运动学基础ppt课件.ppt

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1、主讲：谭宁副教授办公室：教1楼北305工程力学1§12.运动学基础运动学对运动规律的研究以及静力学对力规律的研究是动力学研究“力与运动”关系的基础。同时，运动学理论和方法可直接应用于工程实际问题。运动学纯粹从几何的角度来研究物体的运动规律，而不涉及物体的受力和惯性。联系力去研究物体的机械运动是动力学的任务。运动学研究所得到的结果，有它独立的重要意义。因为任何机器各部分之间的运动，都要求协调的配合。要达到人们预期的要求，设计时必须进行运动分析，因此，运动学作为一个独立部分来研究，是工程实际的需要。运动学的研究内容和意义2运动的相对性

2、及参考系物体的运动都是相对的，因此研究物体的运动必须指明参考体和参考系。物体运动的位移、速度和加速度都是矢量，因此研究运动学采用矢量方法。一般情形下，这些矢量的大小和方向会随着时间的变化而变化，因而称为变矢量。所谓运动规律是指物体（点或刚体）在空间的位置随时间变化的规律。对于不同的参考系，同一物体的运动的表现形式是不一样的。运动和静止都具有相对性。§12.运动学基础3运动学的研究对象及其运动形式点直线运动、曲线运动刚体(1)平动，包括直线平动和曲线平动(2)定轴转动(3)平面运动(4)定点转动§12.运动学基础4直线平动曲线平动运

3、动学的研究对象及其运动形式如果在刚体内任取一直线，在运动过程中这条直线始终与它的初始位置平行，这种运动称为平动。§12.运动学基础5定轴转动运动学的研究对象及其运动形式平面运动刚体在运动时，其中有两点保持不动，则称这种运动为刚体绕定轴的转动。简称刚体的转动。刚体在运动过程中，其上各点至某一固定平面的距离始终保持不变，称刚体相对于固定平面作平面运动。§12.运动学基础6运动学的研究对象及其运动形式定点运动§12.运动学基础7运动学的研究对象及其运动形式定点运动§12.运动学基础8运动学的研究对象及其运动形式一般运动§12.运动学基础

4、9运动的描述方法运动的描述方法可分为几何法和分析法两种形式。几何法建立各瞬时描述运动的矢径、速度、加速度等各矢量之间的几何关系，适合于研究某一特定瞬时的运动性质，形象直观，也便于作定性分析。分析法则从建立运动方程出发，通过数学推导获得速度、加速度及运动特性，适合于研究运动的时间历程，也便于计算机求解。§12.运动学基础10机构运动简图点的运动刚体的基本运动§12.运动学基础11——机构运动简图机械——能完成一定机械运动的装置。1.多个实体的组合2.各实体间具有确定的相对运动3.能进行能量转换或完成有效的机械功机器机构机器中必包含一

5、个以上的机构。§12.运动学基础12内燃机是机器，而其中的曲轴-活塞系统则是机构。——机构运动简图§12.运动学基础13组成机械的基本单元体——零件按应用范围，又可分为：通用零件螺栓、齿轮等专用零件内燃机的曲轴等为完成同一功能，结构上组为一起的零件总体——部件——机构运动简图§12.运动学基础14组成机构的各相对运动实体——构件按运动性质，又可分为：固定件—支承运动构件的构件主动件—驱动力作用的构件从动件—随主动件运动而运动的构件因此，机构必须有一个固定件，至少有一个主动件。——机构运动简图§12.运动学基础15按两构件的接触形式

6、分：高副——通过点、线接触低副——通过面接触根据运动形式，又可细分为：移动副和转动副运动副：两构件组成有确定相对运动的可动联接。两构件间接触且只能沿某一直线作相对运动的运动副称为移动副。两构件间接触且只能绕同一轴线作相对转动的运动副称为转动副。——机构运动简图§12.运动学基础16低副转动副移动副——机构运动简图§12.运动学基础17由于低副是面接触，故承载能力较强。但低副均为滑动摩擦，故效率较低。低副——机构运动简图§12.运动学基础18凸轮机构由于高副是点、线接触，故可传递较复杂的运动，但承载能力较差。高副两齿轮间的啮合——机

7、构运动简图§12.运动学基础19运动副和构件的表示方法——机构运动简图§12.运动学基础20运动副和构件的表示方法——机构运动简图§12.运动学基础21运动副和构件的表示方法——机构运动简图§12.运动学基础22有时仅为表明机构组成情况和机构类型，可不严格按比例绘制机构运动简图，这样的简图称为机构运动示意图。为了突出和运动有关的因素，用几何图形来表示机构的组成情况和运动特性，只表示与运动有关的尺寸，而与运动无关的结构尺寸就无需表示。用简单符号和线条代表运动副和构件，并按一定比例尺(scale)表示各构件与运动有关的尺寸及相对位置的

8、简明图形称为机构运动简图。——机构运动简图§12.运动学基础23运动简图曲柄滑块机构——机构运动简图§12.运动学基础24运动简图四杆机构——机构运动简图§12.运动学基础25——机构运动简图摇杆机构§12.运动学基础26——点的运动●可以理解为某