机械原理与机械设计 （上册） 第4版 第4章 平面机构的运动分析.pptx

第一节概述

第二节用瞬心法作机构的运动分析

第三节运动分析的相对运动图解法

第四节平面矢量的复数极坐标表示法

第五节平面机构的整体运动分析法;第一节概述;2、机构运动分析的范围

不考虑引起机构运动的外力；构件的弹性变形；运动副中的间隙等。研究原动件运动规律已知的情况下，机构其余构件上各点的轨迹、位移、速度和加速度（角位移、角速度和角加速度）等运动参数。

3、机构运动分析的方法

1）图解法：相对运动图解法。形象、直观。精度不

高。对于速度分析，瞬心法。

2）解析法:效率高，速度快，精度高，便于对机构进

行深入的研究。整体运动分析法、杆组法。

3）实验法：

4）数学工具：矢量、复数、矩阵;第二节用瞬心法作机构的速度分析;2、瞬心的种类

根据构成瞬心的两个构件是否处于运动中，瞬心可分为两类：

绝对瞬心：构成瞬心的两个构件中，其中一个构件固定不动，则瞬心

点的绝对速度为零。

相对瞬心：构成瞬心的两个构件均处于运动中，则瞬心点的绝对速度

相等、相对速度为零。

绝对瞬心是相对瞬心的一种特殊情况。;1）通过运动副直接相联的两构件的瞬心;两构件组成纯滚动高副：

纯滚动接触点的相对速度为零，接触点为速度瞬心。;三心定理：作平面运动的三个构件共有三个瞬心，且它们

位于同一条直线上。;例题1：

已知构件2的角速度ω2和

长度比例尺μl;

求：VE和ω4=？

分析：各瞬心如图所示。

因在P24点，构件2和4的绝对速度相等，故

ω2(P24P12)μl=ω4(P24P14)μl

;由直接观察法可得P12，由三心定理可得P13和P23如图所示。由瞬心的概念可知：

;;用瞬心法作机构的速度分析小结;第三节运动分析的相对运动图解法;第四节平面矢量的复数极坐标表示法;;根据欧拉公式

=cosφ+isinφ

矢量r的极坐标形式

r=r

是一个单位矢量

表示矢量的方向

表示一个以原点为圆心、

以1为半径的圆周上的点。;3、与坐标轴重合的单位矢量;4、矢量的回转;5、复数极坐标表示的矢量??微分;第五节平面机构的整体运动分析法;1、平面机构运动分析的矢量运算法;A.杆的矢量表示（方位及转角）

对与机架相铰接的构件，建议其矢量方向由固定铰链向外指，这样便于标出转角。（举例曲柄，滑块）

B.转角的正负规定

规定以坐标轴的正向为基准，逆时针方向转至所讨论矢量的转角为正，反之为负。（举例连杆）;;;2）速度分析;方向：∥X轴

大小：

意义：++=;例：曲柄摇杆机构的运动分析;矢量方程：

AB+BC=AD+DC

;（4-24）;由运动的连续性选取Ｍ的值;求解φ2

φ3求出后，连杆的位置角φ2可由式（4-22）和（4-23）求得:

;（4-31）;（4-31）;;5)编程注意事项;;矢量方程

BA+AC=BC即

取上式的虚部和实部分别相等可得

;（4-48）;（4-49）;平面机构的运动分析例题及作业分析：;;;3.做平面运动刚体上点的位置、速度和加速度分析;;;;;;;;;;;;;摆动导杆机构运动分析的编程注意事项