《机械原理平面机构运动分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械原理平面机构运动分析（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、返回返回第三章 平面机构的运动分析一 机构运动分析的任务、目的和方法二 用速度瞬心法作机构的速度分析三 用矢量方程图解法作机构的速度 及加速度分析1任务根据机构的尺寸及原动件已知运动规律，求构件中从动件上 某点的轨迹、位移、速度及加速度和构件的角位移、角速度及角 加速度。2目的了解已有机构的运动性能，设计新的机械和研究机械动力性 能的必要前提。3方法 主要有图解法和解析法。一 机构运动分析的任务、目的和方法1.瞬心法（只能用作速度分析）12A2(A1)B2(B1)P21VA2A1VB2B1二 用速度瞬心法作机构的速度分析两构件瞬时相对转动中心（瞬时等速重合点） 。 或两个构件绝对速度相同的重合
2、点。 或两个构件相对速度为零的重合点。1.速度瞬心定义2.瞬心数目KN(N-1)/2绝对瞬心(其中一刚体静止) 相对瞬心(两刚体均运动)用Pij表示。12ntt12 n12P12 P123. 瞬心的求法（1）转动副：（2）移动副：可确定瞬心位置。P12所在线1) 通过运动副直接相联的两个构件的瞬心可确定瞬心位置。（3）高 副：可确定瞬心所在线。P13P231233三心定理： 作平面运动的3个构件的3个瞬心在一条直线上。 12P122）两构件不相联或高副瞬心的确切位置用三心定理确定。1234 P24P13N=4 , K=43/2=6P23P34P14P12构件2、1、4 在P12P14连线上构件
3、2、3、4 在P23P34连线上找P24:找P13： 构件1、2、3 在P12P23连线上构件1、4、3 在P14P34连线上例1 求曲柄摇杆机构的速度瞬心 。【例2】 求曲柄滑块机构的速度瞬心。【解】 1. 瞬心数：Nn(n-1)/262.利用运动副求瞬心；3.三心定律求瞬心。P12 P23P34 P141234P13P24P12 P23P34 P141234P13P24技巧：瞬心多边形演示。21431 63245P16P12P36P23P45P34P56如果瞬心多边形的待求线不能与已知线构成2个三角 形，则该瞬心求不出来。比如P14 、P15 、P24、P25 。214356【例3】 求凸
4、轮机构的速度瞬心。【解】1.利用运动副求瞬心；2.三心定理求瞬心。132P13P23 P12P12 所 在 线4.瞬心在速度分析上的应用(已知2，求4)P24是构件2、4的瞬心 两者的同速点构件2上E点绝对速度：VE= 2LEA 构件4上E点绝对速度：VE= 4LED（1）铰链四杆机构 4方向与2相同。1234 P12P14P23P34P24P13ADE24P13【解】 1.求瞬心P12P23P34P14P24341222.求构件2在点P24的速度2P24=2(P12P24) L3.求构件4在点P24的速度4P24= 4 (P14P24) L4.求构件4的角速度2P24=4P24(A)(B)C
5、13221（2）滑动兼滚动接触的高副: P12P13 P23nnP12 过接触点的公法线上三心定理求解(D)角速度与连心线轮廓接触点公法线所分割的两线段长度成反比用在齿轮机构(齿轮或摆动从动件凸轮机构)（3）直动从动件凸轮机构 231 O1V2P23 P12P12 过接触点的公法线上 三心定理求解P13 (回转副是瞬心)P23 构件2、3的瞬心位于导轨垂线 (P13)C= B+ CB， B= lABa= e+ r ， e= lAB4530CBCBBABCD三 相对运动图解法（掌握）【例4】 图示为铰链四杆机构的运动简图，已知曲柄AB以1逆时针方向匀速转动。求机构中E点的速度E和加速度aE以及构
