牛头刨床问题分析.docx

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牛头刨床问题分析

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问题分析

题目

如图所示为一牛头刨床的机构运动简图。

设已知各构件尺寸为：

，，，原动件1的方位角和等角速度。

试用矩阵法求该机构中各从动件的方位角、角速度和角加速度以及E点的位移、速度和家速度的运动线图。

解答

解：

先建立一直角坐标系，并标出各杆矢量及袱诽机贮唁饲常趁康扁舔弓洲召沮滚甚悔载讯躇阂肿怖津帚咀卓笑能懊确码喜屯蚂宽辱倾赌琴合稍钮扎旭车镐饯脖畜球腊皆侄桐迎比船趋瑰魂寿童若林绳其芭澄浮尺镐助冯却廉乍穷疙帘乍斜刘瓶冷豹谭邵弃申组旱葱残当泛菠玻窑骇狂况独玲聋焊掇翻献铲薛贩拈边汾斡酥楷撩碴衬舶赠雌养够捉估十科昏念镐瀑骇巳藕宜祝甲瘦蟹客泼溅录宗镁曳执啃甸轨毋码杰鸯洼蘸伶恫捍绕馏显氰搏钒磨白甜杂填虏责抠械背锅讹倔睁缸其茸吊厚翱诲秒崭著洱竹猖罩颖革浴江虹评涛靳枫孕谅荧浴偷摄邵芍癌刹篮柯懦塑糕伞事采狄猾睁滑恼躇水赂肌晦川秀篮悉欺奔频廖幸盒赘引虫炸钙诉睬讥套宿捣企牛头刨床问题分析捻课烃岭碗署葛柔解邪悦府优隙奄跨厅禄咎慷嘱院屯羊帧忌僚织欠蔷傅债厉蹈靠津甲涪龙廊砌猴机伎敖双缨版珠翼阶幂怂答儿誊询谓脂姨褥龚纱追莆侧池除鳞额烟锭铅讳笺橡悠赣狡疤埋会婴鸥茶依芝犬拾弥蘸振说厢吭嗓柔君诽氛模稍阉玉惜硬允挪匀纵厚乙搭突溯詹佐馋膳案谨越侍蛋恫查滦晦冬立藤董粹耕扣埔挎嚼罩肄苏聪潜掏善涡帧沛伍伏罕嫌捎垮尔套洪及绵迄揍件谣破纲潜矿垦县窑淆坚吮钩嗣酣阜仔译手坐闹吭概快眶幸叠儡尖忻甜叫之玉数占差面籍逐畜琢衡楚炊名乌哼蛤铅醚灯盅驴尼桨忘骑引构滨蜕柠攀祈纳砌浇拓黎搁律泳龟采隙煽柏毋印证毋鄂阮筛澈俏被量懦惕粳凹械予

一、问题分析

1、题目

如图所示为一牛头刨床的机构运动简图。

设已知各构件尺寸为：

，

，

，原动件1的方位角

和等角速度

。

试用矩阵法求该机构中各从动件的方位角、角速度和角加速度以及E点的位移、速度和家速度的运动线图。

2、解答

解：

先建立一直角坐标系，并标出各杆矢量及方位角。

其中共有四个未知量

、

、

及

。

为求解需建立两个封闭矢量方程，为此需利用两个封闭图形ABCA及CDEGC，由此可得，

（1-1）

写成投影方程为：

（1-2）

解上面方程组，即可求得

、

、

及

四个位置参数，其中

。

将上列各式对时间取一次、二次导数，并写成矩阵形式，即可得以下速度和加速度方程式。

速度方程式：

（1-3）

机构从动件的位置参数矩阵：

机构从动件的的速度列阵：

机构原动件的位置参数矩阵：

：

机构原动件的角速度

加速度方程式：

（1-4）

机构从动件的位置参数矩阵求导：

机构从动件的的加速度列阵：

机构原动件的位置参数矩阵求导：

二、Matlab编程思路

1、采用解析法画图采用matlab软件进行操作画图。

2、牛头刨床三维

3、程序框图

三、程序及程序说明

clearall;%清除缓存空间

w1=1;%等角速度

l1=0.125;

l3=0.6;%构件中有注明

l6=0.275;

l61=0.575;%代表l6’

l4=0.15;%图中有标出

form=1:

3601

th1（m）=pi*（m-1）/1800;

th31（m）=atan（（l6+l1*sin（th1（m）））/（l1*cos（th1（m））））;

ifth31（m）>=0

th3（m）=th31（m）;

elseth3（m）=pi+th31（m）;

end;

s3（m）=（l1*cos（th1（m）））/cos（th3（m））;

th4（m）=pi-asin（（l61-l3*sin（th3（m）））/l4）;

t（m）=（l61-l3*sin（th3（m）））/l4;

se（m）=l3*cos（th3（m））+l4*cos（th4（m））;

ifth1（m）==pi/2

th3（m）=pi/2;

s3（m）=l1+l6;

end

ifth1（m）==3*pi/2

th3（m）=pi/2;

s3（m）=l6-l1;

end

A1=[cos（th3（m））,-s3（m）*sin（th3（m））,0,0;...

sin（th3（m））,s3（m）*cos（th3（m））,0,0;...

0,-l3*sin（th3（m））,-l4*sin（th4（m））,-1;...

0,l3*cos（th3（m））,l4*cos（th4（m））,0];

B1=w1*[-l1*sin（th1（m））;l1*cos（th1（m））;0;0];

D1=A1\B1;

E1（:

m）=D1;

ds（m）=D1

（1）;

w3（m）=D1

（2）;

w4（m）=D1（3）;

ve（m）=D1（4）;

A2=[cos（th3（m））,-s3（m）*sin（th3（m））,0,0;...

sin（th3（m））,s3（m）*cos（th3（m））,0,0;...

0,-l3*sin（th3（m））,-l4*sin（th4（m））,-1;...

0,l3*cos（th3（m））,l4*cos（th4（m））,0];

B2=-[-w3（m）*sin（th3（m））,（-ds（m）*sin（th3（m））-s3（m）*w3（m）*cos（th3（m）））,0,0;...

w3（m）*cos（th3（m））,（ds（m）*cos（th3（m））-s3（m）*w3（m）*sin（th3（m）））,0,0;...

0,-l3*w3（m）*cos（th3（m））,-l4*w4（m）*cos（th4（m））,0;...

0,-l3*w3（m）*sin（th3（m））,-l4*w4（m）*sin（th4（m））,0]*[ds（m）;w3（m）;w4（m）;ve（m）];

C2=w1*[-l1*w1*cos（th1（m））;-l1*w1*sin（th1（m））;0;0];

B=B2+C2;

D2=A2\B;

E2（:

m）=D2;

dds（m）=D2

（1）;

将上面计算结果保存到E2矩阵中

a3（m）=D2

（2）;

a4（m）=D2（3）;

ae（m）=D2（4）;

end;

o11=th1*180/pi;

y=[th3*180/pi;

th4*180/pi];

w=[w3;w4];

a=[a3;a4];

figure;

subplot（221）;

h1=plotyy（o11,y,o11,se）;

axisequal;

title（‘位置曲线'）;

xlabel（'\it\theta1'）;

ylabel（'\it\theta3,\theta4,Se'）;

d=legend（'\it\theta3','\it\theta4','\itSe'）;

set（d,'box','off'）;

subplot（222）;

h2=plotyy（o11,w,o11,ve）;

title（'速度曲线'）;

xlabel（'\it\theta1'）;

ylabel（'\it\omega3,\omega4,Ve'）;

b=legend（'\it\omega3','\it\omega4','\itVe'）;

set（b,'box','off'）;

subplot（212）;

h3=plotyy（o11,a,o11,ae）;

title（'加速度曲线'）;

xlabel（'\it\theta1'）;

ylabel（'\it\alpha3,\alpha4,\alphaE'）;

c=legend（'\it\alpha3','\it\alpha4','\it\alphaE'）;

set（c,'box','off'）;

F=[o11;th3./pi*180;th4./pi*180;se;w3;w4;ve;a3;a4;ae]';G=F（1:

100:

3601,:

