機(jī)械原理基礎(chǔ)知識復(fù)習(xí)資料

第二講平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析一用速度瞬心法作機(jī)構(gòu)的速度分析1速度瞬心的定義：作平面相對運(yùn)動兩構(gòu)件上任一瞬時(shí)其速度相等的點(diǎn)，稱為這個(gè)瞬時(shí)的速度中心。分類：相對瞬心－重合點(diǎn)絕對速度不為零絕對瞬心－重合點(diǎn)絕對速度為零2瞬心數(shù)目K＝N(N-1)/23機(jī)構(gòu)瞬心位置確實(shí)定直接觀察法：適用于求通過運(yùn)動副直接相聯(lián)的兩構(gòu)件瞬心位置。１〕兩構(gòu)件組成轉(zhuǎn)動副時(shí)，轉(zhuǎn)動副中心即是它們的瞬心。

２〕假設(shè)兩構(gòu)件組成移動副時(shí)，其瞬心位于移動方向的垂直無窮遠(yuǎn)處。

３〕假設(shè)兩構(gòu)件形成純滾動的高副時(shí)，其高副接觸點(diǎn)就是它們的瞬心。

４〕假設(shè)兩構(gòu)件組成滾動兼滑動的高副時(shí)，其瞬心應(yīng)位于過接觸點(diǎn)的公法線上。不直接形成運(yùn)動副的兩構(gòu)件利用三心定理來確定其具體位置。三心定理：三個(gè)彼此作平面平行運(yùn)動的構(gòu)件共有三個(gè)瞬心，且它們位于同一條直線上。此法特別適用于兩構(gòu)件不直接相聯(lián)的場合。4傳動比的計(jì)算ωi/ωj＝P1jPij/P1iPij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)向相同相對瞬心位于兩絕對瞬心之間，兩構(gòu)件轉(zhuǎn)向相反。常見題型：1.速度瞬心的求解、2利用速度瞬心求解速度。二、用矢量方程圖解法作機(jī)構(gòu)的速度和加速度分析1．同一構(gòu)件上兩點(diǎn)之間速度，加速度的關(guān)系。①由各速度矢量構(gòu)成的圖形稱為速度多邊形〔或速度圖〕；由各加速度矢量構(gòu)成的圖形稱為加速度多邊形〔或加速度圖〕。p，稱為極點(diǎn)。②在速度多邊形中，由極點(diǎn)p向外放射的矢量，代表構(gòu)件上相應(yīng)點(diǎn)的絕對速度。而連接兩絕對速度矢端的矢量，那么代表構(gòu)件上相應(yīng)兩點(diǎn)間的相對速度，方向與角標(biāo)相反，如代表〔C點(diǎn)相對B點(diǎn)的速度〕。③在加速度多邊形中，由極點(diǎn)向外放射的矢量代表構(gòu)件上相應(yīng)點(diǎn)的絕對加速度。而連接兩絕對加速度矢量端的矢量代表構(gòu)件上相應(yīng)兩點(diǎn)間的相對加速度，方向與角標(biāo)相反。相對加速度可用其法向加速度和切向加速度來表示。④極點(diǎn)p代表機(jī)構(gòu)圖上的絕對瞬心。⑤構(gòu)件的速度影像：利用速度影像，假設(shè)構(gòu)件上兩點(diǎn)的速度，可求第三點(diǎn)速度。⑥同理稱為加速度影像。⑦速度影像及加速度影像的相似原理只能應(yīng)用與同一構(gòu)件上的各點(diǎn)，而不能應(yīng)用于機(jī)構(gòu)的不同構(gòu)件上的各點(diǎn)〔例如：不能把圖上E點(diǎn)用影像法求出〕。2．兩構(gòu)件重合點(diǎn)間的速度，加速度的關(guān)系正確判斷科氏加速度的存在及其方向：當(dāng)兩構(gòu)件構(gòu)成移動副時(shí)，重合點(diǎn)的加速度不相等，且移動副有轉(zhuǎn)動分量時(shí)，必然存在哥氏加速度分量。三、解題關(guān)鍵：1.以作平面運(yùn)動的構(gòu)件為突破口，基點(diǎn)和重合點(diǎn)都應(yīng)選取該構(gòu)件上的鉸接點(diǎn)，否那么條件缺乏而使問題無法求解。2.重合點(diǎn)的選取原那么：選參數(shù)較多的點(diǎn)〔一般為鉸鏈點(diǎn)〕常見題型1：同一構(gòu)件上兩點(diǎn)之間速度，加速度的關(guān)系常見題型2〔兩構(gòu)件重合點(diǎn)間的速度，加速度的關(guān)系〕1.導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中，機(jī)構(gòu)的位置，各構(gòu)件的長度及曲柄1的等角速度，求導(dǎo)桿3的角速度和角加速度。