MZ120全液压旋转推进型土锚钻机动力头设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 页 I 摘要 液压履带式钻机是一部以建筑土体锚固技术为理论基础的专用工程机械。土体锚固技术以其独特的支护效应、简便的施工工艺，经济的造价而越来越广泛地应用于边坡加固，建筑物的深基坑支挡、坝基稳固、悬索建筑等基础工程中，尤其在深基坑的挡土结构中采用土层锚固技术以占绝对优势。 本次设计主要对液压锚杆钻机的动力头进行了优化设计，通过设计变量的选取，目标函数的构造，约束条件的建立，得出了动力头优化设计的数学模型。采用 程、调试、运行，最终获得了动力头的优化尺寸。 关键词 ：最优化化设计，动力头，数 学模型 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 页 he of is a of is it to of of in it in on to of to of of of . 目录 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 页 绪论 . 1 言 . 1 内外现状及发展趋势 . 1 内外现状 . 1 压锚固钻机的发展趋势 . 2 计课程的目的和意义 . 2 要要求 . 3 次设计的技术难点及分析 . 3 成本次设计采用的主要手段、方法、解决问题的思路 . 4 2 方案构思与抉择 . 5 动力头分析 . 5 用机械优化设计方法 . 5 案的确定 . 5 案评价与选取 . 6 3 动力头零件设计 . 9 要零件的设计 . 9 化设计数学模型的建立 . 9 定设计变量 . 9 确定目标函数 . 12 约束条件的 确定 . 13 . 18 绍 . 18 主要特点 . 18 工作环境特点 . 19 数调用格式 . 19 化计算 . 21 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 页 它相关尺寸的计算 . 23 小齿轮结构及尺寸 . 24 大齿轮结构及尺寸 . 25 齿轮公差值的确定 . 27 齿轮的校核 . 29 轴的结构设计及基本尺寸 . 33 平键的选取和强度校核 . 34 花键各项尺寸的确定 . 34 轴承的选择 . 38 轴承端盖的选用 . 39 压马达的选取 . 40 封 . 41 体的设计 . 41 5 动力头整体优化与动力学分析 . 43 轮齿啮合的动力学模型： . 45 动力学计算 . 48 齿面工作区的判定： . 48 轮齿动载荷的确定 . 49 6 使用说明及技术条件 . 51 全使用规则 . 51 养说明 . 51 术条件 . 51 加工制造 条件 . 51 使用技术条件 . 52 7 总结 . 53 参考资料： . 54 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 页 V 附录 . 55 致谢 . 56 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 页 1 1绪论 言 锚杆钻机在一些地方又称为锚固钻机， 是煤矿巷道锚杆支护工作中的钻孔工具。其在改善支护效果、降低支护成本、加快成巷速度、减少辅助运输量、减轻劳动强度、提高巷道断面利用率等方面有着十分突出的优越性。锚杆钻机是锚杆 支护的关键设备，它影响着锚杆支护的质量 锚杆孔的方位、深度、孔径的准确性以及锚杆安装质量，又涉及操作者的人身安全、劳动强度与作业条件等。 随着度现代化以及基础交通建设的加快，城市和乡村基础设施建设总体要求越来越高。体锚固技术已经成为现代建筑施工中非常重要的一门技术 锚杆钻机的动力头是锚杆钻机的重要部分，其功能有：驱动钻杆钻头回转，承受钻进，回拖过程中产生的反力。为了减轻动力头的重量，缩小占用空间，降低制造成本，因此决定采用最优化设计方法设计。机械的最优化设计，就是在给定的载 荷条件下，在对产品的性能，几何尺寸关系或其他因数的限制范围内，选取设计变量，建立目标函数，并使其获得最优化值的一种新的设计方法。最优化设计是保证产品优良的性能，减轻自中或体积，降低工程造价的一种有效的设计方法。 内外现状及发展趋势 内外现状 由于国外锚固技术起步早，配套施工设备较完善，锚杆钻机与岩锚钻机已成为一体，统一向系列化、全液压化、多功能化方向发展。