几种常用机构的瞬心位置及构件速度

瞬心法

速度瞬心是互作平面运动的两构件上绝对速度相等的瞬时重合点也就是在某瞬间一构件绕另一构件作相对转动的瞬时转动中心如下表图中的A(P14P41)B(P12P21)……;若两构件都是运动的,则称其为相对速度瞬心,如图中BC等,若两构件中有一个是静止的则称其为绝对速度瞬心,如图中A

瞬心的数目:每两个构件有一个瞬心若一机构有N个构件则此机构共有KN(N-1)/2个瞬心

瞬心的位置:两构件以转动副、移动副相连时其瞬心分别在转动副中心和导路的垂线上两构件以平面纯滚动、滚滑高副相连时其瞬心分别在接触点和接触点的公法线上

三心定理:三个互作平行平面运动的构件它们的三个速度瞬心必定在一条直线上例如下表左图中构件124的三个瞬心ABP24在一条直线上

利用瞬心求构件的相对速度或绝对速度:构件上某点的相对速度或绝对速度等于其绕相对瞬心(或绝对瞬心)转动的角速度与该点到相对瞬心(或绝对瞬心)的距离的乘积

几种常用机构的瞬心位置及构件速度求解见下表

  

四杆铰链机构

曲柄滑块机构

     

已知条件

主动件1的转角φ1、角速度ω1各构件尺寸

凸轮角速度ω1其余同左

  

2ω2υ

图示位置时2的角速度ω2

SC点的速度

瞬心及从动杆的速度υ2

1.用长度比例尺

画机构运动简图

B4D1D18A

B4D1D18B

B4D1D18C

2.找出有关瞬心

因待求量均为杆2相对于机架4的运动量故应找出P24的位置

方法1因为两构件的瞬心在其相对速度的垂线上P24应在υBυC的两垂线的交点上

方法2此机构共有K4×(4-1)/26个瞬心,由观察知P14P12P23P34(曲柄滑块机构的无穷远处)为瞬心。由三心定理知P24必然在P12P14P23P34的交点处,同理也可找出P13

此机构共有K3×(3-1)/23个瞬心P13P23可直接看出由三心定理知P12P13P23P12点在B点的公法线nnP12P13P23nn的交点处

3.求杆2的速度及角速度

υBω1LABω1μlP12P14ω2μlP24P12

P12是构件12的同速点,所以,υ2ω1μlP13P12方向向上

ω2υB/μlP24P12ω1P12P14/P24P12方向顺时针方向

υCω2μlP24P23

υSω2μlP24SυCω2μlP24C

P12bυB/μυ(mm)同理也可使

υSμυs's"υCμυc'c"