機(jī)械工程基礎(chǔ)-3平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析

1、第三章平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析 一、本章主要內(nèi)容一、本章主要內(nèi)容3.1、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖及其自由度平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖及其自由度3.2、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析基礎(chǔ)3.3、平面連桿機(jī)構(gòu)、平面連桿機(jī)構(gòu)3.4、凸輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)3.5、構(gòu)件上各點(diǎn)的速度和加速度構(gòu)件上各點(diǎn)的速度和加速度1、運(yùn)動(dòng)副及其分類、運(yùn)動(dòng)副及其分類自由度自由度:構(gòu)件具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)數(shù)構(gòu)件具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)數(shù)目。目。運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副:使構(gòu)件直接接觸并能產(chǎn)使構(gòu)件直接接觸并能產(chǎn)生一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的生一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接。聯(lián)接。（1）低副低副:面接觸面接觸1)轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副(鉸鏈鉸鏈) 2)移動(dòng)副移動(dòng)副O(jiān)YXA.S（a a）轉(zhuǎn)動(dòng)副）轉(zhuǎn)動(dòng)副（b b）移動(dòng)副）移動(dòng)副

2、3-3-平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖及自由度平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖及自由度（2）高副高副:點(diǎn)或線接觸點(diǎn)或線接觸（3）空間運(yùn)動(dòng)副：球面副、螺旋副，傳遞相對(duì) 的空間運(yùn)動(dòng) 球面副球面副 螺旋副螺旋副 2、運(yùn)動(dòng)副的表示方法、運(yùn)動(dòng)副的表示方法(1) a、b、c是兩個(gè)構(gòu)件組成轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副的表示方法。用圓圈表示轉(zhuǎn)動(dòng)副其圓心代表相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸線。(2) d、e、f是兩構(gòu)件組成移動(dòng)副移動(dòng)副的表示方法，移動(dòng)副的導(dǎo)路必須與相對(duì)移動(dòng)方向一致。圖中畫陰影線的構(gòu)件表示機(jī)架機(jī)架。(3) 兩構(gòu)件組成高副高副時(shí)，在簡(jiǎn)圖中應(yīng)當(dāng)畫出兩構(gòu)件接觸處的曲線輪廓機(jī)構(gòu)中的構(gòu)件可分為三類：(1)固定構(gòu)件固定構(gòu)件(機(jī)架機(jī)架)：是用來(lái)支承活動(dòng)構(gòu)件(運(yùn)動(dòng)構(gòu)件)的構(gòu)件(2

3、)原動(dòng)件原動(dòng)件(主動(dòng)件主動(dòng)件)：是運(yùn)動(dòng)規(guī)律己知的活動(dòng)構(gòu)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律己知的活動(dòng)構(gòu)件 (3)從動(dòng)件從動(dòng)件：是機(jī)構(gòu)中隨著原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)的其余活動(dòng) 構(gòu)件,其中輸出預(yù)期運(yùn)動(dòng)的從動(dòng)件稱為輸出構(gòu)輸出構(gòu) 件件 ，其它構(gòu)件則起傳遞運(yùn)動(dòng)傳遞運(yùn)動(dòng)的作用。3、構(gòu)件的表示方法、構(gòu)件的表示方法運(yùn)動(dòng)鏈運(yùn)動(dòng)鏈：將兩個(gè)以上的構(gòu)件通過(guò)運(yùn)動(dòng)副連接而成的系統(tǒng)。分為：閉式運(yùn)動(dòng)鏈閉式運(yùn)動(dòng)鏈 、開(kāi)式運(yùn)動(dòng)鏈開(kāi)式運(yùn)動(dòng)鏈 閉式運(yùn)動(dòng)鏈閉式運(yùn)動(dòng)鏈：運(yùn)動(dòng)鏈中各構(gòu)件組成首末封閉首末封閉的系統(tǒng)。 閉式 開(kāi)式機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)：在運(yùn)動(dòng)鏈中，如果將其中的一個(gè)構(gòu)件固定做為機(jī)機(jī)架架，另一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)構(gòu)件做為主動(dòng)件主動(dòng)件，則主動(dòng)件按給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律作獨(dú)立運(yùn)動(dòng)時(shí)，其余從動(dòng)件從

4、動(dòng)件也均隨之作確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)鏈就是機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)。4、運(yùn)動(dòng)鏈和機(jī)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)鏈和機(jī)構(gòu)在進(jìn)行新機(jī)器設(shè)計(jì)時(shí)，常用機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖進(jìn)行方案比較。 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖是用特定的構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副符號(hào)表示機(jī)構(gòu)的一種簡(jiǎn)化示簡(jiǎn)化示意圖意圖，僅著重表示結(jié)構(gòu)特征。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖是按一定的長(zhǎng)度比例尺是按一定的長(zhǎng)度比例尺確定運(yùn)動(dòng)副的位置,用長(zhǎng)長(zhǎng)度比例尺度比例尺畫出的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。5、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制步驟：平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制步驟： (1) 分析機(jī)構(gòu)的組成和運(yùn)動(dòng)。分析機(jī)構(gòu)的組成和運(yùn)動(dòng)。首先判別構(gòu)件的類型，找出機(jī)構(gòu)中的主動(dòng)件主動(dòng)件、機(jī)架機(jī)架以及從動(dòng)件從動(dòng)件。 (2)確定運(yùn)動(dòng)副的類

5、型和數(shù)量。確定運(yùn)動(dòng)副的類型和數(shù)量。 (3)選擇投影面。選擇投影面。選擇能夠較好地表示構(gòu)件運(yùn)動(dòng)關(guān)系的平面作為投影面，一般選擇機(jī)構(gòu)中多數(shù)構(gòu)件所在的運(yùn)動(dòng)平面多數(shù)構(gòu)件所在的運(yùn)動(dòng)平面。 (4)測(cè)量。測(cè)量。測(cè)量出機(jī)構(gòu)中構(gòu)件的尺寸構(gòu)件的尺寸以及各個(gè)運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)位置尺寸位置尺寸等。 (5)選擇適當(dāng)?shù)谋壤?。選擇適當(dāng)?shù)谋壤?。U構(gòu)件的實(shí)際長(zhǎng)度/構(gòu)件的圖示長(zhǎng)度。顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖活塞泵機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖活塞泵機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（1）平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式 每個(gè)低副具有兩個(gè)約束低副具有兩個(gè)約束，一個(gè)自由度；每個(gè)高副具有一個(gè)約束高副具有一個(gè)約束兩個(gè)自由度。 設(shè)平面機(jī)構(gòu)共有N個(gè)構(gòu)件

6、，活動(dòng)構(gòu)件數(shù)活動(dòng)構(gòu)件數(shù)為 n N -1；總自由度數(shù)為3n,低副數(shù)為PL,高副數(shù)為PH，機(jī)構(gòu)總自由度數(shù)F= 3n-2PL-PH 機(jī)構(gòu)白由度F取決于活動(dòng)構(gòu)件的件數(shù)活動(dòng)構(gòu)件的件數(shù)以及運(yùn)運(yùn)動(dòng)副的性質(zhì)動(dòng)副的性質(zhì)(低副或高副)和個(gè)數(shù)個(gè)數(shù)。6、平面機(jī)構(gòu)自由度、平面機(jī)構(gòu)自由度例例1 計(jì)算顎式破碎機(jī)主體機(jī)構(gòu)的自由度。計(jì)算顎式破碎機(jī)主體機(jī)構(gòu)的自由度。 解：在顎式破碎機(jī)主體機(jī)構(gòu)中有三個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，n3;包含四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副,PL4,沒(méi)有高副，PH0。機(jī)構(gòu)自由度 F3n-2PL-PH33-241該機(jī)構(gòu)具有一個(gè)原動(dòng)件(曲軸)，原動(dòng)件數(shù)與機(jī)構(gòu)的自由度相等。解：活塞泵具有四個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，5個(gè)低副，PL5,一個(gè)高副，PH1。 F34-

