第一篇：牛頭刨床matlab程序 機械原理課程設計

clear all;clc;%初始條件

theta1=linspace(-18,342,100);%單位度 theta1=theta1*pi/180;%轉換為弧度制 W1=80*pi/30;%角速度 單位rad/s H=0.5;%行程 單位m L1=0.1329;%O2A的長度 單位m L3=0.8091;%O3B的長度 單位m L4=0.2589;%BF的長度 單位m L6=0.430;%O2O3的長度 單位m L6u=0.7893;%O3D的長度 單位m Z=pi/180;%角度與弧度之間的轉換

dT=(theta1(3)-theta1(2))/W1;%時間間隔 for j=1:100 t(j)=dT*(j-1);%時間因素 end %求解S3、Theta3、Theta4和SE四個變量

theta3(i)=atan((L6+L1*sin(theta1(i)))/L1/cos(theta(i)));for i=1:100 S3=L1*cos(theta1(i))/cos(theta3(i));theta4(i)=asin((L6u-L3*sin(theta3(i)))/L4);SE(i)=L3*cos(theta3(i))+L4*cos(theta4(i));end

%求解完成 %求解完成

%求解VS3、W3、W4和VE四個變量 for i=1:100 J= inv([cos(theta3(i)),-S3(i)*sin(theta3(i)),0,0;sin(theta3(i)),S3(i)*cos(theta3(i)),0,0;0,-L3*sin(theta3(i)),-L4*sin(theta4(i)),-1;0,L3*cos(theta3(i)),L4*cos(theta4(i)),0]);K=J*W1*[-L1*sin(theta1(i));L1*cos(theta1(i));0;0];VS3(i)=K(1);W3(i)=K(2);W4(i)=K(3);VE(i)=K(4);end%求解完成

%求解aS3、a3、a4、aE四個變量 for i=1:100 J= inv([cos(theta3(i)),-S3(i)*sin(theta3(i)),0,0;sin(theta3(i)),S3(i)*cos(theta3(i)),0,0;0,-L3*sin(theta3(i)),-L4*sin(theta4(i)),-1;0,L3*cos(theta3(i)),L4*cos(theta4(i)),0]);P=W1*[-L1*cos(theta1(i));L1*sin(theta1(i));0;0];

M=[-W3(i)*sin(theta3(i)),-VS3(i)*sin(theta3(i))-S3(i)*W3(i)*cos(theta3(i)),0,0;

W3(i)*cos(theta3(i)),VS3(i)*cos(theta3(i))-S3(i)*W3(i)*sin(theta3(i)),0,0;0,-L3*W3(i)*cos(theta3(i)),-L4*W4(i)*cos(theta4(i)),0;0,-L3*W3(i)*sin(theta3(i)),-L4*W4(i)*sin(theta4(i)),0];N=[VS3(i);W3(i);W4(i);VE(i)];K=J*(-M*N+P);aS3(i)=K(1);a3(i)=K(2);a4(i)=K(3);aE(i)=K(4);end%求解完成 %動態(tài)靜力分析 %初始條件 M4=20;M5=3;M6=62;Js4=1.2;Js5=0.025;Fc=1500;Ls4=0.5*L3;Ls5=0.5*L4;%給切削阻力賦值 for i=1:100

if((abs(SE(1)-SE(i))>0.05*H&&abs(SE(1)-SE(i))<0.95*H)&&(theta1(i)

J4=Js4+M4*(0.5*L3)*(0.5*L3);%導桿對點O3的轉動慣量 for i=1:100

Ekk(i)=(M6*VE(i)*VE(i)+Js5*W4(i)*W4(i)+M5*VE(i)*VE(i)+J4*W3(i)*W3(i))/2;%計算總動能 end dEkk(1)=Ekk(1)-Ekk(100);%動能的改變量 for i=2:100 dEkk(i)=Ekk(i)-Ekk(i-1);%動能的改變量 end for i=1:100 MM(i)=(dEkk(i)+Fc(i)*abs(VE(i)))/W1;%求平衡力矩 end %畫圖 %畫運動圖 figure(1);plot(t,theta3,'r');hold on;plotyy(t,theta4,t,SE);grid on;xlabel('時間t/s');ylabel('theta3、theta4(rad)');title('角度Theta3、theta4和位移SE');axis([ 0 , 0.75,-0.2,2]);figure(2);plot(t,W3,'r');hold on;grid on;plotyy(t,W4,t,VE);xlabel('時間t/s');ylabel('W3、W4(rad/s)');title('角度速度W3、W4和速度VE');axis([0 , 0.75,-5,3]);figure(3);plot(t,a3,'r');hold on;plotyy(t,a4,t,aE);grid on;xlabel('時間t/s');ylabel('a3、a4(rad/s/s)');title('角度加速度a3、a4和加速度aE');axis([0 , 0.75,-80,80]);%運動圖畫完 %畫反力圖 figure(4);plotyy(theta1,Fc,theta1,SE);xlabel('Theta1（時間t）');ylabel('Fc');axis([theta1(1),theta1(100),-50,1500]);title('切削阻力Fc與位移SE');grid on;figure(5);plotyy(theta1,MM,theta1,Fc);xlabel('Theta1（時間t）');ylabel('力矩');axis([theta1(1),theta1(100),-50,300]);title('平衡力矩');grid on;figure(6);plotyy(theta1,Ekk,theta1,SE);xlabel('Theta1（時間t）');ylabel('Fc');title('導桿、連桿和刨頭的總動能');grid on;theta1(1)theta1(100)

