机械原理大作业--牛头刨床仿真分析(matlab)全自动版本

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机械原理大作业——牛头刨床

机械原理大作业——牛头刨床大作业，一，平面连杆机构的运动分析题号: 6班级 : 姓名 : 学号 : 同组者 :成绩 :完成时间 :目录题目、原始数据及要求 ..................................................................... .......................1 一平面连杆机构运动分析方程 ..................................................................... . (1)1.1速度计算公式 ..................................................................... .. (2)1.2加速度计算公式 ..................................................................... ..............2 二程序 ..................................................................... (3)2.1计算程序框图 ..................................................................... (3)2.2计算源程序 ..................................................................... .........................4 三 3.1 (一组数据 Lab =200mm)计算结果 (9)3.2运动线图 ..................................................................... . (10)3.3 体会 ..................................................................... .................................... 12 四 4.1(第二组数据 Lab =150mm)计算结果 . (12)4.2 运动线图 ..................................................................... .. (13)4.3 体会 ..................................................................... .................................... 15 五 5.1(第三组数据 Lab =220mm)计算结果 . (16)5.2 运动线图 ..................................................................... (17)5.3 体会 ..................................................................... ...................................... 21 六参考资料 ..................................................................... (21)题目、原始数据及要求:图所示为一牛头刨床(?级机构)。

牛头刨床MATLAB运动仿真

牛头刨床机构简图二、运动方程的求解(1)对如右图所示的矢量三角形矢量方程为：.321R R R =+(*)将上述矢量方程分别向水平、竖直方向投影，得：⎩⎨⎧=+=.sin sin ;cos cos 332213322θθθθr r r r r （1-1）上式分别对时间t 求导，得：⎪⎩⎪⎨⎧+=-=-∙∙.cos sin cos ;sin cos sin 3333322233333222θωθθωθωθθωr r r r r r （1-2）上式写成关于3ω、∙3r 的矩阵方程，为：.cos sin sin cos cos sin 22222233333333⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-∙θωθωωθθθθr r r r r (1-3)将(2)式分别对时间t 求导，得：⎪⎩⎪⎨⎧-++=----=--∙∙∙∙∙∙∙∙.sin cos cos 2sin sin cos ;cos sin sin 2cos cos sin 33233333333322222223323333333332222222θωθαθωθθωθαθωθαθωθθωθαr r r r r r r r r r r r (1-4)上式写成关于3α、∙∙3r的矩阵方程，为：一、牛头刨床机构简介：牛头刨床是一种常用的平面切削加工机床。

电动机经皮带传动、齿轮传动最后带动曲柄1（见右图）转动。

刨床工作时，是由导杆机构1-2-3-4-5带动刨头和刨刀做往复直线运动刨头5右行时，刨头切断，称为工作行程，此时要求速度较低且均匀；刨头左行时，不进行切削，称为空行程，此时速度较高，以节省时间提高生产率。

为此刨床采用有急回作用的导杆机构。

这里给出各构件的长度，以供下面的仿真使用。

.88.210,92.702,72315102.133===DE CD AB l l l.sin cos 2sin cos cos sin 2cos sin sin cos cos sin 332333322222223323333222222233333333⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+--++--=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-∙∙∙∙∙∙θωθωθωθαθωθωθωθααθθθθr r r r r r r r r r r (1-5)(2)对如右图所示的矢量三角形矢量方程为：.7654R R R R +=+(**)将上述矢量方程分别向水平、竖直方向投影，得：⎩⎨⎧=+=+.sin sin ;cos cos 6554475544r r r r r r θθθθ（2-1）上式分别对时间t 求导，得：⎪⎩⎪⎨⎧=+=--∙.0sin cos ;sin sin 5554447555444θωθωθωθωr r r r r （2-2）将(2)式分别对时间t 求导，得：⎪⎩⎪⎨⎧=-+-=----∙∙.0sin cos sin cos ;cos sin cos sin 55255554424444755255554424444θωθαθωθαθωθαθωθαr r r r r r r r r (2-3)上式写成关于5α、∙∙7r 的矩阵方程，为：.sin sin cos cos sin 0cos 1sin 552544244444424444755555⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--+=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--∙∙θωθωθαθωθααθθr r r r r r r r (2-4)三、构建SIMULINK 方框图a)构建速度方框图并仿真1.首先对方程(1-3)的常变量分析：已知常量有：2ω,2r ；变量有：2θ,3θ,3ω,3r ,3∙r 。

机械原理课程设计——牛头刨床.

一：课程设计题目、内容及其目的课题：牛头刨床内容1．对机构进行运动分析已知：曲柄每分钟转数错误!未找到引用源。

,各构件尺寸及质心位置。

作机构1~2个位置的速度多边形和加速度多边形，作滑块的运动线图，以上内容与后面动态静力分析一起画在1号图纸上。

2．对机构进行动态静力分析已知：各构件的重量G（曲柄1、滑块2、和连杆5的重量都可以忽略不计），导杆3的转动惯量错误!未找到引用源。

及切削力错误!未找到引用源。

变化规律如下图。

确定构件一个位置的各运动副反力及应加于曲柄上的平衡力矩。

3、用UG进行模拟运动仿真校核机构运动分析和动态静力分析的结果4、电动机功率的确定与型号的选择5、齿轮减速机构设计目的：1：学会机械运动见图设计的步骤和方法；2：巩固所学的理论知识，掌握机构分析与综合的基本方法；3：培养学生使用技术资料，计算作图及分析与综合能力；4：培养学生进行机械创新的能力。

二：牛头刨床简介和机构的要求1：牛头刨床简介牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图1。

电动机经皮带和齿轮传动，经过减速机构减速从而带动曲柄1。

刨床工作时，由导杆3 经过连杆4 带动刨刀5 作往复运动。

刨头左行时，刨刀进行切削，称工作行程，此时要求速度较低并且均匀，以减少电动机容量和提高切削质量，刨头右行时，刨刀不切削，称空行程，此时要求速度较高，以提高生产率。