6、件2、3的角速度2 、3和角加速度2、3 。AEBCD1 1132本例应用刚体运动合成定理求解1.同一构件上两点间的运动矢量关系【解】 1.速度分析(1)求已知速度(2)列方程？方向大小pbce(3)画速度图p 速度极点。AEBCD1 1132pbceAEBCD1 1132C =pc2= CB /lBC = bc/lBC3 = C /lCD =pc/lBC(4)结果E =pepbceAEBCD1 1132（5）速度影像原理：原理：同一构件在机构简 图上的几何图形，与速度图 上相应图形互为相似形；且 字母的排列顺序一致。应用：已知同一构件上两点 的速度，用影像原理可求出其 它各点的速度。速度极点
7、p：是所有构件 绝对瞬心的影像。S(s,a,d)pbceAEBCD1 1132S(s,a,d)（6）速度多边形的特点:从点p出发的向量代表绝对 速度，如 pc C2）不经过点p的向量代表相对 速度，如bc CB(不是BC)已知同一构件上两点的速 度，用影像原理可求出该构 件其它各点的速度。AEBCD1 11322.加速度分析（1）求已知加速度BC（2）列方程方向大小CDBACBCD?AEBCD1 1132（3）画加速度图 加速度极点。AEBCD1 1132（4）结果AEBCD1 1132（5）加速度影像原理：原理：同一构件在机构简图上的图形，与加速度 图上相应图形相似；且字母的排列顺序一致。应
8、用：已知同一构件上两点的加速度，用影像原 理可求出该构件其它各点的加速度。加速度极点p:是各构件加速度为零的点的影像。AEBCD1 1132（6）加速度多边形的特点:从点p出发的向量代表绝对加速度，例如 pc aC不经过点p的向量代表相对加速度，例如bc aCB(不是aBC)已知同一构件上两点的加速度，用影像原理可求 出该构件其它各点的加速度。【例5】 图示为导杆机构的运动简图，已知曲柄AB以1逆时针方向匀速转动。求构件2、3的角速度2 、3和角加速度2、3 。123BCA本例应用点的运动合成定理求解2.两构件重合点间的运动矢量关系【解】 1.速度分析(1)求已知速度123BCA(2)列方程？
9、方向大小pb2b3(3)画速度图(4)结果123BCA123BCA2.加速度分析(1)求已知加速度方向：B3B2沿3方向转90。b2b3p/BC方向大小BCBA BCBC?(3)画加速度图 123BCA(2)列方程123BCA(4)结果“刚体运动合成定理”适用于：RRR组、 导轨固定的RRP组，不适用于RPR组。牵连 点和动点是同一刚体的两个点。总结RRR组RRP组RRR组 RRP组“点的运动合成定理”适用于：RPR组和转动导轨 的RRP组。牵连点和动点是两个刚体的重合点。RPR组转动导轨的RRP组RPR组许多机构需联合应用两个定理 。RRR组 RPR组补充： 杆组法及其应用(解析法，了解)1
10、)构件的运动分析求：点B运动参量。 已知：构件几何参数； 点A 运动参量；刚体运动参量。1.杆组法olyxBAlsin（1）位置分析xAlcosyAolyxBAyBxB（2）速度分析（3）加速度分析（1）位置分析构件子函数曲柄子函数2）RRR组运动分析求： 点C的运动参量； 构件2和3的运动参量。已知： 几何参数l1 、l2 ；外接副 B 、 D 运动参量。ADBCl3l2yoxDBCl3l22yoxd32= xC=xB+l2cos2yC=yB+l2sin2（1）RRR组位置分析2= xC=xB+l2cos2yC=yB+l2sin2（1）RRR组位置分析RRR位置子函数C2= +MM= 1，称
11、为装配模式系数。2= 注意：则 RRR杆组不能装配。若BCD逆时针排列：M=1； 若BCD顺时针排列：M=1。DBCl3l22yoxd3RRR位置分析子函数 RRR速度分析子函数 RRR加速度分析子函数RRR子函数RRP子函数RPR子函数曲柄子函数构件子函数RRR子函数运动分析函数库xyo1BA32ECDF54【例6】 已知图示机构尺寸、曲柄AB以1逆时针方向匀速转动。试用解析法运动分析。1.建立坐标系(1)输入已知参数：模式系数;原动件1,1;固铰A,D坐标;各杆长。【解】2.程序结构(2)以1为循环变量：在循环体内依次调用：RRP子函数xyo1BA32ECDF54RRR子函数曲柄子函数输出结果； （循环结束）。(求点B的运动)；（求点C和构件 2、3的运动)；（求点F和构件4的运动)构件子函数 (求点E的运动)；
