機械原理TheoryofMechanismsandMachines主講教師:崔學政機電工程學院第三章平面機構的運動分析KinematicAnalysis1．任務從動件（角）位移、（角）速度及（角）加速度§3-1

機構運動分析的任務、目的和方法2．目的了解機構的運動性能，研究機械動力性能提供必要前提。3．方法主要有圖解法和解析法。位移分析簡單－解題講解原動件運動規(guī)律兩構件上的瞬時等速重合點（即同速點）§3-2速度分析--瞬心法一.速度瞬心instantaneouscenterofvelocity速度瞬心絕對瞬心：vP＝0相對瞬心：vP≠0

vP＝0

vP≠0相對瞬心relative絕對瞬心absolute二.瞬心數(shù)目機構中的瞬心總數(shù)目：K＝N(N－1)/2三、瞬心位置－兩構件間1、轉動副

2、移動副P21P12P1212P1223P131P233、高副－純滾動滾動兼滑動

彼此作平面運動的三個構件的三個瞬心必位于同一直線上。三心定理theoremofthreecenter四、瞬心位置－三構件間P12nn公法線上－作平面運動三個構件的三個瞬心位于同一直線上。三心定理123P12P13P23例：高副傳動練習：凸輪機構六.

用瞬心法作機構的速度分析五、瞬心求法－四構件間K＝6例1

平面鉸鏈四桿機構例2

平面凸輪機構例：鉸鏈四桿機構練習：曲柄滑塊機構七：瞬心法優(yōu)缺點簡單、方便不能進行加速度分析特殊點瞬心在圖紙外邊一.基本原理和作法vC＝vB＋vCBaC＝aB+aCB＝aB＋aCB＋aCBntvD5＝vD4＋vD5D4aD5＝aD4＋aD5D4＋aD5D4kr哥氏加速度的大小：aD5D4＝2ω4vD5D4；k方向：將vD5D4沿ω4轉過90°的方向。1、同一構件上兩點間的運動矢量關系2、兩構件上重合點間的運動矢量關系BCD45ω4§3-3

速度加速度分析--矢量方程圖解法

vectorgraphicmethod二.作機構的速度及加速度分析舉例例1

已知：曲柄搖桿機構各構件尺寸，原動件求：運動分析解：（一）位移分析長度比利尺4321ω2（二）速度分析②求

大?。縱？

方向vvvABCD速度圖，速度比例尺①求polygonEF56pbc③求imagepbcef4321ω2ABCDEF56c④求

大小？v？

方向vvv⑤求影像法⑥求（三）加速度分析②求大小v？vv？方向vvvvv加速度圖，加速度比例尺①求4321ω2ABCDEF56③求4321ω2ABCDEF56④求影像法⑤求大小

？vv？方向vvvv⑥求導桿機構牛頭刨床已知：牛頭刨床主機構各桿尺寸，原動件

求：刨頭，導桿解：（一）位移分析（二）速度分析按長度比利尺作出機構運動簡圖①求例2

②求大??？v？方向vvv速度圖，速度比例尺③求影像法④求

大?。縱？方向vvv（三）加速度分析②求大小v？v？v方向vvvvv①求④求大小？vv？方向vvvv

③影像法§3-4機構的運動分析--解析法Analyticalmethod方法：代數(shù)法復數(shù)矢量法

矩陣法

例已知：曲柄搖桿機構各桿尺寸，原動件角速度

求：各桿位移、速度、加速度

解：一、位置分析列矢量封閉方程

closedequationforvector

大小vvvv方向v??v向坐標軸投影：向坐標軸投影：非線性方程組nonlinearequation解法：①代數(shù)消元法顯式②迭代法計算數(shù)學1、消求知：桿長求：ABC由三角公式：得：求同理：說明：

雙值初裝位置及連續(xù)條件定2，消去二、速度分析位置方程對時間求導:線性方程組解法:①代數(shù)消元法④迭代法②行列式法

③矩陣法1、消去法位置方程2、矩陣法

位置方程組(非線性)速度方程組(線性)速度方程對時間求導數(shù)：三、加速度分析速度方程1、消去法2、矩陣法編程上機運算[A]§3-5機構運動線圖kinematicdiagram縱坐標—執(zhí)行構件（角位移）、（角）速度、（角）加速度橫坐標—時間t或原動件轉角φ例

牛頭刨床六桿機構例題第四章小結①僅用于速度分析②用于機構