用解析法作牛头刨床的运动分析资料.doc

用解析法作牛头刨床的运动分析机械原理报告 牛头刨床机构分析 题目：图3-12所示为一牛头刨床的机构运动简图。设已知各构件的尺寸为：L1=125mm,L3=600mm,L4=150mm,原动件1的方位角1=0360和等角速度w1=1 rad/s。试用矩阵法求该机构中各从动件的方位角、角速度和角加速度以及E点的位移、速度和加速度的运动图线。 用解析法作牛头刨床的运动分析Matlab程序一、 题意分析：如图先建立坐标系，并标出各构建的尺寸为：=125mm, =600mm，=150mm,原动件1的方位角=-?和等角速度=1 rad/s。试用矩阵法求该机构中各从动的方位角、角速度、和角加速度以及E点的位移、速度和加速度的运动曲线图。 解：如图所示，先建立一直角坐标系，并标出各矢量及其方位角。其中共有四个未知量及。为求解需要建立两个封闭矢量方程，为此需要利用两个封闭图形ABCA及CDEGC，由此可得 ?+ = ?+ ?= ?+ 并写成投影方程为 cos=cossin=+sincos+cos-=0sin+sin=由以上各式即可求得、四个运动变量，而滑块2的方位角=然后，分别将上列各式对时间取一次二次导数，并写成矩阵形式，即得一下速度和加速度方程： =+二、 程序流程图 定义程序变量 列出S3,Theta3，Se的表达式 对S3，Theta3，Se分别求一次、 二次导数 将上面导数写成矩阵形式 将位移、速度、加速度的运动线 分别存放在同一图中三、源程序： clear all;clc;w1=1;l1=0.125;l3=0.6;l6=0.275;l61=0.575;l4=0.15;for m=1:3601o1(m)=pi*(m-1)/1800;o31(m)=atan(l6+l1*sin(o1(m)/(l1*cos(o1(m);if o31(m)=0 o3(m)=o31(m);else o3(m)=pi+o31(m);end;s3(m)=(l1*cos(o1(m)/cos(o3(m);o4(m)=pi-asin(l61-l3*sin(o3(m)/l4);se(m)=l3*cos(o3(m)+l4*cos(o4(m);if o1(m)=pi/2 o3(m)=pi/2; s3(m)=l1+l6; endif o1(m)=3*pi/2 o3(m)=pi/2; s3(m)=l6-l1; endA1=cos(o3(m),-s3(m)*sin(o3(m),0,0;sin(o3(m),s3(m)*cos(o3(m),0,0;0,-l3*sin(o3(m),-l4*sin(o4(m),-1;0,l3*cos(o3(m),l4*cos(o4(m),0;B1=w1*-l1*sin(o1(m);l1*cos(o1(m);0;0;D1=A1B1;E1(:,m)=D1;ds(m)=D1(1);w3(m)=D1(2);w4(m)=D1(3);ve(m)=D1(4);A2=cos(o3(m),-s3(m)*sin(o3(m),0,0;sin(o3(m),s3(m)*cos(o3(m),0,0;0,-l3*sin(o3(m),-l4*sin(o4(m),-1;0,l3*cos(o3(m),l4*cos(o4(m),0;B2=-w3(m)*sin(o3(m),(-ds(m)*sin(o3(m)-s3(m)*w3(m)*cos(o3(m),0,0;w3(m)*cos(o3(m),(ds(m)*cos(o3(m)-s3(m)*w3(m)*sin(o3(m),0,0;0,-l3*w3(m)*cos(o3(m),-l4*w4(m)*cos(o4(m),0;0,-l3*w3(m)*sin(o3(m),-l4*w4(m)*sin(o4(m),0*ds(m);w3(m);w4(m);ve(m);C2=w1*-l1*w1*cos(o1(m);-l1*w1*sin(o1(m);0;0;B=B2+C2;D2=A2B;E2(:,m)=D2;dds(m)=D2(1);a3(m)=D2(2);a4(m)=D2(3);ae(m)=D2(4);end;o11=o1*180/pi;y=o3*180/pi;o4*180/pi;w=w3;w4;a=a3;a4;figure(1);plotyy(o11,y,o11, se); axis equal;title(位置线图);xlabel(ittheta1);ylabel(ittheta3,theta4,Se);grid on;figure(2);h2=plotyy(o11,w,o11,ve);title(速度线图);xlabel(ittheta1);ylabel(itomega3,omega4,Ve);grid on;figure(3);h3=plotyy(o11,a,o11,ae); title(加速度线图);xlabel(ittheta1);ylabel(italpha3,alpha4,alphaE);grid on;F=o11;o3./pi*180;o4./pi*180;se;w3;w4;ve;a3;a4;ae;G=F(1:100:3601,:)四、程序运行结果： G = 0 65.5560 168.9382 0.1011 0.1712 0.2888 -0.1018 0.2477 0.2927 -0.1387 10.0000 67.4668 172.0273 0.0814 0.2093 0.3239 -0.1227 0.1908 0.1172 -0.1026 20.0000 69.7125 175.3266 0.0585 0.2386 0.3320 -0.1383 0.1472 -0.0185 -0.0780 30.0000 72.2163 178.5980 0.0333 0.2612 0.3192 -0.1504 0.1132 -0.1241 -0.0614 40.0000 74.9188 181.6560 0.0062 0.2785 0.2900 -0.1601 0.0861 -0.2076 -0.0503 50.0000 77.7722 184.3541 -0.0225 0.2915 0.2477 -0.1681 0.0640 -0.2742 -0.0423 60.0000 80.7379 186.5757 -0.0524 0.3010 0.1951 -0.1749 0.0454 -0.3264 -0.0355 70.0000 83.7830 188.2297 -0.0835 0.3075 0.1346 -0.1805 0.0290 -0.3646 -0.0286 80.0000 86.8791 189.2495 -0.1154 0.3113 0.0687 -0.1848 0.0142 -0.3882 -0.0203 90.0000 90.0000 189.5941 -0.1479 0.3125 0.0000 -0.1875 0 -0.3962 -0.0099 100.0000 93.1209 189.2495 -0.1807 0.3113 -0.0687 -0.1881 -0.0142 -0.3882 0.0030 110.0000 96.2170 188.2297 -0.2134 0.3075 -0.1346 -0.1863 -0.0290 -0.3646 0.0183 120.0000 99.2621 186.5757 -0.2456 0.3010 -0.1951 -0.1816 -0.0454 -0.3264 0.0357 130.0000 102.2278 184.3541 -0.2766 0.2915 -0.2477 -0.1738 -0.0640 -0.2742 0.0544 140.0000 105.0812 181.6560 -0.3061 0.2785 -0.2900 -0.1626 -0.0861 -0.2076 0.0737 150.0000 107.7837 178.5980 -0.3332 0.2612 -0.3192 -0.1481 -0.1132 -0.1241 0.0929 160.0000 110.2875 175.3266 -0.3575 0.2386 -0.3320 -0.1302 -0.1472 -0.0185 0.1114 170.0000 112.5332 172.0273 -0.3785 0.2093 -0.3239 -0.1092 -0.1908 0.1172 0.1289 180.0000 114.4440 168.9382 -0.3955 0.1712 -0.2888 -0.0852 -0.2477 0.2927 0.1464 190.0000 115.9198 166.3668 -0.4080 0.1217 -0.2190 -0.0580 -0.3229 0.5144 0.1669 200.0000 116.8285 164.6992 -0.4155 0.0571 -0.1069 -0.0263 -0.4224 0.7754 0.1980 210.0000 116.9955 164.3854 -0.4168 -0.0275 0.0518 0.0126 -0.5522 1.0375 0.2539 220.0000 116.1941 165.8703 -0.4103 -0.1375 0.2504 0.0649 -0.7135 1.2133 0.3538 230.0000 114.1449 169.4393 -0.3929 -0.2775 0.4619 0.1392 -0.8905 1.1564 0.5061 240.0000 110.5470 174.9633 -0.3600 -0.4461 0.6286 0.2423 -1.0255 0.6624 0.6684 250.0000 105.1832 181.5495 -0.3071 -0.6259 0.6559 0.3651 -0.9935 -0.4598 0.6995 260.0000 98.1324 187.2640 -0.2337 -0.7742 0.4416 0.4682 -0.6461 -1.9991 0.4257 270.0000 90.0000 189.5941 -0.1479 -0.8333 -0.0000 0.5000 -0.0000 -2.8172 -0.0704 280.0000 81.8676 187.2640 -0.0639 -0.7742 -0.4416 0.4515 0.6461 -1.9991 -0.4435 290.0000 74.8168 181.5495 0.0072 -0.6259 -0.6559 0.3598 0.9935 -0.4598 -0.5742 300.0000 69.4530 174.9633 0.0612 -0.4461 -0.6286 0.2589 1.0255 0.6624 -0.5677 310.0000 65.8551 169.4393 0.0980 -0.2775 -0.4619 0.1646 0.8905 1.1564 -0.5068 320.0000 63.8059 165.8703 0.1194 -0.1375 -0.2504 0.0832 0.7135 1.2133 -0.4244 330.0000 63.0045 164.3854 0.1279 -0.0275 -0.0518 0.0168 0.5522 1.0375 -0.3369 340.0000 63.1715 164.6992 0.1261 0.0571 0.1069 -0.0348 0.4224 0.7754 -0.2561 350.0000 64.0802 166.3668 0.1165 0.1217 0.2190 -0.0734 0.3229 0.5144 -0.1893 360.0000 65.5560 168.9382 0.1011 0.1712 0.2888 -0.1018 0.2477 0.2927 -0.1387五、心得及体会 通过本次牛头刨床机构的分析，我对机构的运动分析有了更深刻的了解，另外，通过对matlab的学习和使用，我了解了一些它的基本使用方法，锻炼了我的能力，此外，我也深刻的认识到了自己的不足，在今后还需要不断的加强相关知识的掌握。