1.构件的运动形式
(1)构件的平动
构件运动时,若其上任一条直线始终与初始位置保持平行,则这种运动称为构件的平动或移动。例如,内燃机气缸中活塞的运动(图2-1)和摆式送料机料槽的运动(图2-2)。构件平动,其上各点的运动轨迹为直线时,称为直线平动,如活塞的平动;其上各点的运动轨迹为曲线时,称为曲线平动,如料槽的平动。
图2-1 活塞的运动
1—活塞;2—连杆
图2-2 斜槽的平动
构件平动时的特征是其上各点的轨迹形状相同,且在同一瞬时其上各点的速度和加速度相同。例如,在图2-2中,料槽上A、B两点的轨迹AA′、BB′均为圆弧形状;A点的速度vA、加速度aA分别等于B点的速度vB和加速度aB,即vA=vB,aA=aB。可见,构件的平动问题可归结为其上任一点的运动问题。
(2)构件的定轴转动(www.daowen.com)
构件运动时,其上(或其延伸部分)有唯一的一条直线固定不动。构件的这种运动称为定轴转动或转动,这一固定不动的直线称为轴或转轴。在工程实际中,定轴转动的构件应用非常广泛,如齿轮、凸轮、带轮、电动机转子和机床主轴等。
构件定轴转动时的特征是除转轴上的点不动以外,其余各点都在垂直于转轴的平面内做圆周运动,圆心在转轴上,圆周的半径为点到转轴的距离。
(3)构件的平面运动
平动和定轴转动是构件最简单的运动形式,在工程中常会遇到构件的运动既不是平动,也不是定轴转动,而是复杂的平面运动。例如,车辆的车轮沿直线轨道的滚动(图2-3)和内燃机连杆的运动(图2-1)。这类构件的运动特征是构件运动时,其上任一点始终在某一平面内运动,该平面平行于空间某一个固定平面,构件的这种运动称为平面运动。
理论分析表明,平动和定轴转动是平面运动的特殊情形。在一般情况下,平面运动可视作平动和转动的合成。
图2-3 车轮的平面运动
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