matlab对牛头刨床的仿真速度加速度力运动动画matlab可运行程序Word下载.docx
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6.guide的制作.....................................22
7.参考文献........................................30
8.研究感想.........................................30
1.引言:
对牛头刨床进行运动分析的任务是在已知机构尺寸及原动件运动规律的情况下,确定机构中其他构件上某些点的轨迹、位移、速度、加速度和构件的角位移、角速度及角加速度。
而这些内容,不论是设计新的机器,还是为了了解现有机械的运动性能,都是十分必要的,而且它还是研究机械动力性能的必要基础和前提。
对于牛头刨床来说,其刨刀在有效工作行程中应该接近等速运动,而回程速度却应高于前者速度,从而提高效率。
为了确定牛头刨床的设计是否满足要求,就必须对其进行运动分析。
本文建立了牛头刨床的力学模型,并推导了其运动微分方程,通过数值方法求得了牛头刨床的运动学规律并开发了一个用于牛头刨床的通用运动学分析程序。
2.机构结构分析:
1.自由度计算:
F=3n-2-
F=5*3-7*2=1
2.结构分析:
5个可动构件,5个转动副2个移动副.
3.机构运动分及程序设计
3.1.如图先建立坐标系,已知=100mm,=500mm,=200mm,原动件1的方位角~和等角速度=2*pirad/s
如图所示:
解:
3.1.1.位置分析:
由于有四个位置量,为了求解需要建立两个封闭矢量方程。
有图形ABCA可写出矢量方程:
可变为:
…………
(1)
由封闭图形CDEGC可写出矢量方程:
…………
(2)
得到方程:
由上式可得:
3.1.2.速度和加速度分析
式
(1)和
(2)对时间取一次二次导数
写成矩阵形式,即得一下速度方程:
=
加速度方程
=
+
3.2对滑枕5的受力分析
重力G=50*9.8;
切削阻力f=10000;
质量m=50;
aE=;
4.计算机仿真及结果
程序1(运动动画模拟):
clearall;
clc;
clear;
closeall;
globalw1l1l3l4l6l61HkthetaNs
str=inputdlg({'
请输入刨床速度(转/分):
'
...
'
请输入曲柄长度l1(m):
请输入刨床的最大行程H(m):
请输入摆杆与滑枕的连接杆长度l4(m):
请输入行程速比系数k:
是否保存动画:
是(Y)否(N)'
},...
Pleaseinput!
1,{'
60'
'
0.1'
0.5'
0.2'
2'
N'
});
w1=2*pi*str2num(str{1})/60;
l1=str2num(str{2});
H=str2num(str{3});
l4=str2num(str{4});
k=str2num(str{5});
theta=(pi/180)*180*(k-1)/(k+1);
l3=H/(2*sin(theta/2));
l6=l1/sin(theta/2);
l61=l4*sin(pi/6)+l3*cos(theta/2);
symsYN;
s=char(str{6});
g=50*9.8;
f=10000;
m=50;
%w1=2*pi;
l1=100;
l3=500;
l6=200;
l61=100+500*cos(pi/6);
l4=200;
form11=1:
361
theta1(m11)=pi*(m11-1)/180;
%theta1
theta3(m11)=atan((l6+l1*sin(theta1(m11)))/(l1*cos(theta1(m11))));
%theta3
iftheta3(m11)>
=0
theta3(m11)=theta3(m11);
elsetheta3(m11)=pi+theta3(m11);
end;
s3(m11)=(l1*cos(theta1(m11)))/cos(theta3(m11));
o4(m11)=pi-asin((l61-l3*sin(theta3(m11)))/l4);
%转角4
xe(m11)=l3*cos(theta3(m11))+l4*cos(o4(m11));
%E点的横坐标
iftheta1(m11)==pi/2theta3(m11)=pi/2;
s3(m11)=l1+l6;
end
iftheta1(m11)==3*pi/2theta3(m11)=pi/2;
s3(m11)=l6-l1;
A1=[cos(theta3(m11)),-s3(m11)*sin(theta3(m11)),0,0;
...
sin(theta3(m11)),s3(m11)*cos(theta3(m11)),0,0;
0,-l3*sin(theta3(m11)),-l4*sin(o4(m11)),-1;
0,l3*cos(theta3(m11)),l4*cos(o4(m11)),0];
B1=w1*[-l1*sin(theta1(m11));
l1*cos(theta1(m11));
0;
0];
D1=A1\B1;
E1(:
m11)=D1;
ds(m11)=D1
(1);
w3(m11)=D1
(2);
w4(m11)=D1(3);
ve(m11)=D1(4);
A2=[cos(theta3(m11)),-s3(m11)*sin(theta3(m11)),0,0;
B2=-[-w3(m11)*sin(theta3(m11)),(-ds(m11)*sin(theta3(m11))-s3(m11)*w3(m11)*cos(theta3(m11))),0,0;
w3(m11)*cos(theta3(m11)),(ds(m11)*cos(theta3(m11))-s3(m11)*w3(m11)*sin(theta3(m11))),0,0;
0,-l3*w3(m11)*cos(theta3(m11)),-l4*w4(m11)*cos(o4(m11)),0;
0,-l3*w3(m11)*sin(theta3(m11)),-l4*w4(m11)*sin(o4(m11)),0]*[ds(m11);
w3(m11);
w4(m11);
ve(m11)];
C2=w1*[-l1*w1*cos(theta1(m11));
-l1*w1*sin(theta1(m11));
B=B2+C2;
D2=A2\B;
E2(:
m11)=D2;
dds(m11)=D2
(1);
a3(m11)=D2
(2);
a4(m11)=D2(3);
ae(m11)=D2(4);
F(m11)=(f-m*ae(m11)*10^(-3))/cos(pi-o4(m11));
Fn(m11)=g-F(m11)*sin(pi-o4(m11));
end;
theta1=theta1*180/pi;
theta3=theta3*180/pi;
theta4=o4*180/pi;
figure
(1);
subplot(311);
h11=plot(theta1,theta3);
xlabel('
\it\theta1'
);
ylabel('
\it\theta3'
gridon;
title('
位置曲线图'
subplot(312);
h12=plot(theta1,theta4);
\it\theta4'
subplot(313);
h13=plot(theta1,xe);
xe'
figure
(2);
subplot(311)
h21=plot(theta1,w3);
\it\omega3'
速度曲线图'
subplot(312)
h22=plot(theta1,w4);
\it\omega4'
h23=plot(theta1,ve);
Ve'
figure(3);
h31=plot(theta1,a3);
\it\alpha3'
加速度曲线图'
h32=plot(theta1,a4);
\it\alpha4'
h33=plot(theta1,ae);
aE'
%力学分析
figure(4);
plot(theta1,F);
\it\theta1
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- matlab 牛头 刨床 仿真 速度 加速度 运动 动画 运行 程序
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