7、25-11機(jī)構(gòu)的自由度與原動(dòng)件數(shù)相等。例例2 計(jì)算活塞泵的自由度。計(jì)算活塞泵的自由度。（2）計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的注意事項(xiàng)）計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的注意事項(xiàng) 1）復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈:K個(gè)構(gòu)件匯交而成的復(fù)合鉸鏈應(yīng) 具有(K- 1)個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。2）局部自由度）局部自由度局部自由度局部自由度：機(jī)構(gòu)中不影響總體運(yùn)動(dòng)的局部獨(dú)立運(yùn)動(dòng)：機(jī)構(gòu)中不影響總體運(yùn)動(dòng)的局部獨(dú)立運(yùn)動(dòng)F3n-2PL-PH32 - 22 - 113）虛約束）虛約束:重復(fù)而對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不起限制作用的約束。(1)(1)軌跡重合的虛約束軌跡重合的虛約束(2)(2)轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線重合的虛約束轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線重合的虛約束在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，應(yīng)不計(jì)局部自由度與虛約束。在計(jì)算

8、機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，應(yīng)不計(jì)局部自由度與虛約束。(3)(3)移動(dòng)副導(dǎo)路平行的虛約束移動(dòng)副導(dǎo)路平行的虛約束(4)(4)機(jī)構(gòu)中對(duì)稱部分的虛約束機(jī)構(gòu)中對(duì)稱部分的虛約束例：計(jì)算所示機(jī)構(gòu)的自由度。F= 38 - 211 - 11F=37 - 210 1機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是：機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是：平面機(jī)構(gòu)的自由度等于原平面機(jī)構(gòu)的自由度等于原動(dòng)件數(shù)，即動(dòng)件數(shù)，即F=W7、平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件、平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件P56例3-1參考系：參考系：運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的，但運(yùn)動(dòng)的描述則是相對(duì)運(yùn)動(dòng)的描述則是相對(duì)的。因此，在描述物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)都需要指明參考系。一般工程問(wèn)題中，都取與地面固連的坐標(biāo)系為參考系與地面固連的

9、坐標(biāo)系為參考系。運(yùn)動(dòng)的力學(xué)模型：運(yùn)動(dòng)的力學(xué)模型：點(diǎn)和剛體點(diǎn)和剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)運(yùn)動(dòng)學(xué)是研究物體在空間位置隨時(shí)間變化的幾何性質(zhì)位置隨時(shí)間變化的幾何性質(zhì)的科學(xué)。不考慮運(yùn)動(dòng)發(fā)生的原因不考慮運(yùn)動(dòng)發(fā)生的原因。3-2 3-2 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析基礎(chǔ)(1)(1)矢量表示法矢量表示法 選選O為坐標(biāo)原點(diǎn)，向動(dòng)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，向動(dòng)點(diǎn)M作矢量作矢量r， r 稱為動(dòng)點(diǎn)稱為動(dòng)點(diǎn)M的的矢矢徑徑，它的大小和方向可惟一地確定動(dòng)點(diǎn)的位置。當(dāng)動(dòng)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，它的大小和方向可惟一地確定動(dòng)點(diǎn)的位置。當(dāng)動(dòng)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，則矢徑的大小及方向均隨時(shí)間而變。時(shí)，則矢徑的大小及方向均隨時(shí)間而變。運(yùn)動(dòng)時(shí)，矢徑端點(diǎn)所描繪的曲線為運(yùn)動(dòng)時(shí)，矢徑端點(diǎn)所描繪的曲線為

10、動(dòng)點(diǎn)軌跡動(dòng)點(diǎn)軌跡。r = r ( t ) 動(dòng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程為：動(dòng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程為：1 1）運(yùn)動(dòng)方程）運(yùn)動(dòng)方程1、點(diǎn)的速度與加速度、點(diǎn)的速度與加速度 若若點(diǎn)運(yùn)動(dòng)位置為點(diǎn)運(yùn)動(dòng)位置為 r = r ( t ) 則速度就可用矢徑對(duì)于時(shí)間之變化率來(lái)表示。則速度就可用矢徑對(duì)于時(shí)間之變化率來(lái)表示。2 2）速度和加速度）速度和加速度drdt22dd radtdt 動(dòng)點(diǎn)的加速度等于動(dòng)點(diǎn)的速度對(duì)于時(shí)間的動(dòng)點(diǎn)的加速度等于動(dòng)點(diǎn)的速度對(duì)于時(shí)間的一階導(dǎo)數(shù)一階導(dǎo)數(shù) ；或等于動(dòng)點(diǎn)的矢徑對(duì)于時(shí)間的或等于動(dòng)點(diǎn)的矢徑對(duì)于時(shí)間的二階導(dǎo)數(shù)二階導(dǎo)數(shù)。 點(diǎn)在空間的任一瞬時(shí)的位點(diǎn)在空間的任一瞬時(shí)的位置由置由 x、y 、 z 來(lái)確定，來(lái)確定，其運(yùn)其

11、運(yùn)動(dòng)方程為動(dòng)方程為（2 2）直角坐標(biāo)表示法）直角坐標(biāo)表示法 直角坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)方程直角坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)方程一般含時(shí)間一般含時(shí)間 t ，而軌跡方程通常通過(guò)而軌跡方程通常通過(guò)消去運(yùn)動(dòng)方程中的時(shí)間消去運(yùn)動(dòng)方程中的時(shí)間t得到。得到。 )()()(321tfztfytfx1 1）運(yùn)動(dòng)方程與軌跡方程）運(yùn)動(dòng)方程與軌跡方程 xzyMyxzijkrav由運(yùn)動(dòng)方程由運(yùn)動(dòng)方程: kzj yi xr )(),(),(321tfztfytfx 2 2）速度）速度記記dtdzvdtdyvdtdxvzyx ,xyzdrdxdydzvijkv ivjv kdtdtdtdt相對(duì)應(yīng)的有相對(duì)應(yīng)的有22dtxddtdvaxx22dtzddtdva

12、zz 3 3）加速度）加速度dtdzvdtdyvdtdxvzyx ,根據(jù)加速度定義，及速度表達(dá)式根據(jù)加速度定義，及速度表達(dá)式有有22dtyddtdvayyxyzaa ia ja k（a）沿點(diǎn)的軌跡曲線建立一條曲線坐標(biāo)軸；（b）選定一點(diǎn)O為弧的起點(diǎn)，O 到動(dòng)點(diǎn)M 的弧長(zhǎng)OM=S；（c）規(guī)定起點(diǎn)O的一邊弧長(zhǎng)為正。（3 3）自然法）自然法設(shè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)的軌跡曲線是已知的。要確定動(dòng)點(diǎn)的位置設(shè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)的軌跡曲線是已知的。要確定動(dòng)點(diǎn)的位置: :（1 1）軌跡方程；）軌跡方程；（2 2）每一瞬時(shí)在軌跡曲線上的位置。）每一瞬時(shí)在軌跡曲線上的位置。1 1）運(yùn)動(dòng)方程）運(yùn)動(dòng)方程 s 是代數(shù)量，稱為動(dòng)點(diǎn)是代數(shù)量，稱為動(dòng)點(diǎn)

13、M 的的弧坐標(biāo)弧坐標(biāo)或或自然坐標(biāo)自然坐標(biāo)。這樣，動(dòng)點(diǎn)。這樣，動(dòng)點(diǎn)沿已知軌跡的運(yùn)動(dòng)可用一時(shí)間沿已知軌跡的運(yùn)動(dòng)可用一時(shí)間 t t 的連續(xù)函數(shù)來(lái)表示：的連續(xù)函數(shù)來(lái)表示：s = f ( t ) 即為即為點(diǎn)的弧坐標(biāo)形式的運(yùn)動(dòng)方程點(diǎn)的弧坐標(biāo)形式的運(yùn)動(dòng)方程。這種用點(diǎn)的軌跡和弧坐標(biāo)。這種用點(diǎn)的軌跡和弧坐標(biāo)來(lái)研究點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)的方法，稱為來(lái)研究點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)的方法，稱為弧坐標(biāo)法弧坐標(biāo)法，也稱為，也稱為自然法自然法。2 2）速度）速度dsdt r（ 曲線切線單位矢量）曲線切線單位矢量） 3 3）加速度）加速度tvtstvtv)(vttdddddddddddd22vaa22tddddtstv 切向加速度切向加速度 （表示速度大

