机械原理 第3版 教学课件 作者 孔建益 03-平面机构的运动分析.ppt

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1、第三章平面机构的运动分析(KinematicAnalysisofPlanarMechanisms)第一节概述第二节II级机构的运动分析*第三节高级别机构的运动分析*第五节两自由度机构的运动分析第七节速度瞬心及其位置确定*第四节多杆机构的运动分析*第六节高副机构的运动分析本章内容第一节概述第三章平面机构的运动分析本章研究的问题：如何确定构件或给定点的运动参数机构力分析的基础。设计新机构和分析已知机构所必需的。位置、位移、速度和加速度第一节概述平面机构运动分析(KinematicAnalysis)的方法:图解法实验法解析法本章

2、将采用：封闭矢量多边形投影法和矩阵式法第一节概述壳体（图3-1）运动分析可确定机器的轮廓尺寸，确定机座长度和机器的外廓第一节概述运动分析可确定牛头刨床刨刀的工作性能运动分析应用（刨床）第一节概述Lxy(l)角—矢量L沿x正向逆时针方向度量o矢量L的大小与方向用其模l和位置角表示第一节概述xyL(l)L(l)L(l)L(l)o第一节概述Lxy(l)o第一节概述Lxy(l)将L向坐标轴投影o第一节概述Lxy(l)lx=lcosly=lsin=arctan(ly/lx)o第一节概述第二节Ⅱ级机构的运动分析第三

3、章平面机构的运动分析第二节Ⅱ级机构的运动分析什么是II级机构？*运动分析的步骤首先建立机构的位置方程式速度方程式对时间t求导一次得加速度方程式位置方程式对时间t求导一次得速度方程式第二节Ⅱ级机构的运动分析一、铰链四杆机构的运动分析第二节Ⅱ级机构的运动分析（一）铰链四杆机构xyABCD4l1l2l3l4第二节Ⅱ级机构的运动分析（一）铰链四杆机构xyABCD已知各杆尺寸：l1、l2、l3、l4，机架倾角44l1l2l3l4第二节Ⅱ级机构的运动分析（一）铰链四杆机构xyABCD4l1l2l3l4M连杆上点M的位置尺寸r2

4、、2r22给定原动件1及1(等于常数)11求点M的速度vM、加速度aM第二节Ⅱ级机构的运动分析（一）铰链四杆机构先作机构的位置分析第二节Ⅱ级机构的运动分析（一）铰链四杆机构xyABCD4l1l2l3l4Mr2211作ABCD的封闭环路，标出2、3构件的位置角2、3。23第二节Ⅱ级机构的运动分析（一）铰链四杆机构由ABCD的封闭环路：AB+BC=AD+DC写成坐标方程：l1cos1+l2cos2=l3cos3+l4cos4l1sin1+l2sin2=l3sin3+l4sin4为求

5、2、3作辅助矢量BDxyABCD4l1l2l3l4Mr221123l第二节Ⅱ级机构的运动分析（一）铰链四杆机构l1cos1+l2cos2=l3cos3+l4cos4l1sin1+l2sin2=l3sin3+l4sin4lcos=l4cos4-l1cos1lsin=l4sin4-l1sin1两式平方相加及两式相除后即可求得l及xxyABCD4l1l2l3l4Mr221123l由ABD得：l1cos1+lcos=l4cos4l1sin1+lsin=l4sin

6、4第二节Ⅱ级机构的运动分析（一）铰链四杆机构l1cos1+l2cos2=l3cos3+l4cos4l1sin1+l2sin2=l3sin3+l4sin4xyABCD4l1l2l3l4Mr221123llcos=l4cos4-l1cos1lsin=l4sin4-l1sin1第二节Ⅱ级机构的运动分析（一）铰链四杆机构解得：cos(3-)=(l22-l2-l32)/(2ll3)tan2=(lsin+l3sin3)/(lcos+l3cos3)至此，已求出以上方程中的2、

7、3l1cos1+l2cos2=l3cos3+l4cos4l1sin1+l2sin2=l3sin3+l4sin4xyABCD4l1l2l3l4Mr221123l由BCD得：l2cos2=lcos+l3cos3l2sin2=lsin+l3sin3第二节Ⅱ级机构的运动分析（一）铰链四杆机构xyABCD4L1L2L3L41123再作机构的速度分析(velocityanalysis)l1cos1+l2cos2=l3cos3+l4cos4l1sin1+l2sin2=l3s

8、in3+l4sin4第二节Ⅱ级机构的运动分析（一）铰链四杆机构左式对时间t求导l1cos1+l2cos2=l3cos3+l4cos4l1sin1+l2sin2=l3sin3+l4sin4xyABCD4l1l2l3l41123-l11sin1-l22sin2=-l3