第二篇：牛頭刨床課程設計matlab程序

lo2o3=0.65;l2=0.09250;l4=1.1245;l5=0.281125;lo3d=1.11878;w2=8*pi/3;m4=16;m5=4;m6=68;g=9.8;j4=1.6;j5=0.03;k2=-38.18;

for i=1:13;k2=k2+30;if k2>90&k2<270 k4=pi+atan((lo2o3+l2*sin(k2*pi/180))/(l2*cos(k2*pi/180)));else k4=atan((lo2o3+l2*sin(k2*pi/180))/(l2*cos(k2*pi/180)));end

k5=asin((lo3d-l4*sin(k4))/l5);sf= l4*cos(k4)+l5*cos(k5);%得到牛頭刨頭的位移

l3=l2*cos(k2*pi/180)/cos(k4);B1=[cos(k4),-l3*sin(k4),0,0;sin(k4),l3*cos(k4),0,0;0,-l4*sin(k4),-l5*sin(k5),-1;0,l4*cos(k4),l5*cos(k5),0;];M=inv(B1)*(w2*[-l2*sin(k2*pi/180);l2*cos(k2*pi/180);0;0;]);%求得矩陣，其中M=[v3;w4;w5;vf]

B2=[-M(2)*sin(k4),-M(1)*sin(k4)-M(2)*l3*cos(k4),0,0;M(2)*cos(k4),M(1)*cos(k4)-M(2)*l3*cos(k4),0,0;0,-M(2)*l4*cos(k4),-l5*M(3)*cos(k5),0;0,-M(2)*l4*sin(k4),-l5*M(3)*sin(k5),0;];N=inv(B1)*(-B2*M+w2*[-l2*w2*cos(k2*pi/180);-l2*w2*sin(k2*pi/180);0;0;]);%求得加速度矩陣，其中N=[a3;a4;a5;af]

vf=M(4);af=N(4);X(i,:)=[k2,sf,vf,af];%收集Φ2與牛頭刨頭位移，速度，加速度與Φ2的數(shù)據(jù) a4x=-N(2)*l4*sin(k4)/2-M(2)*M(2)*l4*cos(k4)/2;a4y=N(2)*l4*cos(k4)/2-M(2)*M(2)*l4*sin(k4)/2;a5x=2*a4x-N(3)*l5*sin(k5)/2-M(3)*M(3)*l5*cos(k5)/2;a5y=2*a4y+N(3)*l5*cos(k5)/2-M(3)*M(3)*l5*sin(k5)/2;%求出構件4，5質心的加速度，以便慣性力的計算

p4x=-m4*a4x;p4y=-m4*a4y;M4=-j4*N(2);p5x=-m5*a5x;p5y=-m5*a5y;M5=-j5*N(3);p6=-m6*af;%構件4，5，6的慣性力及慣性力矩

if sf>(0.03+0.50237-0.6)&sf<(0.50237-0.03)fc=14000;

else fc=0;end %判斷fc的取值

M1=[1,0,1,0,0;0,1,0,0,0;0,0,-1,0,1;0,-1,0,1,0;0,l5*sin(k5)/2,-l5*cos(k5)/2,l5*sin(k5)/2,-l5*cos(k5)/2;];N1=[m6*g;-fc-p6;m5*g-p5y;-p5x;-M5;];

F1=inv(M1)*N1;%其中F1對應的量為：F1=[fn;r56x;r56y;r45x;r45y;]

M2=[1,0,1,0,0;0,1,0,1,0;cos(k4),sin(k4),0,0,0;(l4/2-l3)*sin(k4),-(l4/2-l3)*cos(k4),l4*sin(k4)/2,-l4*cos(k4)/2,0;l2*sin(k2*pi/180),-l2*cos(k2*pi/180),0,0,1;];N2=[F1(4)-p4x;F1(5)-p4y+m4*g;0;F1(5)*l4*cos(k4)/2-F1(4)*l4*sin(k4)/2-M4;0;];

F2=inv(M2)*N2;%其中F2對應的量為：F2=[r34x;r34y;r14x;r14y;Mb;]

Y(i,:)=[k2,F2(1), F2(2), F2(3), F2(4), F1(4), F1(5), F1(2), F1(3)];%記錄不同角度時反力r34x,r34y,r14x,r14y,r45x,r45y,r56x,r56y的數(shù)據(jù)

Z(i,:)=[k2,F2(5),p4x,p4y,M4,p5x,p5y,M5,p6];%記錄Φ2與平衡力矩的關系 end

disp(X);disp(Y);disp(Z);

plot(X(:,1),X(:,2),'-')grid on title('s6--Φ2函數(shù)')xlabel('變量Φ2（°）')ylabel('變量s6（m）')

figure plot(X(:,1),X(:,3),'-')grid on title('v6--Φ2函數(shù)')xlabel('變量Φ2（°）')ylabel('變量v6（m/s）')

figure plot(X(:,1),X(:,4),'-')grid on title('a6--Φ2函數(shù)')xlabel('變量Φ2（°）')ylabel('變量a6（m*m/s）')

figure plot(Z(:,1),Z(:,2),'-')grid on title('Mb--Φ2函數(shù)')xlabel('變量Φ（2°）')ylabel('變量Mp（N*m）')