14、小的變化） 法向加速度法向加速度 （ 表示速度方向的變化）svtssvtvtvttta0200nlim)(limlimddnaaana2nt2ndd ,vtvv即nt2n2t|arctg ,aaaaa全加速度的大小方向?yàn)闉檐壽E曲線在點(diǎn)M 處的曲率半徑【解】【解】求M點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，必須先用坐標(biāo)法給出它的運(yùn)動(dòng)方程，然后從運(yùn)動(dòng)方程中消去時(shí)間 t ，得到軌跡方程。例例3-1 橢圓規(guī)橢圓規(guī)的曲柄 OC 可繞定軸 O 轉(zhuǎn)動(dòng), 其端點(diǎn) C 與規(guī)尺AB的中點(diǎn)以鉸鏈相連接, 而規(guī)尺AB 的兩端 A、B 分別在相互垂直的滑槽中運(yùn)動(dòng), 如圖示。試求規(guī)尺上點(diǎn) M 的運(yùn)動(dòng)方程和軌跡。已知OC =AC =BC =L，MC

15、 =a , =t。ACByOxMxy在上述方程中消去時(shí)間在上述方程中消去時(shí)間 t，得，得talCMOCxcos)(cos)(talAMysin)(sin1)()(2222 alyalx由圖示得由圖示得M點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程為點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程為ACByOxMxy1）定義 剛體內(nèi)任一直線任一直線在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終平行始終平行于初始 位置，這種運(yùn)動(dòng)稱為平行移動(dòng)，簡(jiǎn)稱平移。(4)(4)剛體的平動(dòng)剛體的平動(dòng) 3）、剛體平動(dòng)的特點(diǎn) 速度和加速度 2）運(yùn)動(dòng)方程因?yàn)樗?剛體平移剛體平移點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng) d0dBAtuurABrrBAuurrrddddABABrrvvttrrrrddddBABAvvaattrrrr2）運(yùn)動(dòng)

16、方程 tf1）定義 剛體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，若其上有一條直線始終保持不動(dòng)一條直線始終保持不動(dòng)，則稱該運(yùn)動(dòng)為定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。保持不動(dòng)的直線稱之為轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸或者軸線軸線。2、剛體角速度與角加速度、剛體角速度與角加速度（1 1）剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)方程式、角速度、角加速度）剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)方程式、角速度、角加速度3)角速度和角加速度角速度ddddtt：大小大小方向：逆時(shí)針為正方向：逆時(shí)針為正角加速度d0dt0t勻速轉(zhuǎn)動(dòng)0200dconstd12tttt勻變速轉(zhuǎn)動(dòng)22ddddtt& &2）速度3）加速度1）點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程sR（2 2）轉(zhuǎn)動(dòng)剛體內(nèi)各點(diǎn)的速度與加速度）轉(zhuǎn)動(dòng)剛體內(nèi)各點(diǎn)的速度與加速度切向加速度：法向加速

17、度：vsRR&ddaRRdtdt2221naRRR4)速度與加速度分布圖vR2tantnaa2224tnaaaR)齒輪傳動(dòng)嚙合條件1122ABRvvR傳動(dòng)比12212211RziRz （3 3）定軸輪系傳動(dòng)比）定軸輪系傳動(dòng)比) 帶輪傳動(dòng)1122AABBrvvvvr121221rirP64例3-43-3 3-3 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)一、基本概念一、基本概念（2）桿：連桿機(jī)構(gòu)中的構(gòu)件構(gòu)件統(tǒng)稱為桿統(tǒng)稱為桿。（1）平面連桿機(jī)構(gòu)：各構(gòu)件均用低副低副相連的平面機(jī)構(gòu)。（2）四桿機(jī)構(gòu)：由四個(gè)桿件四個(gè)桿件構(gòu)成的連桿機(jī)構(gòu)。 可實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)變換和運(yùn)動(dòng)規(guī)律； 連桿曲線形狀豐富，可滿足各種軌跡要求。 缺點(diǎn)：

18、 運(yùn)動(dòng)鏈長(zhǎng)，累積誤差大，效率低； 慣性力難以平衡，動(dòng)載荷大，不宜用于高速運(yùn)動(dòng)； 一般只能近似滿足運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求。連桿機(jī)構(gòu)及其傳動(dòng)特點(diǎn)連桿機(jī)構(gòu)及其傳動(dòng)特點(diǎn)(2/2)二、傳動(dòng)特點(diǎn)二、傳動(dòng)特點(diǎn) 運(yùn)動(dòng)副一般為低副，承載能力大，加工容易；優(yōu)點(diǎn)：三、四桿機(jī)構(gòu)的類型三、四桿機(jī)構(gòu)的類型（1）基本型式鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)特例：等腰梯形機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)平行四邊形機(jī)構(gòu)特例：（2）演化型式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏心輪機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)四、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)四、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)副全為轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副的平面四桿機(jī)構(gòu)。連架桿連架桿機(jī)架機(jī)架連架桿連架桿連桿連桿ABD 能繞其軸線轉(zhuǎn)能繞其軸線轉(zhuǎn)360的的連架桿連架桿。僅能繞其軸線作往復(fù)擺

19、動(dòng)的僅能繞其軸線作往復(fù)擺動(dòng)的連架桿。連架桿。 曲柄曲柄搖桿搖桿連架桿連架桿 1 1 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若兩個(gè)連架桿中一個(gè)為曲柄，另一個(gè)為在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若兩個(gè)連架桿中一個(gè)為曲柄，另一個(gè)為搖桿，則此四桿機(jī)構(gòu)稱為搖桿，則此四桿機(jī)構(gòu)稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)中，當(dāng)曲柄為原動(dòng)。機(jī)構(gòu)中，當(dāng)曲柄為原動(dòng)件，搖桿為從動(dòng)件時(shí)，可將件，搖桿為從動(dòng)件時(shí)，可將曲柄的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)變成搖桿的往復(fù)曲柄的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)變成搖桿的往復(fù)擺動(dòng)擺動(dòng)。 當(dāng)搖桿為原動(dòng)件，曲柄為從動(dòng)件時(shí)，可將當(dāng)搖桿為原動(dòng)件，曲柄為從動(dòng)件時(shí)，可將搖桿的往復(fù)擺動(dòng)，搖桿的往復(fù)擺動(dòng)，轉(zhuǎn)變成曲柄的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成曲柄的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。2

20、2 雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu) 在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若兩個(gè)連架桿都是在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若兩個(gè)連架桿都是曲柄曲柄，則稱為，則稱為雙曲柄雙曲柄機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)。慣性篩慣性篩 在雙曲柄機(jī)構(gòu)中，若兩個(gè)曲柄等長(zhǎng)，則稱這種四連桿機(jī)構(gòu)為在雙曲柄機(jī)構(gòu)中，若兩個(gè)曲柄等長(zhǎng)，則稱這種四連桿機(jī)構(gòu)為平行四邊形機(jī)構(gòu)。平行四邊形機(jī)構(gòu)。3 3 雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu) 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的兩連架桿都是搖桿兩連架桿都是搖桿，則稱為，則稱為雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)。港口起重機(jī)港口起重機(jī)1）設(shè)）設(shè)ad，當(dāng)當(dāng)AB桿能繞桿能繞A點(diǎn)作整點(diǎn)作整周回轉(zhuǎn)時(shí)，周回轉(zhuǎn)時(shí)，AB桿應(yīng)能占據(jù)桿應(yīng)能占據(jù)AB與與AB兩個(gè)位。各桿的長(zhǎng)度應(yīng)滿足：兩個(gè)位。各桿的長(zhǎng)度應(yīng)滿足：

