3平面机构的运动分析
- 格式:ppt
- 大小:3.85 MB
- 文档页数:65
机械原理平面机构的运动分析机械原理是研究机械结构的运动、力学性能和设计规律的一门学科。
而平面机构是机械原理中的一个重要概念,指的是在同一平面内运动的机构。
平面机构广泛应用于工程领域,例如各种机床、汽车、船舶等。
对平面机构的运动分析,可以帮助我们理解机构的运动性能以及设计出更加高效的机构。
平面机构的运动分析通常包括以下几个方面:1.机构的自由度和约束度分析:机构的自由度指的是机构在运动中能够独立自由变动的数量,约束度指的是机构在运动中受限制的数量。
自由度和约束度的分析可以帮助我们确定机构的运动特性和受力情况,从而进行更加准确的运动分析。
2.运动学分析:运动学分析是研究机构在运动中各个点的速度和加速度分布的过程。
通过运动学分析,可以确定机构在运动中的速度和加速度的大小和方向,进而计算出关键部位的动力学参数,如惯性力、跟随误差等。
3.强度和刚度分析:机构在运动过程中会受到一定的力学载荷,为了确保机构的正常工作和安全性,需要对机构的强度和刚度进行分析。
强度分析可以帮助我们确定机构的承载能力和应力状态,而刚度分析可以帮助我们确定机构的变形情况和运动精度。
4.动力学分析:动力学分析是研究机构在运动中产生的动力学特性的过程。
通过动力学分析,可以确定机构在运动中的力学响应和响应频率,进而验证机构的设计是否符合运动要求和预期的性能。
对于平面机构的运动分析,需要掌握以下基本方法和步骤:1.给定机构的几何结构和运动要求,确定机构的自由度和约束度。
2.建立机构的运动学模型,包括机构的运动副和约束副。
3.分析机构的运动学闭链,通过运动副和约束副的条件,建立运动学方程组,进而求解各个点的速度和加速度。
4.根据机构的几何结构和质量分布,建立机构的动力学模型,包括质点的质量和惯量矩阵。
5.根据运动学方程组和动力学模型,得到机构的动力学方程组,进而求解力学响应和响应频率。
6.对机构的强度和刚度进行分析,确定机构的设计是否满足要求。
第3章 平面机构的运动分析本章关键词:速度瞬心法、矢量方程图解法、解析法。
3-1 何谓速度瞬心?相对瞬心与绝对瞬心有何异同点?[解答] (1)互作平面相对运动的两构件上瞬时速度相等的重合点称为两构件的速度瞬心,简称瞬心。
(2)区分相对瞬心与绝对瞬心关键看瞬心处的绝对速度是否为零,为零则称为绝对瞬心;否则则称为相对瞬心。
3-2 何谓三心定理?何种情况下的瞬心需用三心定理来确定?[解答] (1) 所谓三心定理,三个彼此作平面运动的构件的三个瞬心位于同一直线上。
(2)确定不通过运动副直接相连的两构件间的瞬心位置需借助三心定理。
3-3 [解答]3-4 [解答]由三心定理,求得齿轮1与齿轮3的同速重合点,也即相对瞬心13P 。
由瞬心的性质可得: l l P P P P P v μωμω361331613113==传动比 1613361331P P P P =ωω (如需尺寸直接从图上量取) 3-6题[解答] mm mm l /2=μ(1)由三心定理确定出构件2、4的等速重合点,也即相对瞬心24P 。
由瞬心性质得 l l P P P P P v μωμω241442412224== ) ( 4.5rad/s (49/109)10 2414241224顺时针=⨯==P P P P ωωs mm l v CD C /4055.4904=⨯==ω 方向如图示(2)由三心定理确定出构件1、3的等速重合点,也即绝对瞬心13P 。
在此瞬时,可将构件3视为绕点13P 转动,从而求得构件3的BC 线上速度最小的点E 。
s rad P P P P /5.25.11930102313231223=⨯==ωω 方向如图示 s mm E P v l E /3552715.2133=⨯⨯==μω 方向如图示 (3)结合(2)的分析可知,要使0=C v ,须满足C 、E 两点重合,而要满足C 、E 两点重合,只需令A 、B 、C 三点共线即可。