機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)牛頭刨床設(shè)計(jì)02

1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)(論文) 題 目: 牛頭刨床設(shè)計(jì) 2012年7月目 錄0. 緒論 . 0.1 設(shè)計(jì)目的. 0.2 設(shè)計(jì)要求. 0.3 設(shè)計(jì)任務(wù).1. 機(jī)構(gòu)的選型 1.1 主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型 .1.2 輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型.2. 原動(dòng)機(jī)的選用.3. 擬定傳動(dòng)系統(tǒng)方案.4. 繪制系統(tǒng)工作循環(huán)圖5. 機(jī)構(gòu)尺度參數(shù)確定.6. 主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析（計(jì)算機(jī)編程）7. 主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析及動(dòng)態(tài)靜力分析（作圖法） 7.1 主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析. 7.2 主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析.8. 凸輪機(jī)構(gòu)的曲線(xiàn)設(shè)計(jì) 8.1 凸輪機(jī)構(gòu)位移曲線(xiàn)的設(shè)計(jì). 8.2 凸輪機(jī)構(gòu)輪廓曲線(xiàn)的設(shè)計(jì).9.飛輪設(shè)計(jì)和原動(dòng)機(jī)功率的校核 .參考文

2、獻(xiàn)67牛頭刨床設(shè)計(jì)0 緒論在以機(jī)械學(xué)為主干學(xué)科的各專(zhuān)業(yè)教學(xué)計(jì)劃中,機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是主要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課之一,是必修課,是培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)能力的重要環(huán)節(jié).機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的目的在于進(jìn)一步鞏固和加深學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決機(jī)械設(shè)計(jì)中的實(shí)際問(wèn)題的能力,使學(xué)生對(duì)于機(jī)構(gòu)的綜合以及運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析有一個(gè)較完整的概念;并進(jìn)一步提高學(xué)生的計(jì)算,繪圖和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的能力。課程設(shè)計(jì)的具體任務(wù)是對(duì)牛頭刨床機(jī)構(gòu)進(jìn)行綜合,運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析,并在此基礎(chǔ)上確定飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和尺寸,同時(shí)對(duì)刨床傳動(dòng)裝置中的齒輪機(jī)構(gòu)及凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行綜合。 0.1 設(shè)計(jì)的目的機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的主要目的是為學(xué)生在完成課堂教學(xué)基本內(nèi)容后

3、提供一個(gè)較完整的從事機(jī)械設(shè)計(jì)初步實(shí)踐的機(jī)會(huì)。機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的編寫(xiě)宗旨就是指導(dǎo)學(xué)生能在短時(shí)間內(nèi)，將所學(xué)的機(jī)械基礎(chǔ)理論運(yùn)用于一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)械系統(tǒng)，通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)方案總體設(shè)計(jì)，機(jī)構(gòu)分析和綜合，進(jìn)一步鞏固掌握課堂教學(xué)知識(shí)，并結(jié)合實(shí)際得到工程設(shè)計(jì)方面的初步訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用技術(shù)資料，提高繪圖、運(yùn)算的能力。同時(shí)，注重學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的開(kāi)發(fā)。 0.2 設(shè)計(jì)的要求1. 以機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)與擬定為結(jié)合點(diǎn),把機(jī)械原理課程中分散與各章的理論與方法融會(huì)貫通起來(lái),進(jìn)一步鞏固和加深學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)。2. 使學(xué)生能受到擬定機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的訓(xùn)練,具有初步的機(jī)構(gòu)選型與組合和確運(yùn)動(dòng)方案的能力。3. 進(jìn)一步提高學(xué)生運(yùn)算,繪圖和查