21.8200

0.4211

-0.6064

-8.0130

51.8200

0.3698

-0.9980

-4.4055

81.8200

0.3010

-1.1660

-0.9019

111.8200

0.2286

-1.1154

2.4802

141.8200

0.1661

-0.8479

5.9804

171.8200

0.1273

-0.3571

9.5994

201.8200

0.1257

0.3339

12.1179

231.8200

0.1703

1.0781

10.6189

261.8200

0.2546

1.5373

2.9031

291.8200

0.3495

1.3924

-7.1580

321.8200

0.4180

0.7490-12.0727

351.8200

0.4411

-0.0000-11.1982

381.8200

0.4211

-0.6064

-8.0130

1.0e+004 *

0.0022

-2.3453

0.2943

0.8812-0.0177

-0.2917

-1.4577-0.0136

-1.4545

0.0052

-2.2130

0.1751

0.7778

-0.1467

-1.4317

0.0132

-1.4300

0.0094

0.0082

-2.1335

0.0379

0.7263

0.0064

-1.4065

0.0295

-1.4061

0.0258

0.0112

-2.1010

-0.0982

0.7208

0.1370

-1.3821

0.0239

-1.3831

0.0202

0.0142

-2.1175

-0.2177

0.7654

0.2345

-1.3569

0.0011

-1.3593

-0.0028

0.0172

-2.1882

-0.3021

0.8650

0.2979

-1.3309

-0.0209

-1.3347

-0.0250

0.0202-0.0257

0.0232-0.0008

0.0262 0.0247

0.0292 0.0169

0.0322-0.0160

0.0352-0.0322

0.0382-0.0177

1.0e+003 *

0.0218 0.5449

0.0518 0.2996

0.0818 0.0613

0.1118-0.1687

0.1418-0.4067

0.1718-0.6528

0.2018-0.8240

0.2318-0.7221

0.2618-2.3215-2.5278-2.7700-2.8882-2.7690-2.5408-2.3453

1.0591 1.7092

1.9584 1.8379

1.3691 0.5646-0.5201-1.6948-2.5276-0.3238-0.2504-0.0653

0.1760

0.3396 0.3653 0.2943 0.0640 0.0351 0.0074-0.0198-0.0481-0.0767-0.0968-0.0853-0.0229

1.0184

1.2128

1.3932

1.4309

1.2724 1.0512 0.8812-0.0053

0.0044

0.0095

0.0080

0.0003-0.0097-0.0127-0.0001

0.0163

0.3193 0.2692 0.1076-0.1408-0.3350-0.3763-0.2917-0.0114-0.0062-0.0013 0.0035 0.0085 0.0137 0.0174 0.0151 0.0040-1.3128-1.3235-1.3791-1.4515-1.4869-1.4806-1.4577 0.0320 0.0176 0.0037-0.0099-0.0240-0.0384-0.0484-0.0426-0.0115-0.0215

0.0031

0.0282

0.0205

-0.0119

-0.0279

-0.0136-0.0013

0.0011

0.0024

0.0020

0.0001-0.0024-0.0032-0.0000

0.0041-1.3176

-1.3278

-1.3803

-1.4487

-1.4821

-1.4761

-1.4545

0.0001

-0.0001

-0.0001

-0.0001

-0.0000

0.0001

0.0002

0.0000

-0.0002

-0.1974

0.2918

-2.4196

0.0572

0.0104

-0.0100

0.0286

0.4867

0.3218

-1.3363

0.0964

-0.0077

-0.0172

0.0482

0.8209

0.3518

0.0001

0.0898

-0.0129

-0.0161

0.0449

0.7615 0.3818

1.0591

0.0640

-0.0053

-0.0114

0.0320

0.5449

0.0026

-0.0001

-0.0019

0.0001

-0.0032

0.0002

-0.0013

0.0001

第三篇：機械原理課程設計牛頭刨床

機械原理課程設計——牛頭刨床設計說明書（3）待續(xù)

2.6．滑塊6的位移，速度，加速度隨轉角變化曲線

§

其位移，速度，加速度隨轉角變化曲線如圖所示：

三．設計方案和分析 §3.1方案一

3.1.1方案一的設計圖

3.1.2方案一的運動分析及評價（1）運動是否具有確定的運動

該機構中構件n=5。在各個構件構成的的運動副中Pl=6,Ph=1.凸輪和轉子、2桿組成運動副中有一個局部自由度，即F'=1。機構中不存在虛約束。.由以上條件可知：機構的自由度

F=3n-(2Pl+Ph-p')-F'=1 機構的原動件是凸輪機構，原動件的個數(shù)等于機構的自由度，所以機構具有確定的運動。

（2）機構傳動功能的實現(xiàn)

在原動件凸輪1帶動桿2會在一定的角度范圍內搖動。通過連桿3推動滑塊4運動，從而實現(xiàn)滑塊(刨刀)的往復運動。（3）主傳動機構的工作性能

凸輪1 的角速度恒定，推動2桿搖擺，在凸輪1 隨著角速度轉動時，連桿3也隨著桿2 的搖動不斷的改變角度，使滑塊4的速度變化減緩，即滑塊4的速度變化在切削時不是很快，速度趨于勻速；在凸輪的回程時，只有慣性力和摩擦力，兩者的作用都比較小，因此，機構在傳動時可以實現(xiàn)刨頭的工作行程速度較低，而返程的速度較高的急回運動。傳動過程中會出現(xiàn)最小傳動角的位置，設計過程中應注意增大基圓半徑，以增大最小傳動角。機構中存在高副的傳動，降低了傳動的穩(wěn)定性。

（4）機構的傳力性能

要實現(xiàn)機構的往返運動，必須在凸輪1 和轉子間增加一個力，使其在回轉時能夠順利的返回，方法可以是幾何封閉或者是力封閉。幾何封閉為在凸輪和轉子設計成齒輪形狀，如共扼齒輪，這樣就可以實現(xiàn)其自由的返回。