为此刨床采用有急回作用的导杆机构。

刨刀每切削完一次，利用空回行程的时间，通过棘轮带动螺旋机构（图中未画），使工作台连同工件作一次进给运动，以便刨刀继续切削。

刨头在工作行程中，受到很大的切削阻力（在切削的前后各有一段约0.05H 的空刀距离），而空回行程中只有摩擦阻力。

因此刨头在整个运动循环中，受力变化是很大的，这就影响了主轴的匀速运转，故需安装飞轮来减小主轴的速度波动，以提高切削质量和减小电动机容量。

2：机构的要求牛头刨床的主传动的从动机构是刨头，在设计主传动机构时，要满足所设计的机构要能使牛头刨床正常的运转，同时设计的主传动机构的行程要有急回运动的特性，刨削速度尽可能为匀速运动，以及很好的动力特性。

机械原理课程设计——牛头刨床

机械能变化曲线：
飞轮设计：
Ｖ
A4
＝
A2 A4 A2
速度图解法：
V1A+V12=V 2A VF+VFB=V 2B V2B=βV 2A Β为常数比
加速度图解分析： a4An+a4Ar+a24Ar+ak24A =a2A 大小方向
a4b+aF4Br=aF a4A=βV 4B
进给凸轮机构设计
主体机构设计
牛头刨床主体机构
主体结构设计
设计要求
（1）刨刀工作行程要求速度比较平稳，空回行程时刨刀快速退回，机构行程速比系数在1.4左右。（2）刨刀行程H=300mm或H=150mm。曲柄转速、切削力、许用传动角等见表1，每人选取其中一组数据。（3）切削力P大小及变化规律如图1所示，在切削行程的两端留出一点空程。具体数据如下：
主体机构
电机转速n(r/mi n)
切削力P(N)
75
许用传动角[γ]
H=150mm
4500N
45°
刨刀行程：H=150 速比系数：K=1.4
主体机构（方案一）
方案一：摆动导杆机构与摇杆滑块机构组合机构
机构简图：
计算机构的自由度 F=3×5－2×7=1
主体机构（方案一）
机构尺寸的计算：
在满足压力角条件确定基圆半径，摆杆中心间的中心距。
• 推程许用压力角为[α]= 38°； • 回程许用压力角为[α’]= 65°； • 试凑法：对照摆杆长度为L，赋值基圆半径，中心距a=90,r0=50;经试验符合要求
滚子半径rf：rf<ρ mi n －3（mm）及rf<0.8ρ mi n（mm）方法1用图解法确定凸轮理论廓线上某点A的曲率半径R：以A点位圆心,任选较小的半径r 作圆交于廓线上，在圆A 两边分别以理论廓线上的B、C为圆心，以同样的半径r 画圆，三个小圆分别交于E、F、H、M四个点处。过E、 F H、M O点 O点近似为凸轮廓线上A OA。并且曲率中心肯定在曲线过A 点的法线上。可以通过法线与直线EF或HM的交点求曲率中心。

机械原理课程设计牛头刨床讲解

机械原理课程设计——牛头刨床(速度分析与受力分析附于最后)说明书姓名：分析点：4,10点组号：第3组2011 年 7 月 15日工作原理 (3)一.设计任务 (4)二.设计数据 (4)三.设计要求 (4)1、运动方案设计 (4)2、确定执行机构的运动尺寸 (4)3、进行导杆机构的运动分析 (5)4、对导杆机构进行动态静力分析 (5)四.设计方案选定 (5)五. 机构的运动分析 (6)1. 4点速度分析,加速度分析 (7)2. 10点速度,加速度分析 (9)六.机构动态静力分析 (11)七.数据总汇并绘图 (13)九.参考文献 (16)工作原理牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图a）所示。

电动机经过皮带和齿轮传动，带动曲柄2和固结在其上的凸轮8。

刨床工作时，由导杆机构2－3－4－5－6带动刨头6和刨刀7作往复运动。

刨头左行时，刨刀不切削，称为空回行程，此时要求速度较高，以提高生产率。

为此刨床采用有急回运动的导杆机构。

刨刀每切削完一次，利用空回行程的时间，凸轮8通过四杆机构1－9－10－11与棘轮带动螺旋机构（图中未画），使工作台连同工件作一次进给运动，以便刨刀继续切削。

刨头在工作过程中，受到很大的切削阻力（在切削的前后各有一段0.05H的空刀距离，见图b），而空回行程中则没有切削阻力。

因此刨头在整个运动循环中，受力变化是很大的，这就影响了主轴的匀速转动，故需安装飞轮来减小主轴的速度波动，以提高切削质量和减少电动机容量。

(a) (b)图d一.设计任务1、运动方案设计。

2、确定执行机构的运动尺寸。

3、进行导杆机构的运动分析。

4、对导杆机构进行动态静力分析。

5、汇总数据画出刨头的位移、速度、加速度线图以及平衡力矩的变化曲线。

二.设计数据本组选择第六组数据表1表2三.设计要求1、运动方案设计根据牛头刨床的工作原理，拟定1～2个其他形式的执行机构（连杆机构），给出机构简图并简单介绍其传动特点。

2、确定执行机构的运动尺寸根据表一对应组的数据，用图解法设计连杆机构的尺寸，并将设计结果和步骤写在设计说明书中。

第2-1节牛头刨床运动仿真

第2讲牛头刨床运动仿真实例一、启动pro/e并设置工作目录1.点击【开始】→【所有程序】→【pro engineer】，启动pro/e软件,如图1所示。

图1 启动pro/e2.设置工作目录：选择【文件】→【设置工作目录】，选择桌面《运动仿真牛头刨床》文件夹为工作目录，点击该图框右下方的【确定】键，如图2、图3所示。

图2 设置工作目录图3 选择工作目录二、设置运动仿真文件1.点击【文件】→【新建】命令，选择类型为【组件】，子类型选择【设计】，将名称改为【niutoubaochuang】，将【使用缺省模板】前的对勾去掉，,如图4所示。

单击【确定】后弹出【新文件选项】对话框，【模板】选mmns asm design，单击【确定】完成任务的新建，如图5所示。

图4 新建文件图5 选择模板三、零件的装配1.预览整个机构效果图单击工作窗口右边工具栏中的【装配】命令，在【打开】命令中单击【niutoubaoch.asm】项。

单击【预览】可在框图中查看整个凸轮机构组装好后的效果图，如图6所示，后面的组装皆可按此标准来进行。

图6 机构效果图2. 安装基座（1）单击工作窗口右边的【装配】命令，在【打开】命令中选择ground.prt文件，即机座（也可以现【预览】确认一下），点击【打开】如图7所示。