4、找技術(shù)資料的能力.4. 通過(guò)編寫(xiě)說(shuō)明書(shū),培養(yǎng)學(xué)生表達(dá),歸納和獨(dú)立思考與分析的能力。0.3 設(shè)計(jì)的任務(wù)1）完成各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型與主執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算，選擇原動(dòng)機(jī)，擬定機(jī)械傳動(dòng)方案，確定各級(jí)傳動(dòng)比，畫(huà)出主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。2）按工藝要求進(jìn)行執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)，畫(huà)出執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作循環(huán)圖；3）對(duì)主執(zhí)行機(jī)構(gòu)用解析法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法對(duì)其中的一個(gè)位置加以驗(yàn)證，并根據(jù)計(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)果畫(huà)出刨刀位移線(xiàn)圖，速度線(xiàn)圖和加速度線(xiàn)圖；4）用圖解法對(duì)主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的一個(gè)位置進(jìn)行動(dòng)態(tài)靜力分析；5）用圖解法繪制控制工作臺(tái)橫向進(jìn)給的凸輪機(jī)構(gòu)的位移曲線(xiàn)及凸輪輪廓曲線(xiàn)；6）根據(jù)機(jī)電液一體化策略和現(xiàn)代控制（包括計(jì)算機(jī)控制）理

5、論，大膽提出一種或一種以上與該機(jī)現(xiàn)有傳統(tǒng)設(shè)計(jì)不同的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案。(選做)1 機(jī)構(gòu)的選型1.1 主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型牛頭刨床是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，需要結(jié)合課程設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。課程設(shè)計(jì)要求主執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)刨刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)。下面幾種機(jī)構(gòu)都能夠?qū)崿F(xiàn)刨刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 方案一 方案二 方案三 方案四 方案五 方案六圖1 主執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型所選擇的機(jī)構(gòu)要滿(mǎn)足以下要求：1、 作行程大：要求機(jī)構(gòu)是行程擴(kuò)大機(jī)構(gòu)；2、 工作阻力較大：要求機(jī)構(gòu)在具體較大的力增益的區(qū)間工作；3、 正向運(yùn)動(dòng)的大部分時(shí)間有工作阻力：要求機(jī)構(gòu)在具有急回特性；4、 正向運(yùn)動(dòng)的極短時(shí)間有工作阻力：要求機(jī)構(gòu)在具有較大的力增益的區(qū)間工作。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)要求，對(duì)牛頭刨床的

6、行程急回特性、受力以及運(yùn)動(dòng)規(guī)律等方面要求進(jìn)行綜合考慮，主執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式應(yīng)該選擇方案一較合理。1.2 輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)的指控制工件運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)（如工作臺(tái)進(jìn)給機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)）和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（如行程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)）。1.2.1控制工件運(yùn)動(dòng)的輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型課程設(shè)計(jì)中控制工件運(yùn)動(dòng)的輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型應(yīng)該考慮一下幾點(diǎn)：（1）與主執(zhí)行機(jī)構(gòu)有著相同的工作周期。這就要求輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)與主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)嚴(yán)格協(xié)調(diào)，這就意味著輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)與主執(zhí)行機(jī)構(gòu)盡量用同一個(gè)原動(dòng)件。（2）輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)是“將連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成間歇運(yùn)動(dòng)”機(jī)構(gòu)。間歇運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)械原理中“其他常用機(jī)構(gòu)”章節(jié)的內(nèi)容。間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)有：間歇滾輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