如日本、德国、美国和意大利等发达工业国家的钻机均是全液压履带式旋转冲击钻机，其性能优越，液压行足机构机动灵活，钻进效率高，操作系统 鉴辨并陪有先导控制或远程系统，以保证操作人员的舒适与安全。同时国外的全液压式钻机根据需要君可装配液压凿岩机，使用于各类土层和岩层钻机。 国外锚固钻机的品种与功能多样，技术性能优越，可靠性高。在国外目前应用较为普遍的单体锚固钻机主要有气动和液压两种。气动锚固钻机有澳大利亚的克莱姆公司 、阿明克公司 、瑞典 等；液压锚固钻机有英国 、澳大利亚 等。美国煤矿大量使用塔架钻车式锚固钻机，并着手开发计算机控制的全自动锚固钻机。法国生产的转架式锚固钻机集钻孔、安 装锚杆为一体，并有储存锚杆的锚杆仓。芬兰生产具买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 页 2 有树脂注射系统的钻车式锚杆机，使钻孔、安装锚杆、注入粘结剂全由锚杆机完成，机械化程度颇高。澳大利亚有 4 家锚固钻机生产厂家，生产各种不同类型的锚固钻机，在气动锚固钻机方面一直保持着较为领先的技术，尤以单体气动支腿式锚固钻机使用居多，并生产能与掘进配套的单体支腿式液压锚固钻机。气动支腿式锚固钻机主要有柱塞马达与齿轮马达式两种，采用玻璃钢碳素纤维支腿，产品特点是重量轻、扭矩大、噪声低、耗气量小、机身矮等。新型锚机组的出现虽然时间很短，但在国外受到重视，发展很快，无论 是房柱式开采还是长壁式开采，都采用性能优良、技术先进、操作维修方便、应用范围广的锚固钻机与采掘设备配套的锚机组。如乔伊公司生产的 14采掘锚机组、12采掘锚机组、鲍拉特公司的 采掘锚机组、郎艾道公司的锚杆钻车等，班工作效率已达 120 240 根 国内锚杆技术起步较晚， 60 年代我国仅个别城市采用锚杆技术，而钻孔设备是土质钻机或改进的螺旋钻孔机，而进入 80年代锚杆技术在我国才广泛应用。小型锚固工程仍使用其他电机施工，而大型的锚杆工程则是引进国外的钻孔设备来施工。国内有些单 位根据自己的情况研制的 锚杆钻机。 1997 年，自行足式多钻孔功能的 液压步履式土层锚杆钻机的研制成功，不仅给土层锚固技术提供可靠、高效的钻孔设备，而且给国内施工单位提供了价格低廉的多功能锚杆钻孔机，从而替代了进口产品，节约了大量外汇。 随着土体锚固技术在我国的日趋成熟，我们要继续加快土层钻孔机械国产化，必须要完善国产钻机功能，以便在价廉质优的条件下推广国产钻机。 压锚固钻机的发展趋势 随着锚固技术在我国的日趋成熟，我们要技术上加快钻孔机械国产化，必须完善国产钻机功能，以便在廉 价的条件下推广国产钻机。 计课程的目的和意义 伴随着中国的城市化进程，地下供水管网也在迅猛的的扩展和延伸，原有供水管在保障供水，服务社会方面仍然承担着越来越重要的任务。但大批上世纪九十年代前建设的地下供水管网，由于铺设年代久远，管道内外腐蚀严重，内壁结垢导致过水面积减少，影响输配能力并造成水质污染；有的渗漏超量，破坏管道、影响市容、增加运行和维修成本。因此，对原有管道进行有计划地、分批分段地更新改造势在必行。对国家、社会、供水企业而言，如何以相对底的费用，高效率的施工方法，优良的修复质量完成管道翻修 ，成为摆在面前的重大课题。我国有些城市对此已提到议事日程，有的以付诸实施，如上海，广州、和深圳。传统的翻修技术多为对旧的供水管道进行开挖维修或报废后取出原有旧管道，重新铺设新的管道。这种传统的开挖方法不仅工期长，费用高，而且随着城市交通越来越拥挤，传统的开挖的方法更新修复地下供水管网变得买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 页 3 越来越不经济甚至在城市的许多重要路段因无法进行路面开挖而难以进行。 此次设计是用于建筑、道路、水库建设等非开挖施工的 锚杆 钻机， 锚杆 钻机的动力头是钻机的重要部件，它驱动钻杆旋转。它直接连接钻具，承受钻具的重量及工作冲击，和钻进 时的压力。因此减轻动力头的重量，缩小占用空间，降低制造成本，提高工作性能是优化动力头的重要目标。基于此，本课题以动力头重量 最小化作为设计的主要目的。 我国建筑业日新月异，兴建大规模土建工程，而地下管线工程也日益增多。传统的开挖施工由于自身的诸多缺点，已收到来自各个方面的压力和限制。由于非开挖施工法是在地下作业，对地表破坏很小等优点越来越受到青睐。而非开挖施工的关键设备 锚杆 钻机，目前我国已研制出此类 锚杆 钻机，但国产钻机大都体积大，重量大，制造成本高。因此无论从保护地表的设施环境还是从今后的市场需求看，本课题 的设计与开发都有重大意义。 