平面机构的运动分析.doc
《平面机构的运动分析.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《平面机构的运动分析.doc(29页珍藏版)》请在沃文网上搜索。
1、第2章 平面机构的运动分析2.1基本要求(1) 理解机构运动分析的内容和方法,明确速度瞬心的概念,学会运用“三心定理”确定一般平面机构各瞬心的位置,掌握用瞬心法对简单平面高、低副机构进行速度分析。(2) 学会用矢量方程图解法对机构进行速度及加速度分析。(3) 熟练掌握用矢量方程解析法对机构进行速度及加速度分析。2.2重点和难点提示本章重点:本章重点是用瞬心法对机构进行速度分析,用矢量方程图解法对机构进行速度及加速度分析。本章难点:瞬心的概念及求法、相对运动图解法矢量方程、速度和加速度多边形、哥氏加速度、影像法以及矢量的微分运算。1、速度瞬心:两构件作平面相对运动时,在任意瞬间总能找到这样的点:
2、两构件的相对运动可以认为是绕该点的转动。瞬心是两构件上相对速度为零的重合点,即同速点;瞬时具有瞬时性(时刻不同,位置不同);两构件的速度瞬心位于无穷远,表明两构件的角速度相同或仅作相对移动; 相对速度瞬心:两构件都是运动的。绝对速度瞬心:两构件之一是静止的(绝对速度为零的点;并非接触点的变化速度)。2、机构中瞬心的数目K: n 构件数(包括机架)3、瞬心位置的确定直接观察法(定义法,用于直接接触形成运动副的两构件)三心定理法:用于没有直接形成运动副的两构件4、矢量方程图解法基本原理:用相对运动原理列出构件上点与点之间的相对运动矢量方程,然后作图求解矢量方程。 矢量方程矢量方程的图解每个矢量方程
3、可以求解两个未知量2.3典型例题解答例2.1如图2.1所示机构中,已知各杆尺寸,其中,常数,试用矢量方程图解法求构件5的速度和加速度,以及杆2的角速度及其方向。(要求列出矢量方程式及必要的算式,画出速度和加速度多边形。) 图2.1 例2.1图解:(1) 求,影像法求得,选作速度多边形,如图2.2所示。=,逆时针方向。(2) 求,选作加速度多边形如图2.2所示,利用影像法求得。 图2.2 例2.1图例2.2已知图2.3机构的位置,构件尺寸及原动件AB以等角速度逆时针方向转动,试求:(1) 在图上标出全部速度瞬心、和,并指出其中的绝对瞬心。(2) 用矢量方程图解法以任意比例尺作出机构的速度图和加速
4、度图,求构件3的角速度和角加速度。(要求:写出作图的矢量方程和主要步骤;写出及的表达式) 图2.3 例2.2图解:(1) 在B点,在A点上,在C点,在过B点垂直导杆BC的无穷远处。根据三心定理:在过C点的导杆BC垂线与AB直线交点即无穷远处,为CA与的交点A。 及为绝对速度瞬心。(2) 大小 方向 因为 所以 图2.4 例2.2图 大小 方向 由于,所以。由任意点作,方向由;再有作,与重合。 例2.3 图2.5所示的凸轮机构,已知该机构的结构尺寸和凸轮1的角速度。利用瞬心法,求机构在图示位置时从动件2的线速度。机构运动简图的比例尺为。 图2.5 例2.3图解:构件1与机架0的速度瞬心以及从动件
5、与机架的速度瞬心可根据相应的构件分别构成转动副和移动副而直接确定出来。凸轮1和从动件之间的瞬心的确定方法是:一方面,应在构件1、2高副接触点K的公法线n-n上,另一方面,利用三心定理,它又应在瞬心和的连线上,即又应在过点而垂直于从动件2与机架移动副导路的直线上。因而,n-n与该直线的交点即为。 再根据速度瞬心的概念,可得: 其中,可以直接从图中量出。从动件的速度v2方向如图中所示。例2.4图2.6所示机构中,=30mm,=30mm, =,试用运动图解法求构件3的速度和加速度。 图2.6 例2.4 解:(1) 方向 水平 大小 (2) (3) 方向 水平 大小 (4) 例2.5 如图2.7所示是
6、以风扇摇头机构,电动机M固装在构件1上,其运动是通过电动机轴上的蜗杆带动固装在构件2 上的涡轮,故构件2为四杆机构ABCD的原动件,但不与机架相连。设已知各构件的尺寸及原动件2相对于构件1的相对角速度,试求机构在图示位置时的与。 图2.7 例2.5解:由题意知,在矢量方程中,、及大小均未知,所以不能解。但如选取C点为构件1、2的重合点,因B点为构件1、2的相对瞬心,故利用运动合成原理及瞬心的性质,有 方向 大小 ? ? 上式可用图解法求解,如图2.7(b)所示,选定比例尺后,先作出,再分别过、作、的方向线及,两方向线的交点就是速度多边形的极点,故 (顺时针) (顺时针)例2.6 图2.8所示转
7、动导杆机构中,已知各杆尺寸,杆1以等速回转。试求解构件2上F点的速度及加速度的详细过程(方法自定)。 图2.8 例2.6图解:用矢量方程图解法求解过程为:(1)求 大小 方向 选,作速度矢量多边形,得点,(2) 求瞬心:在A点,在C点,在B点,在AB垂线上的无穷远处,在C点处。 图2.9 例2.6图(3) 求: 大小 方向 再在速度多边形上作交于。方向如图所示。 求: 大小 方向 选作加速度矢量多边形,得点。(4)求: 大小 方向 再在加速度图形矢量多边形上画代表,过作AB平行线;作代表,过作FC垂线,交于,连,代表。 方向如图所示例2.7 如图2.10所示机构构件1等速转动,角速度为,试用解
- 1.请仔细阅读文档,确保文档完整性,对于不预览、不比对内容而直接下载带来的问题本站不予受理。
- 2.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
- 3、该文档所得收入(下载+内容+预览)归上传者、原创作者;如果您是本文档原作者,请点此认领!既往收益都归您。
下载文档到电脑,查找使用更方便
10 积分
下载 | 加入VIP,下载更划算! |
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 平面 机构 运动 分析