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文档简介

1、高级机制:牛头刨床机构的运动学分析学院名称:机械与动力学院专业课:机械工程学生姓名:学生编号:学生姓名:学生编号:学生姓名:学生编号:讲师:2015年12月17日目录问题描述-1-两个运动分析-1-2.1向量法构造机构-1-的独立位置方程2.2机构速度分析-2-2.3机构-2-的加速度分析2.4机构运动线图-2-三.总结-4-附录一:Matlab程序-4-牛头刨床机构的运动学分析问题描述在图1-1所示的成形器机构中。假设曲柄以等角速度逆时针旋转,试分析其运动,得到机构中各从动件的方位角、角速度和角加速度,以及各机构的运动线图。图1-1成型机机构第二,运动分析2.1构造机构独立位置方程的向量法如

2、图2-1所示,建立以e为坐标原点的直角坐标系,并标出每个杆矢量及其方位角。有四个未知数。图2-1坐标系的建立基于两个闭图ABDEA和EDCFE构造了两个闭向量位置方程,即:矢量方程分别沿x轴和y轴投影,整形机构的独立位置方程如下:每个机构的位置都可以通过Matlab编程得到。该计划见附录一。2.2机构速度分析取机构位置方程对时间的一阶导数,以矩阵形式写出,得到机构速度方程如下:每个机构的角速度或速度可以通过Matlab编程得到。该计划见附录一。2.3机构加速度分析将机构的速度方程作为时间的导数,以矩阵的形式写出,得到机构的加速度方程如下:每个机构的角加速度或加速度可以通过Matlab编程得到。

3、该计划见附录一。2.4机构运动线图各部件的位置、速度和加速度由Matlab计算求解,如表2-1所示。根据得到的各部件的位置、速度和加速度,画出机构的运动线图,如图2-2所示。程序见附录一。表2-1部件的位置、速度和加速度/()/m/(rad/s)/(m/s)/(rad/s2)/(m/s2)065.51205332.59410.539965-0.109810.307637-0.118610.34853-28.965511.19241065.65572332.1920.5372520.253198-0.7080.2743048.030792-22.32418.7866822066.46514329

4、.94020.5218150.535518-1.48240.590145.27322-14.04626.1811633067.72708326.47270.4972380.712078-1.942540.804263.31001-8.152624.3487984069.26803322.30340.4664380.820063-2.20130.951652.075193-4.545893111264.8277-0.04979-0.827572.028851-1.11722-4.6977511.43938-6.4132226090.23848269.4158-0.005

5、63-1.041272.550617-1.40769-4.1197210.07757-5.5821727087.96417274.98810.048015-1.227693.009584-1.65755-3.35038.37744-4.3721636065.53832332.52050.53947-0.155560.435637-0.1680910.5192-29.408411.39973图2-2机构运动图三.摘要通过对牛头刨床机构运动的分析,学会了如何用矩阵法建立平面机构的运动方程。机构运动分析的关键是建立和求解独立位置方程,这是一个非线性方程组,计算困难。本文利用Matlab软件编程求解独

6、立位置方程。同时,对牛头刨床机构进行了运动仿真,绘制了牛头刨床机构的运动图,完成了从理论分析到编程求解的运动分析过程。附录一:Matlab程序(1)子功能定位函数f=Position_Fun(x,1,h,h1,h2,l1,l3,l4)f=x(1)* cos(x(2)l4 * cos(x(3)-H2-L1 * cos(1);x(1)* sin(x(2)l4 * sin(x(3)-h1-L1 * sin(1);L3 * cos(x(2)l4 * cos(x(3)-x(4);L3 * sin(x(2)l4 * sin(x(3)-h;目标(2)子功能六巴函数,=六巴(0,1,1,1,h,h1,h2,l

