运动构件系统分析和计算机计算课件

§10-1刚体一般运动概述

运动构件系统分析和计算机计算§10-2构件系统运动分析§10-3构件系统运动计算机计算例题§10-1刚体一般运动概述1.刚体的定点运动Oxyz为过定点O的定坐标系，固定在刚体上的动坐标系为Ox´y´z´，3个自由度（转动）

刚体运动时，若体内有一点在空间的位置保持不变则这种运动为刚体的定点运动z´轴和z轴θ----章动角。ON和x轴的夹角ψ---进动角ON和x´轴的夹角φ---旋转角ON是坐标Ox´y´和Oxy的平面交线称为节线运动方程为：×2.刚体一般运动Oxyz为定坐标系，取O´点为基点，基点上安上一个始终与Oxyz平行的平动参考系ξηζ

刚体上各点的运动可以由随同基点的平动和相对于O´ξηζ的位置，由欧拉角确定；6个自由度（3个平动和3个转动）

可以在空间作任意运动的刚体称自由刚体。运动方程为：×3.刚体平面运动3个自由度（2个平动，1个转动）运动方程为：×4.刚体绕平行轴的运动2个自由度（2个转动）运动方程为：×5.刚体平动3个自由度（3个平动）运动方程为：6.刚体的定轴转动1个自由度（1个转动）运动方程为：×

§10-2构件系统运动分析代码1，3运动参数为基点坐标、基点速度、基点加速度、构件角速度和构件角加速度1.几种运动构件特性分类代码1，1

运动参数为平动速度和加速度

代码1，2定轴转动时运动参数为角速度和角加速度主动构件：（运动参数已知）1.主动构件平动2.主动构件定轴转动3.主动构件平面运动×从动构件：（运动参数未知）1.从动构件平动代码0，1参数为：速度方向矢量2.从动构件定轴转动代码0，2角速度矢量方向3.从动构件平面运动代码0，3参数为基点坐标，角速度矢量方向×联结点约束：2.约束分类地面约束：地面第一种约束地面第二种约束地面第三种约束联结点第一种约束联结点第二种约束联结点第三种约束联结点第四种约束ק10-3构件系统运动计算机计算

工程中的机构都是由数个物体组成的，每个刚体具有一种运动形式。各物体间通过联接点而传递运动。分析机构的首先要分清各物体都作什么运动，要计算有关联接点的速度和加速度。1.构件数量2.构件号3.构件运动类型代码4.约束类型数5.约束代码6.联结点数量7.联结点坐标计算机计算的步骤：×例1图示平面机构在某瞬时，ωOA=5rad/s,vCD=5m/s,aCD=0,l=1m求AB杆的角速度和角加速度×No1主动构件定轴转动No3主动构件平动No2从动构件平面运动地面第二种约束联结点第二种约束地面第一种约束联结点第一种约束联结点第二种约束联结点第二种约束×

图示平面机构在某瞬时，ωOA=5rad/s,vCD=5m/s,aCD=0,l=1m求AB杆的角速度和角加速度311,20,0,-5,0,0,022,10,0,0,1,1,07,12,10,-1,0,1,1,031,15,0,0,0,0,021,10,-2,0,0,1,17,12,1-1,-2,0,1,1,020,-1,0-1,-2,020,30,-1,0,0,0,117,21,1-1,-2,0,-0.71,0.71,02,10,-1,0,1,1,0×

输入文件检查构件数量=3

构件号=1

构件类型代码=12(主动构件,转动)

角速度分量(w),角加速度分量(e).000.000-5.000.000.000.000

约束类型数=22自由度约束个数=12自由度约束坐标(x,y).000.000.0001.0001.000.000

联接点约束个数=1

联接点约束中2自由度约束个数=1

联接点约束中2自由度约束坐标(x,y).000-1.000.0001.0001.000.000

构件号=2

构件类型代码=03(被动构件,平面运动)

基点坐标,角速度矢量方向

.000-1.000.000.000.0001.000

约束类型数=1

联接点约束个数=2

联接点约束中1自由度直线约束个数=1

联接点约束中1自由直线约束坐标(x,y)-1.000-2.000.000-.710.710.000

联接点约束中2自由度约束个数=1

联接点约束中2自由度约束坐标(x,y).000-1.000.0001.0001.000.000构件号=3构件类型代码=11(主动构件,平动)速度分量(v),加速度分量(a)5.000.000.000.000.000.000

