瞬心线

更新时间:2022-08-25 18:08

两个作确定相对运动的构件,每一个瞬时都有一个瞬心,将这两个构件上所有做过瞬心的各点联结起来,就得到一条瞬心点的轨迹曲线,称为瞬心线。在固定构件(机架)上的瞬心线称为定瞬心线;在运动构件上的瞬心线称为动瞬心线。

定义

瞬心是指两构件上瞬时速度相等重合的点。瞬心点运动所形成的轨迹称为瞬心线。

两构件如果都在运动,则相对固定在两构件上的动坐标系而言,则分别有一条轨迹,共二条轨迹。如构件在运动则瞬心点相对固定在构件上的动坐标系形成的轨迹称为动瞬心线,如构件是机架,则瞬心相对定坐标系形成的轨迹为定瞬心线。

性质

保持机架E0和构件E的相对运动不变,并使它们都运动,则动瞬心线S和定瞬心线S0将成为一对瞬心线,作纯滚动,由此得到相对瞬心线的性质:互作平面平行运动两构件的相对瞬心线,必随两构件的相对运动作纯滚动。或者说,使这对相对瞬心线作纯滚动,则可再现这两构件原来的相对运动。即:两构件的相对运动可用其相固连的一对相对瞬心线的纯滚动来实现。

因为任意两个互作平面平行运动构件的相对瞬心线总可以求出,所以它们的相对运动总可以由其相对瞬心线的纯滚动来再现。相对瞬心线的性质,为设计瞬心线机构提供了条件,为提出机构演化的瞬心线法提供了理论依据。

瞬心线变换

具有确定运动的机构其瞬心线也是确定的。应用瞬心线机构再现原始机构运动状态的理论,称为机构瞬心线变换原理。机构瞬心线变换要达到的目标是,将低副机构变换成主从动件运动规律相同的纯滚动高副机构,以提高机构的性能。

用瞬心线来实现运动传递的机构称为瞬心线机构。因为各种基本机构都存在它的瞬心线,并可以求解出来,所以各种基本机构都有其运动等效的瞬心线机构。用等效瞬心线机构去替代其基本机构称为机构瞬心线变换。

图示为瞬心线机构图解变换原理图。若四杆机构ABCD中的f杆由高副代替,则机构的自由度数不变,其高副廓线由一对动、定瞬心线组成,因为曲线的切点总是瞬时转动中心,所以形成的高副机构仅有纯滚动而无滑动。

定理:在瞬心线机构中,为获得无滑动的纯滚动,两构件廓线接触点必须始终位于机架的连线上(或延长线上)。

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