机构的运动学和动力学分析

《机构的运动学和动力学分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第三章机构的运动分析和动力学问题§3－1机构的运动分析3、机构速度分析的瞬心法§3－2机构的力分析§3－3机械中的摩擦和机械效率2、用解析法作机构的运动分析1、机构运动分析目的与方法安徽工程科技学院专用作者：潘存云教授§3－1机构的运动分析1.位置分析研究内容：位置分析、速度分析和加速度分析。①确定机构的位置（位形），绘制机构位置图。②确定构件的运动空间，判断是否发生干涉。③确定构件(活塞)行程，找出上下极限位置。④确定点的轨迹（连杆曲线），如鹤式吊。§3－1－1机构的运动分析目的和方法运动分析目的:安徽工程科技学院专用作者：潘存云教授2.速度分析①通过分析，了解从动件的速度变化规律是否

2、满足工作要求。如牛头刨②为加速度分析作准备。3.加速度分析加速度分析是为确定惯性力作准备。运动分析方法：图解法－简单、直观、精度低、求系列位置时繁琐。解析法－正好与以上相反。实验法－试凑法，配合连杆曲线图册，用于解决实现预定轨迹问题。安徽工程科技学院专用作者：潘存云教授§3－1－２机构运动分析的解析法图解法的缺点：▲分析结果精度低；随着计算机应用的普及,解析法得到了广泛的应用。常用的解析法有：复数矢量法、矩阵法、杆组分析法等▲作图繁琐、费时，不适用于一个运动周期的分析。▲不便于把机构分析与综合问题联系起来。思路：由机构的几何条件，建立机构的位置方程，然后就位置方程对时间求一阶导数，得速度

3、方程，求二阶导数得到机构的加速度方程。安徽工程科技学院专用作者：潘存云教授作者：潘存云教授DABC1234θ1θ2θ3ω1xy一、复数矢量法1、位置分析将各构件用杆矢量表示，则有：已知:图示四杆机构的各构件尺寸(位置)和ω1,求θ2、θ3、ω2、ω3、α2、α2。L1+L2＝L3+L4移项得：L2＝L3+L4－L1(1)化成直角坐标形式有：l2cosθ2＝l3cosθ3+l4cosθ4－l1cosθ1(2)大小：√√√√方向√θ2?θ3?√l2sinθ2＝l3sinθ3+l4sinθ4－l1sinθ1(3)(θ1已知)安徽工程科技学院专用作者：潘存云教授(2)、(3)平方后相加得：l22

4、＝l23+l24+l21＋2l3l4cosθ3―2l1l3(cosθ3cosθ1-sinθ3sinθ1)―2l1l4cosθ1整理后得：Asinθ3+Bcosθ3+C=0(4)其中：A=2l1l3sinθ1B=2l3(l1cosθ1-l4)C=l22－l23－l24－l21＋2l1l4cosθ1解三角方程得：tg(θ3/2)=[A±sqrt(A2+B2－C2)]/(B－C)由连续性确定同理，为了求解θ2，可将矢量方程写成如下形式：L3＝L1+L2－L4(5)安徽工程科技学院专用作者：潘存云教授化成直角坐标形式：l3cosθ3＝l1cosθ1+l2cosθ2－l4(6)(6)、(7)平方后

5、相加得：l23＝l21+l22+l24＋2l1l2cosθ1―2l1l4(cosθ1cosθ2-sinθ1sinθ2)―2l1l2cosθ1整理后得：Dsinθ2+Ecosθ2+F=0(8)其中：D=2l1l2sinθ1E=2l2(l1cosθ1-l4)F=l21+l22+l24－l23-2l1l4cosθ1解三角方程得：tg(θ2/2)=[D±sqrt(D2+E2－F2)]/(E－F)l3sinθ3＝l1sinθ1+l2sinθ2－0(7)安徽工程科技学院专用作者：潘存云教授2、速度分析将L3＝L1+L2－L4对时间求导得：用e2点积(9)式，可得：l3θ3e3t·e2=l1θ1e1t

6、·e2(10)ω3l3sin(θ3－θ2)=ω1l1sin(θ1－θ2)ω3=ω1l1sin(θ1－θ2)/l3sin(θ3－θ2)用e3点积(9)式，可得：-l2θ2e2t·e3=l1θ1e1t·e3(11)-ω2l2sin(θ2－θ3)=ω1l1sin(θ1－θ3)ω2=-ω1l1sin(θ1－θ3)/l2sin(θ2－θ3)l3θ3e3t=l1θ1e1t+l2θ2e2t(9)安徽工程科技学院专用作者：潘存云教授作者：潘存云教授aCBt＝0aCBt3、加速度分析将（9）式对时间求导得：acnactaBaCBnl3ω32e3n·e2+l3α3e3t·e2=l1ω12e1n·e2+l2ω

7、22e2n·e2上式中只有两个未知量-ω32l3cos(θ3－θ2)-α3l3sin(θ3－θ2)=-ω12l1cos(θ1－θ2)-ω22l2α3=ω12l1cos(θ1-θ2)+ω22l2-ω32l3cos(θ3-θ2)/l3sin(θ3－θ2)用e3点积(12)式，整理后可得：α2=ω12l1cos(θ1-θ3)+ω32l3-ω22l2cos(θ2-θ3)/l2sin(θ2－θ3)，用e2点积(12)式，可得：速度方程:l3θ