第二節 平麵機構的運動分析和力分析
一、基本內容
用圖解法作平麵機構的運動分析和動態靜力分析。
二、學習要求
1.明確並理解速度瞬心的概念,能利用瞬心法對簡單平麵機構進行速度分街。
2.能用相對運動圖解法對簡單平麵機構進行速度和加速度分析、熟練掌握、正確運用影象原理。
3.能用圖解法對簡單平麵機構進行動態靜力分析。
本章的重點是速度多邊形、加速度多邊形和力多邊形的作法。哥氏加速度問題是本章的難點。運動分析的解析法隻要求一般了解。
三、學習指導
1.圖解法是本章的基本分析方法,因而繪製各種圖形(機構運動簡圖、速度多邊形、加速度多邊形及力多邊形等)時,必須嚴格按照比例尺繪製,否則將影響解題精度及正確性。
2.在求平麵機構的瞬心時,最好利用瞬心多邊形,對於多杆機構,其優點甚為明顯。
3.用相對運動圖解法作平麵機構的運動分析時,首先要根據同一構件上兩點之間或兩構件上重合點之間的速度或加速度關係,列出相應的速度或加速度矢量方程式,按矢量方程式作出速度多邊形或加速度多邊形,求出構件上某一點的速度或加速度,然後再求該構件的角速度或角加速度。
4.在用重奮點法作加速度分析時,究竟是否存在哥氏加速度,取決於作為動係的構件是否含有轉動。如果動係隻作單純的平動,因牽連角速度為零,所以沒有哥氏加速度。隻要動係含有轉動,則必然有哥氏加速度。
說牽連運動為轉動時有哥氏加速度,是指一般位置而言的,而在某些特殊位置,可能出現瞬時牽連角速度為零或瞬時相對速度為零的情況,這時哥氏加速度均為零。對此,隻要概念清楚、方法正確,其運動分析並不困難。
作加速度多邊形時,還要特別注意哥氏加速度的方向。為此,首先要搞清楚相對速度和牽連角速度的方向,然後將相對速度的方向沿牽連角速度的方向轉過90度,即為速度的方向。
5.影像原理的運用,必須是在同一構件上任意兩點的速度(或加速度)已知的前提下才能運用。所謂“任意兩點”,當然包括與極點相對應的點,這些點的速度和加速度均為零,屬運動已知的點,做題時決不能忽略。
影像原理是指某構件上各點所構成的位置多邊形與矢量多邊形中有關矢量終點所構成的多邊形相似,而不是與矢量多邊形本身相似,隻能求得矢量終點。必須進一步與極點連接,才能求出該矢量的大小和方向。