機構在連桿的作用下可以有效的將凸輪1的作用力作用于滑塊4。但是在切削過程中連桿3和桿2也受到滑塊4的作用反力。桿2回受到彎力，因此對于桿2 的彎曲強度有較高的要求。同時，轉子與凸輪1 的運動副為高副，受到的壓強較大。所以該機構不適于承受較大的載荷，只使用于切削一些硬度不高的高的小型工件。

該機構在設計上不存在影響機構運轉的死角，機構在運轉過程中不會因為機構本身的問題而突然停下。

（5）機構的動力性能分析。

由于凸輪的不平衡，在運轉過程中，會引起整個機構的震動，會影響整個機構的壽命。所以在設計使用的過程中應處理好機械的震動問題，可以增加飛輪減少機械的震動，以免造成不必要的損失和危險。（6）

機構的合理性

此機構使用凸輪和四連桿機構，設計簡單，維修，檢測都很方便。同時，機構的尺寸要把握好，如桿2太長的話，彎曲變形就會很大，使桿2承受不了載荷而壓斷，如果太短的話，就不能有效的傳遞凸輪1 的作用力和速度。同時。凸輪具有不平衡性，在設計中盡量使凸輪的重量小一些，減小因為凸輪引起的整個機構的不平衡和機器的震動。（7）機構的經濟性

該機構使用的連桿和凸輪都不是精密的結構，不需要特別的加工工藝，也不需要特別的材料來制作，也不需要滿足特別的工作環(huán)境，所以該機構具有好的經濟效益，制作方便，實用。不過機器的運轉可能會造成一定的噪音污染；凸輪機構為高副機構，不宜承受較大的載荷。

§3.2方案二

3.2.1方案二的設計圖

3.2.2方案二的運動分析和評價

（1）運動是否具有確定的運動

該機構由齒條、扇形齒輪

3、滑塊2和桿1組成，其中桿1為主動件。滑塊2以移動副的方式和扇形齒輪3連在一起。機構具有3個活動構件。機構中的運動副有原動件1的鉸接，1和2的轉動副以及2和3的移動副。機構中的運動副全都是低副，且Pl=4.在該機構中沒有高副，也不存在局部自由度和虛約束。由此可知：

F=3n-(2Pl+Ph-p')-F'=1

機構中有一個原動件，原動件的個數(shù)等于該機構的自由度。所以，該機構具有確定的運動。（2）機構功能的實現(xiàn)

根據(jù)機構圖可知，整個機構的運轉是由原動件1帶動的。桿1通過滑塊2帶動扇形齒輪3的運動。扇形齒輪3和與刨頭連接的齒條嚙合。從而實現(xiàn)刨刀的往復運動。

（3）機構的工作性能

該機構中原動件1對滑塊2的壓力角一直在改變。但是原動件1的長度較小，扇形齒輪的半徑較大，即原動件1的變化速度對于扇形齒輪3的影響不是很大，同時機構是在轉速不大的情況下運轉的，也就是說，在扇形齒輪作用下的齒條的速度在切削過程中變化不大。趨于勻速運行。

原動件1在滑塊2上的速度始終不變，但是隨著原動件1的運轉，在一個周期里，BC的長度由小到大，再變小。而BC的長度是扇形齒輪3的回轉半徑，也就是說，在機構的運行過程中，推程的速度趨于穩(wěn)定，在刨頭回程時，由于扇形齒輪受到齒條的反作用力減小。`還有扇形齒輪3的回轉半徑減小，使扇形齒輪的回程速度遠大于推程時的速度。即可以達到刨床在切削時速度較低，但是在回程時有速度較高的急回運動的要求。在刨頭往返運動的過程中，避免加減速度的突變的產生。

（4）機構的傳遞性能

該機構中除了有扇形齒輪和齒條接觸的兩個高副外，所有的運動副都是低副，齒輪接觸的運動副對于載荷的承受能力較強，所以，該機構對于載荷的承受能力較強，適于加工一定硬度的工件。同時。扇形齒輪是比較大的工件，強度比較高，不需要擔心因為載荷的過大而出現(xiàn)機構的斷裂。

在整個機構的運轉過程中，原動件1是一個曲柄，扇形齒輪3只是在一定的范圍內活動，對于桿的活動影響不大，機構的是設計上不存在運轉的死角，機構可以正常的往復運行。（5）機構的動力性能分析

該機構的主傳動機構采用導桿機構和扇形齒輪，齒條機構。齒條固結于刨頭的下方。扇形齒輪的重量較大，運轉時產生的慣量也比較大，會對機構產生一定的沖擊，使機構震動，不過在低速運轉情況下，影響不會很大。（6）機構的合理性

該機構的設計簡單，尺寸可以根據(jù)機器的需要而進行選擇，不宜過高或過低。同時，扇形齒輪的重量有助于保持整個機構的平衡。使其重心穩(wěn)定。由于該機構的設計較為簡單。所以維修方便。，除了齒輪的嚙合需要很高的精確度外沒有什么需要特別設計的工件，具有較好的合理性。（7）機構的經濟性能

該機構中扇形齒輪與齒條的加工的精度要求很高，在工藝上需要比較麻煩的工藝過程，制作起來不是很容易。此方案經濟成本較高。

方案2如下圖

第四篇：牛頭刨床課程設計-機械原理

機械原理課程研究——牛頭刨床

授課老師：方躍法 學生：劉斌臣 班級：機電1013 學號：10223067

目錄

一、概述 §1.1、摘要,課程設計的題--------§1.2.、課程設計的任務和目的-----------------------------§1.3、課程設計的要求--------§1.4、課程設計的數(shù)據(jù)--------

