《機(jī)械原理》課件第三章運(yùn)動分析第2講.ppt

第3章平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析,圖解法,速度瞬心法,矢量方程圖解法,矢量方程圖解法的基本原理同一構(gòu)件上兩點(diǎn)間的速度及加速度的關(guān)系兩構(gòu)件重合點(diǎn)間的速度和加速度的關(guān)系,速度瞬心的定義,機(jī)構(gòu)中瞬心數(shù)目和位置的確定,瞬心的應(yīng)用,溫故知新,瞬心法和矢量方程圖解法的綜合運(yùn)用機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析的解析法,1、矢量方程解析法2、復(fù)數(shù)法3、矩陣法,本講教學(xué)內(nèi)容,本講教學(xué)目標(biāo),能夠用解析法對平面二級機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動分析。,第3章平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析,為本講重點(diǎn),典型例題一：如圖所示為一搖動篩的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。這是一種結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的六桿機(jī)構(gòu)(III級機(jī)構(gòu))。設(shè)已知各構(gòu)件的尺寸，并知原動件2以等角速度w2回轉(zhuǎn)。要求作出機(jī)構(gòu)在圖示位置時的速度多邊形。,3-4瞬心法和矢量方程圖解法的綜合運(yùn)用,解題分析：作機(jī)構(gòu)速度多邊形的關(guān)鍵應(yīng)首先定點(diǎn)C速度的方向。定點(diǎn)C速度的方向關(guān)鍵是定出構(gòu)件4的絕對瞬心P14的位置。根據(jù)三心定理可確定構(gòu)件4的絕對瞬心P14。,1.確定瞬心P14的位置,2.圖解法求vC、vD,3、利用速度影像法作出vE,vC的方向垂直,p,e,b,d,c,3-4瞬心法和矢量方程圖解法的綜合運(yùn)用（續(xù)）,解題步驟：,典型例題二：圖示為由齒輪連桿組合機(jī)構(gòu)。原動齒輪2繞固定軸線O轉(zhuǎn)動，齒輪3同時與齒輪2和固定不動的內(nèi)齒輪1相嚙合。在齒輪3上的B點(diǎn)鉸接著連桿5。現(xiàn)已知各構(gòu)件的尺寸，求機(jī)構(gòu)在圖示位置時構(gòu)件6的角速度w6。,P13為絕對瞬心P23為相對瞬心,解：,p,(o,d,e),c,3-4瞬心法和矢量方程圖解法的綜合運(yùn)用（續(xù)）,一、矢量方程解析法矢量分析的有關(guān)知識,桿矢單位矢,切向單位矢,法向單位矢：,3-5用解析法作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析,桿矢量,基本運(yùn)算：,微分關(guān)系：,相對速度,相對加速度,矢量分析的有關(guān)知識（續(xù)）,3.位置分析列機(jī)構(gòu)矢量封閉方程,用矢量方程解析法作平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析（續(xù)）,圖示四桿機(jī)構(gòu)，已知機(jī)構(gòu)各構(gòu)件尺寸及原動件1的角位移1和角速度1，現(xiàn)對機(jī)構(gòu)進(jìn)行位置、速度、加速度分析。,分析步驟：,2.標(biāo)出桿矢量,求解q3,消去q2,同理求q2,1.建立坐標(biāo)系,說明：q2及q3均有兩個解，可根據(jù)機(jī)構(gòu)的初始安裝情況和機(jī)構(gòu)傳動的連續(xù)性來確定其確切值。4.速度分析,（同vC=vB+vCB）,求導(dǎo),用e2點(diǎn)積,用e3點(diǎn)積,用矢量方程解析法作平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析（續(xù)）,5.加速度分析,求導(dǎo),用e2點(diǎn)積,用e3點(diǎn)積同理得,用矢量方程解析法作平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析（續(xù)）,二、復(fù)數(shù)法,桿矢量的復(fù)數(shù)表示：,機(jī)構(gòu)矢量封閉方程為,位置分析,速度分析,求導(dǎo),加速度分析,求導(dǎo),位置分析,三、矩陣法,利用復(fù)數(shù)法的分析結(jié)果,只有q2和q3為未知，故可求解。,加速度分析,加速度矩陣形式,加速度分析,速度分析,速度分析矩陣形式,矩陣法中速度矩陣的表達(dá)式,矩陣法中加速度矩陣表達(dá)式,機(jī)構(gòu)從動件的角加速度列陣,三、矩陣法（續(xù)）,式中,用矩陣法求連桿上點(diǎn)P的位置、速度和加速度,三、矩陣法（續(xù)）,用解析法作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析小結(jié)：,機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析,轉(zhuǎn)換成寫標(biāo)量,建立坐標(biāo)系,標(biāo)出桿矢量,機(jī)構(gòu)位置、速度、加速度分析,典型例題分析,列矢量封閉方程式,矢量方程解析法復(fù)數(shù)法矩陣法,第二章平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析,圖解法,速度瞬心法,矢量方程圖解法,矢量方程圖解法的基本原理同一構(gòu)件上兩點(diǎn)間的速度及加速度的關(guān)系兩構(gòu)件重合點(diǎn)間的速度和加速度的關(guān)系,速度瞬心的定義,機(jī)構(gòu)中瞬心數(shù)目和位置的確定,瞬心的應(yīng)用,解析法,矢量方程解析法復(fù)數(shù)法矩陣法,本章小結(jié),四、典型例題分析,如圖所示為一牛頭刨床的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖.設(shè)已知各構(gòu)件的尺寸為:原動件1的方位角和等角速度.求導(dǎo)桿3的方位角,角速度及角加速度和刨頭5上點(diǎn)E的位移及加速度.,要求用矢量方程解析法求解,典型例題分析矢量方程解析法,按矢量方程解析法求解：,1.建立一直角坐標(biāo)系2.標(biāo)出各桿矢及方位角.,共有四個未知量,3.未知量求解（1）求,由封閉圖形ABCA列矢量方程,典型例題分析矢量方程解析法（續(xù)）,典型例題分析矢量方程解析法（續(xù)）,典型例題分析矢量方程解析法（續(xù)）,（2）求,由封閉圖形CDEGC可得,用i和j點(diǎn)積,典型例題分析矢量方程解析法（續(xù)）,典型例題分析矩陣法,由該機(jī)構(gòu)的兩個矢量封閉形,將位移方程對時間取一次導(dǎo)數(shù)得速度矩陣,未知量可求,將位移方程對時間取二次導(dǎo)數(shù)，得加速度矩陣,典型例題分析矩陣法（續(xù)）,機(jī)構(gòu)運(yùn)動線圖,位置線圖,速度線圖,機(jī)構(gòu)運(yùn)動線圖,機(jī)構(gòu)運(yùn)動線圖,加速度線圖,返回,圖解法,速度瞬心法,矢量方程圖解法,矢量方程圖解法的基本原理同一構(gòu)件上兩點(diǎn)間的速度及加速度的關(guān)系兩構(gòu)件重合點(diǎn)間的速度和加速度的關(guān)系,速度瞬心的定義,機(jī)構(gòu)中瞬心數(shù)目和位置的確定,瞬心的應(yīng)用,解析法,矢量方程解析法復(fù)數(shù)法矩陣法,本章小結(jié),