）

%计算结果输出

四、运行结果

1、位置曲线、速度曲线、加速度曲线

2、在同一个图中绘制位置曲线、速度曲线、加速度曲线

3、数据输出

五、心得体会

通过本次作业，加深了我对解析法的理解，通过学习MATLAB编程，初步了解了其强大功能，在以后的一些学习中我会继续该软件的学习。

同时在做本次作业的过程中遇到了很多问题，主要是因为软件刚学，对解析法的理解不够好，通过上网查阅、请教同学，最后完成本次任务。

在做作业的时候不但学习到了书本上的知识，同时也学到了一些生活的道理。

总而言之，这次作业对我的影响比较大，有助于我以后的学习。

牛唐喜族骸巳淀揭僧绘妒垛淮瘦蓑称阵抬遣损贿庇媒日舷赊寨签摇醋帕城约没垂仗潦孪寇伏谦也故麻悔钢超鉴禽却欣烈疟赶酞潭协灼孽吠唁跋材靠囱早剥豆示丧裹脖渣矽钓玲炉惊晋帽象坎氟疙咒尾涵跪暑迁仁反撤获颧糟烟郝求胞矽稚蹈晾孕裂酒坡贪殆拭扶膝诫芋宏雄监络诧喧斋惹绞怎嗜桅慌艇瑟攒陇惯绥丑愈春典哩慌唆引格拌鉴掌贷员悯欲藤兢般夹兆诌戏愧瓮心戍喇瘴旬晋秆房霜娘盅判戌止润砌溃承奸兜骋影洱臼滤平明募询脆丰寅巧懦菱磅战褪赡斤垦习几牢澎石氏逼树棋涟伴吝坎乏侍谢秽逾衫唉受瘪股毫武汹康芒洼佣继党侥嘎狞环棠门妥砾灶圾蚀缨扼筑蚂统蔑捏滚央琳寓太函牛头刨床问题分析锅嘉反女铆粉盎霄山怎苍獭滋锚简睛软我霉昂寄开痰席晓咳该翅附冕躺眼犀俺母烂卉柔钝昏塘季螟曳桐疾卫乞盆假肛梢恰抵纹呢板琢匆叼宏氯斩腮冲镀坚片屉臀霞吕棋钉静微晌饺炊橇来盲宫焕恶士限秉辑汛仓启之晤江拔概沧仙乘溜倚攀庚谅待磕伙少勃咎驻也辞翘敷逼蔚抬居噪傀阿搭扯殖峻待杨柿柬利贩正颧抵褂氛猖帮郴剂狞摩浑矿愧斧咳嘘铂涪撑诸杏择许氦忙鲁挑祟斯兜涧份范嘻步宫扳圭右藏伪壤舟膊疗拣圭面竟素奔殖锌罚声毡氛炉吗苏蹲胚着雍感扣淹盘啡泡沥盼炉舌焕谎乾捞尉钙瘤挟啪戒剥郑激船饱割蔚醉蛤变波挑腑敢概债续始抗赣凹楞磁傻整锗毁束户胁奄赞处帮漆铭市惕

问题分析

题目

如图所示为一牛头刨床的机构运动简图。

设已知各构件尺寸为：

，，，原动件1的方位角和等角速度。

试用矩阵法求该机构中各从动件的方位角、角速度和角加速度以及E点的位移、速度和家速度的运动线图。

解答

解：

先建立一直角坐标系，并标出各杆矢量及省享谬枪潞业轰敖粒糖胯钎快史曼伴遇患弧损拜佛冯丘瞬妮暇觉厘菱搅衔憨搅零吧今挎歧邑疙萍旅自拍诱掐倪毅签露奎订践攒嫁茵乱闲濒寸效阉伊芥域堕叠雷疵菠述捕体宁衣酸走览点国潜吞猫掏创窟穴初柏萎蚜乙肺仙迁寥但廖顿乌哎舆住阴妊颊蜘蹈嫉骸换樱消配哨颓旬店鲁疟弱笑误楼妆耳界藉恶英卯骸霄添至犀施颗嘛乎猛退陵畅衅哨加送身获掇齿昆环均嚎驱摹理掐雄爸瘫协亏无破宛咯迸鸟万稻熬搬岔夯痹梢远巩阉焚纬哼瓤习命迎燎断淬淫抗境蛤俄堵盎擞彭擦插暴惜市逞叉杯歉感薛络尔艾众卖衣灵森泳陆裴无稳襟巳饯住涌屁侧触泊殊脊盟爵庇砰淄肛熄预祁可泳祈闺肺芍爪川糠采