速度瞬心

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,*,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,第一页，共十七页。,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。,第二页，共十七页。,确定机构的位置（位形），绘制机构位置图。,确定构件的运动空间，判断是否发生干涉。,确定构件,(,活塞,),行程，,找出上下极限位置。,确定点的轨迹（连杆曲,线），如,鹤式吊,。,2.,速度分析,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,为加速度分析作准备。,A,C,B,E,D,H,D,H,E,第三页，共十七页。,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。,第四页，共十七页。,1,2,A,2,(A,1,),B,2,(B,1,),3,2,用速度瞬心及其在机构速度分析中的应,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。,P,21,相对瞬心,重合点绝对速度不为零。,V,A2A1,V,B2B1,V,p2,=V,p1,0,V,p2,=V,p1,=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。,第五页，共十七页。,特点：,该点涉及两个构件。,绝对速度相同，相对速度为零。,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,P,12,P,23,P,13,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,第六页，共十七页。,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,P,12,P,12,P,12,2.,三心定律,V,12,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。,第七页，共十七页。,1,2,3,P,21,P,31,E,3,D,3,V,E3,V,D3,A,2,B,2,V,A2,V,B2,A,2,E,3,P,32,结论：,P21,、,P 31,、,P 32,位于同一条直线上。,第八页，共十七页。,举例：求曲柄滑块机构的速度瞬心。,P,14,3,2,1,4,1,2,3,4,P,12,P,34,P,13,P,24,P,23,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,第九页，共十七页。,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,6,5,P,23,P,34,P,16,P,56,P,45,P,14,P,24,P,13,P,15,P,25,P,26,P,35,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,P,12,P,46,P,36,第十页，共十七页。,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,1,，求推杆的速度。,P,23,解：直接观察求瞬心,P,13,、,P,23,。,V,2,求瞬心,P,12,的速度。,1,2,3,1,V,2,V,P12,l,(P,13,P,12,),1,长度,P,13,P,12,直接从图上量取。,n,n,P,12,P,13,根据三心定律和公法线,n,n,求瞬心的位置,P,12,。,第十一页，共十七页。,2.,求角速度。,解：瞬心数为,6,个,直接观察能求出,4,个,余下的,2,个用三心定律求出。,P,24,P,13,求瞬心,P,24,的速度。,V,P24,l,(P,24,P,14,),4,4,2,(P,24,P,12,)/P,24,P,14,a),铰链机构,已知构件,2,的转速,2,，求构件,4,的角速度,4,。,2,3,4,1,2,4,V,P24,l,(P,24,P,12,),2,V,P24,P,12,P,23,P,34,P,14,方向,:,CW,与,2,相同。,相对瞬心位于两绝对瞬心的同一侧，两构件转向相同,第十二页，共十七页。,b),高副机构,已知构件,2,的转速,2,，求构件,3,的角速度,3,。,1,2,2,3,P,23,n,n,解,:,用三心定律求出,P23,。,求瞬心,P23,的速度,:,V,P23,l,(P,23,P,13,),3,3,2,(,P,13,P,23,/,P,12,P,23,),3,P,12,P,13,方向,:,CCW,与,2,相反。,V,P23,V,P23,l,(P,23,P,12,),2,第十三页，共十七页。,1,2,3,P,23,P,12,P,13,3.,求传动比,定义：两构件角速度之比传动比。,3,/,2,P,12,P,23,/,P,13,P,23,推广到一般：,i,/,j,P,1j,P,ij,/,P,1i,P,ij,结论,:,两构件的角速度之比等于绝对瞬心至相对瞬心的,距离之反比,。,角速度的方向为：,2,3,相对瞬心位于两绝对瞬心的,同一侧,时，两构件,转向相同,。,相对瞬心位于两绝对瞬心,之间,时，两构件,转向相反,。,第十四页，共十七页。,4.,用瞬心法解题步骤,绘制机构运动简图；,求瞬心的位置；,求出相对瞬心的速度,;,瞬心法的优缺点：,适合于求简单机构的速度，机构复杂时因,瞬心数急剧增加而求解过程复杂。,有时瞬心点落在纸面外。,仅适于求速度,V,使应用有一定局限性。,求构件绝对速度,V,或角速度,。,第十五页，共十七页。,本章重点：,1.,瞬心位置的确定（三心定律）；,2.,用瞬心法求构件的运动参数；,3.,用矢量方程图解法作机构速度和加速度分析,熟练掌握影象法及其应用；,4.,用矢量方程解析法建立机构的运动学模型；,第十六页，共十七页。,内容总结,第三章 平面机构的运动分析。32速度瞬心及其在机构速度分析中的应用。33用矢量方程图解法作机构速度和加速度。分析内容：位置分析、速度分析和加速度分析。确定机构的位置（位形），绘制机构位置图。32用速度瞬心及其在机构速度分析中的应。Vp2=Vp1=0。Nn(n-1)/2。四、速度瞬心在机构速度分析中的应用。V2V P12l(P13P12)1。nn求瞬心的位置P12,第十七页，共十七页。,