同一直线上同一直线上.

5、KvK1vK2123P13P23P12?P12vK1=vK2未组成运动副的两构件的瞬心未组成运动副的两构件的瞬心下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录瞬心的应用瞬心的应用12341234P13P24p14p34p23p12先用观察法先用观察法再用三心定理再用三心定理例例1：确定机构的全部瞬心，并：确定机构的全部瞬心，并求构件求构件1,3的角速度关系的角速度关系.P13P12 P23P14 P34P24P12 P14P23 P34下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录123P12p13p23nn例例2:确定机构的全部瞬心，求构件确定机构的全部瞬心，求构件1,2的角速度关系的角速度关系

6、.下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录P2312p13p123P23例例3:确定机构的全部瞬心，已知确定机构的全部瞬心，已知1，求，求v2.1v2下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录3.3 机构运动分析的解析法机构运动分析的解析法机架机架+主动件主动件基本基本杆组杆组机构机构+求解步骤：求解步骤：1）主动件）主动件的运动参数（角位置、角速度、角加速度）已知，的运动参数（角位置、角速度、角加速度）已知，可求出可求出2点的运动参数（位置、速度、加速度）点的运动参数（位置、速度、加速度）;2）对于）对于、构件组成的构件组成的RRR杆组，杆组，2、4两外运动副的运动两外运动副的运动参数

7、也已知，可求出参数也已知，可求出3点的运动参数及点的运动参数及、构件的运动参数。构件的运动参数。123412234下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录级机构运动分析的步骤级机构运动分析的步骤：1.画出机构运动简图，然后对其进行结构分画出机构运动简图，然后对其进行结构分析，即拆杆组；析，即拆杆组；2.对主动件进行运动分析，求出与其他构件对主动件进行运动分析，求出与其他构件连接点处的运动参数；连接点处的运动参数；3.从与主动件连接的基本杆组开始，依次进从与主动件连接的基本杆组开始，依次进行运动分析，直至求出全部运动参数。行运动分析，直至求出全部运动参数。下一页下一页上一页上一页退出退出分目

8、录分目录级机构的运动分析12xy3已知：已知：构件的长度构件的长度 及运动参数角位及运动参数角位置置、角速度、角速度、角加速度、角加速度，1 1点的运动参量。点的运动参量。求：求：2 2点的运动参量。点的运动参量。解：解：不是主动件也可求不是主动件也可求下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录12xy3已知：已知：构件的长度构件的长度 及运动参数角位及运动参数角位置置、角速度、角速度、角加速度、角加速度，1 1点的运动参量。点的运动参量。求：求：3 3点的运动参量。点的运动参量。解：解：下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录bark(n1,n2,n3,k,r1,r2,gam,t,w,

9、e,p,vp,ap)关关键键点点号号构构件件号号角位置角速度角加角位置角速度角加速度，位置速度，位置 速度速度 加速度加速度要求赋值要求赋值不赋值不赋值n1n2间间距距离离n2n3间间距距离离n3n1n2下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录void bark(n1,n2,n3,k,r1,r2,game,t,w,e,p,vp,ap)int n1,n2,n3,k;double r1,r2,gam;double p202,vp202,ap202;double t10,w10,e10;double rx2,ry2,rx3,ry3;if(n2!=0)rx2=r1*cos(tk);ry2=r1*s

10、in(tk);pn21=pn11+rx2;pn22=pn12+ry2;vpn21=vpn11-ry2*wk;vpn22=vpn12+rx2*wk;apn21=apn11-ry2*ek-rx2*wk*wk;apn22=apn12+rx2*ek-ry2*wk*wk;if(n3!=0)rx3=r2*cos(tk+gam);ry3=r2*sin(tk+gam);pn31=pn11+rx3;pn32=pn12+ry3;vpn31=vpn11-ry3*wk;vpn32=vpn12+rx3*wk;apn31=apn11-ry3*ek-rx3*wk*wk;apn32=apn12+rx3*ek-ry3*wk*w

