機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第一章 1-3速度瞬心ppt課件

1 4速度瞬心及其在機(jī)構(gòu)速度分析上的應(yīng)用 機(jī)構(gòu)速度分析的圖解法有 速度瞬心法 相對運(yùn)動(dòng)法 畫圖法 瞬心法 適合于簡單機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 一 速度瞬心及其求法 絕對瞬心 重合點(diǎn)絕對速度為零 相對瞬心 重合點(diǎn)絕對速度不為零 兩個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)構(gòu)件 在任一瞬時(shí) 其相對運(yùn)動(dòng)可看做繞某一重合點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng) 該重合點(diǎn)成為速度瞬心或瞬時(shí)回轉(zhuǎn)中心 簡稱瞬心 由定義推出 重合點(diǎn)絕對速度相同 求法 兩速度向量垂線的交點(diǎn) 1 速度瞬心的定義 由定義推出的特點(diǎn) 該點(diǎn)涉及兩個(gè)構(gòu)件 2 瞬心數(shù)目 每兩個(gè)構(gòu)件就有一個(gè)瞬心 根據(jù)排列組合有 123 若機(jī)構(gòu)中有n個(gè)構(gòu)件 則 N n n 1 2 絕對速度相同 相對速度為零 重合點(diǎn) 相對回轉(zhuǎn)中心 3 機(jī)構(gòu)瞬心位置的確定 1 由瞬心定義求出適用于求通過運(yùn)動(dòng)副直接相聯(lián)的兩構(gòu)件瞬心位置 2 三心定律 定義 作相對平面運(yùn)動(dòng)的三個(gè)構(gòu)件共有三個(gè)瞬心 這三個(gè)瞬心位于同一條直線上 此法特別適用于兩構(gòu)件不直接相聯(lián)的場合 三心定理的證明 用反證法證明 如右圖所示的三個(gè)構(gòu)件組成的一個(gè)機(jī)構(gòu) 設(shè)構(gòu)件1為固定件 若P23不與P12 P13共線 同一直線 而在任意一點(diǎn)C 則C點(diǎn)在構(gòu)件2和構(gòu)件3上的絕對速度的方向不可能一致 即絕對速度不相等 而只有C點(diǎn)在P12 P13連成的直線上 重合點(diǎn)速度方向才可能一致 所以瞬心P23必在P12和P13的連線上 例1 8 求圖1 21所示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的瞬心 解 該機(jī)構(gòu)瞬心數(shù)N 1 2 4 4一1 6轉(zhuǎn)動(dòng)副中心A B C D各為瞬心P12 P23 P34 P14 由三心定理可知 P13 P12 P23三個(gè)瞬心位于同一直線上 P13 P14 P34也應(yīng)位于同一直線上 因此 P12P23和P14P34兩直線的交點(diǎn)就是瞬心P13 同理 直線P14P12和直線P34P23的交點(diǎn)就是瞬心P24 因?yàn)闃?gòu)件1是機(jī)架 所以P12 P13 P14是絕對瞬心 而P23 P34 P24是相對瞬心 例1 9 求曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的速度瞬心 解 瞬心數(shù)為 1 作瞬心多邊形圓 2 直接觀察求瞬心 3 三心定律求瞬心 N n n 1 2 6n 4 題中P14出現(xiàn)了移動(dòng) 因?yàn)槠湓跓o窮遠(yuǎn)處 又因?yàn)樘幱诓煌慕M合 需選取不同起點(diǎn) 課堂練習(xí) 求圖示六桿機(jī)構(gòu)的速度瞬心 解 瞬心數(shù)為 N n n 1 2 15n 6 1 作瞬心多邊形圓 2 直接觀察求瞬心 3 三心定律求瞬心 二 速度瞬心在機(jī)構(gòu)速度分析中的應(yīng)用 1 凸輪機(jī)構(gòu)直動(dòng)從動(dòng)件求線速度 已知凸輪轉(zhuǎn)速 1 求推桿的速度 解 直接觀察求瞬心P13 P23 求瞬心P12的速度 V2 VP12 l P13P12 1 長度P13P12直接從圖上量取 根據(jù)三心定律和公法線n n求瞬心的位置P12 利用了瞬心是兩個(gè)構(gòu)件相對運(yùn)動(dòng)速度為零的特點(diǎn) 2 求角速度 解 瞬心數(shù)為 6個(gè) 直接觀察能求出 4個(gè) 余下的2個(gè)用三心定律求出 求瞬心P24的速度 VP24 l P24P14 4 繞絕對瞬心P14旋轉(zhuǎn) 4 2 P24P12 P24P14 a 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)已知構(gòu)件2的轉(zhuǎn)速 2 求構(gòu)件4的角速度 4 VP24 l P24P12 2 令構(gòu)件2繞絕對瞬心P12旋轉(zhuǎn) 得VP24 方向 與 2相同 相對瞬心位于兩絕對瞬心的同一側(cè) 兩構(gòu)件轉(zhuǎn)向相同 b 高副機(jī)構(gòu)已知構(gòu)件2的轉(zhuǎn)速 2 求構(gòu)件3的角速度 3 解 用三心定律求出P23 求瞬心P23的速度 VP23 l P23P13 3 3 2 P13P23 P12P23 方向 與 2相反 VP23 l P23P12 2 相對瞬心位于兩絕對瞬心之間 兩構(gòu)件轉(zhuǎn)向相反 3 求傳動(dòng)比 定義 兩構(gòu)件角速度之比傳動(dòng)比 3 2 P12P23 P13P23 推廣到一般 i j P1jPij P1iPij 結(jié)論 兩構(gòu)件的角速度之比等于絕對瞬心至相對瞬心的距離之反比 角速度的方向?yàn)?相對瞬心位于兩絕對瞬心的同一側(cè)時(shí) 兩構(gòu)件轉(zhuǎn)向相同 相對瞬心位于兩絕對瞬心之間時(shí) 兩構(gòu)件轉(zhuǎn)向相反 4 用瞬心法解題步驟 繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖 求瞬心的位置 求出相對瞬心的速度 瞬心法的優(yōu)缺點(diǎn) 適合于求簡單機(jī)構(gòu)的速度 機(jī)構(gòu)復(fù)雜時(shí)因瞬心數(shù)急劇增加而求解