7、、棘輪機(jī)構(gòu)、推勾式送料機(jī)構(gòu)。1.2.2調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的選型（1）行程調(diào)節(jié)：行程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是完成“執(zhí)行構(gòu)件行程能在一定范圍內(nèi)人工無(wú)級(jí)調(diào)整”這一功能的機(jī)構(gòu)。理論上，“將連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成往復(fù)運(yùn)動(dòng)”的四桿機(jī)構(gòu)都可以“通過(guò)適當(dāng)調(diào)節(jié)桿長(zhǎng)來(lái)改變輸出構(gòu)件的行程”。用螺旋機(jī)構(gòu)就能改變桿長(zhǎng)。有些構(gòu)建桿長(zhǎng)的變化對(duì)輸出運(yùn)動(dòng)范圍的影響極其顯著，比如曲柄。（2）位置調(diào)節(jié)：用螺旋機(jī)構(gòu)即可調(diào)節(jié)兩個(gè)構(gòu)件的相對(duì)位置。2 原動(dòng)機(jī)的選用表1 常用原動(dòng)機(jī)的類(lèi)型及主要特點(diǎn)原動(dòng)機(jī)類(lèi)型主要特點(diǎn)三相異步電動(dòng)機(jī) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、體積小、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便、堅(jiān)固耐用；能保持恒速運(yùn)行及經(jīng)受較頻繁的啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)及制動(dòng)；但啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，調(diào)速困難。一般機(jī)械系統(tǒng)中應(yīng)

8、用最多。同步電動(dòng)機(jī)能在功率因子cosj=1的狀態(tài)下運(yùn)行，不從電網(wǎng)吸收無(wú)功功率，運(yùn)行可靠，保持恒速運(yùn)行；但結(jié)構(gòu)較異步電動(dòng)機(jī)復(fù)雜，造價(jià)較高，轉(zhuǎn)速不能調(diào)節(jié)。適用于大功率離心式水泵和通風(fēng)機(jī)等。直流電動(dòng)機(jī) 能在恒功率下進(jìn)行調(diào)速，調(diào)速性能好，調(diào)速范圍寬，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大；但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、維護(hù)工作量較大、價(jià)格較高；機(jī)械特性較軟、需直流電源?？刂齐妱?dòng)機(jī)能精密控制系統(tǒng)位置和角度、體積小、重量輕；具有寬廣而平滑的調(diào)速范圍和快速響應(yīng)能力，其理想的機(jī)械特性和調(diào)速特性均為直線(xiàn)。廣泛用于工業(yè)控制、軍事、航空航天等領(lǐng)域。內(nèi)燃機(jī)功率范圍寬、操作簡(jiǎn)便、啟動(dòng)迅速；但對(duì)燃油要求高、排氣污染環(huán)境、噪聲大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。多用于工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、

9、船舶、車(chē)輛等。液壓馬達(dá)可獲得很大的動(dòng)力和轉(zhuǎn)矩，運(yùn)動(dòng)速度和輸出動(dòng)力、轉(zhuǎn)矩調(diào)整控制方便，易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工藝過(guò)程的動(dòng)作要求；但需要有高壓油的供給系統(tǒng)，油溫變化較大時(shí)，影響工作穩(wěn)定性；密封不良時(shí)，污染工作環(huán)境；液壓系統(tǒng)制造裝配要求高。氣動(dòng)馬達(dá)工作介質(zhì)為空氣，易遠(yuǎn)距離輸送、無(wú)污染，能適應(yīng)惡劣環(huán)境、動(dòng)作速度快；但工作穩(wěn)定性較差，噪聲大；輸出轉(zhuǎn)矩不大，傳動(dòng)時(shí)速度較難控制。適用于小型輕載的工作機(jī)械。我們?cè)谡n程設(shè)計(jì)中選擇的原動(dòng)機(jī)是三相交流異步電動(dòng)機(jī)。根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中的總傳動(dòng)比及分配問(wèn)題，還有輸出功率、效率計(jì)算確定電機(jī)的型號(hào)為Y2-112M-6。Y2-112M-6電機(jī)額定功率2.2kW,額定電流5.6A，轉(zhuǎn)速94

