機械原理課程設(shè)計---牛頭刨床的運動學(xué)、力學(xué)分析

1、<p><b>　　機械原理課程設(shè)計</b></p><p><b>　　說明書</b></p><p>　　學(xué)院 專業(yè)</p><p><b>　　班</b></p><p>　　設(shè)計者 </p><p>

2、;　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　__20 _年_ _月_ _日</p><p><b>　　大學(xué)</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　任務(wù)及要求………………………………………………………2</p><p>　　原

3、始數(shù)據(jù)…………………………………………………………2</p><p>　　運動學(xué)分析………………………………………………………3</p><p>　　動力學(xué)分析………………………………………………………4</p><p>　　Matlab程序及相應(yīng)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(xué)及動力學(xué)分析</p><p>

5、<b>　　任務(wù)及要求</b></p><p>　　根據(jù)牛頭刨床的機構(gòu)簡圖及必要的數(shù)據(jù)，進行機構(gòu)的運動學(xué)和動力學(xué)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(gòu)運動簡圖</p><p>　　2.1.2機構(gòu)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(xué)分析</b></p><p>　　推導(dǎo)出刨頭的數(shù)學(xué)表達式。</p><p>　　對牛頭刨床機構(gòu)的計算可以看成是分別對導(dǎo)桿機構(gòu)和曲柄滑塊機構(gòu)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）</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(dǎo)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(dǎo)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(xué)分析</b></p><p>　　推導(dǎo)

12、出曲柄所加平衡力矩的數(shù)學(xué)式。</p><p><b>　?。鏁r針）</b></p><p>　　Matlab程序及相應(yīng)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(shè)，我從中學(xué)到了很多的知識和做事的道理。在這兩周的課設(shè)過程中，我學(xué)習(xí)了Matlab及ADAMS兩種軟件的使用，這對

29、于課設(shè)的完成以及今后的學(xué)習(xí)都是十分重要的。</p><p>　　同時我也發(fā)現(xiàn)，當初看到課設(shè)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(xué)請教，以及查閱相關(guān)書籍，原本模糊的思路漸漸變得清晰了。這讓我明白了，在學(xué)習(xí)過程中遇到不懂的地方應(yīng)該及時的向別人請教，查閱相關(guān)資料，讓自己明白如何解決問題。</p><p>　　另外，我們之前學(xué)習(xí)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(jié)合實際，重新審視問題，這樣才能合理的解決問題。總之，這次的課設(shè)不僅充實了我的校園生活，也讓我鞏固了知識，又學(xué)習(xí)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>&