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如一号图纸所示,选取μl=lO2A/O2A(m/mm)进行作图,lO2A表示构件的实际长度,O2A表示构件在图样上的尺寸。作图时,必须注意μl的大小应选得适当,以保证对机构运动完整、准确、清楚的表达,另外应在图面上留下速度多边形、加速度多边形等其他相关分析图形的位置。
2.)求原动件上运动副中心A的vA'和aA
vA2=ω1 lO2A =0.829m/s
式中vA2——B点速度(m/s) 方向丄AO2
aA=ω
221 lO2A=6.247m/s
2式中aA——A点加速度(m/s),方向A →O2
3.解待求点的速度及其相关构件的角速度
由原动件出发向远离原动件方向依次取各构件为分离体,利用绝对运动与牵连运动和相对运动关系矢量方程式,作图求解。
(1)列出OB杆A点的速度矢量方程 根据平面运动的构件两点间速度的关系
绝对速度=牵连速度+相对速度
先列出构件2、4上瞬时重合点A(A2,A4)的方程,未知数为两个,其速度方程:
VA4 =
vA2+ vA4A2
方向:丄AO4 丄AO2 ∥AO4 大小: ? ω1 lO2A ?
(2)定出速度比例尺 在图纸中,取p为速度极点,取矢量pa代表vA2,则速度比例尺μv(m? s
?1/mm)
μv=
v A2pa=0.002 m?s
?1/mm
(3)作速度多边形,求出ω2、ω4根据矢量方程式作出速度多边形的pd1部分,则vA2 (m/s)为
vA2=μvpa=0.829m/s ω4= vA2/ lAO4=1.3rad/s
其转向为顺时针方向。
VB4 =ω4lbO4=0.612 m/s
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B点速度为VB4,方向与vA2同向.
(4)列出C点速度矢量方程,作图求解VC6、VC6B4
VC6= VB4+ VC6B4
方向:水平 丄BO4 丄BC 大小:? ω4lbO4 ? 通过作图,确定C点速度为
VA2A3=μvbc=0.2909m/s VC=μvpc=1.2207m/s
式中VA2A3——C5点速度,方向丄BC 式中VC——C点速度,方向为p→c。
4.解待求点的加速度及其相关构件的角加速度
(1)列出C点加速度矢量方程式 牵连速度为移动时
绝对加速度=牵连加速度+相对加速度
牵连运动为转动时,(由于牵连运动与相对运动相互影响)
绝对加速度=牵连加速度+相对加速度+哥氏加速度
要求C点加速度,得先求出B点加速度,
aA= a
nA+
a
?A= a
no2+ a
?o2+ aA’+ a哥
方向:? ∥AB 丄AB ∥AO2 丄AO2 ∥AB 丄AB 大小:? ω
24lAO4 ? ωlAO2 0 ? 2ω4vA4A2
nA,则加速度比例尺
2(2)定出加速度比例尺 在一号图纸中取p为加速度极点,去矢量pa’代表a?s
?2μa(m
/mm)
a nB2μa==0.219 m/s/mm
pa'(3)作加速度多边形,求出aa=0.7949 m/s
aA’=μaka=6.247m/s
aA=μapa=0.519 rad/s 方向为 水平向右下12o
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222?B、aA、aB根据矢量方程图的pa’nka部分,则 a
?A=μaa'
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a
?B= a
B?A? lbO4/ lAO2=3.279m/s
22a
n=ω
4n? lbO4=1.225 m/s 、 a
??CB2(4)列出C点加速度矢量方程,作图求解ac 、a
ac = a
nCBCB
nB+ aCB+ a+ a
?B
方向: 水平 ∥BC 丄BC ∥AB 丄AB 大小: ? VC6B4/lBC ? ω由上式可得:
a
?CB224lbO4 a
?AlbO4/ lAO2
=0.0.15m/s
22ac=0.178m/s
确定构件4的角加速度a4由理论力学可知,点A4的绝对加速度与其重合点A3的绝对加速度之间
tnrk的关系为 aa4?aa4?aa4a3?aa4a3?a3