二、運動分析及程序

§2.1、拆分桿組-----------------§2.2、方案分析-----------------§2.3、程序編寫過程-----------§2.4、程序說明-----------------§2.5、C語言編程及結果-----§2.6、位移，速度，加速度圖------------------------------§2.7、working model仿真截圖

四、小結--------

五、參考文獻--

一、概述

§1.1．摘要

中文摘要:牛頭刨床的主傳動的從動機構是刨頭，在設計主傳動機構時，要滿足所設計的機構要能使牛頭刨床正常的運轉，同時設計的主傳動機構的行程要有急回運動的特性，以及很好的動力特性。盡量使設計的結構簡單，實用，能很好的 實現(xiàn)傳動功能。

英文摘要:Shaper main drive the driven mechanism is the plough head, in the design of the main transmission

mechanism of stroke have Quick-Return Movement Characteristics, and good dynamic characteristics.Try to make the design of the structure is simple, practical, can achieve a very good transmission function.此次課程設計的題目是：研究牛頭刨床的運動特性 §1.2．課程設計的任務和目的1）任務： 導桿機構進行運動分析； 2導桿機構進行動態(tài)靜力分析； 通過對牛頭刨床的運動和特性分析，掌握基本研究機械的能力

2）目的：機械原理課程設計是培養(yǎng)學生掌握機械系統(tǒng)運動方案設計能力的技術基礎課程，它是機械原理課程學習過程中的一個重要實踐環(huán)節(jié)。其目的是以機械原理課程的學習為基礎，進一步鞏固和加深所學的基本理論、基本概念和基本知識，培養(yǎng)學生分析和解決與本課程有關的具體機械所涉及的實際問題的能力，使學生熟悉機械系統(tǒng)設計的步驟及方法，其中包括選型、運動方案的確定、運動學和動力學的分析和整體設計等，并進一步提高計算、分析，計算機輔助設計、繪圖以及查閱和使用文獻的綜合能力?！?.3．課程要求

牛頭刨床的主傳動的從動機構是刨頭，在設計主傳動機構時，要滿足所設計的機構要能使牛頭刨床正常的運轉，同時設計的主傳動機構的行程要有急回運動的特性，以及很好的動力特性。盡量是設計的結構簡單，實用，能很好的 實現(xiàn)傳動功能。二．運動分析及程序（機械簡圖如下）

§2.1拆分桿組

該六桿機構可看成由Ⅰ級機構、一個RPRⅡ級基本組和一個 RRPⅡ級基本組組成的，即可將機構分解成圖示三部分。

§2.2這種機械形式的分析及其評價：

1、機構具有確定運動，分析可知N=5，Pl=7,Ph=0,所以自由度

F=3*5-(2*7+0)=1,曲柄為機構原動件。

2,通過曲柄帶動擺動導桿機構和滑塊機構使刨刀往復移動,實現(xiàn)切削功能，能滿足功能要求.且滑塊行程可以根據(jù)桿長任意調整；

3,工作性能, 工作行程中，刨刀速度較慢，變化平緩符合切削要求, 擺動導桿機構使其具有急回作用，可滿足任意行程速比系數(shù)K的要求；

4,傳遞性能, 機構傳動角恒為90度，傳動性能好，能承受較大的載荷，機構運動鏈較長，傳動間隙較大； 5,動力性能 ,傳動平穩(wěn)，沖擊震動較小.6,結構合理性,結構簡單合理,尺寸和重量也較小,制造和維修也較易.7,經濟性，無特殊工藝和設備要求,成本較低.§2.3程序編寫過程

如圖所示，建立O4-xy坐標系，并確定O2、A、O4、B、C編號分別為1，2（3），4，5，6，選定參考點7。根據(jù)已知條件（本課題選定數(shù)據(jù)），令：X(O2)=X(1)=0,Y(O2)=Y(1)=430,X(O4)=X(4)=0,Y(O4)=Y(4)=0, X(7)=0,Y(7)=810，編寫主程序。

1）為計算出Ⅰ級機構上A點的位置及運動參數(shù)，應調用Mcrank子程序，在此之前應確定子程序的形參i,j,a,b,此機構中,i=1,j=1,a=1,b=1；

2）為求出構件3上B點的位置及運動參數(shù)，應調用Mrpr子程序，在此之前應確定子程序的各形參賦值,此機構中,i=2,j=3,k=4,此時，又已知數(shù)據(jù)有，L(2)=L(4)=0,L(3)=810.其他參數(shù)b,c,d,e分別是2，3，4，5； 3）為求出滑塊上C點的位置及運動參數(shù)，應調用Mrrp子程序，在此之前應確定子程序的各形參賦值,此機構中,i=5,j=6,b=5,c=6,r=a=7,m=1； §2.4程序說明

1）對程序中不賦值的變量，計算機自動取0值，如滑塊6與x軸的夾角在調用Mrrp之前不賦值，按0計算；

2）用曲柄得角位置φ1作循環(huán)變量，計算出它在360°之內的變化情況，循環(huán)步長取30°，只取小數(shù)點后兩位。

3)程序依托公式：由該機構的兩個矢量封閉形

s3cos?3?l1cos?1s3sin?3?l6?l1sin?1l3cos?3?l4cos?4?sE?0?l3sin?3?l4sin?4?l6

將位移方程對時間取一次導數(shù) 得速度矩陣

未知量可求 ?cos?3?sin?3??0??0?s3sin?3s3cos?3?l3sin?3l3cos?300?l4sin?4l4cos?40??s3???l1sin?1??????0?3l1cos?1???????1???1???4?0?????0??vE?0???cos?3?sin?3??0??0?s3sin?3s3cos?3?l3sin?3l3cos?300?l4sin?4l4cos?40??s3????0?3????1???4????0???E?????s??3sin?33sin?3?s3?3cos?3???s?