21、(bc)(cb)cbdadcbadbcaba ca da cbda則則由上式得：由上式得：即：即：AB（連架桿）（連架桿）桿為最短桿。桿為最短桿。最短桿與最長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度和小于最短桿與最長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度和小于或等于其他兩桿的長(zhǎng)度和。或等于其他兩桿的長(zhǎng)度和。4 4 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件dabcdacb2）設(shè)）設(shè)d da a，同理同理bacdcabdcbda(bc)a -d b - c(c b)a - d c - badcdbd則則cbda由上式得：由上式得：即：即：AD（機(jī)架）（機(jī)架）桿為最短桿。桿為最短桿。最短桿與最長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度和小于最短桿與最長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度和小于或等于其他兩桿

22、的長(zhǎng)度和。或等于其他兩桿的長(zhǎng)度和。由此可得由此可得曲柄存在條件曲柄存在條件：1 ) 1 ) 最短桿與最長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度和應(yīng)小于或等于其最短桿與最長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度和應(yīng)小于或等于其他兩桿的長(zhǎng)度和。他兩桿的長(zhǎng)度和。2) 2) 最短桿是機(jī)架或連架桿。最短桿是機(jī)架或連架桿。五、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)五、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)AB1234CL2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)可以看作是由曲柄遙桿機(jī)構(gòu)演化而來(lái)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)可以看作是由曲柄遙桿機(jī)構(gòu)演化而來(lái)的，當(dāng)遙桿長(zhǎng)度趨于無(wú)窮大時(shí)就變成的，當(dāng)遙桿長(zhǎng)度趨于無(wú)窮大時(shí)就變成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。AB1234eCAB1234CL2 對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)分類應(yīng)用曲柄作為主

23、動(dòng)件，曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為滑塊的直線往為滑塊的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)復(fù)運(yùn)動(dòng) 滑塊作為主動(dòng)件，滑塊的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為曲滑塊的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)柄的轉(zhuǎn)動(dòng)六、偏心輪機(jī)構(gòu)六、偏心輪機(jī)構(gòu) 在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，如果把曲柄與連桿的銷軸擴(kuò)大在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，如果把曲柄與連桿的銷軸擴(kuò)大成為繞軸芯轉(zhuǎn)動(dòng)的偏心盤，這種機(jī)構(gòu)稱為偏心輪機(jī)構(gòu)成為繞軸芯轉(zhuǎn)動(dòng)的偏心盤，這種機(jī)構(gòu)稱為偏心輪機(jī)構(gòu) 能夠傳遞較大的力傳遞較大的力，提高了機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度強(qiáng)度和剛度，結(jié)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單構(gòu)簡(jiǎn)單，便于安裝多用于承受較大沖擊載荷承受較大沖擊載荷的沖床、破碎機(jī)等機(jī)構(gòu)中。七、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)七、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 四桿機(jī)構(gòu)的一連架桿為曲柄，而另一連架桿對(duì)滑塊起引導(dǎo)

24、作用擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)：曲柄長(zhǎng)度小于機(jī)架長(zhǎng)度。擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)：曲柄長(zhǎng)度小于機(jī)架長(zhǎng)度。轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)：曲柄長(zhǎng)度大于機(jī)架長(zhǎng)度。轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)：曲柄長(zhǎng)度大于機(jī)架長(zhǎng)度。分類1 1、急回運(yùn)動(dòng)急回運(yùn)動(dòng)和和行程速比系數(shù)行程速比系數(shù)K K 從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)到兩極限位置時(shí)，曲柄之間所夾的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)到兩極限位置時(shí)，曲柄之間所夾的銳角銳角稱為稱為極位極位夾角夾角（ ）。）。當(dāng)當(dāng)ABAB運(yùn)動(dòng)到與連桿運(yùn)動(dòng)到與連桿重和共線重和共線位置位置ABAB1 1時(shí)，時(shí)，搖桿運(yùn)動(dòng)到左極限搖桿運(yùn)動(dòng)到左極限C C1 1D D位置，位置，當(dāng)當(dāng)ABAB運(yùn)動(dòng)到與連桿運(yùn)動(dòng)到與連桿拉直共線拉直共線位置位置ABAB2 2時(shí)，時(shí)， 搖桿運(yùn)動(dòng)到右極限搖桿運(yùn)動(dòng)到右極限C

25、C2 2D D位置，位置，B2極位夾角極位夾角C1B1C2擺角擺角2a1DAC34Bbcd1八、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本性質(zhì)八、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本性質(zhì)（1 1）急回運(yùn)動(dòng)）急回運(yùn)動(dòng)V2；分析：分析：AB1AB2，AB2AB1，1C C1 1DCDC2 2D D，t1 ， V1；= 1800+，2C C2 2DCDC1 1D D ， ，t2 ，= 1800 - ，搖桿的這種運(yùn)動(dòng)性質(zhì)稱搖桿的這種運(yùn)動(dòng)性質(zhì)稱為為急回運(yùn)動(dòng)急回運(yùn)動(dòng)。所以：所以： t1 t2 ； 顯然：顯然： 1 2 ，11t22t12平面四桿機(jī)構(gòu)具有平面四桿機(jī)構(gòu)具有急回特性的條件急回特性的條件：（1）原動(dòng)件作等速整周轉(zhuǎn)動(dòng)；）原動(dòng)件作等速整周轉(zhuǎn)動(dòng)

26、；（2）輸出件作往復(fù)運(yùn)動(dòng)；）輸出件作往復(fù)運(yùn)動(dòng)；（3 ）0討論：討論：1）若）若0 ， 2）若）若= = 0 ，則則K 1 1， 即即V2 V V1 1 ，機(jī)構(gòu)有急回運(yùn)動(dòng)；機(jī)構(gòu)有急回運(yùn)動(dòng)；則則K = 1= 1， 即即V2 = V= V1 1 ，機(jī)構(gòu)無(wú)急回運(yùn)動(dòng)。機(jī)構(gòu)無(wú)急回運(yùn)動(dòng)。K=V2V1=C2C1/t2C1C2/t1t1t2=180+ 180-=12 空回行程平均速度空回行程平均速度V V2 2與工作行程平均速度與工作行程平均速度V V1 1之比之比，稱為稱為行程速比系數(shù)行程速比系數(shù)，用，用K表示，則：表示，則：2 存在死點(diǎn)位置存在死點(diǎn)位置（1）死點(diǎn)死點(diǎn) 圖示曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，搖桿圖示曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，

27、搖桿CDCD為主動(dòng)件，當(dāng)機(jī)構(gòu)處于連桿為主動(dòng)件，當(dāng)機(jī)構(gòu)處于連桿與從動(dòng)曲柄共線的兩個(gè)位置時(shí)，與從動(dòng)曲柄共線的兩個(gè)位置時(shí)，主動(dòng)件主動(dòng)件CDCD通過(guò)連桿作用于從動(dòng)通過(guò)連桿作用于從動(dòng)件件ABAB上的力恰好通過(guò)其回轉(zhuǎn)中上的力恰好通過(guò)其回轉(zhuǎn)中心，所以不能使構(gòu)件心，所以不能使構(gòu)件ABAB轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)而出現(xiàn)出現(xiàn)“頂死頂死”現(xiàn)象。機(jī)構(gòu)的此現(xiàn)象。機(jī)構(gòu)的此種位置稱為種位置稱為死點(diǎn)死點(diǎn)。 （2）死點(diǎn)的避免與利用：）死點(diǎn)的避免與利用：縫紉機(jī)腳踏機(jī)構(gòu)借助飛輪使機(jī)構(gòu)渡過(guò)死點(diǎn)。機(jī)車車輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)錯(cuò)位排列，當(dāng)一個(gè)機(jī)構(gòu)處于死點(diǎn)，用另一機(jī)構(gòu)越過(guò)死點(diǎn)飛機(jī)起落架，當(dāng)機(jī)輪放下時(shí)，BC和CD桿共線，機(jī)構(gòu)處于死點(diǎn)位置?？墒菇德淇煽?。機(jī)床夾具，工件

