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        平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析圖解法新探索

        2015-08-28 03:11:30張浩澤張實(shí)劉軍黃瀟蘋
        卷宗 2015年8期
        關(guān)鍵詞:圖解法

        張浩澤 張實(shí) 劉軍 黃瀟蘋

        摘 要:本文論述了矢量方程圖解法在平面多桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析中的應(yīng)用,結(jié)合具體實(shí)例對(duì)矢方程圖解法應(yīng)用過程中一些常見的易混淆的問題做了詳細(xì)介紹,并進(jìn)行了相應(yīng)的補(bǔ)充和更正,期望在充分理解速度瞬心、相對(duì)角速度等相關(guān)概念的基礎(chǔ)上,做到對(duì)平面機(jī)構(gòu)正確的運(yùn)動(dòng)分析。

        關(guān)鍵詞:平面機(jī)構(gòu);運(yùn)動(dòng)分析;圖解法

        對(duì)平面機(jī)構(gòu)的位移或軌跡進(jìn)行分析,可以計(jì)算出一些構(gòu)件在運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的空間,并能夠準(zhǔn)確的判斷各構(gòu)件之間有無互相干涉現(xiàn)象的發(fā)生;對(duì)平面機(jī)構(gòu)的速度或加速度進(jìn)行分析,可以準(zhǔn)確的掌握從動(dòng)件的速度變化規(guī)律是否滿足工作要求。

        1 矢量方程圖解法的基本原理

        矢量方程圖解法可同時(shí)進(jìn)行機(jī)構(gòu)的速度分析和加速度分析,此方法主要是基于理論力學(xué)的運(yùn)動(dòng)學(xué)理論:“剛體的平面運(yùn)動(dòng)是隨基點(diǎn)的牽連運(yùn)動(dòng)和繞基點(diǎn)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)合成”及“重合點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是牽連運(yùn)動(dòng)和相對(duì)運(yùn)動(dòng)的合成”,從而完成點(diǎn)與點(diǎn)之間的速度和加速度矢量方程的建立,通過作圖法來實(shí)現(xiàn)矢量方程的求解,然后繪出機(jī)構(gòu)的速度多邊形和加速度多邊形,最終求得未知的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。

        2 引例及其常用解法

        平面機(jī)構(gòu)如圖1所示,其中曲柄OA以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng),在利用矢量方程圖解法求解速度和加速度時(shí),常用解法如下:

        3 問題的提出及分析

        (1)構(gòu)件3的角速度(1)式有誤,(1)式所求應(yīng)為構(gòu)件3上點(diǎn)B相對(duì)于點(diǎn)A的角速度,即ωBA。為了求解構(gòu)件3的角速度,可先在圖中作構(gòu)件1和3的絕對(duì)速度瞬心P13,如圖4所示,再由ω3=(vC/lCP13)求解

        構(gòu)件3的角速度,方向如圖4所示。

        (2)構(gòu)件4的角速度(2)式有誤,(2)式所求應(yīng)為構(gòu)件4上點(diǎn)C相對(duì)于點(diǎn)E的角速度,即ωCE。為了求解構(gòu)件4的角速度,可先在圖中作構(gòu)件1和4的絕對(duì)速度瞬心P14,如圖4所示,再由ω4=(vC/lCP14) 求解構(gòu)件4的角速度,方向如圖4所示。

        (3)構(gòu)件3上點(diǎn)B相對(duì)于點(diǎn)A的向心加速度 23ABLω有誤,ω3應(yīng)為相對(duì)角速度ω32。

        4 結(jié)語

        針對(duì)平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析中相對(duì)角速度、絕對(duì)角速度、絕對(duì)瞬心、相對(duì)瞬心等易混淆的概念做出了正確的解釋與運(yùn)用,同時(shí)還靈活應(yīng)用了速度和加速度影像原理,為應(yīng)用矢量方程圖解法對(duì)平面機(jī)構(gòu)進(jìn)行正確的運(yùn)動(dòng)分析提供了重要的參考。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 石云霞,沈景鳳,王新華.機(jī)械原理平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析圖解法新探索[J].2014.7

        [2] 盧寶生.速度瞬心在機(jī)構(gòu)速度分析中的應(yīng)用[J].1995.2

        [3] 岳桂杰,保承軍.速度瞬心及其在機(jī)構(gòu)速度分析中的應(yīng)用[J].2009.12

        [4] 劉海生,付正飛,李春平.復(fù)雜機(jī)構(gòu)速度瞬心確定方法的研究[J].2008.8

        作者簡(jiǎn)介

        張浩澤(1995—)男,浙江寧波人,本科,機(jī)械電子工程。

        張實(shí)(1995—)男,浙江寧波人,本科,機(jī)械電子工程。

        劉軍(1969—),女,遼寧大連人,副教授,碩士,機(jī)電教研室主任,主要從事機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)及機(jī)械CAD方面的科研和教學(xué)工作。

        黃瀟蘋(1986—),女,遼寧大連人,講師,碩士,主要從事機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)及機(jī)械CAD方面的科研和教學(xué)工作。

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