〔1〕確定構(gòu)件3的角速度點(diǎn)B是構(gòu)件1上的點(diǎn)，也是構(gòu)件2上的點(diǎn)，故兩構(gòu)件組成移動副時(shí)，據(jù)點(diǎn)的復(fù)合運(yùn)動的分解和合成原理，構(gòu)件2與構(gòu)件3上瞬時(shí)重合點(diǎn)間的速度關(guān)系為方向：⊥BC⊥AB∥BC大?。??繪速度多邊形，知：〔2〕確定導(dǎo)桿3的角加速度構(gòu)件1與構(gòu)件2上瞬時(shí)重合間的加速度關(guān)系為：為點(diǎn)對于點(diǎn)的相對加速度，其方向沿導(dǎo)桿方向，見圖c〕中的；為哥氏加速度，其大小為，方向是將相對速度沿牽連構(gòu)件角速度的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)，如圖c〕中所示。值得注意的是：由于、是兩構(gòu)件上的瞬時(shí)重合點(diǎn)，因此不能采用相似法那么，即既不能用速度影象法，也不能用加速度影象法來求點(diǎn)的速度和加速度；兩構(gòu)件組成移動副時(shí)，其瞬時(shí)重合點(diǎn)之間的加速度關(guān)系中可能存在哥氏加速度。但是由于，故哥氏加速度必然發(fā)生在牽連構(gòu)件作轉(zhuǎn)動，且兩構(gòu)件有相對運(yùn)動的情況下，兩者缺一不可。據(jù)此可知在同一構(gòu)件上各點(diǎn)之間的加速度關(guān)系中是絕對不可能出現(xiàn)哥氏加速度的。2.圖示機(jī)構(gòu)中，構(gòu)件1以順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動，各構(gòu)件尺寸。試用相對運(yùn)動圖解法求圖示位置從動件3的速度和加速度?！矊懗鍪噶糠匠淌?，并列出有關(guān)計(jì)算式，比例尺任選。〕例3-5圖解：桿3擴(kuò)大到B點(diǎn)(1)(2)∵3.在圖示機(jī)構(gòu)中，mm，mm，mm，mm，mm，，rad/s，順時(shí)針方向，rad/s，逆時(shí)針方向，取比例尺l。試求及的大小和方向。例圖解：如圖示，擴(kuò)大構(gòu)件2，這樣可分別考慮兩種情況，既同一構(gòu)件2上B、D兩點(diǎn)間速度關(guān)系，構(gòu)件2與3在重合點(diǎn)D處的速度關(guān)系。(擴(kuò)大構(gòu)件2)(m/s)/mm(m/s)/mm以上矢量方程中只有和的大小未知，故可以求解。作速度多邊形，由速度影像法求得m/srad/s，順時(shí)針方向(取m/s/mm)例3-1圖解常見題型3〔前兩種情況綜合起來應(yīng)用〕哈工大2005年試題：練習(xí)題：1.試求出以下各機(jī)構(gòu)在圖示位置的全部瞬心。〔浙理工2008〕2、圖示正弦機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖。：原動件1以等角速度ω1=100rad/s轉(zhuǎn)動，桿長LAB=40mm，φ1=45，試用矢量方程圖解法求該位置構(gòu)件3的速度V3和加速度a3。(取比例尺μv=0.1ms-1/mm，μa=10ms-2/mm)(10分)3.3.單項(xiàng)選擇題:1、速度和加速度影像法給運(yùn)動分析帶來方便，但這只適用于______上。A、整個(gè)機(jī)構(gòu)B、主動件;C、兩構(gòu)件;D、同一構(gòu)件;2、三個(gè)彼此作平面相對運(yùn)動的構(gòu)件共有______個(gè)瞬心，而且必定位于______上。A、３;運(yùn)動副; B、３;構(gòu)件;C、２;同一直線; D、３;同一直線3、假設(shè)一構(gòu)件上兩點(diǎn)的速度及加速度，那么該構(gòu)件上任一點(diǎn)的速度及加速度可求?！病矨、正確; B、不正確;C、局部正確 D、不一定4、在加速度多邊形中，連接極點(diǎn)至任一點(diǎn)的矢量，代表構(gòu)件上相應(yīng)點(diǎn)的______加速度；而其它任意兩點(diǎn)間矢量，那么代表構(gòu)件上相應(yīng)兩點(diǎn)間的______加速度。