28、夾緊后，BCD成一條線，即使工件反力很大，也不能使機(jī)構(gòu)反轉(zhuǎn)。九、平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的圖解法介紹九、平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的圖解法介紹1.1.按連桿的給定位置設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)按連桿的給定位置設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)已知連桿長(zhǎng)度和預(yù)定要占據(jù)的三個(gè)位置已知連桿長(zhǎng)度和預(yù)定要占據(jù)的三個(gè)位置B B1 1C C1 1、B B2 2C C2 2、B B3 3C C3 3，試設(shè)計(jì)此四桿機(jī)構(gòu)。，試設(shè)計(jì)此四桿機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)分析：由于B、C兩點(diǎn)的軌跡分別是以A、D為圓心的圓弧，故可知轉(zhuǎn)動(dòng)副A、D分別在B1B2與B2B3、C1C2與C2C3的垂直平分線的交點(diǎn)上。2.2.按給定的行程速比系數(shù)按給定的行程速比系數(shù)K K設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)

29、(1)(1)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)已知行程速比系數(shù)K，搖桿長(zhǎng)度c及擺角，試設(shè)計(jì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)分析：設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是確定鉸鏈A的位置。在圖示的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，AB1C1D與AB2C2D是機(jī)構(gòu)的兩個(gè)極限位置，若連接C1C2點(diǎn)得C1AC2 和 C1DC2。 C1DC2可以按已知條件作出；以C1C2為弦，以所對(duì)圓周角為作輔助圓，則A點(diǎn)必在該圓周上。180180K11801KK設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟：由給定的行程速比系數(shù)由給定的行程速比系數(shù)K K計(jì)算極位夾角計(jì)算極位夾角任取固定鉸鏈中心任取固定鉸鏈中心D D，選取適當(dāng)比例，選取適當(dāng)比例，用搖桿長(zhǎng)度用搖桿長(zhǎng)度c c

30、和擺角和擺角做出搖桿的兩個(gè)做出搖桿的兩個(gè)極限位置極限位置C1D和和C2D以以C1C2為底，頂角為為底，頂角為2的等腰的等腰C1OC2。以以o為圓心，為圓心，OC1=OC2為半為半徑作輔助圓徑作輔助圓L。在該圓上允許范圍內(nèi)任。在該圓上允許范圍內(nèi)任選一點(diǎn)選一點(diǎn)A，則，則C1AC2=。因兩極限位置曲柄與連桿共線，故有因兩極限位置曲柄與連桿共線，故有AC1=BC-AB;AC2=BC+AB,由此可得由此可得2112,22ACACACACABBC由于由于A A點(diǎn)是圓點(diǎn)是圓L L上任選的一點(diǎn)，上任選的一點(diǎn)，所以可得無(wú)窮多解。但當(dāng)給定所以可得無(wú)窮多解。但當(dāng)給定機(jī)架長(zhǎng)度或其他輔助條件時(shí)，機(jī)架長(zhǎng)度或其他輔助條件時(shí)

31、，A A點(diǎn)位置即可完全確定，得唯點(diǎn)位置即可完全確定，得唯一解。一解。如果給定行程速比系數(shù)如果給定行程速比系數(shù)K K和滑塊和滑塊C C的沖程的沖程H H，設(shè)計(jì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。，設(shè)計(jì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。（2 2）擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)）擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)已知行程速比系數(shù)已知行程速比系數(shù)K K和機(jī)架長(zhǎng)度和機(jī)架長(zhǎng)度d d，設(shè)計(jì)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。，設(shè)計(jì)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。180180K11801KK設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟：由給定的行程速比系數(shù)由給定的行程速比系數(shù)K K計(jì)算極位夾角計(jì)算極位夾角任取固定鉸鏈中心任取固定鉸鏈中心D，用擺角，用擺角= =，作出導(dǎo)桿兩，作出導(dǎo)桿兩極限位置極限位置Dm1和和Dm2。m1m2作作m1Dm2的平分線

32、，并取適當(dāng)比例，用機(jī)架長(zhǎng)度的平分線，并取適當(dāng)比例，用機(jī)架長(zhǎng)度d在在角平分線上定出曲柄固定鉸鏈中心角平分線上定出曲柄固定鉸鏈中心A的位置。的位置。由由A點(diǎn)作導(dǎo)線極限位置點(diǎn)作導(dǎo)線極限位置Dm1（或（或Dm2）的垂線）的垂線AB1(或或AB2),則得到曲柄長(zhǎng)度。則得到曲柄長(zhǎng)度。設(shè)計(jì)分析：因擺動(dòng)導(dǎo)桿的兩極限位置必與曲柄上鉸鏈中心B的軌跡圓相切，且擺角等于極位夾角，故只需確定曲柄長(zhǎng)度。一、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用 凸輪機(jī)構(gòu)由凸輪凸輪機(jī)構(gòu)由凸輪1 1、從動(dòng)件、從動(dòng)件2 2、機(jī)、機(jī)架架3 3三個(gè)基本構(gòu)件組成，是一種三個(gè)基本構(gòu)件組成，是一種高高副機(jī)構(gòu)副機(jī)構(gòu)。其中凸輪是一個(gè)具有曲線。其中凸輪是一個(gè)具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件

33、，通常作輪廓或凹槽的構(gòu)件，通常作連續(xù)等連續(xù)等速轉(zhuǎn)動(dòng)速轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)件則在凸輪輪廓的控，從動(dòng)件則在凸輪輪廓的控制下按預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律作制下按預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律作往復(fù)移動(dòng)往復(fù)移動(dòng)或或擺動(dòng)擺動(dòng)。 1. 組成3-4 3-4 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)2. 特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):只要正確地設(shè)計(jì)和制造出凸輪的輪廓曲線，就能實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件所預(yù)期的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)規(guī)律復(fù)雜運(yùn)動(dòng)規(guī)律的運(yùn)動(dòng)；凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、運(yùn)動(dòng)可靠簡(jiǎn)單、緊湊、運(yùn)動(dòng)可靠。缺點(diǎn):凸輪與從動(dòng)件之間為點(diǎn)或線接觸，故難以保持良好的潤(rùn)滑，容易磨損磨損。 凸輪機(jī)構(gòu)通常適用于傳遞動(dòng)力不大的機(jī)械中適用于傳遞動(dòng)力不大的機(jī)械中。尤其廣泛應(yīng)用于自動(dòng)機(jī)械自動(dòng)機(jī)械、儀表儀表和自動(dòng)控制系統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)中。

34、3. 應(yīng)用內(nèi)燃機(jī)配氣凸輪機(jī)構(gòu) 仿形刀架二、凸輪機(jī)構(gòu)的分類二、凸輪機(jī)構(gòu)的分類（1）盤形凸輪盤形凸輪 盤形凸輪機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛，但限于凸輪徑向尺寸不能變化太大，故從動(dòng)件的行程較短從動(dòng)件的行程較短。（2）移動(dòng)凸輪移動(dòng)凸輪 其凸輪是具有曲線輪廓、作往復(fù)直線移動(dòng)的構(gòu)件，可看成是轉(zhuǎn)動(dòng)軸線位于無(wú)窮遠(yuǎn)處的盤形凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)軸線位于無(wú)窮遠(yuǎn)處的盤形凸輪。(圖3-56 仿形刀架）（3）圓柱凸輪圓柱凸輪 其凸輪是圓柱面上開(kāi)有凹槽的圓柱體，可看成是繞卷在圓柱體上的移動(dòng)凸輪，利用它可使從動(dòng)件得到較大的行程可使從動(dòng)件得到較大的行程。（圖3-55 凸輪自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)） 1.1.按凸輪的形狀分按凸輪的形狀分（1）尖頂從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)尖

35、頂從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu) 實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。但從動(dòng)件尖頂易磨損，故只能用于輕載低速輕載低速場(chǎng)合。（圖3-54）（2）滾子從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)滾子從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu) 其磨損顯著減少，能承受較大載荷，應(yīng)用較廣。但端部重量較大端部重量較大，又不易潤(rùn)滑不易潤(rùn)滑，故仍不宜用于高速，只只能用于中低速能用于中低速。（圖3-56）（3）平底從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)平底從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu) 若不計(jì)摩擦，凸輪對(duì)從動(dòng)件的作用力始終垂直于平底，傳力性能良好，且凸輪與平底接觸面間易形成潤(rùn)滑油膜，摩擦磨損小、效率高，故可用于高速可用于高速，缺點(diǎn)是不能用于凸輪輪廓有內(nèi)凹的情況。 （圖3-53）2.2.按從動(dòng)件末端形狀分按從動(dòng)件末端形狀分 一對(duì)心對(duì)心直動(dòng)直