10、0r/min，效率79%，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量0.0138，參考質(zhì)量45kg。3 擬定傳動(dòng)系統(tǒng)方案?jìng)鲃?dòng)系統(tǒng)的作用是實(shí)現(xiàn)增速、減速和變速，有時(shí)也用作實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換，并且在傳遞運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，將原動(dòng)件的輸出功率和轉(zhuǎn)矩傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。大多數(shù)情況是選擇若干種傳動(dòng)裝置或機(jī)構(gòu)合理地加以組合配置，構(gòu)成一個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)，才能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的工作要求。傳動(dòng)類(lèi)型選擇原則1) 執(zhí)行系統(tǒng)的工況和工作要求與原動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性相匹配2) 考慮工作要求傳遞的功率和運(yùn)轉(zhuǎn)速度3) 有利于提高傳遞效率4) 盡可能結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的單級(jí)傳動(dòng)裝置 5) 考慮結(jié)構(gòu)布置6) 考慮經(jīng)濟(jì)性7) 考慮機(jī)械安全運(yùn)轉(zhuǎn)條件 原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為=940r/min，執(zhí)行機(jī)構(gòu)原動(dòng)件的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)

11、速為=47r/min，則傳動(dòng)裝置系統(tǒng)的總傳動(dòng)比為 i=940/47=20 傳動(dòng)裝置或機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比有 i=·· 且系統(tǒng)為減速傳動(dòng)時(shí)，宜使，并使相鄰兩級(jí)傳動(dòng)比相差不要太大。故選擇兩級(jí)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)比分別為4和5，即i=·=4×5。4. 繪制系統(tǒng)工作循環(huán)圖1）選擇定標(biāo)構(gòu)件。由于兩執(zhí)行構(gòu)件的工作循環(huán)的周期是相同的，即在導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的曲柄旋轉(zhuǎn)360°的時(shí)間內(nèi)完成一個(gè)工作循環(huán)。并且導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的曲柄既是切削運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件又是工作臺(tái)組合部分的運(yùn)動(dòng)源頭，故選擇曲柄作定標(biāo)構(gòu)件，顯然是恰當(dāng)?shù)摹?）作一圓環(huán)表示曲柄在一個(gè)工作循環(huán)中的轉(zhuǎn)角，根據(jù)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的行程速

12、比系數(shù)K，求出其極位夾角=36°，從而可將圓環(huán)分為兩部分：圓環(huán)的上半部分的圓心角為180°+=216°，對(duì)應(yīng)刨刀工作時(shí)曲柄的轉(zhuǎn)角；下半部分表示刨刀空回行程時(shí)曲柄的轉(zhuǎn)角。大小為144°。3）在前述圓環(huán)之外再畫(huà)一圓環(huán)，表示進(jìn)給運(yùn)動(dòng)組合部分中，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的曲柄在一個(gè)工作行程中的轉(zhuǎn)角。以?xún)?nèi)圓環(huán)中所表示的刨刀運(yùn)動(dòng)規(guī)律為基準(zhǔn)，并在外環(huán)中安排好工作臺(tái)停動(dòng)時(shí)間所對(duì)應(yīng)的曲柄的轉(zhuǎn)角位置，則搖桿推動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)部分所對(duì)應(yīng)的圓心角為180°-（）=140°，棘輪不動(dòng)的時(shí)間所對(duì)應(yīng)的圓心角為220°（包括凸輪的遠(yuǎn)休止、回程和近休止階段）。那么，由此二圓環(huán)

13、所組成的循環(huán)圖可形象、準(zhǔn)確地表示出對(duì)而執(zhí)行構(gòu)件之間運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)配合的要求圖2 系統(tǒng)工作循環(huán)圖5. 機(jī)構(gòu)尺度參數(shù)確定表2 牛頭刨床設(shè)計(jì)原始參數(shù)曲柄轉(zhuǎn)速47機(jī)架390刨刀行程H390行程速比系數(shù)K1.50連桿與導(dǎo)桿之比0.27由以上結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖可設(shè)CB長(zhǎng)為、構(gòu)件3的轉(zhuǎn)角、構(gòu)件4的轉(zhuǎn)角、E點(diǎn)的線(xiàn)位移、AB桿長(zhǎng)、CD桿長(zhǎng)、DE桿長(zhǎng)、CG桿長(zhǎng)、CG的長(zhǎng)度、構(gòu)件1的轉(zhuǎn)角。1、導(dǎo)桿的最大擺角 K=1.37 =2、AB桿長(zhǎng)=36°=390mm=sin=120.5mm3、初始位置=90°-arctan=72.8°4、BC長(zhǎng)由勾股定理知：=5、CD桿長(zhǎng)刨刀行程為H，又為使RRP桿組的壓力

