湖南理工学院：《机械原理》课程教学资源（PPT课件讲稿）第三章 平面机构的运动分析

第三章平面机构的运动分析 s3-1机构运动分析的目的与方法 §3-2速度瞬心及其在机构速度分析中的应用 §3-3用矢量方程图解法作机构速度和加速度 分析 §3-4综合运用瞬心法和矢量方程图解法对复 杂机构进行速度分析 §3-5用解析法作机构的运动分析 湖南理工学院专用 作者:潘存云教授

湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授 第三章 平面机构的运动分析 §3－1机构运动分析的目的与方法 §3－2速度瞬心及其在机构速度分析中的应用 §3－3用矢量方程图解法作机构速度和加速度 分析 §3－4综合运用瞬心法和矢量方程图解法对复 杂机构进行速度分析 §3－5用解析法作机构的运动分析

§3-1机构运动分析的目的与方法 内涵: 从构件 原动件的 点的轨迹D 运动规律 构件位置 E 速度HD 设计任何新的机械,都必须进行运动分析 工作。以确定机械是否满足工作 加速度 研究内容:位置分析、速度分析和 B 加速度分析。 1.位置分析 ①确定机构的位置(位形),绘制机构位置图 ②确定构件的运动空间,判断是否发生干涉。 ③确定构件(活塞)行程,找出上下极限位置。 ④确定点的轨迹(连杆曲线),如鹤式吊 作者:潘存云教授

湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授 作者：潘存云教授 A C B E D §3－1 机构运动分析的目的与方法 设计任何新的机械，都必须进行运动分析 工作。以确定机械是否满足工作要求。 1.位置分析 研究内容：位置分析、速度分析和 加速度分析。 ①确定机构的位置（位形），绘制机构位置图。 ②确定构件的运动空间，判断是否发生干涉。 ③确定构件(活塞)行程， 找出上下极限位置。 从构件 点的轨迹 构件位置 速度 加速度 原动件的 运动规律 内涵： ④确定点的轨迹（连杆曲线），如鹤式吊。 HE HD

2.速度分析 ①通过分析,了解从动件的速度变化规律是否满足 工作要求。如生头包 ②为加速度分析作准备。 3加速度分析的目的是为确定惯性力作准备。 方法: 图解法一简单、直观、精度低、求系列位置时繁琐 解析法一正好与以上相反。 实验法一试凑法,配合连杆曲线图册,用于解决 实现预定轨迹问题 湖南理工学院专用 作者:潘存云教授

湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授 2.速度分析 ①通过分析，了解从动件的速度变化规律是否满足 工作要求。如牛头刨 ②为加速度分析作准备。 3.加速度分析的目的是为确定惯性力作准备。 方法： 图解法－简单、直观、精度低、求系列位置时繁琐。 解析法－正好与以上相反。 实验法－试凑法，配合连杆曲线图册，用于解决 实现预定轨迹问题

§3-2速度瞬心及其在机构速度分析中的应用 机构速度分析的图解法有:速度瞬心 法、相对运动法、线图法。瞬心法尤 其适合于简单机构的运动分析。 A2(Al) 速度瞬心及其求法 12A 1)速度瞬心的定义 B2BI 两个作平面运动构件上速度相同的 对重合点,在某一瞬时两构件相 对于该点作相对转动,该点称瞬时 速度中心。求法? 相对瞬心一重合点绝对速度不为零。Vn2Vn1≠0 绝对瞬心一重合点绝对速度为零。Vn2=Vn=0 湖南理工学院专用 作者:潘存云教授

湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授 作者：潘存云教授 2 1 A2(A1) B2(B1) §3－2 速度瞬心及其在机构速度分析中的应用 机构速度分析的图解法有：速度瞬心 法、相对运动法、线图法。瞬心法尤 其适合于简单机构的运动分析。 一、速度瞬心及其求法 绝对瞬心－重合点绝对速度为零。 P21 相对瞬心－重合点绝对速度不为零。 VA2A1 VB2B1 Vp2=Vp1≠0 Vp2=Vp1 =0 两个作平面运动构件上速度相同的 一对重合点，在某一瞬时两构件相 对于该点作相对转动 ，该点称瞬时 速度中心。求法？ 1)速度瞬心的定义