图7 选择基座文件（2）导入机座后单击图8中所示【自动】命令右边小三角形，将机座设置为【缺省】模式，再点击面板右端的对勾，完成机座的放置，如图8所示。

图8 设置基座3. 安装圆盘（1）点击【装配】选中并打开打开第二个文件yuanpan.prt，即圆盘机构然后预览并单击【打开】,如图9所示，点击工具栏旁的【用户定义】下拉菜单，选择【销钉】连接类型,如图10所示。

图9 选择圆盘文件图10 设置约束类型（2）先进行轴对齐，即选择机座机架上矮圆柱的中心线A-2，再选择圆盘上圆孔的中心线A-1，完成轴对齐，如图11所示。

图11 轴对齐（3）再面匹配，光标移到圆盘上选中表面，然后选择矮圆柱的表面，点击工具栏上的对勾完成凸轮的装配，如图12所示。

机械原理大作业牛头刨床 matlab编程

l4*sind(x(2))+x(1)*sind(x(3))-l1*sind(theta1)-h1;
l4*cosd(x(2))+l3*cosd(x(3))-x(4);
l4*sind(x(2))+l3*sind(x(3))-h];
主程序：
theta1=0:360;
s3=0:360;
theta3=0:360;
-omega3(i)*cosd(theta3(i)) l4*omega4(i)*sind(theta4(i)) -v3(i)*cosd(theta3(i))+s3(i)*omega3(i)*sind(theta3(i)) 0;
0 l4*omega4(i)*cosd(theta4(i)) l3*omega3(i)*cosd(theta3(i)) 0;
xlabel('{\theta}_1(^{ o })');
ylabel('s_c (mm)');
figure(5)
plot(theta1,vc,'k');
gridon;
xlabel('{\theta}_1(^{ o })');
ylabel('v_c (m/s)');
figure(6)
plot(theta1,ac,'k');
gridon;
xlabel('{\theta}_1(^{ o })');
ylabel('{\alpha}_3 {\alpha}_4 (r a d / s^2)');
legend('{\alpha}_3','{\alpha}_4');

(完整word版)牛头刨床运动仿真matlab程序

附录牛头刨床主运动机构MATLAB程序由主程序six_bar_main 和子函数six_bar两部分组成。

1。

主程序six_bar_main文件％1.输入已知数据clear；l1=0.125；l3=0。

600;l4=0。

150;l6=0.275;l61=0.575;omega1=1；alpha1=0；hd=pi/180；du=180/pi；％2。

调用子函数six_bar计算牛头刨床机构位移，角速度，角加速度for n1=1：459；theta1(n1)=—2*pi+5。

8199+(n1—1)＊hd;ll=［l1，l3，l4,l6，l61]；[theta，omega,alpha］=six_bar（theta1(n1),omega1,alpha1，ll);s3（n1)=theta（1）;theta3（n1)=theta（2)；theta4(n1）=theta(3）;sE（n1）=theta（4）；v2(n1)=omega(1);omega3（n1）=omega(2)；omega4（n1)=omega(3)；vE(n1）=omega（4)；a2(n1)=alpha（1）;alpha3（n1)=alpha（2);alpha4(n1）=alpha（3);aE(n1）=alpha(4）;end%3.位移、角速度、角加速度、和牛头刨床图形输出figure(3);n1=1：459；t=(n1-1）＊2*pi/360；subplot（2，2，1)；％绘角位移及位移线图plot(t,theta3＊du，’r-。

’）；grid on；hold on；axis auto；［haxes，hline1,hline2］=plotyy（t，theta4＊du，t,sE)；grid on;hold on;xlabel（’时间/s')axes（haxes(1));ylabel（'角位移/\circ’）axes(haxes(2)）；ylabel(’位移/m’）hold on;grid on;text(1。

机械原理课程设计---牛头刨床设计

机械原理课程设计---牛头刨床设计1.设计目的本设计旨在设计一台能够切削各种金属材料的牛头刨床。

该牛头刨床应具备高效率、高稳定性、切削精度高的特点，便于操作和维护。

2.设计原理牛头刨床是一种高速旋转的加工设备。

其主要原理是通过旋转锯齿式的切削工具，将工件表面上的金属材料逐渐削除，使得工件表面变得更加平整，并且加工出所需的形状和尺寸。

牛头刨床是一种中等负荷，高精度的机床。

牛头刨床通常由牛头床身、床身导轨、剪刀手柄、剪刀架、加工刀具等组成。

牛头刨床的加工过程是由电机驱动削刀旋转，刀架在滑轨的带动下来回作直线摆动，使牛头刨床作工件表面直线切削运动，从而切出工件所需的形状和尺寸。

3.设计要求3.1工件加工精度应达到5μm。

3.2牛头刨床的加工速度应达到1000mm/min。

3.3牛头刨床的集成度要高，结构紧凑，使用方便，易于维护。

3.4牛头刨床应能满足加工各种金属材料的需求。

3.5牛头刨床应具有高稳定性，能够保证工件加工的精度和表面质量。

4.设计方案4.1结构设计根据以上的设计要求，本设计方案选择使用牛头床身、床身导轨、剪刀手柄、剪刀架、加工刀具等组成。

牛头床身是整个牛头刨床的主要支撑结构，可以承受切削力和副作用力，保持机床的稳定性。

床身导轨主要用于支撑剪刀架和平台，保证刀架的平直移动。

剪刀手柄和剪刀架负责牛头刨床的切削过程，加工刀具可根据需要更换。

4.2电气控制设计本设计方案使用单片机控制系统，实现对牛头刨床的控制。

单片机通过输入脉冲信号，控制螺旋传动装置，从而改变刀具的进给量，达到精确控制切削深度和速度的目的。

4.3软件设计本设计方案采用Unigraphics NX软件进行电脑辅助设计。

对机床各零件进行三维建模，并进行机床的装配和结构分析。

5.结论通过本次牛头刨床的设计，可以使得产生出一款结构紧凑、使用便捷、高效率和高精度的机床。

在未来的制造业中，牛头刨床的应用前景非常广阔。

课程设计--牛头刨床的运动分析—Matlab程序

牛头刨床的运动分析—Matlab程序摘要：文中建立了用解析法作牛头刨床的运动分析，基于机构的位置方程式，将位置方程对时间求一次和二次倒数，得到机构的速度和加速的方程，然后就得到位移、速度、加速度，并通过复数矢量法和矩阵法，并且借助Matlab 等软件对牛头刨床进行运动分析，并对牛头刨床的运动学规律进行了仿真，为该机床的优化设计提供了理论支撑。