14、角較小，滑塊5的導(dǎo)路與D在兩極位位置處的連線(xiàn)的距離應(yīng)等于導(dǎo)路線(xiàn)與D所在弧線(xiàn)水平線(xiàn)的距離，以此可確定CD桿長(zhǎng)=6、CG桿長(zhǎng)=+（-）/2=390mm7、DE桿長(zhǎng)=0.27=0.25*638.47=170.4mm8、構(gòu)件4的轉(zhuǎn)角、E點(diǎn)的線(xiàn)位移由上結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖建立一直角坐標(biāo)系，并標(biāo)出各桿矢量及方位角。所以為此我們可利用封閉圖形CDEGC，由此可得：寫(xiě)成投影方程為:由以上兩方程可解的：=16.6mm=175.8°9、構(gòu)件1的轉(zhuǎn)角曲柄轉(zhuǎn)速=47r/min=2*/60=5rad/s表3 牛頭刨床在初始位置參數(shù)X(1)X(2)X(3)X(4)X(5)X(6)X(7)X(8)X(9)X(10)（mm

15、）（°）（°）（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）408.372.8175.816.6120.5631170.4390615.556、 主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析（計(jì)算機(jī)編程）先建立一直角坐標(biāo)系，并標(biāo)出各桿矢量及方位角。其中共有四個(gè)未知量、及。為求解需建立兩個(gè)封閉矢量方程，為此需利用兩個(gè)封閉圖形ABCA及CDEGC，由此可得， (1-1)寫(xiě)成投影方程為： (1-2)解上面方程組，即可求得、及四個(gè)位置參數(shù)，其中。將上列各式對(duì)時(shí)間取一次、二次導(dǎo)數(shù)，并寫(xiě)成矩陣形式，即可得以下速度和加速度方程式。速度方程式：(1-3)機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的位置參數(shù)矩陣：機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的的速度列陣：

16、機(jī)構(gòu)原動(dòng)件的位置參數(shù)矩陣：機(jī)構(gòu)原動(dòng)件的角速度加速度方程式：(1-4)機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的位置參數(shù)矩陣求導(dǎo)：機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的的加速度列陣： 機(jī)構(gòu)原動(dòng)件的位置參數(shù)矩陣求導(dǎo)： 主程序（matlab）：%牛頭刨床運(yùn)動(dòng)分析主程序%x(1)代表;%x(2) 代表構(gòu)件3的轉(zhuǎn)角；%x(3）代表構(gòu)件4的轉(zhuǎn)角；%x(4)代表E點(diǎn)的線(xiàn)位移;%x(5)代表；%x(6)代表;%x(7)代表;%x(8)代表;%x(9）代表;%x(10)代表構(gòu)件1的轉(zhuǎn)角。x= 0.4083 72.8*pi/180 175.8*pi/180 0.0166 0.1205 0.631 0.1704 0.390 0.6155 0;%賦初值 dr=pi/180

17、;%度轉(zhuǎn)化為弧度 dth=10*dr;w1=5;%每10度計(jì)算一個(gè)點(diǎn)for i=1:37 y=ntpc(x); %調(diào)用從動(dòng)件位置方程求解函數(shù)ntpc(自編) s3=y(1);theta3=y(2);theta4=y(3);se=y(4); %得到位置參數(shù)。 %將各位置參數(shù)用向量?jī)?chǔ)存，便于后面繪圖，角度用度表示ss3(i)=y(1);th1(i)=x(10)/dr;th3(i)=y(2)/dr;th4(i)=y(3)/dr;sse(i)=y(4);%進(jìn)行速度分析 A=cos(theta3) -s3*sin(theta3) 0 0; sin(theta3) s3*cos(theta3) 0 0;

