【文章內(nèi)容簡介】 sign 瞬心概念 設構(gòu)件２相對于構(gòu)件１作平面運動，由理論力學可知，在任一瞬時，其相對運動都可以看作是繞某一重合點的轉(zhuǎn)動，則該重合點稱其為瞬時回轉(zhuǎn)中心或速度瞬心，通常也稱為瞬心。圖中所示Ｐ 21點即為速度瞬心。 機械設計 Machine design P12A BVBVA絕對瞬心 P12 相對瞬心 P12 A B VA VB 瞬心是作相對運動兩構(gòu)件的 瞬時 等速 重合點 。 要點 :平面運動 任一瞬時 相對運動 = 繞其重合點 轉(zhuǎn)動 速度瞬心的概念 機械設計 Machine design 對速度瞬心的幾點認識 (4點 ) 1. 構(gòu)件與構(gòu)件的運動平面：構(gòu)件是有限大的，是用簡圖表示的。構(gòu)件的運動平面是無限大的。兩構(gòu)件的速度瞬心是在構(gòu)件運動平面上的某一點。 2. 在速度瞬心處，兩構(gòu)件的速度相等，即速度的大小相等，方向相同?？梢詰眠@一性質(zhì)進行機構(gòu)的速度分析。 3. 若已知兩構(gòu)件上的兩個點的相對速度，則可求出這兩構(gòu)件的相對速度瞬心。 ，運動平面上的各點的相對速度方向互相平行，從而速度瞬心在無窮遠處 機械設計 Machine design 2)1( ??nnNN－瞬心數(shù) n－構(gòu)件數(shù) 瞬心數(shù)目 機械設計 Machine design 機構(gòu)中瞬心的位置確定 機構(gòu)中各瞬心的位置 （ 1）以運動副直接相聯(lián)的兩構(gòu)件的瞬心位置 以轉(zhuǎn)動副相聯(lián)：瞬心 在轉(zhuǎn)動中心 以移動副相聯(lián)：瞬心 在垂直于導路的無窮遠處 以純滾動的高副相聯(lián)：瞬心 在高副接觸點處 以一般高副相聯(lián)：瞬心 在高副接觸點的公法線 (2) 不以運動副直接相聯(lián)的兩構(gòu)件的瞬心位置 用 三心定理 （證明） 確定 —— 常需借助於瞬心多邊形。 機械設計 Machine design 作平面運動的三個構(gòu)件共有三個瞬心，它們位于同一直線上。 反證法： 先設Ｐ 12不在直線Ｐ 13Ｐ 23上，而是位于構(gòu)件1與 2其他的任一重合點Ｋ處。這時在 K處兩構(gòu)件的速度方向不可能相同，從而 K不可能成為構(gòu)件 1與 2的速度瞬心。 K Vk1 Vk2 1 2 三心定理 機械設計 Machine design 例：求曲柄滑塊機構(gòu)的速度瞬心 ∞ P14 3 2 1 4 P34 P13 P24 P12 1 2 3 4 P23 解：瞬心數(shù)為： K＝ N(N1)/2＝ 6 K=6 （圓） （以運動副相聯(lián)） （構(gòu)件間沒有構(gòu)成運動副） 瞬心的應用 機械設計 Machine design 1 2 3 4 P13 P24 1314133431133431314113ppppppppvp???????瞬心的應用 機械設計 Machine design 1 2 3 P12 p13 p23 1213122321122321213112ppppppppv p???????瞬心的應用 機械設計 Machine design 1 2 p13 P23在無窮遠 p12 121312 12 ppvv p ???3 瞬心的應用 機械設計 Machine design 矢量方程圖解法 1 根據(jù)運動合成原理列出機構(gòu)運動的矢量方程，然后按方程作圖求解，具體分兩種情況 （ 1）利用同一構(gòu)件上兩點間的運動矢量方程作機構(gòu)的速度及加速度的圖解分析 （ 2）利用兩構(gòu)件重合點間的運動矢量方程作機構(gòu)的速度及加速度圖解分析 機械設計 Machine design 解析法作機構(gòu)的運動分析 1 機構(gòu)的封閉矢量位置方程式 2 復數(shù)矢量法 平面機構(gòu)的力分析 目的： 確定運動副中的反力；確定機械上的平衡力 方法： 動態(tài)靜力分析 內(nèi)容： 基本概念 。 