Abstract:This paper establishes the analytical method used for shaping motion analysis, based on the position of the mechanism equations, the position equation on time and one of the first and two countdown, be the velocity and acceleration equations of displacement, velocity, and then get, acceleration, and by complex number vector method and matrix method, and with the aid of Matlab software shaper motion analysis, and the shaper of the kinematics of the machine tool for simulation, optimization design has provided the theory support.1.引言：对牛头刨床进行运动分析的任务是在已知机构尺寸及原动件运动规律的情况下，确定机构中其他构件上某些点的轨迹、位移、速度、加速度和构件的角位移、角速度及角加速度。

而这些内容，不论是设计新的机器，还是为了了解现有机械的运动性能，都是十分必要的，而且它还是研究机械动力性能的必要基础和前提。

基于Matlab的牛头刨床运动学分析及通用仿真软件开发(精)

参数名称L 1L 3L 5H G 准 3P 准 5S n 1准 1转向参数含义原动件 AB 的长度从动件 DE 的长度从动件 EF 的长度 AD 的长度刨头距离底座的竖直高度从动件 DE 的转角滑块 2到底座的距离从动件 EF 的转角滑块 6的位移原动件 AB 的转速原动件 AB 的转角原动件 AB 的转向表 1模型参数含义基于 Matlab 的牛头刨床运动学分析及通用仿真软件开发吴国祥(兰州交通大学教务处, 兰州 7300701引言机构运动分析的任务是在已知机构尺寸及原动件运动规律的情况下, 确定机构中其他构件上某些点的轨迹、位移、速度、加速度和构件的角位移、角速度及角加速度。

上述这些内容, 不论是设计新的机器, 还是为了了解现有机械的运动性能, 都是十分必要的, 而且它还是研究机械动力性能的必要基础和前提 [1]。

对于牛头刨床来说,其刨刀在有效工作行程中应该接近等速运动, 而回程速度却应高于前者速度, 从而提高效率。

为了确定牛头刨床的设计是否满足要求, 就必须对其进行运动分析 [2]。

本文建立了牛头刨床的力学模型,并推导了其运动微分方程,通过数值方法求得了牛头刨床的运动学规律并开发了一款用于牛头刨床的通用运动学分析软件 [3]。

2牛头刨床的数学模型图 1所示为牛头刨床的机构简图, 模型中各参数的物理意义如表 1所示。

设已知结构参数为 :L 1、 L 3、 L 5、 G H , 原动件的转角φ1和转速 n 1。

解:如图 1, 先建立一个直角坐标系, 并标出各杆矢及其方位角。

其中有四个未知变量φ3、φ5, P 及 S 。

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 ABDA 及 DEFD 。

为求这些未知量可以通过两种方法求解。

2.1用分析力学基础知识求解(1 求准 3、ω3及α3由封闭形 ABDA 可得L 1+H =P(1分别用 i 和 j 点积上式两端, 有L 1cos 准 1=P cos 准 3H +L 1sin 准 1=P sin 准 3联解上面两式可得:准3=arctan[(H +L 1sin 准 1 /L 1cos 准 1]H =L 1cos 准 1/cos准 3式 (1 对时间 t 求导数, 注意 P 为变量, 有准觶 1L 1e t 1=准 3Pe t 3+Pe3(2可用 e 3点积上式两端以消去准觶 3,并利用矢量方程解析法, 有P 觶 =V B 2B 3=-ω1L 1sin (准 1-准 3用 e t 3点积式 (2 两端可消去 P 觶 , 并注意到 e n 1·e t 3=-e 1·e t 3,则准觶3=ω3=ω1L 1cos (准 1-准 3 /P再将式 (2 对时间 t 求导, 则有准觶 21L 1e n 1=准咬 23Pe t 3+准觶 3Pe n 3+2准觶 3P 觶 e t 3+P 咬 e t3可分别用 e 3和 e t 3点积上式两端, 以消去准咬 3和 P 咬 , 注意e n 1·e t 3=-e 1·e t3,则 -准觶 1L 1cos (准 1-准 3 =-准觶 3P +P 咬准觶 21L 1sin(准 3-准 1 =准咬 3P +2准觶 3摘要:文中建立了牛头刨床的力学模型, 基于分析力学原理推导了牛头刨床的运动微分方程。

机械原理课程设计牛头刨床设计

机械原理课程设计实习报告一、设计任务二、牛头刨床简介及工作原理三、原始参数四、导杆机构的运动综合五、用解析法作导杆机构的运动分析六、导杆机构的动态静力分析七、Matlab编程并绘图八、行星轮系设计九、变位齿轮设计十、课程设计总结十一、参考文献十二、粉末成型压机方案设想一、设计任务1牛头刨床刀杆机构的运动综合、运动分析和动态静力分析； 2对牛头刨床传动装置中行星轮机构、齿轮机构进行综合。

二、牛头刨床简介及工作原理牛头刨床是用于加工中小尺寸的平面或直槽的金属切削机床，多用于单件或小批量生产。

为了适用不同材料和不同尺寸工件的粗、精加工，要求主执行构件—刨刀能以数种不同速度、不同行程和不同起始位置作水平往复直线移动，且切削时刨刀的移动速度低于空行程速度，即刨刀具有急回现象。

刨刀可随小刀架作不同进给量的垂直进给；安装工件的工作台应具有不同进给量的横向进给，以完成平面的加工，工作台还应具有升降功能，以适应不同高度的工件加工。

牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，电动机经行星轮系和齿轮Z 4、 Z 5减速带动曲柄2转动。

