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机械系统的建模和结构分析
主要内容
1机械系统的组成
2 参考机架
3 坐标系
4 机械系统的自由度
5 速度、加速度和角加速度
机械系统的组成
机械系统是机器和机构的总称,由构件和零件组成。
机构由两个以上具有相对运动的构件组成,用于传递运动或改变运动形式。
机器是由若干机构组成的系统。
机构的构件既保持接触,又有一定的相对运动。
运动副:两构件既保持接触,又有一定的相对运动的连接。
参考机架
参考机架:计算速度、加速度的参考坐标系
地面参考机架:为独立的惯性参考坐标系
构件参考机架:对每一个刚体都有一个参考机架,刚体上各点相对于该构件参考机架是静止的。
坐标系
地面坐标系:固定坐标系。
构件机架坐标系:固定在构件上随构件运动,
它相对地面坐标系的位置和方向确定构件的位置和方向。
标记坐标系:也称标记。
固定标记:固定在构件上,用于确定构件的形状、质心、力的作用点和构件的连接位置。
浮动标记:相对构件运动,有的力和运动要用它定位。
坐标系
x
z”
y”
x”
z’
y’
x’
z
y
固定坐标系
标记坐标系
构件坐标系
确定坐标系的位置和方向
欧拉角法:坐标系原点在基准坐标系中的坐标,
三点法:
X-Z点法:
欧拉角法:
坐标系原点在基准坐标系中的坐标x0,y0,z0
坐标系相对基准坐标系的旋转轴、旋转角度和旋转顺序。
常用为3-1-3旋转法则:1、2、3代表x 、y、z轴, 3-1-3表示先绕基准坐标系的z轴旋转,再绕基准坐标系的x轴旋转,最后再绕基准坐标系的z轴旋转。
共有24种组合,代表不同的旋转方式。不能连续对基准坐标系的同一轴旋转。
三点法:
不在同一直线上的三点A,B,C在定位坐标系的坐标值;
A,B,C, 3点在基准坐标系的坐标值;
X-Z点法:
定位坐标系原点O在基准坐标系中的坐标x0,y0,z0
定位坐标系x或z轴上一点A的坐标
x-z平面上另一点B的坐标, B 点与O, A不共线。