要要求 1. 满足液压锚固钻机设计功能需求： 能满足锚杆作业的技术要求； 满足市政及野外作业需求； 在施工场地行走灵活，便于操作，维修简便； 主梁工作范围大 造型美观。 主要技术参数： 推拉力：大于 120 输出扭矩：大于 6000 动力头工作行程： 2800 动力头转速： 0 200 钻进速度： 钻孔直径： 35 60 行走速度（ km/h）： 前进（ 退（ 有三个档位 爬坡能力 30； 次设计的技术难点及分析 本次设计在原有机型的基础上改进，技术难点包括动力头传动系统设计及动力头的最优化设计。解决方法有： 动力头传动系统设计：动力头传动系统我们在原有齿轮啮合方式的基础上，采用齿轮外啮合方式进行传动，进一步优化了动力头结构尺寸及动力性能。 动力头的优化设计：我们在考虑到动力头的实际情况后，得出结论：只有让动力头的体积最小才是动力头最优化的最终目标。从而，我们采用不少优化买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 页 4 措施，使其体积最小，以达到动力头最优 。 成本次设计采用的主要手段、方法、解决问题的思路 完成课题采用的主要手段包括：数学计算、几何计算、计算机优化程序、计算机绘图等。方法包括：比拟法、经验设计、传统设计等方法。动力头的设计主要以优化结构尺寸为目标。在此我们采用 件的优化程序对动力头进行优化。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 页 5 2 方案构思与抉择 动力头分析 中空动力头设计的实现：中空动力头是锚杆钻机的关键作业部件，其可靠性及质量的好坏将直接影响整机的正常使用，该部件应实现钻机和输送泥浆的功能，同时要考虑齿轮的润滑，泥 浆输送系统的密封等。动力头一般由液压马达驱动减速机，由减速机驱动减速箱，再由减速箱输出轴驱动钻杆钻动，输出轴中空。 动力头由液压马达驱动，设计时主要有两种方案可考虑：一是高速液压马达通过减速机构驱动，再驱动动力头，动力头一般需要两级减速，动力头输出的扭矩可达到 200r/上，二是低速大扭矩液压马达直接驱动动力头，动力头只需要 1 级减速，甚至不需减速机构，结构简单，但动力头输出的最大钻速低，一般在 150 以下。本设计采用第二中方案。 用机械优化设计方法 机械优化设计方法是随着电子计算机的迅速发展 和应用而产生的一种现代设计方法。 在常规的设计方法中，人们往往凭借已有的知识和经验来进行设计，设计的结果往往是单一的、最优的，而事实上满足同一条件的设计方案常常不指一个，任何一个设计人员都不可能凭借常规设计方法逐一设计的。因此，要获得最佳的设计方案，必须采用现代的设计方法。机械优化方法正是解决这一问题的最佳手段。 利用机械优化方法进行设计，不但可以保证机械产品具有优良的性能，减轻自重和体积，节省原材料，降低成本，同时也可以使设计人员从大量的繁重和重复计算工作中解脱出来，大大提高了设计效率。 本次设计正是利用 最优化方法进行设计以达到寻求最优化参数的尝试与实践。 案的确定 第一：单马达驱动，实心输出轴方案 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 页 6 ）示意图 第二：双马达驱动，齿轮内啮合，空心输出轴方案： ）示意图 第三：双马达驱动，齿轮外啮合，空心输出轴方案： ）示意图 案评价与选取 方案一：单马达驱动，实心输出轴方案； 这一方案的特点是：空心轴重量大，由于没有减速机构，只能采用低速大扭矩液压马达，这对传动的平稳性和减重是不利的。马达转速越低重量越大，但此方案中只有一个大齿轮啮合传动，可减小齿轮所占用的空间，使箱体尺寸买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 页 7 减小。 方案二：双马达驱动，齿轮内啮合，空心输出轴方案： 这一方案的特点是：采用了双马达驱动，可以改善动力头的平稳性，减小冲击力，空心输出轴可以减轻重量，与外啮合相比，内啮合可使箱体的体积减小，但同时大齿轮的外径和齿宽也加大了，而且内啮合齿轮的加工工艺不如外啮合齿轮加工简单。 方案三：双马达驱动，齿轮外啮合， 空心输出轴方案： 这一方案的特点是：可以改善动力头传动的平稳性，空心输出轴重量较轻。空心输出轴还可接水管，从其中心喷洒混合水，可以起到润滑钻头及孔臂粘结、凝固的作用，外啮合齿轮加工较简单。 