7、1,l3,l4)=f求解(x)位置_坐标(x,1,h,h1,h2,l1,l3,l4),0);S3=(1);3=(2);4=(3);sc=(4);%计算连杆3、连杆4、滑块2和C点的速度a=cos(3)-S3 * sin(3)-l4 * sin(4)0;sin(3)S3 * cos(3)l4 * cos(4)0;0-L3 * sin(3)-l4 * sin(4)1;0 L3 * cos(3)l4 * cos(4)0;b=-L1 *辛(1);L1 * cos(1);0;0;=A (1 * B);v3=(1);3=(2);4=(3);VC=(4);%计算连杆3、连杆4的角加速度,滑块2及C点的加速度

8、a=cos(3)-S3 * sin(3)-l4 * sin(4)0;sin(3)S3 * cos(3)l4 * cos(4)0;0-L3 * sin(3)-l4 * sin(4)1;0 L3 * cos(3)l4 * cos(4)0;at=-sin(3)-v3 * sin(3)-S3 *3 * cos(3)-l4 *4 * cos(4)0;cos(3)v3 * cos(3)-S3 *3 * sin(3)-l4 *4 * sin(4)0;0-L3 *3 * cos(3)-l4 *4 * cos(4)0;0-L3 *3 * sin(3)-l4 *4 * sin(4)0;b=-L1 *辛(1);L1

9、 * cos(1);0;0;Bt=-L1 *1 * cos(1);-L1 *1 * sin(1);0;0;=(-*;1 *1 * Bt);a3=(1);3=(2);4=(3);交流=(4);目标(3)主程序SixBar_main.m% % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % %牛头刨床机构运动分析% % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % %

10、 % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % %输入已知数据清除;l1=0.2l3=0.96l4=0.16h=0.8h1=0.36h2=0.121=5;1=0;HD=pi/180;du=180/pi;0=0.3;60 * HD 270 * HD 0.45;%调用子函数六巴(_ b)计算牛头刨床机构位移,角速度,角加速度对于n1=1:4591(n1)=-2 * pi 5.8119(n1-1)* HD;,=六巴(0,1(n1),1,1,h,h1,h2,l1,l3,l4);S3(n1)=(1);%滑块2相对于激光唱片杆的位移3(n1)=

11、(2);%杆3转过的角度4(n1)=(3);%杆4转过的角度sc(n1)=(4);%杆5的位移v3(n1)=(1);%滑块2相对于激光唱片杆的速度3(n1)=(2);%杆3转过的角速度4(n1)=(3);%杆4转过的角速度VC(n1)=(4);%杆5的速度a3(n1)=(1);%滑块2相对于激光唱片杆的加速度3(n1)=(2);%杆3转过的角加速度4(n1)=(3);%杆4转过的角加速度交流(n1)=(4);%杆5的加速度0=1 .目标OmegaAlPha=3 * du,4 * du,Sc,omega3,omega4,vc,3,4,AC;xlswrite(位置_速度_加速度)。xls,taOm

12、egaAlpha,sheet1,b 1:j 459);%位移,角速度,角加速度和四杆机构图形输出图(1);n1=1:459t=(n1-1)* 2 * pi/360;%绘角位移和位移线图子情节(2,2,1);图(t,* du,r-.线宽,1.5);坚持住。网格打开;轴自动haxes,hline1,hline2=poly(t *,du,t,Sc);设置(hline1,线宽,1.5);设置(hline2,线宽,1.5);网格打开;坚持住。标题(位移线图);xlabel(时间/s);轴(h轴(1);ylabel(角位移/中国保监会);轴(h)轴(2);ylabel(位移/m);坚持住。网格打开;文本(2.75,-0.4,_ 3);文本(3,0.65,_ 4);文本(5,-0.25,S _ c);%绘角速度及速度线图子情节(2,2,2);图(t,omega3,r-.线宽,1.5);网格打开;坚持住。轴自动haxes,hline1,hline2=策略(t,omega4,t,VC);设置(hline1,线宽,1.5);设置(hline2,线宽,1.5);网格打开;坚持住。标题(角速度线图

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