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1、高等机构学题目:牛头刨床机构运动分析院系名称：机械与动力学院专业班级：机械工程学生姓名：学号：学生姓名：学号：学生姓名：学号：指导教师：2015年12月17日目录一问题描述-1-二运动分析-1-2.1矢量法构建机构独立位置方程-1-2.2机构速度分析-2-2.3机构加速度分析-2-2.4机构运动线图绘制-2-三总结-4-附录一：Matlab程序-4-牛头刨床机构运动分析一问题描述如图1-1所示的牛头刨床机构中，，，，，，。设曲柄以等角速度逆时针方向回转，试对其进行运动分析，求出该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
2、运动线图。图1-1牛头刨床机构二运动分析2.1矢量法构建机构独立位置方程如图2-1所示，以E为坐标原点建立直角坐标系，并标出各杆矢量及其方位角。其中共有四个未知量。图2-1坐标系建立-11-以两个封闭图形ABDEA和EDCFE为基准构建两个封闭矢量位置方程，即：将上述矢量方程分别沿X轴和Y轴进行投影，得牛头刨床机构的独立位置方程如下：利用Matlab进行编程求解，可求得各机构的位置，程序见附录一。2.2机构速度分析将机构的位置方程对时间求一次导数，并写成矩阵的形式，得机构的速度方程如下：利用Matlab进行编程求解，可求得各机构的
3、角速度或速度，程序见附录一。2.3机构加速度分析将机构的速度方程对时间求一次导数，并写成矩阵的形式，得机构的加速度方程如下：利用Matlab进行编程求解，可求得各机构的角加速度或加速度，程序见附录一。2.4机构运动线图绘制通过Matlab进行计算求解，得到各构件的位置、速度和加速度，如表2-1所示。根据所求得的各构件的位置、速度及加速度，进行机构运动线图的绘制，如图2-2所示。-11-程序见附录一。表2-1各构件的位置、速度和加速度/(°)/m/(rad/s)/(m/s)/(rad/s2)/(m/s2)065.51205332.5
4、9410.-0.109810.-0.118610.34853-28.965511.19241065.65572332.1920.0.-0.7080.8.-22.32418.2066.46514329.94020.0.-1.48240.590145.27322-14.04626.3067.72708326.47270.0.-1.942540.804263.31001-8.152624.4069.26803322.30340.0.-2.20130.951652.-4.545893.25092.111264.8277-0.04979-0
5、.827572.-1.11722-4.6977511.43938-6.4132226090.23848269.4158-0.00563-1.041272.-1.40769-4.1197210.07757-5.5821727087.96417274.98810.-1.227693.-1.65755-3.35038.37744-4.3721636065.53832332.52050.53947-0.155560.-0.1680910.5192-29.408411.39973图2-2机构的运动线图-11-三总结通过对牛头刨床机构的运动分
6、析，让我们学会了如何使用矩阵法建立平面机构的运动方程。对机构进行运动分析的关键是独立位置方程的建立和求解，由于独立位置方程是一个非线性方程组，计算难度较大。本文借用了Matlab软件进行编程求解独立位置方程，同时对牛头刨床机构进行了运动仿真，并绘制了牛头刨床机构的运动线图，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)子函数PosionFun.mfunctionf=Position_Fun(x,theta1,h,h1,h2,l1,l3,l4)f=[x(1)*cos(x(2))+l4*cos(x(3))-h
7、2-l1*cos(theta1);x(1)*sin(x(2))+l4*sin(x(3))-h1-l1*sin(theta1);l3*cos(x(2))+l4*cos(x(3))-x(4);l3*sin(x(2))+l4*sin(x(3))-h];end(2)子函数Six_Bar.mfunction[theta,omega,alpha]=Six_Bar(theta0,theta1,omega1,alpha1,h,h1,h2,l1,l3,l4)theta=fsolve(@(x)Position_Fun(x,theta1,h,h1,h2
8、,l1,l3,l4),theta0);S3=theta(1);theta3=theta(2);theta4=theta(3);Sc=theta(4);%计算连杆3、连杆4、滑块2和C点的速度A=[cos(theta3)-S3*sin(theta3)