显然，在三种方案中，由于考虑的因素较多，很难直接进行抉择。 为了选择合理的设计方案，本文采用模糊综合评判方法进行。具体做法是： 选定方案的评判指标 (如使用性、经济性、工艺性、其他 )，并予以模糊性描述。兹采用0， 1 之间的一个模糊数来描述某一指标的隶属程度。该数越接近于 1，则表示在某性能方面越理想，反之则越差； 确定 评判指标的权重，为避免主观因素的影响，可采用 法 (层次分析法 )或改进的 法： 设定可接受决策的结果论域 0， 1 ：满意 、好 、较好 、一般 差 0， ； 选定评判模型 (如主因素突出型、加权平均型等 ) ，进行模糊综合评判。评判结果归一化后即作为可接受决策值，可按由大到小顺序排列出来，供选择；也可设定可接受决策的阈值，供抉择。 本文模糊综合评判的指标确定为：工作性能、结构体积、加工性能、经济性能。权 重采用改进的 法确定。各项参数 如表 2示。是几种评判模型及归一化处理后的结果值。 表 2糊评判指标及权重等各项参数 评判指标及权重 工作性能（ 结 构 体 积（ 02194） 加工性能（ 经 济 性 能（ 方案一 案二 案三 2糊综合评判模型及评判结果 方 案 主因素决定型 主因素突出型 加权平均型 方案一 案二 案三 过模糊评判及对比分析，决定采用图 1过优化设计，在满足功能要求的前提下，减小各主要零件尺寸以达到减重目的。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 页 8 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 页 9 3 动力头零件设计 要零件的设计 本设计的主要目的是在保证承载能力及使用要求的情况下，使其体积最小，重量最轻，已达到节约原材料，降低成本的目的。 根据动力头的技术性能及有关参数，选定为双液压马达驱动，单级直齿柱齿轮的传动优化设计。配对齿 轮的输出转矩为 选定传动比为 10，因此可求得其输入扭矩 ,3002/60001 ，采用机械优化的方法进行设计。 化设计数学模型的建立 建立完善的数学模型，是进行优化设计的一个关键环节。通过建立模型，可以帮助我们揭示设计对象的内在规律，发展和完善设计理论，增强对设计对象的全面理解。 建立数学模型要遵循以下原则：一是数学模型要有足够的精确度，要在一定的精确度上反映设计对对象的本质和影响，此系统特性的各参数与变量间的数学关系；二是模型要简单。 定设计变量 动力头的体积主要决定于箱体内齿轮和轴的尺寸，由于零件材料相同，以重量为目标的优化可转化为以体积为目标的优化设计。 动方案简图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 页 10 齿轮结构简 齿轮的结构简图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 页 11 图 3轴的结构简图 齿轮几何尺寸及 结构尺寸的计算公式如下： C ( 则 C 取 1 122 10 10i 22(1 0 1 4 ) 1 0 8d m d m m z m 42 6.1 （钢材） 0d （ ( 22 )取 0 2 2 2 40 . 2 5 ( ) 0 . 2 5 2 0 . 4d d d m z m d 以上公式参考机械设计（濮良贵、纪名刚主编）第七版图 10板式结构的齿轮。 由此得动力头的近似体积： 小齿轮的体积： 221 1 3()4V d d B（ 3 大齿轮的体积： 222 2 4()4V d d B（ 3 2 2 23 2 2 0( ) ( ) 844V d d B C d C （ 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 页 12 轴的体积： 224 4 5( ) ( )44V d l a d l a （ 3 则动力 头的总体积为： 1 2 3 42V V V V V （ 3 由上可知，动力头优化设计变量可取为： （近似取大小齿宽相等12b b B） 其中， B 为齿宽， 1z 为小齿轮齿数， m 为模数， l 为轴的支撑跨距，34d 为从动轴的直径，5a 为从动周伸出长度。 