方向:⊥O4B ∥O4B ∥ O4B ⊥O4A ∥O2A
2大小: ? ?24lo2A ? 2?4Va4a3 ?2lo2A
nk其中ata4和aa4是aa4的法向和切向加速度。aa4a3为科氏加速度。
从任意极点O连续作矢量O'a3和k’代表aA3和科氏加速度,其加速度比例尺1:0.219;再过点o作矢量oa4”代表ana4a3,然后过点k’作直线k’a’4平行于线段oa4”代表相对加速度的方向线,并过点a4’’作直线a4’’a4’垂直与线段k’a’4,代表ata4的方向线,它们相交于a4’,则矢量oa4’便代表a4。
构件3的角加速度为ata4/lO4A
将代表ata4的矢量k’a’4平移到机构图上的点A4,可知?4的方向为逆时针方向。 项 目 位 置 4 7.536 0.829 0.1718 0.811 0.0649 1.2216 0.612 ?2 vA2 vA2A3 V3 VCB vC VB4 大? 方aA3 aKA4A3 anA4 atA4 anCB ac 6.247 0.519 1.226 3.279 0.015 0.178 小 向 1.3 顺时针 4. 根据以上方法同样可以求出位置九的速度和加速度
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项 ?2 目 位 置 4 7.536 9 7.536 .0829 0.829 0.1718 1.231 0.6678 单位 1/s m/s 1/s m/s 2vA2 3 vA2A3 V3 VCB vC VB4 大? 方aA3 aA4A3 KaA4 naA4 taCB nac 小 向 0.811 0.0649 0.3349 1.2216 1.5379 0.612 0.827 1.3 顺时针 0 6.247 6.238 0.625 0.425 1.226 2.432 3.279 3.279 0.015 4.245 0.178 4.237
4..2. 导杆机构的动态静力分析 已知 各构件的重量G(曲柄2、滑块3连杆5的重量都可忽略不计),导杆4绕重
心的转动惯量Js4及切削力P的变化规律。
要求 求各运动副中反作用力及曲柄上所需要的平衡力矩。以上内容做在运动分析的
同一张图纸上。 步骤
1) 选取阻力比例尺?Q= 555.6
和
(N),根据给定的阻力Q和滑块的冲mm程H绘制阻力线图。
2) 根据个构件的重心的加速度即
角加速度,确定各构件的惯性力Pi和惯性力偶
矩 Mi,并将其合为一力,求出该力至重心的距离。
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3)按杆组分解为示力体,用力多边形法决定各运动副中的反作用力合加于曲柄上的平衡力矩。
将所有位置的机构阻力,各运动副中的反作用力和平衡力矩My的结果列入表中: 动态静力分析过程:
在分析动态静力的过程中可以分为刨头,摇杆滑块,曲柄三个部分。 首先说明刨头的力的分析过程:
对于刨头可以列出以下力的平衡方程式:
∈F=0 P + G6 + Fi6 + R45 + R16=0 方向:∥x轴 ∥y轴 与a6反向 ∥BC ∥y轴 大小:8000 620 -m6a6 ? ? 以作图法求得:
位置4 R45 = 7958.3 N 位置1’ R45 =8550.648 N 位置4 R16 = 284.7 N 位置 1’ R16 = N 力矩平衡方程式:
∈M=0 P*yp+G6*hg+Fi6*h6+R16*h16=0
我们还可以得到: R45=R65
对于摇杆滑块机构可以列出平衡方程式:
∈F=0 R54 + R34 + Fi4 + G4 + R14=0
方向: ∥BC ⊥O4B ∥a4 ∥y轴 ? 大小:R54 ? m4a4 220 ? 力矩平衡方程式:
∈M=0 R54*h54-R34*h34-Mi4-Fi4*hi4-G4*h4=0
由此可以求得R34的大小:R34= 7958.3 N 位置1’ R34=14366.93 最后可以利用力的平衡方程式做力的多边形解出 位置4 R32=12023.66 N 位置1’ R32= 244.376N 在摇杆上可以得到R34=-R32
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