3cos?33cos?3?s3?3sin?3將位移方程對時間取二次導數(shù)，?0?l?3?3cos?3得加速度矩陣 ?0?l3?3sin?3 ??l1?1cos?1?

? ??l?1?1sin?11???0? ? ?0??

§2.5源程序及計算結果 1）程序

#include“stdio.h” #include“stdlib.h” #include“math.h”

const double PI=3.14159;double L[10];

double X[10],Y[10];double V[10],U[10];double A[10],B[10];

double F[10],W[10],E[10];double S[10],C[10];double Sgn(double Xin){double Resf;

if(Xin>=0)Resf=1.0;if(Xin<0)Resf=-1.0;return Resf;}

double Angle(double Xin,double Yin){double Resf;

if(fabs(Xin)>1e-10){Resf=atan(Yin/Xin);

Resf=Resf-(Sgn(Xin)-1)*PI/2;} else

{Resf=PI/2;

00?l4?4cos?4?l4?4sin?40??s3?0??????3?0????4?0????v?E?Resf=Resf-(Sgn(Yin)-1)*Resf;}

return(Resf);}

void mcrank(int i,int j,int a,int b,double F9){ F[j]= F[j]+F9;S[i]=L[i]*sin(F[j]);C[i]=L[i]*cos(F[j]);X[b]=X[a]+C[i];Y[b]=Y[a]+S[i];

V[b]=V[a]-W[j]*S[i];U[b]=U[a]+W[j]*C[i];

A[b]=A[a]-W[j]*W[j]*C[i]-E[j]*S[i];B[b]=B[a]-W[j]*W[j]*C[i]+E[j]*S[i];}

int mrpr(int i,int j,int k,int b,int c,int d,int e, int m,double Res[3]){ double A0,B0,C0,X1,Y1,F1,Ar,Ak;double G1,G4,G5,G6,s1,v1,a1;A0=X[b]-X[d];B0=Y[b]-Y[d];C0=L[i]+L[k];

G1=A0*A0+B0*B0-C0*C0;if(G1<0)return(0);s1=sqrt(G1);X1=C0-B0;Y1=A0+m*s1;F1=Angle(X1,Y1);

if(F1

PI||F1<0)F[j]=2*(F1+Sgn(X1)*PI);if(fabs(F1)<0.001)F[j]=2*PI;S[i]=L[i]*sin(F[j]);C[i]=L[i]*cos(F[j]);S[k]=L[k]*sin(F[j]);C[k]=L[k]*cos(F[j]);S[j]=L[j]*sin(F[j]);C[j]=L[j]*cos(F[j]);X[c]=X[b]-S[i];Y[c]=Y[b]+C[i];

X[e]=X[c]+C[j]-s1*cos(F[j]);Y[e]=Y[c]+S[j]-s1*sin(F[j]);

G6=(X[b]-X[d])*cos(F[j])+(Y[b]-Y[d])*sin(F[j]);

W[j]=((U[b]-U[d])*cos(F[j])-(V[b]-V[d])*sin(F[j]))/G6;

v1=((V[b]-V[d])*(X[b]-X[d])+(U[b]-U[d])*(Y[b]-Y[d]))/G6;V[c]=V[b]-W[j]*C[i];U[c]=U[b]-W[j]*S[i];

V[e]=V[d]-W[j]*(S[j]-C[k]);U[e]=U[d]+W[j]*(C[j]+S[k]);

G4=A[b]-A[d]+W[j]*W[j]*(X[b]-X[d])+2*W[j]*v1*sin(F[j]);G5=B[b]-B[d]+W[j]*W[j]*(X[b]-X[d])-2*W[j]*v1*cos(F[j]);E[j]=(G5*cos(F[j])-G4*sin(F[j]))/G6;a1=(G4*(X[b]-X[d])+G5*(Y[b]-Y[d]))/G6;Ar=a1;

Ak=2*W[j]*v1;

A[e]=A[d]-E[j]*(S[j]-C[k])-W[j]*W[j]*(C[j]+S[k]);B[e]=B[d]+E[j]*(C[j]+S[k])-W[j]*W[j]*(S[j]-C[k]);Res[0]=s1;Res[1]=v1;Res[2]=a1;return(1);}

int mrrp(int i,int j,int b,int c,int r,int m){ double B0,C0,Z1,S1,X1,Y1,F1;double Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,A1,V1;

B0=2*(X[r]-X[b])*cos(F[j])+2*(Y[r]-Y[b])*sin(F[j]);S[j]=L[j]*sin(F[j]);C[j]=L[j]*cos(F[j]);

C0=pow((X[r]-X[b]),2)+pow((Y[r]-Y[b]),2)+ pow(L[j],2)-pow(L[i],2)-2*(X[r]-X[b])*S[j]+2*(Y[r]-Y[b])*C[j];if(B0*B0-4*C0<0)return(0);Z1=sqrt(B0*B0-4*C0);S1=(-B0+m*Z1)/2;

X[c]=X[r]+S1*cos(F[j])-S[j];Y[c]=Y[r]+S1*sin(F[j])+C[j];X1=X[c]-X[b];Y1=Y[c]-Y[b];F1=Angle(X1,Y1);F[i]=F1;

S[i]=L[i]*sin(F[i]);C[i]=L[i]*cos(F[i]);

