2-第2章 机构运动分析--机械设计基础

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机械设计基础48学时

于蕾艳

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第二章 平面机构的运动、动力分析-自学Kinematic and Dynamic Analysis

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机构运动动力分析的任务、目的和方法1.任务 原动件运动、力 2.目的 运动性能， 动力性能， 强度计算

从动件运动、 未知力

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§2-1一. 速度瞬心

机构速度分析的瞬心法

理论力学 速度瞬心：

一个刚体做平面运动时，有且只有一个点是瞬时静止 不动的，叫做速度瞬心(瞬时速度中心),即做平面运动的刚体 刚体或者刚体延伸部分上的唯一一 个瞬时速度为零的点

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§2-1一.速度瞬心

机构速度分析的瞬心法

速度瞬心定义 两构件上的瞬时等速重合点(即同速点 ) 相对瞬心： vP≠0绝对瞬心： vP=0

vP≠0 相对瞬心

vP=0 绝对瞬心

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二. 瞬心数目

机构中的瞬心总数目：B

b

C

K=N (N-1)/2A

a d

c D

6个

三、瞬心位置 (一)两构件间 1、转动副 2、移动副 P12

P21

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三、瞬心位置 (一)两构件间

3、高 副

P12 纯滚动滚动兼滑动

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三、瞬心位置 (二)三构件间 三心定理 作平面运动三个构件的三个瞬心 位于同一直线上。

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例：高副传动

2 3 P12 1 三心定理 作平面运动三个构件的三个瞬心位于同一直线上。 P23 ? P13

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练习：凸轮机构

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已知 凸轮转动的角速度， 求 从动件的速度。

三心定理 作平面运动三个构 件的三个瞬心位于 同一直线上。

v2

w1

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速度瞬心在机构速度分析中的应用 已知图示四杆机构各杆长、 1 及 1 ,求 2 及 3解: ① 以长度比例尺 L 实际长度(m) 图示长度(mm)

作机构位置图

② 确定瞬心数目和位置 ③求解角速度

P24B1 2

a) 据同速点 P12

VP12

VP12 VB1 VB 2

1

P 124

2

C P23 3

P 1 P P P P 12 14 L 2 12 24 L 13P 12 P 24 2 1 = P 12 P 14(顺 )

A P 14

D P34

●

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b) 据同速点 P13

VP13 VE1 VE 3

1 P 13 P 14 L 3 P 13 P 34 LP13 P14 3 1 = P13 P34P24

(逆)VP12

C

1EP13 VP13

B

2 P12 4

1 AP

P23 2 3

3

14

D P34

●

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四

瞬心法优缺点 简单、方便 不能进行加速度分析 特殊点瞬心在图纸外边

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§2-2 矢量方程图解法进行机构的速度、加速度分析 ---不要求一. 基本原理和作法C

1、 同一构件上两点间的运动矢量关系vC=vB+vCBBt aC=aB+aCB=aB+an + a CB CB

4

2、 两构件上重合点间的运动矢量关系 vD5=vD4+vD5D4 k r aD5=aD4+aD5D4 +aD5D4k 哥氏加速度的大小：aD5D4 =2ω4vD 5D4 ;

D 5

ω4

方向：将vD5D4沿ω4转过90°的方向。

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§2-3 机构力分析

–不要求

静力分析 -不考虑惯性力 力分析 动力分析 -考虑惯性力

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