機械原理課程設計---牛頭刨床的運動學、力學分析

1、<p><b>　　機械原理課程設計</b></p><p><b>　　說明書</b></p><p>　　學院 專業(yè)</p><p><b>　　班</b></p><p>　　設計者 </p><p>

2、;　　指導教師 </p><p>　　__20 _年_ _月_ _日</p><p><b>　　大學</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　任務及要求………………………………………………………2</p><p>　　原

3、始數(shù)據(jù)…………………………………………………………2</p><p>　　運動學分析………………………………………………………3</p><p>　　動力學分析………………………………………………………4</p><p>　　Matlab程序及相應曲線………………………………………5</p><p>　　ADAMS虛擬樣機圖像……………………

4、……………………7</p><p>　　Matlab及ADAMS數(shù)據(jù)及圖像對比…………………………8</p><p>　　心得體會………………………………………………………11</p><p>　　參考資料………………………………………………………11</p><p>　　牛頭刨床的運動學及動力學分析</p><p>

5、<b>　　任務及要求</b></p><p>　　根據(jù)牛頭刨床的機構簡圖及必要的數(shù)據(jù)，進行機構的運動學和動力學分析，并給出刨頭的位移、速度、加速度和曲柄平衡力矩的曲線。</p><p><b>　　原始數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　2.1已知條件</b></p><p

6、>　　2.1.1機構運動簡圖</p><p>　　2.1.2機構尺寸</p><p>　　a=270mm，b=520mm，=550mm，=100mm；</p><p>　　2.1.3刨頭行程和曲柄轉(zhuǎn)速</p><p>　　行程H=250mm；轉(zhuǎn)速=64r/min。</p><p>　　2.1.4刨頭的切削阻

7、力</p><p>　　工作行程始終為1000N；空程為0。</p><p><b>　　運動學分析</b></p><p>　　推導出刨頭的數(shù)學表達式。</p><p>　　對牛頭刨床機構的計算可以看成是分別對導桿機構和曲柄滑塊機構的計算。</p><p>　?。?）a+AB=CB</p&

8、gt;<p><b>　　即為： </b></p><p><b>　?。ˋ）</b></p><p>　　根據(jù)虛部實部分別相等的原則可得：</p><p><b>　　從而得知：</b></p><p><b>　?。?）</b></

9、p><p><b>　　即為：</b></p><p><b>　?。˙）</b></p><p>　　根據(jù)虛部與實部分別相等的原則可得：</p><p>　　由這兩個式子可以消去，得到由確定的的公式。</p><p><b>　　還可以得到</b><

10、/p><p><b>　??；</b></p><p>　　把（B）對時間求導得： </p><p><b>　?。–）</b></p><p>　　把虛部和實部分別相等可得：</p><p><b>　　從而可以得到：</b></p><

11、p>　　將（C）對時間求導得：</p><p>　　由虛部和實部分別相等得：</p><p><b>　　從而得到：</b></p><p><b>　　便可以得到：</b></p><p><b>　　動力學分析</b></p><p>　　推導

12、出曲柄所加平衡力矩的數(shù)學式。</p><p><b>　?。鏁r針）</b></p><p>　　Matlab程序及相應曲線</p><p><b>　　Matlab程序</b></p><p><b>　　clear;</b></p><p><

13、b>　　P=1000;</b></p><p><b>　　a=0.270;</b></p><p><b>　　b=0.520;</b></p><p><b>　　l3=0.550;</b></p><p><b>　　l4=0.100;<

14、/b></p><p><b>　　H=0.250;</b></p><p><b>　　n=64;</b></p><p>　　omega1=(n*pi)/30;</p><p>　　l1=H*a/(2*l3);</p><p>　　psi1=0:pi/18:2*pi

15、;</p><p>　　psi3=atan((a+l1.*sin(psi1))./(l1.*cos(psi1)));</p><p>　　psi3(10)=pi/2;</p><p>　　psi3(28)=pi/2;</p><p>　　for i=1:37</p><p>　　if psi3(i)<0</

16、p><p>　　psi3(i)=psi3(i)+pi;</p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　end</b></p><p>　　psi4=pi-asin((b-l3.*sin(psi3))./l4);</p><p>　　S=l1.*cos(p