18、0 -x(6)*sin(theta3) -x(7)*sin(theta4) -1; 0 x(6)*cos(theta3) x(7)*cos(theta4) 0;%A機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的位置參數(shù)矩陣 B=-x(5)*sin(x(10);x(5)*cos(x(10);0;0;%B機(jī)構(gòu)原動(dòng)件的位置參數(shù)列陣 yy=w1*inv(A)*B;%公式1-3求解，yy表示機(jī)構(gòu)從動(dòng)件速度列陣，inv(A)是A的逆陣 vs3=yy(1);w3=yy(2);w4=yy(3);vse=yy(4); %將各速度參數(shù)以向量的方式表示，以便后面繪圖 dvs3(i)=yy(1);dw3(i)=yy(2);dw4(i)=yy(3);d

19、vse(i)=yy(4);%dA為從動(dòng)件位置參數(shù)矩陣對(duì)時(shí)間一次求導(dǎo)%進(jìn)行角速度分析 dA=-w3*sin(theta3) -vs3*sin(theta3)-s3*w3*cos(theta3) 0 0; w3*cos(theta3) vs3*cos(theta3)-s3*w3*sin(theta3) 0 0; 0 -x(6)*w3*cos(theta3) -x(7)*w4*cos(theta4) 0; 0 -x(6)*w3*sin(theta3) -x(7)*w4*sin(theta4) 0; %dB就是原動(dòng)件位置參數(shù)列陣對(duì)時(shí)間一次求導(dǎo) dB=-x(5)*w1*cos(x(10);-x(5)*w

20、1*sin(x(10);0;0; KK=-dA*yy+w1*dB; %KK為公式1-4右端 ya=inv(A)*KK;%公式1-4求解，ya為從動(dòng)件加速度列陣 %將各加速度以向量表示as3(i)=ya(1);atheta3(i)=ya(2);atheta4(i)=ya(3);ase(i)=ya(4); x(10)=x(10)+dth; %計(jì)算下一個(gè)點(diǎn) x(1)=s3; x(2)=theta3; x(3)=theta4; x(4)=se;end%繪制運(yùn)動(dòng)參數(shù)曲線(xiàn)subplot(2,2,1); % 選擇第1個(gè)子窗口plot(th1,th3,th1,th4,th1,sse*1e3);%繪制位置線(xiàn)圖s

21、ubplot(2,2,2); plot(th1,dw3,th1,dw4,th1,dvse);%繪制速度線(xiàn)圖subplot(2,2,3); plot(th1,atheta3,th1,atheta4,th1,ase); %繪制加速度線(xiàn)圖%這個(gè)函數(shù)是關(guān)于牛頭刨床位置方程求解，可得：s3,theta3,theta4,sE四個(gè)運(yùn)動(dòng)變量。子程序：function y=ntpc(x)%x(1)代表;%x(2) 代表構(gòu)件3的轉(zhuǎn)角；%x(3）代表構(gòu)件4的轉(zhuǎn)角；%x(4)代表E點(diǎn)的線(xiàn)位移;%x(5)代表；%x(6)代表;%x(7)代表;%x(8)代表;%x(9）代表;%x(10)代表構(gòu)件1的轉(zhuǎn)角。%先賦初值；這些

22、初值來(lái)自于主程序。s3=x(1);theta3=x(2);theta4=x(3);se=x(4);epsilon=1e-6;%設(shè)置求解精度為10-6%用矩陣的形式表示位置方程組（4x1的矩陣）f=s3*cos(theta3)-x(5)*cos(x(10);s3*sin(theta3)-x(5)*sin(x(10)-x(8); x(6)*cos(theta3)+x(7)*cos(theta4)-se; x(6)*sin(theta3)+x(7)*sin(theta4)-x(9);%用牛頓-辛普森法求解while norm(f)>epsilon %J位置方程組的雅可比矩陣，即從動(dòng)件位置參數(shù)矩