Q1=V[r]-V[b]-W[j]*(S1*sin(F[j])+C[j]);Q2=U[r]-U[b]+W[j]*(S1*cos(F[j])-S[j]);Q3=S[i]*sin(F[j])+C[i]*cos(F[j]);

W[i]=(-Q1*sin(F[j])+Q2*cos(F[j]))/Q3;V1=-(Q1*C[i]+Q2*S[i])/Q3;V[c]=V[b]-W[i]*S[i];U[c]=U[b]+W[i]*C[i];

Q4=A[r]-A[b]+C[i]*pow(W[i],2)-E[j]*(S1*sin(F[j])+C[j])-pow(W[j],2)*(S1*cos(F[j])-S[j])-2*W[j]*V1*sin(F[j]);

Q5=B[r]-B[b]+S[i]*pow(W[i],2)+E[j]*(S1*cos(F[j])-S[j])-pow(W[j],2)*(S1*sin(F[j])+C[j])+2*W[j]*V1*cos(F[j]);

A1=(-Q4*C[i]-Q5*S[i])/Q3;

E[i]=(-Q4*sin(F[j])+Q5*cos(F[j]))/Q3;A[c]=A[b]-E[i]*S[i]-C[i]*(W[i],2);B[c]=B[b]+E[i]*C[i]-S[i]*(W[i],2);return(1);}

void main()

{int ii,index,iFlagea,iFlageb;

double p1,F9,Res[3],N1,K,M,N,P,T,R;p1=PI/180;L[1]=90;L[2]=0;L[3]=580;L[4]=0;L[5]=174;L[6]=0;X[1]=0;Y[1]=350;N1=64;X[4]=0;Y[4]=0;X[7]=0;

printf(“L[1]=90;L[2]=0;L[3]=580;L[4]=0;L[5]=174;L[6]=0;n”);

printf(“F[1]DEG

X[6]mm

Y[6]mm

V[6]m/s

A[6]m/s^2n”);T=sqrt(Y[1]*Y[1]-L[1]*L[1]);P=T*L[3]/Y[1];R=(L[3]-P)/2;Y[7]=L[3]-R;W[1]=-N1*PI/30;M=L[1]/Y[1];K=asin(M);

F9=0;F[1]=-PI+K;mcrank(1,1,1,2,F9);

iFlagea=mrpr(2,3,4,2,3,4,5,1,Res);if(iFlagea==0)

printf(“Because of wrong data,the Caculation failedn”);F[6]=0;

iFlageb=mrrp(5,6,5,6,7,1);N=X[6];X[1]=-N;

Y[1]=-Y[7]+Y[1];X[4]=-N;Y[4]=-Y[7];X[7]=-N;Y[7]=0;

for(ii=0;ii<=12;ii++)

{F[1]=-PI+K+ii*(-30)*p1;F9=0;

mcrank(1,1,1,2,F9);

iFlagea=mrpr(2,3,4,2,3,4,5,1,Res);if(iFlagea==0)

printf(“Because of wrong data,the Caculation failedn”);F[6]=0;

iFlageb=mrrp(5,6,5,6,7,1);if(iFlageb==1)

printf(“%8.2f,%8.2f,%8.2f,%8.2f,%8.2fn”,-(F[1]-K+PI)/p1,X[6],Y[6],V[6]/1000,A[6]/1000);else printf(“Because of wrong data,the Caculation failed!n”);}

getch();}

2）計算結果

L[1]=90;L[2]=0;L[3]=580;L[4]=0;L[5]=174;L[6]=0;

F[1]DEG

X[6]mm

Y[6]mm

V[6]m/s

A[6]m/s^0.00，0.00，0.00，-0.00，7.69

30.00，17.89，0.00，0.42，5.4160.00，61.37，0.00，0.67，2.96

90.00，118.51，0.00，0.78，0.71

120.00，180.27，0.00，0.78，-1.17 150.00，237.76，0.00，0.67，-2.50 180.00，280.99，0.00，0.41，-3.50 2 10.00，298.28，0.00，-0.00，-4.88 240.00，275.04，0.00，-0.62，-6.73 270.00，200.09，0.00，-1.25，-4.27 300.00，97.78，0.00，-1.23，4.18 330.00，23.38，0.00，-0.63，8.41 360.00，0.00，0.00，-0.00，7.69

§2.6、滑塊6的位移，速度，加速度隨轉角變化曲線 其位移，速度，加速度隨轉角變化曲線如圖所示：

§2.7working model仿真 位移、速速、加速度截圖

位移：

速度：

加速度：

四、小結

通過這次課程研究，我有了很多收獲。首先，通過這一次的課程研究，我進一步鞏固和加深了所學的基本理論、基本概念和基本知識，培養(yǎng)了自己分析和解決與本課程有關的具體機械所涉及的實際問題的能力。對平面連桿機構和凸輪有了更加深刻的理解，為后續(xù)課程的學習奠定了堅實的基礎。而且，這次課程設計過程中，與同學們激烈討論，最終完美的實現(xiàn)了預期的目的，也對這次經歷難以忘懷。

其次通過這次課程研究，對牛頭刨床的工作原理及其內部個傳動機構以及機構選型、運動方案的確定以及對導桿機構進行運動分析有了初步詳細精確話的了解，這都將為我以后參加工作實踐有很大的幫助。非常有成就感，培養(yǎng)了很深的學習興趣。