17、si1)./cos(psi3);</p><p>　　S(10)=a+l1;</p><p>　　S(28)=a-l1;</p><p>　　omega3=omega1.*l1.*cos(psi1-psi3)./S;</p><p>　　omega4=(-omega3.*l3.*cos(psi3))./(l4.*cos(psi4));<

18、/p><p>　　V =-(omega3.*l3.*sin(psi3-psi4))./cos(psi4);</p><p>　　v3=-omega1.*l1.*sin(psi1-psi3);</p><p>　　alpha3=(omega1^2.*l1.*sin(psi3-psi1)-2.*omega3.*v3)./S;</p><p>　　ps

19、i01=pi+asin(H/(2*l3));</p><p>　　psi02=2*pi-asin(H/(2*l3));</p><p>　　M=P*l3.*omega3.*sin(psi3-psi4)./(omega1.*cos(psi4));</p><p>　　for i=1:37</p><p>　　if psi1(i)>psi0

20、1&psi1(i)<psi02</p><p><b>　　M(i)=0;</b></p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　end</b></p><p>　　subplot(2,2,1)</p><p>　

21、　X=l3.*cos(psi3)+l4.*cos(psi4)</p><p>　　plot(psi1*180/pi,X,'-r');</p><p><b>　　grid on;</b></p><p>　　title('位移與角度曲線');</p><p>　　xlabel('角

22、度');</p><p>　　ylabel('位移/m');</p><p>　　subplot(2,2,2)</p><p>　　V =-(omega3.*l3.*sin(psi3-psi4))./cos(psi4)</p><p>　　plot(psi1*180/pi,V,'-r');</p&

23、gt;<p><b>　　grid on;</b></p><p>　　title('速度與角度曲線');</p><p>　　xlabel('角度');</p><p>　　ylabel('速度/(m/s)');</p><p>　　subplot(2,2,

24、3)</p><p>　　A=-(alpha3.*l3.*sin(psi3-psi4)+omega3.^2.*l3.*cos(psi3-psi4)-omega4.^2.*l4)./cos(psi4)</p><p>　　plot(psi1*180/pi,A,'-r');</p><p><b>　　grid on;</b><

25、;/p><p>　　title('加速度與角度曲線');</p><p>　　xlabel('角度');</p><p>　　ylabel('加速度/(m/s)');</p><p>　　subplot(2,2,4)</p><p><b>　　M</b>

26、;</p><p>　　plot(psi1*180/pi,M,'-r');</p><p><b>　　grid on;</b></p><p>　　title('平衡力矩與角度曲線');</p><p>　　xlabel('角度');</p><p&g

27、t;　　ylabel('平衡力矩/(N*m)');</p><p>　　ADAMS虛擬樣機曲線</p><p><b>　　6.1位移曲線</b></p><p><b>　　6.2速度曲線</b></p><p><b>　　6.3加速度曲線</b></

28、p><p><b>　　6.4平衡力矩曲線</b></p><p>　　Matlab及ADAMS數(shù)據(jù)對比</p><p><b>　　心得體會</b></p><p>　　經(jīng)過了為時兩周的課設，我從中學到了很多的知識和做事的道理。在這兩周的課設過程中，我學習了Matlab及ADAMS兩種軟件的使用，這對

29、于課設的完成以及今后的學習都是十分重要的。</p><p>　　同時我也發(fā)現(xiàn)，當初看到課設的題目時覺得無從下手，不知道該如何去做，但真正開始做的時候，通過向同學請教，以及查閱相關書籍，原本模糊的思路漸漸變得清晰了。這讓我明白了，在學習過程中遇到不懂的地方應該及時的向別人請教，查閱相關資料，讓自己明白如何解決問題。</p><p>　　另外，我們之前學習的知識當運用到實際問題中時經(jīng)常會遇到很

30、多的問題，因此我們必須要把理論結合實際，重新審視問題，這樣才能合理的解決問題?？傊?，這次的課設不僅充實了我的校園生活，也讓我鞏固了知識，又學習了新知識，是一個很好的經(jīng)歷。</p><p><b>　　參考資料</b></p><p><b>　　1.</b></p><p><b>　　2.</b>&