刨床工作时，由导杆机构2-3-4-5-6带动刨头和刨刀作往复运动。

刨头向左时，刨刀进行切削，这个行程称工作行程，刨头受到较大的切削力。

刨头右行时，刨刀不切削，称空回行程，此时要求速度较高，以提高生产力。

图1牛头刨床外形图三、原始参数H ：刨头行程； K ：行程速比系数； Fc 切削阻力； m 4 m 5 m 6分别为导杆、连杆及刨头的质量；J 4、J 5分别分别为导杆4及导杆5绕各自质心的转动惯量；m 1、m H 分别为行星减速器中心轮及齿轮4、5的模数；Z 4，Z 5为齿轮4及5的齿数；n 1：电机转速；n 2：曲柄2及齿轮5的转速；k ：行星轮个数。

kg m 2四、导杆机构的运动综合设L O3B =L 3 L BF =L 4 L O3D =L '6 L O2A =L 1 L O3O2=L 6 L O3A =S 3 L DE =S E 1、导杆的摆角ψ K=1.8180k 51.43180-︒+ψ=⇒ψ=︒︒ψ2、导杆的长度L 33H/2H 600mm L 691.4mm sin /2=⇒==ψ3、连杆的长度L 443L 0.3L 207.4mm =⨯=4、刨头导路中心线xx 至O3点的垂直距离L '6O3E 3L L cos 2622.9mm =⨯ψ=根据已知xx 被认为通过圆弧BB ’的绕度ME 的中点D 知O E'33O3M DM 63L L L L L L 657.2mm 2-=-=-=5、曲柄的长度L 1616L 370mm L L sin /2160.5mm =⇒=⨯ψ=6、切削越程长度0.05H ，如图所示则切削越程长度为0.05H=0.05×600=30mm7、机构运动简图8、计算机构的自由度 F=3×5－2×7=1五、用解析法作导杆机构的运动分析如图所示，先建立一直角坐标系，并标出各杆矢量及其方位角。

