第四章平面机构的运动分析
第四章 平面机构的运动分析
内容简介 本章主要论述了当已知原动件的运 动规律时,如何确定机构其余构件上所 研究点的位移、速度和加速度以及各构 件的角位移、角速度和角加速度。主要 介绍了速度瞬心法和解析法,重点阐述 了解析法中的整体分析法。简单介绍了 相对运动图解法和解析法中的杆组法
内容简介 本章主要论述了当已知原动件的运 动规律时，如何确定机构其余构件上所 研究点的位移、速度和加速度以及各构 件的角位移、角速度和角加速度。主要 介绍了速度瞬心法和解析法，重点阐述 了解析法中的整体分析法。简单介绍了 相对运动图解法和解析法中的杆组法
学习要求 了解平面机构运动分析的目的和方法;掌握瞬心的概念及 其在速度分析中的应用;掌握解析法中的整体运动分析法或 相对运动图解法;对其它方法有一般的了解。 主要内容 第一节概述 第二节用瞬心法作机构的运动分析 第三节运动分析的相对运动图解法 第四节平面矢量的复数极坐标表示法 第五节平面机构的整体运动分析法
学习要求 了解平面机构运动分析的目的和方法；掌握瞬心的概念及 其在速度分析中的应用；掌握解析法中的整体运动分析法或 相对运动图解法；对其它方法有一般的了解。 主要内容 第一节 概述 第二节 用瞬心法作机构的运动分析 第三节 运动分析的相对运动图解法 第四节 平面矢量的复数极坐标表示法 第五节 平面机构的整体运动分析法
第一节概述 学习要求 本节要求了解运动分析的目的、方法及各种方法的优缺点。 其中,解析法中的整体分析法是本章的重点。 主要内容 机构运动分析的目的和范围 机构运动分析的方法
第一节 概述 学习要求 本节要求了解运动分析的目的、方法及各种方法的优缺点。 其中，解析法中的整体分析法是本章的重点。 主要内容 机构运动分析的目的和范围 机构运动分析的方法
概述 机构运动分析的目的和范围 1.机构运动分析的目的:分析现有机构工作性能,检验新机构。 通过轨迹分析,确定构件运动所需空间,判断运动是否干涉。 通过速度分析,确定构件的速度是否合乎要求,为加速度分析和受力分 析提供必要的数据。 通过加速度分析,确定构件的加速度是否合乎要求,为惯性力的计算提 供加速度数据,。 由上述可知,运动分析既是综合的基础,也是力分析的基础。另外,还 为机械系统的动力学分析提供速度和加速度数据 2.机构运动分析的范围 不考虑引起机构运动的外力,机构构件的弹性变形和机构运动副中间隙 对机构运动的影响,仅仅从几何角度研究在原动件的运动规律已知的情况下 如何确定机构其余构件上各点的轨迹、线位移、线速度和线加速度,以及机 构中其余构件的角位移、角速度和角加速度等运动参数
机构运动分析的目的和范围 1．机构运动分析的目的：分析现有机构工作性能，检验新机构。 通过轨迹分析，确定构件运动所需空间，判断运动是否干涉。 通过速度分析，确定构件的速度是否合乎要求，为加速度分析和受力分 析提供必要的数据。 通过加速度分析，确定构件的加速度是否合乎要求，为惯性力的计算提 供加速度数据，。 由上述可知，运动分析既是综合的基础，也是力分析的基础。另外，还 为机械系统的动力学分析提供速度和加速度数据。 2．机构运动分析的范围 不考虑引起机构运动的外力，机构构件的弹性变形和机构运动副中间隙 对机构运动的影响，仅仅从几何角度研究在原动件的运动规律已知的情况下， 如何确定机构其余构件上各点的轨迹、线位移、线速度和线加速度，以及机 构中其余构件的角位移、角速度和角加速度等运动参数。 概述