36、動(dòng)尖頂從動(dòng)件尖頂從動(dòng)件盤形凸盤形凸輪輪機(jī)構(gòu)，凸輪上有一最小向徑，以最小向徑r。為半徑所作的圓稱凸輪基基圓圓，r。稱基圓半徑基圓半徑，凸輪以等角速度1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程如下：三、從動(dòng)件常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律三、從動(dòng)件常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律1.平面凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸及運(yùn)動(dòng)參數(shù)凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程升停降停 從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律：是指其位移s、速度v和加速度a等隨凸輪轉(zhuǎn)角而變化的規(guī)律。常用的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律有等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律、等加速等加速-等等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律、余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律、正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律等。 凸輪機(jī)構(gòu)中，凸輪的輪廓形狀決定了從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律凸輪的輪廓形

37、狀決定了從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，反之，從動(dòng)件的不同運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求凸輪具有不同形狀的輪廓。因此，設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)首先根據(jù)工作要求確定從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律應(yīng)首先根據(jù)工作要求確定從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，再據(jù)此來(lái)設(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線。 2.從動(dòng)件常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 從動(dòng)件在推程始末兩處，速度有突變突變，瞬時(shí)加速度理論上為無(wú)窮大，因而產(chǎn)生理論上無(wú)窮大的慣性力，對(duì)機(jī)構(gòu)造成強(qiáng)烈的沖擊，這種沖擊稱為“剛性沖擊剛性沖擊”。因此，等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律只能用于低速輕載等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律只能用于低速輕載的場(chǎng)合的場(chǎng)合。 從動(dòng)件在推程推程或回程回程過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)速度為常數(shù)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。（1）等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律： 在推程的始末點(diǎn)和前、后半程的交接處，產(chǎn)生“柔性沖擊柔性

38、沖擊”或“軟沖軟沖”。因此這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律只適用于中速、中載的場(chǎng)合中速、中載的場(chǎng)合。 從動(dòng)件在一個(gè)行程中，前半行程作等加速運(yùn)動(dòng)，后半行程作等減速運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。（2).等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律 在推程始末點(diǎn)處仍存在“軟沖”，因此只適用于中、低速。 但若從動(dòng)件作無(wú)停歇的升若從動(dòng)件作無(wú)停歇的升降降升升型連續(xù)運(yùn)動(dòng)型連續(xù)運(yùn)動(dòng)，則加速度曲線為光滑連續(xù)的余弦曲線，消除了“軟沖”，故可用于高速。 從動(dòng)件加速度按余弦規(guī)律變化的從動(dòng)件加速度按余弦規(guī)律變化的運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)規(guī)律。(3).余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律,tsva,t,th654321rsBAA0(4).正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)特征：沒(méi)有沖擊，故可用于高速。從動(dòng)件加速度按正弦

39、規(guī)律變從動(dòng)件加速度按正弦規(guī)律變化的運(yùn)動(dòng)規(guī)律化的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。四、盤形凸輪輪廓的設(shè)計(jì)四、盤形凸輪輪廓的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)一般精度凸輪時(shí)常被采用圖解法設(shè)計(jì)一般精度凸輪時(shí)常被采用圖解法。而設(shè)計(jì)高精高精度凸輪，則必須用解析法度凸輪，則必須用解析法，但計(jì)算復(fù)雜。本節(jié)主要討論圖解法。 設(shè)計(jì)方法：1.圖解法 2.解析法基本原理：反轉(zhuǎn)法原理反轉(zhuǎn)法原理 給整個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)加上一個(gè)與凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)角度數(shù)值相等、方向相反的“-”角速度。各構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)并不改變各構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)并不改變，但凸輪視為靜止，從動(dòng)件隨導(dǎo)路以角速度繞點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)沿導(dǎo)路按預(yù)定運(yùn)動(dòng)規(guī)律作往復(fù)移動(dòng)。從動(dòng)件尖頂?shù)倪\(yùn)動(dòng)軌跡即為凸輪的輪廓從動(dòng)件尖頂?shù)倪\(yùn)動(dòng)軌跡即為凸輪的輪廓

40、。（一）反轉(zhuǎn)法原理（二）作圖法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線1.1.對(duì)心尖頂移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)對(duì)心尖頂移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)基圓半徑應(yīng)該是已知的基圓半徑應(yīng)該是已知的4.光滑連接各點(diǎn)即為所求的凸輪輪廓。作圖步驟如下作圖步驟如下1.選與位移線圖一致的比例作凸輪的基圓 ；2.將基圓分成與位移線圖中相對(duì)應(yīng)的等份；3.自基圓圓周向外量取位移線圖中相應(yīng)位移量 ； 2.2.對(duì)心滾子從動(dòng)件盤形凸輪對(duì)心滾子從動(dòng)件盤形凸輪 描述質(zhì)點(diǎn)在不同坐標(biāo)系中的運(yùn)動(dòng)間的關(guān)系質(zhì)點(diǎn)在不同坐標(biāo)系中的運(yùn)動(dòng)間的關(guān)系，通過(guò)運(yùn)動(dòng)的合成與分解方法，將一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)分解為幾個(gè)較一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)分解為幾個(gè)較為簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)或?qū)讉€(gè)運(yùn)動(dòng)合成為一

41、個(gè)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)為簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)或?qū)讉€(gè)運(yùn)動(dòng)合成為一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)， 本章研究點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)。分析點(diǎn)的速度合成和加速度合成的規(guī)律。 一、點(diǎn)的復(fù)合運(yùn)動(dòng) 3-5 3-5 構(gòu)件上各點(diǎn)的速度與加速度構(gòu)件上各點(diǎn)的速度與加速度1 1、基本概念、基本概念車床上車刀刀尖P的運(yùn)動(dòng)，很顯然車刀刀尖相對(duì)于地面是直線運(yùn)動(dòng)，但如果相對(duì)于旋轉(zhuǎn)的工件而言，軌跡則是圓柱面上的螺旋線螺旋線。下面介紹點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)中的基本概念：“一點(diǎn)一點(diǎn)兩系兩系三運(yùn)動(dòng)三運(yùn)動(dòng)”一點(diǎn)一點(diǎn)：即：即動(dòng)點(diǎn)動(dòng)點(diǎn)，所研究的點(diǎn)。兩系兩系：定參考系和動(dòng)參考系定參考系和動(dòng)參考系。定參考系定參考系 固結(jié)于地面上的坐標(biāo)系，簡(jiǎn)稱靜系。動(dòng)參考系動(dòng)參考系 固結(jié)于相對(duì)于地面運(yùn)動(dòng)物體上的坐標(biāo)

42、系，簡(jiǎn) 稱動(dòng)系。例如行駛的汽車。三運(yùn)動(dòng)三運(yùn)動(dòng)： 絕對(duì)運(yùn)動(dòng)、相對(duì)運(yùn)動(dòng)和牽連運(yùn)動(dòng)絕對(duì)運(yùn)動(dòng)、相對(duì)運(yùn)動(dòng)和牽連運(yùn)動(dòng)。絕對(duì)運(yùn)動(dòng)絕對(duì)運(yùn)動(dòng)：動(dòng)點(diǎn)相對(duì)靜系的運(yùn)動(dòng)。相對(duì)運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)：動(dòng)點(diǎn)相對(duì)動(dòng)系的運(yùn)動(dòng)。例如：人在行駛的汽 車?yán)镒邉?dòng)。牽連運(yùn)動(dòng)牽連運(yùn)動(dòng)：動(dòng)系相對(duì)于靜系的運(yùn)動(dòng)。例如：行駛的汽車 相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)。牽連運(yùn)動(dòng)中,牽連點(diǎn)的速度和加速度稱為牽連速度牽連速度 和牽連加速度牽連加速度evea動(dòng)點(diǎn)在絕對(duì)運(yùn)動(dòng)中的軌跡、速度和加速度稱為動(dòng)點(diǎn)的絕對(duì)軌跡絕對(duì)軌跡、絕絕對(duì)速度對(duì)速度 和和絕對(duì)加速度絕對(duì)加速度 。動(dòng)點(diǎn)在相對(duì)運(yùn)動(dòng)中的軌跡、速度和加速度稱為動(dòng)點(diǎn)的相對(duì)軌跡相對(duì)軌跡、相相對(duì)速度對(duì)速度 和相對(duì)加速度相對(duì)加速度 。 aarv

