青岛科技大学：《机械原理》课程教学资源（PPT课件）第3章 平面机构的运动分析

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

青岛科技大学专用 潘存云教授研制 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 所谓机构运动分析,就是不考虑引起机构 的外力、构件变形、运动副中的间隙等因素, 仅从几何的角度研究已知原动件的运动规律时, 如何求其他构件的运动参数,如点的轨迹、构 件位置、速度和加速度等。 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。 分析内容:位置分析、速度分析和加速度分析。 1位置分析

青岛科技大学专用 潘存云教授研制 所谓机构运动分析，就是不考虑引起机构 的外力、构件变形、运动副中的间隙等因素， 仅从几何的角度研究已知原动件的运动规律时， 如何求其他构件的运动参数，如点的轨迹、构 件位置、速度和加速度等。 §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 分析内容：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。 ④确定点的轨迹(连杆曲 D 线),如鹤式吊。 HD He 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

青岛科技大学专用 潘存云教授研制 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。50分 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。 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。 A C B E D HD HE

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

青岛科技大学专用 潘存云教授研制 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 A2(A1) YaI 的运动分析 B2(B) 速度瞬心 两个作平面运动构件上速 度相同的一对重合点,在某 瞬时两构件相对于该点作相对 转动,该点称瞬时速度中心。 相对瞬心-重合点绝对速度不为零。Ⅴn2=Vn1≠0 绝对瞬心一重合点绝对速度为零 V=V=0

青岛科技大学专用 潘存云教授研制 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 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

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。 13 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 12123 ∷根据排列组合有N=n(n-1)/2 构件数 5 6 8 瞬心数6101528

青岛科技大学专用 潘存云教授研制 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。 二、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

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 P12-∞ P 2/V2 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

青岛科技大学专用 潘存云教授研制 1 2 1 2 1 2 t t 1 2 三、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

B 21 JA,2 32 31 结论:P2、Ps、P位于同一条直线上

青岛科技大学专用 潘存云教授研制 1 2 3 P21 E P31 3 D3 VE3 VD3 A2 B2 VA2 VB2 A’2 P32 E’3 结论： P21 、 P 31 、 P 32位于同一条直线上

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 4 P24 P14 12 3

青岛科技大学专用 潘存云教授研制 举例：求曲柄滑块机构的速度瞬心。 ∞ 3 P14 2 1 4 1 2 3 4 P12 P34 P13 P24 P23 解：瞬心数为：N＝n(n-1)/2＝6 n=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

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 15 3三心定律求瞬心 k P13 1P46 45 P16 4 56

青岛科技大学专用 潘存云教授研制 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 P23 P34 ∞ P16 ∞ P56 P45 P14 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 P12 P46 P36