机械原理大作业——牛头刨床

机械原理大作业——牛头刨床牛头刨床是一种常见的机械设备，广泛应用于木工加工行业。

它主要用于对木材进行刨削，以获得平整的表面和精确的尺寸。

本文将详细介绍牛头刨床的工作原理、结构组成、操作步骤以及相关注意事项。

一、工作原理牛头刨床的工作原理基于刨床刀具的旋转和木材的挪移。

刨床刀具通常由多个刀片组成，固定在刨床刀轴上。

当刨床启动时，刀轴开始旋转，刀片切入木材表面，并将其刨削。

同时，木材被放置在刨床工作台上，工作台会通过传动装置使木材沿水平方向挪移，从而实现对木材的刨削。

二、结构组成牛头刨床主要由以下几个部份组成：1. 床身：刨床的主体部份，通常由铸铁或者钢板制成，具有足够的强度和刚性。

2. 工作台：用于放置木材的平台，通常由铸铁制成，具有平整的表面和可调节的高度。

3. 刀轴：刨床刀具的旋转轴，通常由钢材制成，固定在床身上，并通过机电带动旋转。

4. 刀座：用于固定刨床刀具的部件，通常由铸铁制成，固定在刀轴上。

5. 传动装置：用于驱动工作台沿水平方向挪移的装置，通常由机电和传动皮带组成。

三、操作步骤1. 准备工作：确保牛头刨床的工作环境干净整洁，刨床刀具安装完好，工作台调整到适当的高度。

2. 放置木材：将待刨削的木材放置在工作台上，并确保其与刨床刀具没有干涉。

3. 启动刨床：按下启动按钮，刨床开始运转。

此时，刨床刀具开始旋转，木材开始被刨削。

4. 调整刨削深度：根据需要，通过旋转调节手柄或者调节杆，调整刨床刀具的刨削深度。

刨削深度的调整应逐渐进行，以避免过度刨削。

5. 挪移木材：通过操作传动装置，使工作台沿水平方向挪移，从而使木材被刨削的表面逐渐变化。

6. 检查刨削效果：定期住手刨床，检查刨削的木材表面，确保其平整度和尺寸精确度符合要求。

7. 完成工作：刨削完成后，关闭刨床，并将刨床刀具进行清洁和保养。

四、注意事项1. 操作人员应穿戴好防护设备，如安全眼镜和手套，以避免意外伤害。

2. 在操作过程中，应保持专注，避免分散注意力，以防止意外发生。

牛头刨床matlab程序机械原理课程设计

牛头刨床matlab程序机械原理课程设计第一篇：牛头刨床matlab程序机械原理课程设计clear all;clc;%初始条件theta1=linspace(-18,342,100);%单位度theta1=theta1*pi/180;%转换为弧度制 W1=80*pi/30;%角速度单位rad/s H=0.5;%行程单位m L1=0.1329;%O2A的长度单位m L3=0.8091;%O3B的长度单位m L4=0.2589;%BF的长度单位m L6=0.430;%O2O3的长度单位m L6u=0.7893;%O3D的长度单位m Z=pi/180;%角度与弧度之间的转换dT=(theta1(3)-theta1(2))/W1;%时间间隔for j=1:100 t(j)=dT*(j-1);%时间因素end %求解S3、Theta3、Theta4和SE四个变量theta3(i)=atan((L6+L1*sin(theta1(i)))/L1/cos(theta(i)));fori=1:100 S3=L1*cos(theta1(i))/cos(theta3(i));theta4(i)=asin((L6u-L3*sin(theta3(i)))/L4);SE(i)=L3*cos(theta3(i))+L4*cos(theta4(i));en d%求解完成 %求解完成%求解VS3、W3、W4和VE四个变量for i=1:100 J= inv([cos(theta3(i)),-S3(i)*sin(theta3(i)),0,0;sin(theta3(i)),S3(i)*cos(theta3(i)),0,0;0,-L3*sin(theta3(i)),-L4*sin(theta4(i)),-1;0,L3*cos(theta3(i)),L4*cos(theta4(i)),0]);K=J*W1*[-L1*sin(theta1(i));L1*cos(theta1(i));0;0];VS3(i)=K(1);W3(i)=K(2);W4 (i)=K(3);VE(i)=K(4);end%求解完成%求解aS3、a3、a4、aE四个变量for i=1:100 J= inv([cos(theta3(i)),-S3(i)*sin(theta3(i)),0,0;sin(theta3(i)),S3(i)*cos(theta3(i)),0,0;0,-L3*sin(theta3(i)),-L4*sin(theta4(i)),-1;0,L3*cos(theta3(i)),L4*cos(theta4(i)),0]);P=W1*[-L1*cos(theta1(i));L1*sin(theta1(i));0;0];M=[-W3(i)*sin(theta3(i)),-VS3(i)*sin(theta3(i))-S3(i)*W3(i)*cos(theta3(i)),0,0;W3(i)*cos(theta3(i)),VS3(i)*cos(theta3(i))-S3(i)*W3(i)*sin(theta3(i)),0,0;0,-L3*W3(i)*cos(theta3(i)),-L4*W4(i)*cos(theta4(i)),0;0,-L3*W3(i)*sin(theta3(i)),-L4*W4(i)*sin(theta4(i)),0];N=[VS3(i);W3(i);W4(i);VE(i)];K=J*(-M*N+P);aS3(i)=K(1);a3(i)=K(2);a4(i)=K(3);aE(i)=K(4);end%求解完成%动态静力分析%初始条件M4=20;M5=3;M6=62;Js4=1.2;Js5=0.025;Fc=1500;Ls4=0.5*L3;Ls 5=0.5*L4;%给切削阻力赋值 for i=1:100if((abs(SE(1)-SE(i))>0.05*H&&abs(SE(1)-SE(i))<0.95*H)&&(theta1(i)J4=Js4+M4*(0.5*L3)*(0.5*L3);%导杆对点O3的转动惯量for i=1:100Ekk(i)=(M6*VE(i)*VE(i)+Js5*W4(i)*W4(i)+M5*VE(i)*VE(i)+J4* W3(i)*W3(i))/2;%计算总动能end dEkk(1)=Ekk(1)-Ekk(100);%动能的改变量for i=2:100 dEkk(i)=Ekk(i)-Ekk(i-1);%动能的改变量end for i=1:100 MM(i)=(dEkk(i)+Fc(i)*abs(VE(i)))/W1;%求平衡力矩end %画图%画运动图figure(1);plot(t,theta3,'r');hold on;plotyy(t,theta4,t,SE);grid on;xlabel('时间t/s');ylabel('theta3、theta4(rad)');title('角度Theta3、theta4和位移SE');axis([ 0 , 0.75,-0.2,2]);figure(2);plot(t,W3,'r');hold on;grid on;plotyy(t,W4,t,VE);xlabel('时间t/s');ylabel('W3、W4(rad/s)');title('角度速度W3、W4和速度VE');axis([0 , 0.75,-5,3]);figure(3);plot(t,a3,'r');hold on;plotyy(t,a4,t,aE);grid on;xlabel('时间t/s');ylabel('a3、a4(rad/s/s)');title('角度加速度a3、a4和加速度aE');axis([0 , 0.75,-80,80]);%运动图画完%画反力图figure(4);plotyy(theta1,Fc,theta1,SE);xlabel('Theta1（时间t）');ylabel('Fc');axis([theta1(1),theta1(100),-50,1500]);title('切削阻力Fc与位移SE');grid on;figure(5);plotyy(theta1,MM,theta1,Fc);xlabel('Theta1（时间t）');ylabel('力矩');axis([theta1(1),theta1(100),-50,300]);title('平衡力矩');grid on;figure(6);plotyy(theta1,Ekk,theta1,SE);xlabel('Theta1（时间t）');ylabel('Fc');title('导杆、连杆和刨头的总动能');grid on;theta1(1)theta1(100)第二篇：牛头刨床课程设计matlab程序lo2o3=0.65;l2=0.09250;l4=1.1245;l5=0.281125;lo3d=1.1187 8;w2=8*pi/3;m4=16;m5=4;m6=68;g=9.8;j4=1.6;j5=0.03;k2=-38.18;for i=1:13;k2=k2+30;if k2>90&k2<270 k4=pi+atan((lo2o3+l2*sin(k2*pi/180))/(l2*cos(k2*pi/180)));else k4=atan((lo2o3+l2*sin(k2*pi/180))/(l2*cos(k2*pi/180)));end