特点: ①该点涉及两个构件。 ②绝对速度相同,相对速度为零 ③相对回转中心。 2)瞬心数目 若机构中有n个构件,则 每两个构件就有一个瞬心 P 12123 根据排列组合有N=n(n-1)/2 构件数 5 6 8 瞬心数6 101528 湖南理工学院专用 作者:潘存云教授

湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授 特点： ①该点涉及两个构件。 2）瞬心数目 ∵每两个构件就有一个瞬心 ∴根据排列组合有 P12 P23 P13 构件数 4 5 6 8 瞬心数 6 10 15 28 1 2 3 若机构中有n个构件，则 N＝n(n-1)/2 ②绝对速度相同，相对速度为零。 ③相对回转中心

3)机构瞬心位置的确定 1.直接观察法 适用于求通过运动副直接相联的两构件瞬心位置 12 P V12 2.三心定律 定义:三个彼此作平面运动的构件共有三个瞬 心,且它们位于同一条直线上。此法特别适用 于两构件不直接相联的场合。 湖南理工学院专用 作者:潘存云教授

湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授 1 2 1 2 1 2 t t 1 2 3）机构瞬心位置的确定 1.直接观察法 适用于求通过运动副直接相联的两构件瞬心位置。 n n P12 P12 P12 ∞ 2.三心定律 V12 定义：三个彼此作平面运动的构件共有三个瞬 心，且它们位于同一条直线上。此法特别适用 于两构件不直接相联的场合

2 3 23 P 12 P13 湖南理工学院专用 作者:潘存云教授

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举例:求曲柄滑块机构的速度瞬心。 解:瞬心数为:N=n(n-1)/2=6n=4 1作瞬心多边形圆 2.直接观察求瞬心 3三心定律求瞬心 P13 P24QP2 3 P12 3 湖南理工学院专用 作者:潘存云教授

湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授 作者：潘存云教授 3 2 1 4 举例：求曲柄滑块机构的速度瞬心。 ∞ P14 1 2 3 4 P12 P34 P13 P24 P23 解：瞬心数为： 1.作瞬心多边形圆 2.直接观察求瞬心 3.三心定律求瞬心 N＝n(n-1)/2＝6 n=4

举例:求图示六杆机构的速度瞬心。 解:瞬心数为:N=n(n-1)/2=15n=6 1作瞬心多边形圆 2直接观察求瞬心p2 P 3.三心定律求瞬心 P 16 4 P141 湖南理工学院专用

湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授 1 2 3 4 5 6 P24 P13 P15 P25 P26 P35 举例：求图示六杆机构的速度瞬心。 解：瞬心数为：N＝n(n-1)/2＝15 n=6 1.作瞬心多边形圆 2.直接观察求瞬心 3.三心定律求瞬心 P46 P36 1 2 3 4 5 6 P14 P23 P12 P16 ∞ P34 ∞ P56 P45

四、速度瞬心在机构速度分析中的应用 1求线速度 P 已知凸轮转速ω1,求推杆的速度。 解: ①直接观察求瞬心P3、P23。 ②根据三心定律和公法线 n n一n求瞬心的位置P12o ③求瞬心P12的速度。 V2=Vp12=u1(P13P12)01 长度P13P12直接从图上量取 湖南理工学院专用 作者:潘存云教授

湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授 ω1 1 2 3 四、速度瞬心在机构速度分析中的应用 1.求线速度 已知凸轮转速ω1，求推杆的速度。 P23 ∞ 解： ①直接观察求瞬心P13、 P23 。 V2 ③求瞬心P12的速度 。 V2 ＝V P12 ＝μl (P13P12)·ω1 长度P13P12直接从图上量取。 P13 ②根据三心定律和公法线 n－n求瞬心的位置P12 。 n n P12