平面机构如图(a)所示。已知:曲柄以匀角速度ω绕O轴转动,OA=r,AB=4r。在图示位置时,OA⊥OB,套筒C恰位于AB杆的中
平面机构如图所示。已知:曲柄以匀角速度ω绕O轴转动,OA=r,AB=4r。在图示位置时,OA⊥OB,套筒C恰位于AB杆的中点。试求该瞬时CD杆的速度。
思路:本题是曲柄连杆典型机构的改型。作平面运动的连杆上有套筒C,带动CD杆作平动。因此,对于套筒C应采用点的复合运动分析方法。
曲柄OA作定轴转动 vA=rω 方向向左
由滑块B确定连杆上B点的速度方位沿水平线,因此,可以判断连杆AB作瞬时平动,即该瞬时杆上各点速度相同。
取套筒上C点为动点,动坐标系固连于AB杆,定坐标系固连于地面。
1.运动分析
动点的绝对运动:套筒C点沿铅垂的直线运动。
动点的相对运动:套筒C点沿AB杆的直线运动。
牵连运动:动坐标系随AB杆作平面运动。
2.速度分析
动点的绝对速度va:方他铅垂,大小即为题意要求。
动点的相对速度vr:方位沿AB杆,大小未知。
动点的牵连速度ve:按定义,是指AB杆上与套筒C点相重合之点的速度。由于AB杆作瞬时平动,可知
ve=vA
根据速度合成定理 va=ve+vr,作速度平行四边形
这就是CD杆的速度,方向向上。本题对套筒C用点的复合运动方法分析时,动坐标系固连于作平面运动的AB杆,因此牵连速度就是指AB杆上C'点的速度,显然是用刚体平面运动方法分析得到的。这就要求我们要努力掌握综合应用点的复合运动和刚体平面运动的分析方法与解题技巧。