平面机构的运动分析.ppt
上传人:天马****23 上传时间:2024-09-11 格式:PPT 页数:31 大小:1.3MB 金币:10 举报 版权申诉
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方法可借助计算机;适用机构整个运动循环的运动分析§3-2用速度瞬心法作机构的速度分析§3-2用速度瞬心法作机构的速度分析两构件上的瞬时等速重合点(即同速点),以纯滚动高副相联,瞬心就在其接触点处;证明:如图所示,设构件1、2、3彼此作平面平行运动,它们共有三个瞬心,即P12、P23、P13。其中P12和P13可直接定出,为简单起见,设构件1是固定的,于是构件2及3上的任一点的速度必分别与该点至P12及P13的连线相垂直,现任取一重合点k,则vk2和vk3的方向显然不同,而瞬心P23应是构件2及3上的等速点,故知P23不在k点,而如图显见,只有当P23位于P12和P13的连线上时,构件2和3的重合点的速度才能一致,此即证明P23与P13、P12必同在一直线上。2.用瞬心法作机构的速度分析§3-3用矢量方程图解法作机构的速度及加速度分析1)连接P点和任一点的向量代表该点在机构图中同名点的绝对速度,其方向由P点指向该点;2)连接其它任意两点的向量代表在机构中同名点间的相对速度,其指向与相对下标相反;1)连接P′点和任一点的向量代表该点在机构图中同名点的绝对加速度,其方向由P′点指向该点;2)连接其它任意两点的向量代表在机构中同名点间的相对加速度,其指向与相对下标相反;3)点P′—极点,代表该机构上加速度为零的点;4)因为ΔABC∽Δa′b′c′,故图形a′b′c′称为图形ABC的加速度影像。说明:●a′b′c′的顺序与ABC相同;●已知构件上任意两点加速度,可直接利用影像原理得到该构件上任一点的加速度;●加速度影像原理只能用在同一构件上。§3-3用矢量方程图解法作机构的速度及加速度分析加速度合成定理:若牵连运动中存在转动,则动点的绝对加速度等于它的相对加速度、牵连加速度和科氏加速度的矢量和。科氏加速度:由科里奥利(G.G.Coriolis)于1835年首先提出的,是动基的转动与动点相对运动相互耦合引起的加速度。它表示动参考系的角速度,等于角速度与动点相对速度矢量积的两倍。附加加速度(科氏加速度)加速度合成定理:一、绝对运动、相对运动、牵连运动有定系οξηζ,另一平板S/以角速度ω绕轴旋转,平板上固定坐标系oxyz,oz轴与οζ轴重合。运动质点P相对板运动。由定系οξηζ看到的质点的运动叫绝对运动;动系oxyz看到的质点运动叫相对运动;定系上看到的因动系转动导致质点所在位置的运动叫牵连运动。绝对速度、加速度记为V,a;相对速度、加速度记为V',a'。二、质点加速度合成定理①牵连运动为平动时点的加速度合成。。当牵连运动为平动时,在任一瞬时,动点的绝对加速度(aa)等于动点的牵连加速度(ae)与相对加速度(ar)的矢量和。这就是牵连运动为平动时的加速度合成定理。aa=ae+ar(2-6)②牵连运动为转动时点的合成定理。当牵连运动为转动时(转速=ω),在任一瞬时,动点的绝对加速度(aa)等于动点的牵连加速度(ae)、相对加速度(ar)与科氏加速度(ac)三者的矢量和。这就是牵连运动为转动时的加速度合成定理。aa=ae+ar+ac(2-7)当上臂在转动,而前臂相对于上臂而运动时,就有科氏加速度的出现。科氏加速度等于牵连运动的角速度ω与动点的相对速度Vr的矢积的二倍ac=2ωxVr质点的科氏加速度是由于质点既有相对运动又有动参考系的转动二者共同起作用的结果(推导过程从略)。平面Ⅱ级机构运动分析矢量多边形法小结1、同一构件上两点间的运动分析问题。如:铰链四杆机构。1)应用理论:刚体的运动的合成;2)方法:基点法。即:刚体上某点的运动等于该点随基点的牵连移动与绕基点的相对转动的运动的合成。2、转动构件联同一个与其相对移动的构件的重合点的运动分析问题。如:导杆机构。1)应用理论:点的运动的合成;2)方法:重合点法。即:重合点的运动等于动点随动系的牵连转动与动点在动系内的相对移动的运动的合成。注意:重合点的选择;科氏加速度的判断计算。3、注意使用影像法。注意:1.重合点的选择应包含已知参数;2.ak是否存在,要看牵连角速度和相对运动速度是否同时存在;3.分析牵连运动时,只看动系的运动,而不看动系内部的运动;分析相对运动时,只看动系内部的运动,而不看动系的运动。即综合运用瞬心法和矢量方程图解法作机构速度分析的方法。§3-5用解析法作机构的运动分析矢量的复数表示法:解:1、位置分析,建立坐标系解方程组得:2、速度分析:将式(a)对时间t求导得:同理求得:3、加速度分析:对(b)对时间求导。得:为了消去,将上式两边乘得:取实部得:同理为了消去,将上式两边乘得:同样可取实部得:平面机构运动分析的复数矢量法2.注意事项A.在选取各杆的矢量方向及转角时,对与机架相铰