1123341 2 3 4 5 6 7 8455678( , , , , , , , )x x x x x x x a （ 3 确定目标函数 通过以上分析，以动力头的体积最小为目标函数，并令4位为毫米，带入设计变量后有： 12423221 )( 12523222 )1 0 0( 8)( 20122223 CP )( 872687254 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 页 13 注：在以体积作为目标函数时，由于实际机构形体的复杂性，总要将机构或机构的形体加以简化，忽略了一些结构细节。 约束条件的确定 在一般或构造了目标函数后，就可以将其数学方程式作为设计的约束条件。 闭式齿轮传动一般转速较高，为了提高传动的平稳性，减少冲击振动。 避免发生根切，小齿轮的齿数应不小于 17，于是有约束函数 1g ： 017)( 21 在一般齿轮传动中，齿轮模数不应过小，一般取 m ，且取标准值，得约束函数 2g ； 23( ) 2 0g x x 为保证齿轮承载能力同时又避免载荷沿齿宽分布不均，要求齿宽系数 ，满足 3516 m 。得约束函数 43,： 3 1 3( ) 3 0 / 0g x x x 4 1 3( ) / 4 5 0g x x x 按结构关系，轴的支撑跨度应满足一定的关系式， 5m 取 。其中 为箱体内壁到轴中心线的距离。得约束函数 )(5 5715 有主从动轴的结构关系及经验得：主动轴 303 （机械设计（ 良贵、纪名刚主编）第七版 式 15的材料选用 40机械设计（濮良 贵、纪名刚主编）第七版表 15 112970 A，已知轴的输入扭矩为6000/2i=300n=1000r/主动轴 0010009550 于是代入公式有 ，得约束函数 )(6 )(7 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 页 14 020)( 46 035)( 47 对于空心输出轴，340 4(1 )n （机械设计（濮良贵、纪名刚主编）第七版 式 15中 为空心轴内径与外径之比，通常 = = 的 输 出 功 率 为 P= 输 出 转 速 为 100r/0001009550 w ，于是代入公式有 04 ，得约束函数 )(8 )(9 85( ) 1 5 0 0g x x 95( ) 2 0 0 0g x x 按主动轴的弯曲疲劳强度条件 22 )(（机械设计（濮良贵、纪名刚主编）第七版 式 15其中 M 为轴所收的弯矩，单位为 T 为轴所受的扭矩，单位为 W 为抗弯截面系数，单位为 3考虑到 为扭矩和弯矩作用性质差异系数，取 =机械设计（濮良贵、纪名刚主编）第七版 表 15于实心轴有： 341.0 ，对于小齿轮传递扭矩下取载荷系数 则 T nF 327800002 23830059nF co 1查机械设计（濮良贵、纪名刚主编）第七版 表15得 0，于是就有： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 页 15 2 371 0 5222343062336450( ) 5 4 7 5 6 0 0 0 0 0 0 / 0 . 1 7 0 0xg x 对于空心 输出轴：其中 )1(35 于该结构为对称结构，所以输出轴所受弯矩为： 0M 。于是有： 11 43 6553600000( ) 7 0 00 . 1 ( )gx xx x 根据轴的刚度条件，轴的最大弯曲挠度应小于许用值 y ，即 0 取 。输出轴为空心轴， E 为轴材料的弹性模 量，取00 ， I 为 轴 的 惯 性 矩 为 ： 4445( ) / 6 4I d d ，)/)(3/(64)(830059)3/()( 32464587282m a x n 于是有： 2 5 4 41 2 8 7 8 5 6 2 32 . 8 2 ( ) 1 0 / ( ( ) ) 0 . 0 0 5 0g x x x x x x x 空心从动轴内径应满足的条件，4510。得约束条件： 5136( ) 1 0x 考虑到小齿轮与马达相接，因此 小齿轮的直径不宜太小，根据结构可得：约束函数： 1 4 2 3( ) 5 0 0g x x x 为保证空心轴输出轴具有足够的刚度和扭矩稳定性，要求输出轴的内径与外径之比在 间，所有：约束函数： 6155( ) 0 . 7 0x 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 页 16 6167( ) 0 . 5 0x 按齿面的接触疲劳强度条件： 1)1(（机械原理及机械设计（诸文俊 钟发祥主编）式 13其中 Z ， 弹性影响系数，单位为 21 34 Z ，查机械设计（濮良贵、纪名刚主编）第七版 表 10 ， K 为载荷系数，取 K 2。 