43、raav特別需要強(qiáng)調(diào)的是，由于動(dòng)參考系的運(yùn)動(dòng)是剛體的運(yùn)動(dòng)而不是一個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，因此定義在任意瞬時(shí)動(dòng)參考系上與動(dòng)點(diǎn)重合的在任意瞬時(shí)動(dòng)參考系上與動(dòng)點(diǎn)重合的那一點(diǎn)那一點(diǎn)稱為牽連點(diǎn)牽連點(diǎn)，該點(diǎn)應(yīng)該是動(dòng)系上在該瞬時(shí)與動(dòng)點(diǎn)關(guān)系最緊密的。顯然牽連點(diǎn)不是動(dòng)系上的一個(gè)固定點(diǎn)。有了牽連點(diǎn)的概念，可以定義牽連速度和牽連加速度如下：實(shí)例一：車刀的運(yùn)動(dòng)分析實(shí)例一：車刀的運(yùn)動(dòng)分析動(dòng)點(diǎn)：車刀刀尖動(dòng)點(diǎn)：車刀刀尖 動(dòng)系：工件動(dòng)系：工件絕對(duì)運(yùn)動(dòng)：直線運(yùn)動(dòng)絕對(duì)運(yùn)動(dòng)：直線運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)：曲線運(yùn)動(dòng)（螺旋運(yùn)動(dòng)）相對(duì)運(yùn)動(dòng)：曲線運(yùn)動(dòng)（螺旋運(yùn)動(dòng)）牽連運(yùn)動(dòng)：定軸轉(zhuǎn)動(dòng)牽連運(yùn)動(dòng)：定軸轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)例二：車刀的運(yùn)動(dòng)分析實(shí)例二：車刀的運(yùn)動(dòng)分析動(dòng)點(diǎn)：動(dòng)點(diǎn)：點(diǎn)動(dòng)系：框

44、架點(diǎn)動(dòng)系：框架CAD相對(duì)運(yùn)動(dòng)：圓周運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)：圓周運(yùn)動(dòng)牽連運(yùn)動(dòng)：定軸轉(zhuǎn)動(dòng)牽連運(yùn)動(dòng)：定軸轉(zhuǎn)動(dòng)絕對(duì)運(yùn)動(dòng)：空間曲線運(yùn)動(dòng)絕對(duì)運(yùn)動(dòng)：空間曲線運(yùn)動(dòng)絕對(duì)速度和相對(duì)速度是在不同參考系中來(lái)描述動(dòng)點(diǎn)的速度，因此它們之間應(yīng)該有某種關(guān)系。本節(jié)研究點(diǎn)的絕對(duì)速度點(diǎn)的絕對(duì)速度，相相對(duì)速度對(duì)速度和牽連速度牽連速度之間的關(guān)系。2 2、速度合成定理、速度合成定理例：小球在金屬絲上的運(yùn)動(dòng)例：小球在金屬絲上的運(yùn)動(dòng)如圖所示，Oxyz為定參考系，Ox yz為動(dòng)參考系。動(dòng)系坐標(biāo)原點(diǎn)O 在定系中的矢徑為r rO ，動(dòng)系的三個(gè)單位矢量分別為i i，j j，k k 。動(dòng)點(diǎn)M在定系中的矢徑為r rM ，在動(dòng)系中的矢徑為r r。牽連點(diǎn)（動(dòng)系上與動(dòng)

45、點(diǎn)重合的點(diǎn)）為M，它在定系中的矢徑為r rM M 。顯然kjirrrr zyxOM動(dòng)點(diǎn)的絕對(duì)速度v va 為 vrrijkijkaMOxyzxyz&相對(duì)速度是動(dòng)點(diǎn)相對(duì)動(dòng)參考系的速度，因此與絕對(duì)速度的計(jì)算類似，相對(duì)速度應(yīng)是相對(duì)矢徑 r r 對(duì)時(shí)間的相對(duì)導(dǎo)數(shù)，即將i i，j j，k k 視為常矢量。從而有為與絕對(duì)導(dǎo)數(shù)區(qū)別，相對(duì)導(dǎo)數(shù)用導(dǎo)數(shù)符號(hào)上加 “” 表示。動(dòng)點(diǎn)的牽連速度為因?yàn)闋窟B點(diǎn)是動(dòng)系上的點(diǎn)，故它的相對(duì)坐標(biāo)是常數(shù)，對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)為零。arevvvrdd rvijkxyzt%&edd rvrijkMOxyzt&說(shuō)明：v va動(dòng)點(diǎn)的絕對(duì)速度；v vr動(dòng)點(diǎn)的相對(duì)速度；v ve動(dòng)

46、點(diǎn)的牽連速度，是動(dòng)系上一點(diǎn)(牽連點(diǎn))的速度。即在即在任一瞬時(shí)動(dòng)點(diǎn)的絕對(duì)速度等于其牽連速度與相對(duì)速度的矢量和任一瞬時(shí)動(dòng)點(diǎn)的絕對(duì)速度等于其牽連速度與相對(duì)速度的矢量和，這就，這就是點(diǎn)的速度合成定理是點(diǎn)的速度合成定理。上面的推導(dǎo)過(guò)程中，動(dòng)參考系并未限制作何運(yùn)動(dòng)動(dòng)參考系并未限制作何運(yùn)動(dòng)，因此點(diǎn)的速度合成定理對(duì)任意的牽連運(yùn)動(dòng)都適用。點(diǎn)的速度合成定理是瞬時(shí)矢量式點(diǎn)的速度合成定理是瞬時(shí)矢量式，每一速每一速度包括大小度包括大小方向兩個(gè)元素方向兩個(gè)元素，總共六個(gè)元素，已知任意四個(gè)元素，就能求總共六個(gè)元素，已知任意四個(gè)元素，就能求出其余兩個(gè)出其余兩個(gè)。arevvv已知: 。求OA在水平位置時(shí)，O1B桿的角速度。lr

47、 ,OO , OAOA1例：刨床急速回機(jī)構(gòu)如圖?！窘狻俊窘狻縿?dòng)點(diǎn)A，動(dòng)點(diǎn)固結(jié)在OA上，且已知：A的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)是以O(shè)為圓心的圓周運(yùn)動(dòng)；相對(duì)運(yùn)動(dòng)是沿O1B方向的直線運(yùn)動(dòng)；牽連運(yùn)動(dòng)是擺桿繞O1軸的擺動(dòng) va ve vr 大小 ? ?方向 已知四個(gè)要素，求兩個(gè)，可解。由圖中假設(shè)此時(shí)搖桿的角速度為1，則 22222 , sin , sinrlrvrvlrrvveaae且 rlr rlAOrlrAOve222122122211, 練習(xí)：練習(xí)：如圖所示半徑為如圖所示半徑為R、偏心距為、偏心距為e的凸輪，以角速度的凸輪，以角速度繞繞O軸轉(zhuǎn)動(dòng)，桿軸轉(zhuǎn)動(dòng)，桿AB能在滑槽中上下平移，桿的端點(diǎn)能在滑槽中上下平移，桿的端