11、k;123已知：构件的长度 及外运动副的参数位置P、速度v、加速度a。求：3点的运动参量及构件、的运动参量。解：1123d3yx下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录rrrk(m,n1,n2,n3,k1,k2,r1,r2,t,w,e,p,vp,ap)n1n2n3k1k2r1r2装配模式运动副点号构件号构件长度角位置角速度角加速度，位置 速度 加速度要求赋值要求赋值不赋值不赋值N3m0实线M0实线M=0虚线下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录机构运动分析的步骤：机构运动分析的步骤：1.画出机构简图，把各构件和有关点编号；画出机构简图，把各构件和有关点编号；2.拆分杆组；拆分杆组；3

12、.对主动件进行运动分析，求出与其他构件对主动件进行运动分析，求出与其他构件连接点处的运动参数；连接点处的运动参数；4.从与主动件联接的构件开始，找出外运动从与主动件联接的构件开始，找出外运动副已知的基本杆组对其分析；副已知的基本杆组对其分析；5.若杆组中还有其他待求点，应用刚体上任若杆组中还有其他待求点，应用刚体上任一点参数公式，求出各点的运动参数。一点参数公式，求出各点的运动参数。下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录已知机构各尺寸及已知机构各尺寸及gam1=30,gam2=10,点点1(0.0,0.0),点点2(0.26,0.15)1=10 1/s12xy例：六杆机构运动分析例：六杆

13、机构运动分析求各构件质心的运动参数求各构件质心的运动参数下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录例：六杆机构运动分析例：六杆机构运动分析2xy1374596r13=1m,r34=0.7m,r37=0.35m,r24=1.2m,r25=0.5m,r28=0.7m,r56=2m,r59=0.8m,gam1=30,gam2=10,点点1(0.0,0.0),点点2(0.26,0.15)1=10 1/s8画出机构简图，把各构件和有关点编号；画出机构简图，把各构件和有关点编号；下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录拆分杆组：拆分杆组：1324278539652下一页下一页上一页上一页退出退出分目

14、录分目录对主动件进行运动分析，求出与其他构件连接对主动件进行运动分析，求出与其他构件连接点处的运动参数点处的运动参数需调用的子程序需调用的子程序（1）调用）调用bark子程序求子程序求3点运动参数点运动参数1396522427853下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录（2）调用）调用rrrk子程序求构件子程序求构件2、构件、构件3及及4点的运动参数点的运动参数从与主动件联接的构件开始，找出外运从与主动件联接的构件开始，找出外运动副已知的基本杆组对其分析；动副已知的基本杆组对其分析；1396522427853下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录若杆组中还有其他待求点，应用刚体上任

15、若杆组中还有其他待求点，应用刚体上任一点参数公式，求出各点的运动参数一点参数公式，求出各点的运动参数（3）调用调用bark子程序三次，求子程序三次，求7、5、8点的运动参数点的运动参数1396522427853下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录（4）调用调用rrpk子程序求构件子程序求构件4、构件、构件5及及6点的运动参数点的运动参数1396522427853下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录（5）调用调用bark子程序求子程序求9点运动参数点运动参数1396522427853下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录虚拟变量n1 n2 n3 k r1 r2 gam t

16、w e p vp ap实 值130 1 r13 0.0 0.0t w e p vp ap1231调用BARK子程序求3点运动参数13下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录虚拟变量m n1 n2 n3 k1 k2 r1 r2 t w e p vp ap实 值132423 r34 r24 t w e p vp apn1n2n3k1k2r1r22调用rrrk子程序求构件2、构件3及4点的运动参数2427853下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录虚拟变量n1 n2 n3 k r1 r2 gam t w e p vp ap实 值实 值实 值3 072 0.0 r37 0.0 t w e p

17、 vp ap2 083 0.0 r28t w e p vp ap2 05 3 0.0 r25t w e p vp ap3 调用bark子程序三次，求7、5、8点的运动参数2427853下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录虚m n1 n2 n3 k1 k2 k3 r1 r2 vr2 ar2 t w e p vp ap实 1 5264 56 r56&r2&vr2&ar2 t w e p vp ap4 调用rrpk子程序求构件4、构件5及6点的运动参数9652下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录虚拟变量n1 n2 n3 k r1 r2 gam t w e p vp ap实 值5094 0.0 r56 0.0t w e p vp ap5 调用bark子程序求9点运动参数主程序ADAMS分析结果9652下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录3.3.4 RCR类杆组的运动分析12下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录213下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录1234563-6 用瞬心法求p16P45P24p25p23P35p36p12p141326p13