牛头刨床机构运动分析.docx

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：
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指导教师：

2015年12月17日

目 录TOC\o"1-3"\h\z\u
HYPERLINK\l"_Toc438144085"一问题描述 PAGEREF_Toc438144085\h-1-
HYPERLINK\l"_Toc438144086"二运动分析 PAGEREF_Toc438144086\h-1-
HYPERLINK\l"_Toc438144087"2.1矢量法构建机构独立位置方程 PAGEREF_Toc438144087\h-1-
HYPERLINK\l"_Toc438144088"2.2机构速度分析 PAGEREF_Toc438144088\h-2-
HYPERLINK\l"_Toc438144089"2.3机构加速度分析 PAGEREF_Toc438144089\h-2-
HYPERLINK\l"_Toc438144090"2.4机构运动线图绘制 PAGEREF_Toc438144090\h-2-
HYPERLINK\l"_Toc438144091"三总结 PAGEREF_Toc438144091\h-4-
HYPERLINK\l"_Toc438144092"附录一：Matlab程序 PAGEREF_Toc438144092\h-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
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。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)065.51205332.59410.539965-0.109810.307637-0.118610.34853-28.965511.19241065.65572332.1920.5372520.253198-0.7080.2743048.030792-22.32418.7866822066.46514329.94020.5218150.535518-1.48240.590145.27322-14.04626.1811633067.72708326.47270.4972380.712078-1.942540.804263.31001-8.152624.3487984069.26803322.30340.4664380.820063-2.20130.951652.075193-4.545893.14995625092.111264.8277-0.04979-0.827572.028851-1.11722-4.6977511.43938-6.4132226090.23848269.4158-0.00563-1.041272.550617-1.40769-4.1197210.07757-5.5821727087.96417274.98810.048015-1.227693.009584-1.65755-3.35038.37744-4.3721636065.53832332.52050.53947-0.155560.435637-0.1680910.5192-29.408411.39973

图2-2机构的运动线图

三总结
通过对牛头刨床机构的运动分析，让我们学会了如何