[科普中國]-瞬心線

兩個作確定相對運動的構(gòu)件，每一個瞬時都有一個瞬心，將這兩個構(gòu)件上所有做過瞬心的各點聯(lián)結(jié)起來，就得到一條瞬心點的軌跡曲線，稱為瞬心線。在固定構(gòu)件(機架)上的瞬心線稱為定瞬心線；在運動構(gòu)件上的瞬心線稱為動瞬心線。1

定義瞬心是指兩構(gòu)件上瞬時速度相等重合的點。瞬心點運動所形成的軌跡稱為瞬心線。

兩構(gòu)件如果都在運動，則相對固定在兩構(gòu)件上的動坐標(biāo)系而言，則分別有一條軌跡，共二條軌跡。如構(gòu)件在運動則瞬心點相對固定在構(gòu)件上的動坐標(biāo)系形成的軌跡稱為動瞬心線，如構(gòu)件是機架，則瞬心相對定坐標(biāo)系形成的軌跡為定瞬心線。

性質(zhì)保持機架E0和構(gòu)件E的相對運動不變，并使它們都運動，則動瞬心線S和定瞬心線S0將成為一對瞬心線，作純滾動，由此得到相對瞬心線的性質(zhì)：互作平面平行運動兩構(gòu)件的相對瞬心線，必隨兩構(gòu)件的相對運動作純滾動?；蛘哒f，使這對相對瞬心線作純滾動，則可再現(xiàn)這兩構(gòu)件原來的相對運動。即：兩構(gòu)件的相對運動可用其相固連的一對相對瞬心線的純滾動來實現(xiàn)。

因為任意兩個互作平面平行運動構(gòu)件的相對瞬心線總可以求出，所以它們的相對運動總可以由其相對瞬心線的純滾動來再現(xiàn)。相對瞬心線的性質(zhì)，為設(shè)計瞬心線機構(gòu)提供了條件，為提出機構(gòu)演化的瞬心線法提供了理論依據(jù)。1

瞬心線變換具有確定運動的機構(gòu)其瞬心線也是確定的。應(yīng)用瞬心線機構(gòu)再現(xiàn)原始機構(gòu)運動狀態(tài)的理論，稱為機構(gòu)瞬心線變換原理。機構(gòu)瞬心線變換要達到的目標(biāo)是，將低副機構(gòu)變換成主從動件運動規(guī)律相同的純滾動高副機構(gòu)，以提高機構(gòu)的性能。1

用瞬心線來實現(xiàn)運動傳遞的機構(gòu)稱為瞬心線機構(gòu)。因為各種基本機構(gòu)都存在它的瞬心線，并可以求解出來，所以各種基本機構(gòu)都有其運動等效的瞬心線機構(gòu)。用等效瞬心線機構(gòu)去替代其基本機構(gòu)稱為機構(gòu)瞬心線變換。

圖示為瞬心線機構(gòu)圖解變換原理圖。若四桿機構(gòu)ABCD中的f桿由高副代替，則機構(gòu)的自由度數(shù)不變，其高副廓線由一對動、定瞬心線組成，因為曲線的切點總是瞬時轉(zhuǎn)動中心，所以形成的高副機構(gòu)僅有純滾動而無滑動。

定理：在瞬心線機構(gòu)中，為獲得無滑動的純滾動，兩構(gòu)件廓線接觸點必須始終位于機架的連線上(或延長線上)。1

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

王偉 - 副教授 - 上海交通大學(xué)