约束类型数=21自由度约束个数=11自由度约束坐标(x,y).000-2.000.000.0001.0001.000

联接点约束个数=1联接点约束2自由度约束个数=1

联接点约束中2自由度约束坐标(x,y)-1.000-2.000.0001.0001.000.000

联接点个数=2

联接点坐标(x,y).000-1.000.000-1.000-2.000.000×输出速度计算结果

------------------------------------------

运动构件速度结果第(2)构件,平面运动基点坐标(x,y,z)=(.000,-1.000,.000)

基点速度和构件角速度=-4.999-.003.0004.998

联接点速度结果联接点号,坐标(x,y,z),速度V,方向余弦

1(.000,-1.000,.000)5.000-1.000.000.000

联接点号,坐标(x,y,z),速度V,方向余弦

2(-1.000,-2.000,.000)5.0001.000.000.000

联接点,构件,相对速度,方向余弦

227.073.707.707.000×输出加速度计算结果运动构件加速度结果

--------------------------------------------

第(2)号构件,平面运动基点坐标(x,y,z)=(.00,-1.00,.00)

基点加速度,构件角加速度=.00024.999.00062.491

联接点结果联接点号,坐标(x,y,z),加速度a,方向余弦

1(.000,-1.000,.000)25.000.0001.000.000

联接点号,构件号,相对加速度联接点号,坐标(x,y,z),加速度a,方向余弦

2(-1.000,-2.000,.000).000-.906.424-.006

联接点号,构件号,相对加速度

2288.360-.990.142.000选题×例2牛头刨床机构如图。已知：O1A=200mm,

ω1=2rad/s,求图示位置滑枕的速度和加速度×联结点第二种约束No1主动构件定轴转动地面第二种约束No2从动构件定轴转动地面第一种约束No3主动构件平动联结点第一种约束联结点第二种约束联结点第一种约束地面第二种约束×牛头刨床机构如图。已知：O1A=200mm,

ω1=2rad/s,求图示位置滑枕的速度和加速度311,20,0,2,0,0,022,10,0.3464,0,1,1,07,12,10.2,0.3464,0,1,1,020,20,0,122,10,0,0,1,1,07,21,10.2,0.3464,0,-0.866,0.5,02,10.3753,0.650,0,1,1,030,11,0,021,10,1,0,0,1,07,11,10.3753,0.650,0,1,0,020.2,0.3464,00.3753,0.650,0

×

构件数量=3

构件号=1

构件类型代码=12(主动构件,转动)

角速度分量(w),角加速度分量(e).000.0002.000.000.000.000

约束类型数=22自由度约束个数=12自由度约束坐标(x,y).000.346.0001.0001.000.000

联接点约束个数=1

联接点约束中2自由度约束个数=1

联接点约束中2自由度约束坐标(x,y).200.346.0001.0001.000.000

构件号=2

构件类型代码=02(被动构件,转动)

角速度矢量方向

.000.0001.000

约束类型数=22自由度约束个数=12自由度约束坐标(x,y).000.000.0001.0001.000.000

联接点约束个数=2

联接点约束中1自由度直线约束个数=1

联接点约束中1自由直线约束坐标(x,y).200.346.000-.866.500.000

联接点约束中2自由度约束个数=1

联接点约束中2自由度约束坐标(x,y).375.650.0001.0001.000.000

构件号=3

构件类型代码=01(被动构件,平动)

速度矢量方向

1.000.000.000约束类型数=21自由度约束个数=11自由度约束坐标(x,y).0001.000.000.0001.000.000

联接点约束个数=1

联接点约束中1自由度直线约束个数=1

联接点约束中1自由直线约束坐标(x,y).375.650.0001.000.000.000

联接点个数=2

联接点坐标(x,y).200.346.000.375.650.000

×输出速度计算结果

运动构件速度结果

第(2)号构件,转动角速度w=.499

第(3)号构件,平动速度v=-.324联接点速度结果

联接点号,坐标(x,y,z),速度V,方向余弦

1(.200,.346,.000).400.0001.000.000

联接点,构件,相对速度,方向余弦

1