23、陣 J=cos(theta3) -s3*sin(theta3) 0 0; sin(theta3) s3*cos(theta3) 0 0; 0 -x(6)*sin(theta3) -x(7)*sin(theta4) -1; 0 x(6)*cos(theta3) x(7)*cos(theta4) 0; dth=inv(J)*(-1.0*f); %計(jì)算增量，進(jìn)行迭代，inv(J) 為J的逆陣 s3=s3+dth(1); theta3=theta3+dth(2); theta4=theta4+dth(3); se=se+dth(4);f=s3*cos(theta3)-x(5)*cos(x(10);s3

24、*sin(theta3)-x(5)*sin(x(10)-x(8); x(6)*cos(theta3)+x(7)*cos(theta4)-se; x(6)*sin(theta3)+x(7)*sin(theta4)-x(9);norm(f);%若未達(dá)精度，會(huì)繼續(xù)迭代。end%輸出4個(gè)參數(shù)y(1)=s3;y(2)=theta3;y(3)=theta4;y(4)=se;將程序輸入matlab中就可得到E點(diǎn)的位移、速度和加速度的運(yùn)動(dòng)線(xiàn)圖（圖3、圖4、圖5）。圖3 位置線(xiàn)圖圖4 速度線(xiàn)圖圖5 加速度線(xiàn)圖7. 主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析及動(dòng)態(tài)靜力分析（作圖法）建立直角坐標(biāo)系，并標(biāo)出各桿矢量及方位角。利用兩個(gè)封閉圖

25、形ABCA及CDEGC。（令S3= = = = = = ）投影方程式為 （1） （2） （3） （4）解上面方程組，即可求得、及四個(gè)位置參數(shù)，其中。7.1 主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的速運(yùn)動(dòng)分析 1.速度分析： 因構(gòu)件1和2在B處的轉(zhuǎn)動(dòng)副相連，故，其大小等于，方向垂直于AB線(xiàn)。 取構(gòu)件2和3的重合點(diǎn)B進(jìn)行速度分析。列速度矢量方程，得 大小 ? ?方向 通過(guò)圖解法可求得，B3點(diǎn)與D點(diǎn)同在構(gòu)件3上，故 則可求的D點(diǎn)速度。 取4構(gòu)件作為研究對(duì)象，列速度矢量方程，得 大小 ? ?方向 再通過(guò)圖解法，得到E點(diǎn)的速度。 2.加速度分析：因構(gòu)件1和2在B點(diǎn)處的轉(zhuǎn)動(dòng)副相連，故,方向垂直與AB。 取2、3構(gòu)件重合點(diǎn)B為研究對(duì)象，列加速度矢量方程得： 大小: ？ ？ ？ 方向： ？ 作加速度矢量圖，可求得。又，則可得。 取4構(gòu)件為研究對(duì)象,列加速度矢量方程,得 大小 ？ ？方向 由加速度矢量圖可求得E點(diǎn)加速度。7.2 主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析取4為研究對(duì)象，分離4、5構(gòu)件進(jìn)行動(dòng)態(tài)靜力分析，已知，。設(shè)與水平導(dǎo)軌的夾角為，可測(cè)得的大小。由 可得和.分離2、3構(gòu)件進(jìn)行動(dòng)態(tài)靜力分析，已知，。由此可得：，根據(jù)、分別為、作用與C的距離（其大小可測(cè)得），可以求得。由力矢量圖可得和。對(duì)曲柄1進(jìn)行動(dòng)態(tài)靜力分析，,作用與A的距離為h,其大小可測(cè)得，所以曲柄上的平