k5=asin((lo3d-l4*sin(k4))/l5);sf= l4*cos(k4)+l5*cos(k5);%得到牛头刨头的位移l3=l2*cos(k2*pi/180)/cos(k4);B1=[cos(k4),-l3*sin(k4),0,0;sin(k4),l3*cos(k4),0,0;0,-l4*sin(k4),-l5*sin(k5),-1;0,l4*cos(k4),l5*cos(k5),0;];M=inv(B1)*(w2*[-l2*sin(k2*pi/180);l2*cos(k2*pi/180);0;0;]);%求得矩阵，其中M=[v3;w4;w5;vf]B2=[-M(2)*sin(k4),-M(1)*sin(k4)-M(2)*l3*cos(k4),0,0;M(2)*cos(k4),M(1)*cos(k4)-M(2)*l3*cos(k4),0,0;0,-M(2)*l4*cos(k4),-l5*M(3)*cos(k5),0;0,-M(2)*l4*sin(k4),-l5*M(3)*sin(k5),0;];N=inv(B1)*(-B2*M+w2*[-l2*w2*cos(k2*pi/180);-l2*w2*sin(k2*pi/180);0;0;]);%求得加速度矩阵，其中N=[a3;a4;a5;af]vf=M(4);af=N(4);X(i,:)=[k2,sf,vf,af];%收集Φ2与牛头刨头位移，速度，加速度与Φ2的数据a4x=-N(2)*l4*sin(k4)/2-M(2)*M(2)*l4*cos(k4)/2;a4y=N(2)*l4*cos(k4)/2-M(2)*M(2)*l4*sin(k4)/2;a5x=2*a4x-N(3)*l5*sin(k5)/2-M(3)*M(3)*l5*cos(k5)/2;a5y=2*a4y+N(3)*l5*cos(k5)/2-M(3)*M(3)*l5*sin(k5)/2;%求出构件4，5质心的加速度，以便惯性力的计算p4x=-m4*a4x;p4y=-m4*a4y;M4=-j4*N(2);p5x=-m5*a5x;p5y=-m5*a5y;M5=-j5*N(3);p6=-m6*af;%构件4，5，6的惯性力及惯性力矩if sf>(0.03+0.50237-0.6)&sf<(0.50237-0.03)fc=14000;else fc=0;end %判断fc的取值M1=[1,0,1,0,0;0,1,0,0,0;0,0,-1,0,1;0,-1,0,1,0;0,l5*sin(k5)/2,-l5*cos(k5)/2,l5*sin(k5)/2,-l5*cos(k5)/2;];N1=[m6*g;-fc-p6;m5*g-p5y;-p5x;-M5;];F1=inv(M1)*N1;%其中F1对应的量为：F1=[fn;r56x;r56y;r45x;r45y;]M2=[1,0,1,0,0;0,1,0,1,0;cos(k4),sin(k4),0,0,0;(l4/2-l3)*sin(k4),-(l4/2-l3)*cos(k4),l4*sin(k4)/2,-l4*cos(k4)/2,0;l2*sin(k2*pi/180),-l2*cos(k2*pi/180),0,0,1;];N2=[F1(4)-p4x;F1(5)-p4y+m4*g;0;F1(5)*l4*cos(k4)/2-F1(4)*l4*sin(k4)/2-M4;0;];F2=inv(M2)*N2;%其中F2对应的量为：F2=[r34x;r34y;r14x;r14y;Mb;]Y(i,:)=[k2,F2(1), F2(2), F2(3), F2(4), F1(4), F1(5), F1(2), F1(3)];%记录不同角度时反力r34x,r34y,r14x,r14y,r45x,r45y,r56x,r56y的数据Z(i,:)=[k2,F2(5),p4x,p4y,M4,p5x,p5y,M5,p6];%记录Φ2与平衡力矩的关系 enddisp(X);disp(Y);disp(Z);plot(X(:,1),X(:,2),'-')grid on title('s6--Φ2函数')xlabel('变量Φ2（°）')ylabel('变量s6（m）')figure plot(X(:,1),X(:,3),'-')grid on title('v6--Φ2函数')xlabel('变量Φ2（°）')ylabel('变量v6（m/s）')figure plot(X(:,1),X(:,4),'-')grid on title('a6--Φ2函数')xlabel('变量Φ2（°）')ylabel('变量a6（m*m/s）')figure plot(Z(:,1),Z(:,2),'-')grid on title('Mb--Φ2函数')xlabel('变量Φ（2°）')ylabel('变量Mp（N*m）')21.82000.4211-0.6064-8.013051.82000.3698-0.9980-4.405581.82000.3010-1.1660-0.9019111.82000.2286-1.11542.4802141.82000.1661-0.84795.9804171.82000.1273-0.35719.5994201.82000.12570.333912.1179231.82000.17031.078110.6189261.82000.25461.53732.9031291.82000.34951.3924-7.1580321.82000.41800.7490-12.0727 351.82000.4411-0.0000-11.1982 381.82000.4211-0.6064-8.01301.0e+004 *0.0022-2.34530.29430.8812-0.0177 -0.2917-1.4577-0.0136 -1.4545-2.2130 0.1751 0.7778 -0.1467 -1.4317 0.0132 -1.4300 0.0094 0.0082 -2.1335 0.0379 0.7263 0.0064 -1.4065 0.0295 -1.4061 0.0258 0.0112 -2.1010 -0.0982 0.7208 0.1370 -1.3821 0.0239 -1.3831 0.0202 0.0142 -2.1175 -0.21770.2345-1.35690.0011-1.3593-0.00280.0172-2.1882-0.30210.86500.2979-1.3309-0.0209-1.3347-0.02500.0202-0.0257 0.0232-0.0008 0.0262 0.0247 0.0292 0.0169 0.0322-0.0160 0.0352-0.03220.0382-0.01771.0e+003 * 0.0218 0.5449 0.0518 0.2996 0.0818 0.0613 0.1118-0.1687 0.1418-0.4067 0.1718-0.6528 0.2018-0.82400.2318-0.72210.2618-2.3215-2.5278-2.7700-2.8882-2.7690-2.5408-2.34531.0591 1.70921.9584 1.83791.3691 0.5646-0.5201-1.6948-2.5276-0.3238-0.2504-0.06530.17600.3396 0.3653 0.2943 0.0640 0.0351 0.0074-0.0198-0.0481-0.0767-0.0968-0.0853-0.02291.01841.21281.39321.43091.2724 1.0512 0.8812-0.00530.00440.00950.00800.0003-0.0097-0.0127-0.00010.01630.3193 0.2692 0.1076-0.1408-0.3350-0.3763-0.2917-0.0114-0.0062-0.0013 0.0035 0.0085 0.0137 0.0174 0.0151 0.0040-1.3128-1.3235-1.3791-1.4515-1.4869-1.4806-1.4577 0.0320 0.0176 0.0037-0.0099-0.0240-0.0384-0.0484-0.0426-0.0115-0.02150.00310.02820.0205-0.0119-0.0279-0.0136-0.00130.00110.00240.00200.0001-0.0024-0.0032-0.0000 0.0041-1.3176-1.3278-1.3803-1.4487-1.4821-1.4761-1.45450.0001-0.0001-0.0001-0.0001-0.00000.00010.00020.0000-0.0002-0.19740.2918-2.41960.05720.0104-0.01000.02860.48670.3218-1.33630.0964-0.0077-0.01720.04820.82090.35180.00010.0898-0.0129-0.01610.04490.7615 0.38181.05910.0640-0.0053-0.01140.03200.54490.0026-0.0001-0.00190.0001-0.00320.0002-0.00130.0001第三篇：机械原理课程设计牛头刨床机械原理课程设计——牛头刨床设计说明书（3）待续2.6．滑块6的位移，速度，加速度随转角变化曲线§其位移，速度，加速度随转角变化曲线如图所示：三．设计方案和分析§3.1方案一3.1.1方案一的设计图3.1.2方案一的运动分析及评价（1）运动是否具有确定的运动该机构中构件n=5。