五、參考文獻

[1] 孫恒，陳作模。機械原理（第六版）。北京：高等教育出版社，2001.5 [2] 李 笑 劉福利 陳 明。機械原理課程設計指導書（試用稿）。哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2004.7 [3] 牛鳴歧 王保民 王振甫。機械原理課程設計手冊.重慶：重慶大學出版社，2001 [4]王知行 李瑰賢.機械原理電算程序設計.哈爾濱，哈爾濱工業(yè)大學出版社.2003 [5] 孟憲源 姜琪.機構構型與應用.北京：機械工業(yè)出版社，2003 [6] 申永勝.機械原理教程.北京：清華大學出版社，1999 [7 ] 陳明等.機械系統(tǒng)方案設計參考圖冊

第五篇：機械原理牛頭刨床課程設計----運動分析

3的角位移 l1=120;l6=240;x=-pi/6:2*pi/36:11*pi/6;y=atan((l6+l1*sin(x))./(l1*cos(x)));for i=14:1:31 y(i)=pi+y(i);end >> plot(x*180/pi,y*180/pi)

E的位移 l1=120;l6=240;

x=-pi/6:2*pi/36:11*pi/6;y=atan((l6+l1*sin(x))./(l1*cos(x)));for i=14:1:31 y(i)=pi+y(i);end l=466.507;l3=500;l4=97.929;a=pi-asin((l-l3*sin(y))./l4);b=l3*cos(y)+l4*cos(a);plot(x*180/pi,b)

4的角位移

l1=120;l6=240;

x=-pi/6:2*pi/36:11*pi/6;y=atan((l6+l1*sin(x))./(l1*cos(x)));for i=14:1:31 y(i)=pi+y(i);end l=466.507;l3=500;l4=97.929;a=pi-asin((l-l3*sin(y))./l4);>> plot(x*180/pi,a*180/pi)

3的角速度 l1=120;l6=240;x1=-pi/6:2*pi/36:11/6*pi;y1=l1*2*pi*(l1+l6*sin(x1))./(l6*l6+l1*l1+2*l6*l1*sin(x1));plot(x1*180/pi,y)

4的角速度 l1=120;l6=240;>> x=-pi/6:2*pi/36:11*pi/6;>> y=atan((l6+l1*sin(x))./(l1*cos(x)));>> for i=14:1:31 y(i)=pi+y(i);end >> l=466.507;l3=500;l4=97.929;>> a=pi-asin((l-l3*sin(y))./l4);>> y1=l1*2*pi*(l1+l6*sin(x))./(l6*l6+l1*l1+2*l6*l1*sin(x));>> y4=(y1.*l3.*cos(y))./(l4.*cos(a));>> plot(x*180/pi,y4)

E的速度 l1=120;l6=240;x=-pi/6:2*pi/36:11*pi/6;y=atan((l6+l1*sin(x))./(l1*cos(x)));for i=14:1:31 y(i)=pi+y(i);end l=466.507;l3=500;l4=97.929;a=pi-asin((l-l3*sin(y))./l4);y1=l1*2*pi*(l1+l6*sin(x))./(l6*l6+l1*l1+2*l6*l1*sin(x));>> v=-(y1.*l3.*sin(y+a))./cos(a);>> plot(x*180/pi,v)

3的角加速度 l1=120;l6=240;x=-pi/6:2*pi/36:11*pi/6;y3=(l6.*l6-l1.*l1).*l6.*l1.*2.*2.*pi.*pi.*cos(x)./((l6.*l6+l1.*l1+2.*l6.*l1.*sin(x)).*(l6.*l6+l1.*l1+2.*l6.*l1.*sin(x)));>>plot(x*180/pi,y3)

4的角加速度

>> l1=120;l6=240;x=-pi/6:2*pi/36:11*pi/6;y=atan((l6+l1*sin(x))./(l1*cos(x)));for i=14:1:31 y(i)=pi+y(i);end l=466.507;l3=500;l4=97.929;a=pi-asin((l-l3*sin(y))./l4);y1=l1*2*pi*(l1+l6*sin(x))./(l6*l6+l1*l1+2*l6*l1*sin(x));y4=-(y1.*l3.*cos(y))./(l4.*cos(a));>> y3=(l6.*l6-l1.*l1).*l6.*l1.*2.*2.*pi.*pi.*cos(x)./((l6.*l6+l1.*l1+2.*l6.*l1.*sin(x)).*(l6.*l6+l1.*l1+2.*l6.*l1.*sin(x)));a4=((y3.*l3.*cos(y)-y1.*y1.*l3.*sin(y)).*l4.*cos(a)+y1.*l3.*l4.*cos(y).*sin(a).*y4)./((l4.*cos(a)).*(l4.*cos(a)));>> plot(x*180/pi,a4)

E的加速度 l1=120;l6=240;x=-pi/6:2*pi/36:11*pi/6;y=atan((l6+l1*sin(x))./(l1*cos(x)));for i=14:1:31 y(i)=pi+y(i);end l=466.507;l3=500;l4=97.929;a=asin((l-l3*sin(y))./l4);y1=l1*2*pi*(l1+l6*sin(x))./(l6*l6+l1*l1+2*l6*l1*sin(x));y4=-(y1.*l3.*cos(y))./(l4.*cos(a));y3=(l6.*l6-l1.*l1).*l6.*l1.*2.*2.*pi.*pi.*cos(x)./((l6.*l6+l1.*l1+2.*l6.*l1.*sin(x)).*(l6.*l6+l1.*l1+2.*l6.*l1.*sin(x)));>> e=-((y3.*l3.*sin(y-a)+y1.*l3.*cos(y+a).*(y1+y4)).*cos(a)+y1.*l3.*sin(y+a).*sin(a).*y4)./(cos(a).*cos(a));>> plot(x*180/pi,e)