S （机械设计 （濮良贵、纪名刚主编）第七版 式 10其中 为安全系数， 为齿面接触疲劳强度，大，小齿轮的材料 火调质 550 ， S=1，29H M P a ，所以 882H M ，则有： 17 221 2 317160000( ) 3 9 5 8 8 2 0x x 根据齿根弯曲疲劳强度条件： 32122F a S a F a S Y Y K T Y B z m 上式为机械设计（濮良贵、纪名刚主编）第七版 式 10中 K 为载荷系数， K=设小齿轮有 20 个齿，则大齿轮的齿数为 200。查机械设计（濮良贵、纪名刚主编）第七版 表10得：1劳系数取 S=机械设计（濮良贵、纪名刚主编）第七版 表 10择。查机械设计（濮良贵、纪名刚主编）第七版 图 10械设计（濮良贵、纪名刚主编）第七版 表 10 001 ，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 页 17 002 ， 111 5 0 0 0 . 8 5 3041 . 4F E F M P 222 5 0 0 0 . 8 6 3041 . 4F E F P 1 304F M P a ， 2 304F M P a 于是有： 18 21 2 35208000( ) 3 0 4 0gx x x x 19 21 2 34744560( ) 3 0 4 0gx x x x 从动轴伸出端长度 a 的边界，因满足 10650a，（单位 故有：约束函数： 820 ( ) 1 0650 综上所述，动力头以体积最小为优化目标的优化问题，是一个具有 20 个不等式约束的 8 维优化问题，其数学模型可简化为 1 2 3 4 5 6 7 8i n f ( ) , , , , , , ,M x x x x x x x x x R ( ) 0 1, 2, 20 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 页 18 本设计 采用 动力头进行最优化设计 绍 美国 司在 1994 年推出的优秀科技应用软件，它具有强大的科技计算、图形处理、可视化、开放式和可扩展环境，特别是所附带的几十种面向不同领域的工具箱支持，已经广泛应用于数值分析、信号与图形处理，控制系统设计、通信仿真、工程优化、数学建模和统计分析等领域，成为目前市场上强有力的工程问题分析计算和程序设计的桌面工程师系统，是工科大学生和研究生必须掌握的基本工具。 主要特点 一种面向科学与工程计算的 21 世纪科学计算语言，它具有以下主要特点 1. 编程容易 免了对大量算法的重复编程；并且允许用户使用数学形式的语言编写程序，被誉为高级 “数学演算纸和图形显示器 ”的科学算法语言，因此编程比 C 和 语言更加简明易用，它的语法规则与一般结构化高级编程语言基本相同。 2. 调试方便 一种解释执行语言，它将其他语言使用过的编程、编译、连接、执行和调试等步骤融为一体，并且在同一个窗口上处理程序 中可能出现的语法错误或逻辑错误，因此程序调试比 加简单方便。 3. 扩充性好 库函数与用户文件在形式上是一样的，所以用户文件可以作为库函数进行调用，用户也可以根据需要建立和扩充新的库函数。 核心文件和工具箱文件都是可以读写的源文件，用户可以根据需要进行修改或编制新的工具箱。 4. 交互性好 于用户原有的 C 语言程序，可以通过 M 文件形式的混合编程的方法进行调用；在 C 语言的平台上也可以方便地使用 数值计算功能。 5. 计算功 能 有强大的矩阵计算能力，利用一般的符号和函数就可以对矩阵进行数学运算和一系列的函数运算，包括对一些特殊矩阵的处理，非常适合有买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 页 19 限元等大型数值算法的编程。此外，它还包括几十个工具箱，可以解决数学和工程领域的绝大多数问题。 6. 绘图功能 一系列简单明了、功能齐全的绘图函数和命令，可以在线形坐标、半对数坐标和极坐标等不同坐标系中绘制 2D 和 3D 图形，以及工程特性较强的特殊图形，使用起来非常方便。 工作环境特点 大量引入图形用户界面 ； 引入了全方位帮助系统； M 文件编辑、调试 的集成环境 ； M 文件的性能剖析 ； 的安装方式 ； 境可运行文件的多样化； 缺点是，他和其它高级语言程序相比，程序的执行速度较慢。由于 程序不用编译等预处理，也