概述 机构运动分析的方法 1.图解法:形象、直观,但精度不高; (1)相对运动图解法 (2)对于速度分析,还有瞬心法 2.解析法:效率高,速度快,精度高; 便于对机构进行深入的研究。 (1)杆组法 (2)整体分析法 (3)位移分析:是速度分析和加速度分析的基础 (4)所用数学工具:矢量、复数、矩阵 重点:矢量运算法
机构运动分析的方法 1. 图解法：形象、直观 ，但精度不高 ； （1）相对运动图解法 （2）对于速度分析，还有瞬心法 2. 解析法: 效率高，速度快 ，精度高； 便于对机构进行深入的研究。 （1）杆组法 （2）整体分析法 （3）位移分析 ：是速度分析和加速度分析的基础 （4）所用数学工具 ：矢量、复数、矩阵 重点：矢量运算法 概述
第二节用瞬心法作机构的速度分析 学习要求 本节要求全面掌握瞬心的概念,熟练掌握用瞬心法对机 构进行速度分析的方法。 主要内容 瞬心的概念和种类 机构中通过运动副直接相联的两构件瞬心位置的确定 三心定理 速度瞬心法在平面机构速度分析中的应用 本节例题
第二节 用瞬心法作机构的速度分析 学习要求 本节要求全面掌握瞬心的概念，熟练掌握用瞬心法对机 构进行速度分析的方法。 主要内容 瞬心的概念和种类 机构中通过运动副直接相联的两构件瞬心位置的确定 三心定理 速度瞬心法在平面机构速度分析中的应用 本节例题
用瞬心法作机构的速度分析 瞬心的概念和种类 1.瞬心的概念 瞬心是瞬时等速重合点。瞬时, A2(AD 及 是指瞬心的位置随时间而变;等 速,是指在瞬心这一点,两构件 P 的绝对速度相等(包括大小和方 向)、相对速度为零;重合点, 图4-1速度瞬心 是指瞬心既在构件1上,也在构件 2上,是两构件的重合点
瞬心的概念和种类 瞬心是瞬时等速重合点。瞬时， 是指瞬心的位置随时间而变；等 速，是指在瞬心这一点，两构件 的绝对速度相等（包括大小和方 向）、相对速度为零；重合点， 是指瞬心既在构件1上，也在构件 2上，是两构件的重合点。 用瞬心法作机构的速度分析 1. 瞬心的概念 图4-1 速度瞬心
用瞬心法作机构的速度分析 2.瞬心的种类 1.绝对瞬心:构成瞬心的两个构件之一固定不动,瞬心点的绝 对速度为零。 2.相对瞬心:构成瞬心的两个构件均处于运动中,瞬心点的绝 对速度相等、相对速度为零。 由此可知,绝对瞬心是相对瞬心的一种特殊情况。 3.机构中瞬心的数目 设机构中有N个(包括机架)构件,每两个进行组合,则该 机构中总的瞬心数目为 K=NN-1)/2
2. 瞬心的种类 1. 绝对瞬心：构成瞬心的两个构件之一固定不动，瞬心点的绝 对速度为零 。 2. 相对瞬心：构成瞬心的两个构件均处于运动中，瞬心点的绝 对速度相等、相对速度为零 。 由此可知，绝对瞬心是相对瞬心的一种特殊情况。 3. 机构中瞬心的数目 设机构中有N个（包括机架）构件，每两个进行组合，则该 机构中总的瞬心数目为 K= N(N-1) / 2 (4-1) 用瞬心法作机构的速度分析
用瞬心法作机构的速度分析 机构中通过运动副直接相联的两构件瞬心位置的确定 1两构件作平面运动时 2两构件组成移动副 如图41所示作VA21和V2B两因相对移动速度方向都平行于移动 相对速度方向的垂线,它们的交副的导路方向如图42a所示),故 点(图中的P21)即为瞬心。 瞬心P12在垂直于导路的无穷远处。 A2(A1 (B1) 由2 P / 图4-1 图42a
机构中通过运动副直接相联的两构件瞬心位置的确定 1.两构件作平面运动时: 如图4-1所示,作VA2A1 和VB2B1 两 相对速度方向的垂线，它们的交 点（图中的P21）即为瞬心。 图4-1 2.两构件组成移动副: 因相对移动速度方向都平行于移动 副的导路方向(如图4-2 a所示)，故 瞬心P12在垂直于导路的无穷远处。 图4-2a 用瞬心法作机构的速度分析