A、法向;切向; B、絕對;相對;C、法向;相對; D、合成;切向5、假設(shè)兩構(gòu)件構(gòu)成移動副，那么兩構(gòu)件上任意重合點(diǎn)相對速度值______；兩構(gòu)件角速度______。A、相等;相等;B、不相等;不相等;C、相等;不相等D、不相等;相等6、如果一個(gè)機(jī)構(gòu)是由四個(gè)構(gòu)件組成的，那么它的瞬心數(shù)目為________。A、4 B、3C、6 D、57、二構(gòu)件用轉(zhuǎn)動副相聯(lián)接其瞬心是在轉(zhuǎn)動副的________；以移動副聯(lián)接時(shí)其瞬心在________；其間假設(shè)為純滾高副時(shí)，瞬心在兩元素的________。A、中心;中心;接觸處B、中心;無窮遠(yuǎn);中心C、中心;無窮遠(yuǎn);接觸處 D、接觸處;無窮遠(yuǎn);中心8、相對瞬心就是絕對瞬心。A、正確; B、不正確C、不一定 D、說不清9、只要給定一點(diǎn)的速度和加速度，那么即可求出該構(gòu)件另一點(diǎn)的速度和加速度。A、正確; B、不正確;C、局部正確 D、說不清10、瞬心是相對運(yùn)動兩構(gòu)件上瞬時(shí)相對速度________的重合點(diǎn)。A、相等; B、為零;C、不等 D、相反11、在速度多邊形中，極點(diǎn)至任意一點(diǎn)的矢量，代表構(gòu)件上相應(yīng)點(diǎn)的____速度；而其它任意兩點(diǎn)間的矢量，那么代表構(gòu)件上相應(yīng)兩點(diǎn)間的______速度。A、切向;絕對; B、切向;相對C、絕對;絕對 D、絕對;相對12、利用瞬心法不僅能對機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度分析，而且能對機(jī)構(gòu)進(jìn)行加速度分析。A、正確; B、不正確C、不一定 D、說不清13、如果一個(gè)機(jī)構(gòu)共有六個(gè)構(gòu)件組成，那么它共有________個(gè)瞬心。A、3 B、6C、15 D、914、兩構(gòu)件重合點(diǎn)處牽連運(yùn)動為______，相對運(yùn)動為____時(shí)，在兩點(diǎn)間的加速度關(guān)系中存在哥氏加速度。A、轉(zhuǎn)動;移動 B、轉(zhuǎn)動;擺動;C、移動;轉(zhuǎn)動; D、復(fù)合運(yùn)動;平動15、用速度瞬心法求機(jī)構(gòu)上兩構(gòu)件的角速比時(shí)，假設(shè)兩構(gòu)件的兩個(gè)絕對瞬心和它們的相對瞬心時(shí)，那么速比即可求得?！病矨、正確; B、不正確;C、不一定 D、說不清16、速度瞬心法最適于對構(gòu)件數(shù)目較多的機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度分析。A、正確; B、不正確C、不一定 D、說不清17、速度影像的相似原理不僅能應(yīng)用于同一構(gòu)件上的各點(diǎn)，也能應(yīng)用于機(jī)構(gòu)不同構(gòu)件上的各點(diǎn)。A、正確 B、不正確C、不一定 D、說不清18、絕對速度瞬心是運(yùn)動構(gòu)件上瞬時(shí)________速度為零的一點(diǎn)A、絕對 B、相對C、平均 D、加19、當(dāng)構(gòu)件上兩點(diǎn)的速度時(shí)，那么該構(gòu)件上任一點(diǎn)的速度便可求出。A、正確 B、不正確C、不一定 D、說不清20、用推桿的尖端與凸輪高副接觸時(shí)，該兩構(gòu)件的速度瞬心在_______。A、接觸點(diǎn)處 B、過高副接觸點(diǎn)的公法線上C、過高副接觸點(diǎn)的公切線上21、組成移動副兩構(gòu)件假設(shè)具有公共角速度，并有相對移動時(shí)，此兩構(gòu)件上瞬時(shí)重合點(diǎn)的絕對加速度之間的關(guān)系式中______哥氏加速度。A、一定有 B、沒有C、不一定有 D、說不清22、在速度多邊形中，極點(diǎn)代表該構(gòu)件上______為零的點(diǎn)。A、絕對速度 B、加速度C、相對速度 D、哥氏加速度23、構(gòu)件１與構(gòu)件２在Ｂ