
【机】 acceleration polygon
加速度多边形(Acceleration Polygon)是机械原理中用于图解机构加速度分析的一种矢量作图法。它基于相对运动原理,通过几何作图直观求解机构中各点的加速度及构件的角加速度。其核心在于将复杂的加速度矢量方程转化为多边形图解,主要应用于平面连杆机构的运动分析。
相对加速度关系
机构中任意两点(如B点相对于A点)的加速度关系为:
$$vec{aB} = vec{aA} + vec{a{BA}^t} + vec{a{BA}^n}$$
其中:
矢量合成法则
将各加速度矢量按比例首尾相接,形成闭合多边形。多边形的闭合边代表绝对加速度,其余边代表相对加速度分量。
计算已知量
根据机构位置和角速度,确定各构件的法向加速度(如 $vec{a{BA}^n}$、$vec{a{CB}^n}$)。
选择极点
在图纸上选取极点 $O$,代表加速度零点。
绘制矢量边
闭合求解未知量
通过多边形闭合条件(如 $vec{a_B} = vec{aC} + vec{a{BC}^n} + vec{a{BC}^t}$),图解未知切向加速度的大小和方向,进而计算角加速度 $alpha = a{BA}^t / AB$。
简化复杂计算
避免解析法中的多元方程组求解,尤其适用于多构件机构(如发动机曲柄连杆、机械手关节)。
可视化验证
图形结果可直观检验加速度方向合理性,辅助判断机构动力学性能(如急回特性、惯性力平衡)。
权威参考来源:
- 郑文纬, 吴克坚.《机械原理》(第7版). 高等教育出版社, 1997:第5章"平面机构的运动分析"详细阐述加速度多边形作图法。
- Robert L. Norton.《机械设计:机器和机构综合与分析》(Machine Design: An Integrated Approach). Prentice Hall, 2014:第6章"Velocity and Acceleration Analysis"对比图解与解析法优劣。
- 清华大学机械工程系公开课《机构学基础》讲义:第4讲"平面连杆机构的运动分析"演示加速度多边形实例(可访问 清华大学慕课平台 搜索课程)。
加速度多边形是机械工程中用于分析机构运动学的图形方法,其核心是通过矢量叠加原理图解各点的加速度关系。以下是详细解释:
基本定义 加速度多边形指在机构运动分析中,通过矢量图解法将各点的加速度矢量首尾相接形成的闭合几何图形。这种方法常用于平面连杆机构的加速度分析。
应用原理 • 基于相对运动关系,建立加速度矢量方程:$vec{a_B} = vec{aA} + vec{a{BA}^n} + vec{a_{BA}^t}$ • 通过比例尺将矢量方程转化为几何图形,法向加速度($a^n$)和切向加速度($a^t$)分别用不同方向的矢量表示。
典型应用场景 主要用于解决:
注:该方法现多被计算机仿真取代,但在教学和基础理论验证中仍有应用价值。
胺盐巴罗规则贝陀立体变轫铁抽彩给奖法耳过小方式位非毁坏读出辐射段膈切除术格状多重串列跪下荚膜交叉训练角舌肌基极加感天线橘园可更新的可抑制点框架良导地利他灵漏斗形骨盆明显的证据脑下部旁道前房积脓性角膜溃疡容许压强色光双绞线外伤性后期卒中