机械原理第八版第三章

1、第三章第三章 平面机构的运动分析平面机构的运动分析3-1 机构运动分析的任务、目的和方法机构运动分析的任务、目的和方法3-2 用图解法作机构的运动分析用图解法作机构的运动分析3-3 用解析法作机构的运动分析用解析法作机构的运动分析3-1 机构分析的任务、目的和方法机构分析的任务、目的和方法1.机构运动分析的任务在已知机构尺寸及原动件运动规律的情况下，确定机构中其他构件上某些点的轨迹、位移、速度及加速度和构件的角位移、角速度及角加速度2.机构运动分析的目的研究上述内容，对于了解现有机械的运动性能，设计新的机械和研究机械动力性能，都是十分必要的3-1 机构分析的任务、目的和方法机构分析的任务、目的

2、和方法3.机构运动分析的方法主要有图解法和解析法当需要简捷直观地了解机构的某个或某几个位置的运动特性时，采用图解法比较方便，而且精度也能满足实际问题的要求当需要精确地知道或要了解机构在整个运动循环过程中的运动特性时，采用解析法并借助计算机，不仅可获得很高的计算精度及一系列位置的分析结果，并能绘出机构相应的运动线图，同时还可把机构分析和综合问题联系起来，以便于机构的优化设计3-2 用图解法作机构的运动分析用图解法作机构的运动分析机构运动的图解法分析包括对机构的位置、速度和加速度的分析。由于机构的位置图解分析实际上是按给定的机构尺寸及原动件的位置作出其机构运动简图，在第2章已作介绍，所以本节主要介

3、绍机构的速度和加速度分析的图解法一、机构速度及加速度分析的一般图解法机构的速度及加速度分析的一般图解法为矢量方程图解法，又称相对运动图解法3-2 用图解法作机构的运动分析用图解法作机构的运动分析1.矢量方程图解法 矢量方程图解法的基本原理理论力学中的运动合成原理 矢量方程图解法的作法在对机构进行速度和加速度分析时，首先根据运动合成原理列出机构运动的矢量方程，然后再按方程作图求解两构件以转动副相连时，在转动副中心处具有相同的速度和加速度，两构件以移动副相连时，两构件具有相同的角速度和角加速度3-2 用图解法作机构的运动分析用图解法作机构的运动分析CD大小：大小： ？ ？ 方向：方向： DABCA

4、B大小：？大小：？ 方向：？方向：？ DABC DABC 矢量图的画法3-2 用图解法作机构的运动分析用图解法作机构的运动分析DABC DABC BCBDACDA大小：大小： ？ 方向：方向： ？ 大小：大小： 方向：方向： ？ ？ 3-2 用图解法作机构的运动分析用图解法作机构的运动分析2.利用同一构件上两点间的速度和加速度矢量方程作图求解运动合成原理：同一构件上任意一点的运动可认为是随该构件上基点作平动与绕基点作相对转动的合成 列矢量方程并分析各矢量 选取适当比例尺按方程作速度多边形及加速度多边形图 根据作图求解 速度及加速度影像3-2 用图解法作机构的运动分析用图解法作机构的运动分析3.

5、利用两构件重合点间的速度及加速度矢量方程作图求解运动合成原理：构件i在重合点的运动可认为是随同构件j在重合点的运动和构件i相对于构件j的相对运动的合成重合点选取原则：选已知参数较多的点（一般为铰链点），为此有时应将构件扩大至所选取的重合点 列矢量方程并分析各矢量 选取适当比例尺按方程作速度多边形及加速度多边形图 根据作图求解 科氏加速度存在的确定3-2 用图解法作机构的运动分析用图解法作机构的运动分析【例3-1】柱塞唧筒六杆机构【例3-2】平面凸轮高副机构说明：对于含高副的机构，为简化其运动分析，常将其高副用低副代替后再作运动分析。因高副低代为瞬时替代，故对机构不同位置的运动分析，均应作出相应

6、位置的瞬时替代机构3-2 用图解法作机构的运动分析用图解法作机构的运动分析二、机构速度分析的便捷图解法多数机械的运动分析仅需对其机构作速度分析，此时对于结构简单的机构采用速度瞬心图解法（简称速度瞬心法或瞬心法）对其进行速度分析就十分简便和直观。此外对于某些结构复杂的机构，若单纯运用矢量方程图解法对其进行速度分析有时会遇到困难，这时综合地运用这两种方法进行求解则往往显得比较简便3-2 用图解法作机构的运动分析用图解法作机构的运动分析1.速度瞬心互作平面相对运动的两构件上瞬时速度相等的重合点即为两构件的速度瞬心，简称瞬心。用Pij表示，且ij瞬心处的绝对速度为零的瞬心为绝对瞬心，否则为相对瞬心机构

7、的瞬心总数 KN (N1)/23-2 用图解法作机构的运动分析用图解法作机构的运动分析2.瞬心位置的确定 通过运动副直接相连的两构件间的瞬心位置确定 以转动副相连接的两构件的瞬心在转动副的中心处 以移动副相连接的两构件的瞬心位于垂直于其导路方向的无穷远处 以高副相连接的两构件的瞬心在过接触点两高副元素的公法线上（纯滚动高副和有相对滑动高副）3-2 用图解法作机构的运动分析用图解法作机构的运动分析 不通过运动副直接相连的两构件间的瞬心位置确定对于不通过运动副直接相连的两构件间的瞬心，可借助于“三心定理”来确定位置三心定理：三个彼此作平面平行运动的构件的三个瞬心必位于同一直线上3-2 用图解法作机

8、构的运动分析用图解法作机构的运动分析【例3-3】用瞬心法对铰链四杆机构作速度分析【例3-4】用瞬心法对凸轮机构作速度分析作业：3-11：（a）、（b）3-2 用图解法作机构的运动分析用图解法作机构的运动分析P12P23P34 P141 12 23 34 4P13P242143 瞬心位置确定技巧（瞬心多边形）以运动副直接相连的两构件两两相连不以运动副直接相连的两构件的瞬心多边形的待求连线需与已知连线构成2个三角形3-2 用图解法作机构的运动分析用图解法作机构的运动分析163245P16P12P36P23P45P34P56214356如果瞬心多边形的待求连线不能与已知连线构成2个三角形时，则该瞬心求不出来。比如P14 、P15 、P24、P25 3-2