48、點(diǎn)A始終與凸輪始終與凸輪接觸，且接觸，且OAB成一直線。成一直線。求：在圖示位置時(shí)，桿求：在圖示位置時(shí)，桿AB的速度。的速度。動(dòng)點(diǎn)的絕對(duì)加速度為： 以上即為動(dòng)系作平動(dòng)時(shí)點(diǎn)的加速度合成定理。以上即為動(dòng)系作平動(dòng)時(shí)點(diǎn)的加速度合成定理。但但牽連運(yùn)動(dòng)為轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)上式不再成立牽連運(yùn)動(dòng)為轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)上式不再成立。3 3、加速度合成定理、加速度合成定理( (牽連運(yùn)動(dòng)為平動(dòng)牽連運(yùn)動(dòng)為平動(dòng)) )aeraaa說(shuō)明：aa動(dòng)點(diǎn)的絕對(duì)加速度；ar動(dòng)點(diǎn)的相對(duì)加速度；ae動(dòng)點(diǎn)的牽連加速度，是動(dòng)系上牽連點(diǎn)的加速度。例：如圖所示的曲柄滑道機(jī)構(gòu)中，曲柄長(zhǎng)OA100 mm ，當(dāng)COA=45時(shí)，其角速度1 rad/s，加速度1 rad/s,轉(zhuǎn)向

49、如圖。求此瞬時(shí)，導(dǎo)桿BC的加速度及滑塊A在滑道DB中滑塊的加速度。O45CABD【解】 取滑塊A為動(dòng)點(diǎn)，動(dòng)系固結(jié)于導(dǎo)桿BC上，定系固結(jié)于 地面。動(dòng)點(diǎn)A絕對(duì)運(yùn)動(dòng)是圓周運(yùn)動(dòng)(圓心O，半徑OA)。故絕 對(duì)a有兩個(gè)分量 ，即 anaa,a22220.1 1 0.10 0.1 10.10anaaOAm saOAm s anaeraaaarrrrxyraeaanaaacos45sin45sin45cos45naarnaaeaaaaaaoooo在x、y 軸上投影，則有2222222220.100.100 ,0.100.100.141s reaam注意到注意到 即牽連點(diǎn)（動(dòng)系上，或說(shuō)即牽連點(diǎn)（動(dòng)系上，或說(shuō)BC

50、BC上與動(dòng)點(diǎn)上與動(dòng)點(diǎn)A A相重合的點(diǎn)）的加速相重合的點(diǎn)）的加速度，且度，且BCBC作平動(dòng)，故作平動(dòng)，故ea2/141. 0smaaeBC例：凸輪在水平面上向右作減速運(yùn)動(dòng)，如圖所示。求桿AB在圖示位置式的加速度。設(shè)凸輪半徑為R，圖示瞬時(shí)的速度和加速度分別為v和a 。BAnraeanraaavaavrvevBAnva【解】【解】 桿AB上的A 為動(dòng)點(diǎn)，凸輪為動(dòng)參考系，A的絕對(duì)軌跡為 直線，相對(duì)軌跡為凸輪輪廓線。則牽連運(yùn)動(dòng)為平移。投影到法線上，有當(dāng) 時(shí)， ，說(shuō)明假設(shè)的aa的方向恰是真實(shí)的方向。900aa2222sincos1( cos)cotsinsinsinnaeraaaavvaaaRR2 , ,

51、 , sinsinvvvvvneaererrrvvaaaaaaRvv練習(xí)：如圖所示平面機(jī)構(gòu)中，曲柄練習(xí)：如圖所示平面機(jī)構(gòu)中，曲柄OA=r,以勻角速度以勻角速度O 轉(zhuǎn)動(dòng)。套筒轉(zhuǎn)動(dòng)。套筒A沿沿BC桿滑動(dòng)。已知：桿滑動(dòng)。已知：BC=DE，且，且BD=CE=l。求：圖示位置時(shí)，桿求：圖示位置時(shí)，桿BD的角速度和角加速度。的角速度和角加速度。(圖示瞬時(shí)圖示瞬時(shí)BD與與BC成成30。)二、剛體的平面運(yùn)動(dòng) 1.1.平面運(yùn)動(dòng)表示平面運(yùn)動(dòng)表示剛體的平面運(yùn)動(dòng)可簡(jiǎn)化為平面圖形在其自身平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。剛體的平面運(yùn)動(dòng)可簡(jiǎn)化為平面圖形在其自身平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。 2.2.平面運(yùn)動(dòng)方程平面運(yùn)動(dòng)方程為了確定代表平面運(yùn)動(dòng)剛體的平面圖形

52、的位置，我們只需確定平面圖形內(nèi)任意一條線段的位置平面運(yùn)動(dòng)方程：平面運(yùn)動(dòng)方程：2( )Oyft1( )Oxft3( )ft 3.3.平面運(yùn)動(dòng)分解為平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)平面運(yùn)動(dòng)分解為平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)圖形上O點(diǎn)不動(dòng)時(shí)，則剛體作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)圖形上 角不變時(shí)，則剛體作平動(dòng)。如果在平面圖形上任取一點(diǎn)O定義為基點(diǎn)基點(diǎn)，假想在基點(diǎn)上固結(jié)一隨基點(diǎn)O平移平移的動(dòng)系Ox y z ，那么剛體平面運(yùn)動(dòng)可以看剛體平面運(yùn)動(dòng)可以看成是隨基點(diǎn)成是隨基點(diǎn)O O 的平移和繞基點(diǎn)的平移和繞基點(diǎn)O O 的轉(zhuǎn)動(dòng)這兩部分運(yùn)動(dòng)的合成的轉(zhuǎn)動(dòng)這兩部分運(yùn)動(dòng)的合成。由上節(jié)的分析可知，任何平面圖形在自身平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)都可以分解為隨基點(diǎn)隨基點(diǎn)O O 的平移的平移（牽連運(yùn)

53、動(dòng)）和繞繞基點(diǎn)基點(diǎn) O O 的轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)（相對(duì)運(yùn)動(dòng)）。于是，平面圖形內(nèi)任意一點(diǎn)M的運(yùn)動(dòng)也是這兩種運(yùn)動(dòng)的合成。因而可用上一章點(diǎn)的速度合成定理點(diǎn)的速度合成定理來(lái)計(jì)算M點(diǎn)的速度。這一方法稱為基點(diǎn)法基點(diǎn)法。OvOvOvMOvMxyM4.4.平面圖形內(nèi)各點(diǎn)的速度平面圖形內(nèi)各點(diǎn)的速度 （1）基點(diǎn)法）基點(diǎn)法根據(jù)速度合成定理reavvv則M點(diǎn)速度為：MOMOvMOOMOM方向 , ; , ,rea vvvvvv又由下面對(duì)應(yīng)關(guān)系即平面圖形上任一點(diǎn)的速度等于基點(diǎn)的速度與該點(diǎn)隨圖形繞基點(diǎn)轉(zhuǎn)即平面圖形上任一點(diǎn)的速度等于基點(diǎn)的速度與該點(diǎn)隨圖形繞基點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度的矢量和。動(dòng)的速度的矢量和。 OvOvOvMOvMxyMMOM

54、Ovvv例：例： 橢圓規(guī)尺的橢圓規(guī)尺的A端以速度端以速度vA沿沿x 軸的負(fù)向運(yùn)動(dòng)，如圖所示，軸的負(fù)向運(yùn)動(dòng)，如圖所示，AB=l。求：求：B端的速度以及尺端的速度以及尺AB的角速度。的角速度。解：1、 AB作平面運(yùn)動(dòng)，基點(diǎn)：A2?BABAAvvvvrrr、大小 ？方向3cotsinsinBAABABAAABll、例：如圖所示平面機(jī)構(gòu)中，AB=BD=DE=l=300 mm。在圖示位置時(shí)，BDAE桿AB的角速度為=5 rads1。試求此瞬時(shí)桿DE的角速度和桿BD中點(diǎn)C 的速度。 DBD Bvvv 解：1. 求桿DE的角速度。其中，D 點(diǎn)繞 B 的轉(zhuǎn)動(dòng)速度 vDB 的方向與BD垂直，D點(diǎn)的速度 vD與DE 垂直。 以B點(diǎn)為基點(diǎn)，應(yīng)用速度合成定理，D點(diǎn)的速度可表示為11.5 m sBvl 桿BD作平面運(yùn)動(dòng)， vB大小為 方向與AB垂直。vB6060vDvDBvB6060由速度