構(gòu)件慣性力確定； 運動副中摩擦力的確定； 不考慮摩擦時機構(gòu)的力分析； 考慮摩擦時機構(gòu)的受力分析 機械設計 Machine design 作用在機械上的力 作用在機械構(gòu)件上的力常見到的有： 驅(qū)動力 、 生產(chǎn)阻力 、 重力 、 慣性力 、 摩擦力 、 介質(zhì)阻力 和 運動副中的反力 。 從做功的角度可分為： ◆ 驅(qū)動力：驅(qū)使機構(gòu)產(chǎn)生運動的力 特點： 與作用點的速度方向相同、 或成銳角 —— 作正功 —— 驅(qū)動功、輸入功。 包括： 原動力、重力（重心下降）、慣性力（減速）等。 ◆ 阻抗力：阻礙機構(gòu)產(chǎn)生運動的力 特點： 與作用點的速度方向相反 、 或成鈍角 —— 作負功 —— 阻抗功 。 包括： 生產(chǎn)阻力 、 摩擦力 、 重力 (重心上升 )、 慣性力 (加速 )等 。 可分為兩種： (1) 有效阻力 (生產(chǎn)阻力 )：執(zhí)行構(gòu)件面對的 、 機械的目的實現(xiàn) 。 克服此阻力所做的功稱為 有效功 或 輸出功 。 (2) 有害阻力 ：機械運動過程中的無用阻力 。 克服此阻力所做的功稱為 損耗功 。 機械設計 Machine design 機構(gòu)力分析的任務與目的、方法 1. 確定運動副中的反力 ◆ 特點： 對整個機械來說是內(nèi)力 ； 對構(gòu)件來說則是外力。 ◆ 目的： 計算 構(gòu)件 的強度、運動副中的摩擦、磨損 ； 確定機械的效率 ；研究機械的動力性能。 2. 確定機械上的平衡力 (或平衡力偶 ) ◆ 定義： 指 與作用在 機械 上的 已知外力 ，以及當 該機械按給定的運動規(guī)律運動 時其構(gòu)件的慣性力相平衡的 未知外力 (或外力矩 )。 ◆ 目的： 減小機械運動中構(gòu)件慣性力對機械性能的影響 。 三、方法 靜力分析 和 動態(tài)靜力分析 。 圖解法和解析法。 機械設計 Machine design 構(gòu)件慣性力的確定 一、一般力學方法 由理論力學知：慣性力可以最終簡化為一個加于構(gòu)件重心 S處的慣性力 Pi和一個慣性力矩 Mi；即 而這慣性力 Pi和 Mi又可用一個大小等于 Pi的總慣性力 Pi ′代替；其偏離距離為 h= Mi/ Pi 。 1. 作平面移動的構(gòu)件 Md Pr G F慣 N F摩 G′ Mi = Jsε Pi = mas Mi = 0 Pi = mas (as=0或 as≠ 0 ) 機械設計 Machine design 構(gòu)件慣性力的確定 2. 繞定軸轉(zhuǎn)動的構(gòu)件 a. 回轉(zhuǎn)軸線通過構(gòu)件質(zhì)心。 b. 回轉(zhuǎn)軸線不通過質(zhì)心。 3. 作平面復合運動的構(gòu)件 Mi = Js ε(ε=0或 ε≠ 0 ) Pi = 0 Mi = Jsε Pi = mas 其中： h=Mi/Pi S ε Mi S Pi h Pi＇ Mi = Jsε Pi = mas 其中： h=Mi/Pi Mi h s Pi Pi′ 機械設計 Machine design 構(gòu)件慣性力的確定 A 2 1 S1 3 M1 M2 P2 P1 P1′ P2 ′ aS2 ′ aS1 h2 aS3 P3 曲柄滑塊機構(gòu)的一般力學受力分析 機械設計 Machine design 構(gòu)件慣性力的確定 二、質(zhì)量代換法 1. 基本概念 設想把構(gòu)件的質(zhì)量，按一定條件用集中于構(gòu)件上某幾個選定點的假想集