㈤牵连速度
㈥科氏加速度ak
????aa?ae?ar?ak????用Va?Ve?Vr?
??求出W动系,Vr后,若为负数,应在图中将w动系,Vr方向修正为实际方向。此时,W动系,Vr为正数,并由w动系?Vr确定出ak方向
???问题2:动点动系有几种题型,如何选取动点动系?
答:六种题型: ①AB上A点为接触点 作法:选取接触点A为动点 ②两刚体无固定的接触点
作法:该接触点不能为动点,原因是若取接触点为动点,求V,有时也能得到正确结果,这是因为求速度问题只是研究瞬时问题,与下一时刻如何运动无关,即与相对运动轨迹无关。但求加速度时,由于仅相对加速度ar就有大小和方向这两个未知量不知道,而一个加速度关系矢量方程只能列出两个独立方程,故无法求解其他未知量。 ③套筒滑杆问题
作法:选取轨迹明确的杆件或套筒为动系,轨迹一般为平动或定轴圆周运动。另一个构件上已知信息较多的点或构件上待求点为动点。 ④套环(或称交点)问题
作法:取套环为一个动点,分别选取多个动系。 ⑤多动点、多动系
作法:为体现刚体间的所有联系,应多次选取不同的动点、动系。 ⑥一个动系、多个动点
作法:该方法可转化为一个动点、多个动系。实际上,此问题可选取一次动点动系,再应用同一刚体上两点关系的平面运动章节的问题来求解。那样,分析思路
更清晰,易想到。
二 典型习题
以下通过例题来演示上述介绍的方法。 【例1】 何锃课后习题6.7
半径为R的半圆形凸轮沿水平方向向右移动,使推杆AB沿铅垂导轨滑动,在图示位置时,凸轮有速度v和加速度a,求该瞬时推杆AB的速度和加速度
哈工大第6版例题6-5. √ ⊥ [解法提示]:①
作法:1)选取AB上A点为动点,动系为o. [求速度]则 Va= Ve + Vr 大小 ? √ ? 方向 √ √ √
(平面矢量方程,能且只能列出2个独立代数方程,必可求出两个?,即Va,Vr大小,若只求Va,则⊥Vr投影。若只求Vr,则⊥Va投影,使得一个方程解出一个未知量)
[求加速度]则 aa= ae + art +an r大小 ? √ ? v2/R r方向 √ √ √ √ (⊥art投影,求 出aa)
【说明】1)此题属于AB上A点为接触点问题。
2)建议采用上述方法分析和表述解题步骤,使思路清晰。当然,应画出速度关系图、加速度关系图(本书忽略)。
3)何锃课后习题6.3,哈工大第6版习题8-5。与此方法类似。当然,此题可用列出几何关系方程,对时间求一阶导,得到待求速度量;对时间求2阶导,得到待求加速度量。但此种几何法仅对简单问题有效,且纯粹是数学问题,本课程理
论没有得到训练,故本书不推荐。类似问题如何锃例题6.3,例题6.5,哈工大第6版习题8-9,8-10,
4)何锃例题6.3,课后习题6.3;哈工大第6版例题8-5,习题8-5,8-12,8-19,8-21。与此方法类似
【例2】 何锃例题6.5
如图所示,半径为R的圆轮D以匀角速度? 绕轮缘上的O1轴转动,杆OA定轴转动并与圆轮始终接触。求图示瞬时杆OA的角速度和角加速度。
哈工大第6版例题6-5. √? ⊥
[解法提示]:①
作法:1)选取上D点为动点,动系为AB. [求速度]则 Va= Ve + Vr 大小 √ ?(?动系) ? 方向 √ √ √
(平面矢量方程,能且只能列出2个独立代数方程,必可求出两个?,即Ve,Vr大小.若只求Ve,则⊥Vr投影。若只求Vr,则⊥Ve(?动系)投影,使得一个方程解出一个未知量。若求出Vr、?动系为负,将其改为正值,并在速度图中,将其指向换向,这是为了求科氏加速度ak?2?动系vr时,大小和方向不易出错)
n[求加速度]则 aa= ae + aet + ar + +ak
大小 √ √ ?OD??动系 ? ?2?动系vr 方向 √ √ √ √ √
(⊥ar投影,求 出?动系)
【说明】1)此题属于两刚体无固定的接触点。
2)动系为AB实际意思是将动系固定在AB上,动系是一个无穷大平面,故其上必然有一点与轮D上重合的D’点,D’点即为牵连点,其运动由AB杆确定。 3)何锃课后习题6.12(无ak),6.16,哈工大第6版习题8-10,8-20。与此方法类似。
【例3】 何锃例题6.4
如图机构中,OA杆以匀角速度?转动,OA?r,图示瞬时,AO?OB。求该瞬时AC杆的角速度和角加速度。
哈工大第6版例题6-5. √? ⊥
[解法提示]:①
作法:[套筒B作定轴转动,以后求牵连加速度更方便,而AB作平面运动]选取AB上A点为动点,动系为套筒B. [求速度]则 Va= Ve + Vr 大小 √ ?(?动系) ? 方向 √ √ √
(平面矢量方程,能且只能列出2个独立代数方程,必可求出两个?,即Ve,Vr大小.若只求Ve,则⊥Vr投影。若只求Vr,则⊥Ve(?动系)投影,使得一个方程解出一个未知量。若求出Vr、?动系为负,将其改为正值,并在速度图中,将其指向换向,这是为了求科氏加速度ak?2?动系vr时,大小和方向不易出错)
n[求加速度]则 aa= ae + aet + ar + +ak
大小 √ √ ?OD??动系 ? ?2?动系vr
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