基于MATLAB的牛头刨床传动机构仿真

东北大学研究生考试试卷考试科目：用Matlab的Simulink进行机械仿真课程编号：y09581015阅卷人：邹平考试日期：2012.7.1姓名：王鑫学号：1170124注意事项1．考前研究生将上述项目填写清楚2．字迹要清楚，保持卷面清洁3．交卷时请将本试卷和题签一起上交东北大学研究生院基于MATLAB 的牛头刨床传动机构仿真摘要：根据牛头刨床传动机构的闭环矢量方程推导出各构件的位移、速度、加速度的表达式，并将其转化为适用于MATLAB 仿真的矩阵数学模型，以该矩阵的数学模型编制相应的M 函数仿真模块，最后建立仿真模型，并对仿真结果的相容性误差加以分析。

借助于MATLAB 软件可以方便地实现机构性能分析和动态仿真，从而提高设计及分析效率。

关键词：牛头刨床机构；仿真；MATLAB1.系统仿真模型选取本文选取机械原理教材[3]中常见的习题牛头刨床传动机构来进行Simulink 仿真。

已知75,300,100,150,280AB CD DE AC CF l mm l mm l mm l mm l mm =====，牛头刨床传动机构的示意图如图1所示。

图1 牛头刨床传动机构示意图牛头刨床传动机构的矢量环如图2所示。

其中各个矢量与上图相对应为：1212345,,,,,,R AB R CB R CD R DE R AC R CF ======其中21R 表示滑块B 在摇杆CD 上的位移，另外相应的初始角度为00011130,60,168θθθ=-==。

图2 传动机构的矢量环2.系统仿真模型建立从上图可以看出牛头刨床传动机构中有两个闭环矢量，所以牛头刨床传动机构的闭环矢量方程为：1421R R R =+ （1） 2356R R R R +=+ （2）将上述两个矢量方程分别分解到x 和y 坐标轴上，可以分别得到闭环矢量方程（1），（2）的分解表达式。

闭环矢量方程的分解表达式（1）：11212114212cos cos sin sin r r r r r θθθθ=⎧⎨=+⎩ （3）闭环矢量方程的分解表达式（2）：2233622335cos cos sin sin r r r r r r θθθθ+=⎧⎨+=⎩ （4）分别对上面两个表达式对时间求一阶导数，分别有：11121222121112122212sin sin cos cos cos sin r r r r r r ωθωθθωθωθθ-=-+⎧⎨=+⎩ （5） 2223336222333sin sin cos cos 0r r r r r ωθωθωθωθ--=⎧⎨+=⎩ （6）写成矩阵形式为：21222111212221111sin cos sin cos sin cos r r r r r θθωωθθθωθ--⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦（7） 333221336222sin 1sin cos 0cos r r r r r θωωθθωθ-⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦⎣⎦ （8）分别对（3）、（4）两个表达式对时间求二阶导数，写成矩阵形式，则分别有：2221222111111212221222221222111111121222122sin cos sin +cos cos 2sin cos sin cos sin +sin 2cos r r r r r r r r r r r θθααθωθωθωθθθαθωθωθωθ-⎡⎤--⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎢⎥--⎣⎦⎣⎦⎣⎦（9） 223332222223332336222222333sin 1sin cos cos cos 0cos sin sin r r r r r r r r r θααθωθωθθαθαθωθ⎡⎤---⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎢⎥---⎣⎦⎣⎦⎣⎦（10） 3.运动学仿真利用MATLAB 进行仿真分析，主要包括两个步骤：首先编制计算所需的函数模块，然后利用其仿真工具箱Simulink 建立仿真系统框图，设定初始参数进行仿真分析。

机械原理大作业牛头刨床分析

牛头刨床机构运动分析一、设计小组人员构成二、设计任务1、机构结构分析2、机构运动分析建立数学模型，解析法进行运动分析；程序编写；上机调试程序；位移、速度和加速度运动曲线图与分析；三、设计参数四、设计分工李逊 8 其他五、设计内容如右图，建立直角坐标系，并标出各杆矢量与方位角。

利用两个封闭图形ABCA 与CDEGC ，由此可得:l 6⃑⃑ +l 3⃑⃑ =s 3⃑⃑⃑ , l 3⃑⃑ +l 4⃑⃑⃑ =l 6′⃑⃑ +S E ⃑⃑⃑⃑投影方程式为:s 3 cos θ3=l 1 cos θ1 s 3sin θ3=l 6+l 1sin θ1 l 3cos θ3+l 4cos θ4−s E =0l 3sin θ3+l 4sin θ4=l 6′有以上各式即可求得s 3 、θ3 、θ4 四个运动那个变量，二滑块2的方位角θ2=θ3。

然后，分别将上式对时间去一次、二次导数，并写成矩阵形式，即得以下速度和加速度方程式： [cos θ3−s 3sin θ3sin θ3s 3cos θ30 00 00 −l 3sin θ30l 3cos θ3−l 4sin θ4−1l 4cos θ40][s 3ω3ω4v E ]=ω1[−l 1sin θ1l 1cos θ100][cos θ3−s 3sin θ3sin θ3s 3cos θ30 00 00 −l 3sin θ30l 3cos θ3−l 4sin θ4−1l 4cos θ40] [s 3α3α4αE ] =- [−ω3sin θ3 −s 3sin θ3−s 3ω3sin θ3ω3cos θ3 s 3cos θ3−s 3ω3sin θ30 00 00 −l 3ω3cos θ30 −l 3ω3sin θ3−l 4ω4cos θ4 0−l 4ω4sin θ4 0] [s 3ω3ω4v E ]+ ω1[−l 1ω1cos θ1−l 1ω1sin θ100]而ω2=ω3 、α2=α3 。

用解析法作牛头刨床的运动分析

机械原理报告——牛头刨床机构分析题目：图3-12所示为一牛头刨床的机构运动简图。

设已知各构件的尺寸为：L1=125mm,L3=600mm,L4=150mm,原动件1的方位角Θ1=0°~360°和等角速度w1=1 rad/s。

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、速度和加速度的运动图线。

用解析法作牛头刨床的运动分析—Matlab程序一、题意分析：如图先建立坐标系，并标出各构建的尺寸为：=125mm, =600mm，=150mm,原动件1的方位角==-?和等角速度=1 rad/s。

试用矩阵法求该机构中各从动的方位角、角速度、和角加速度以及E点的位移、速度和加速度的运动曲线图。

解：如图所示，先建立一直角坐标系，并标出各矢量及其方位角。

其中共有四个未知量及。

为求解需要建立两个封闭矢量方程，为此需要利用两个封闭图形ABCA及CDEGC，由此可得+ = ?+ ?= ?+并写成投影方程为cos=cossin=+sincos+cos-=0sin+sin=由以上各式即可求得、、、四个运动变量，而滑块2的方位角=然后，分别将上列各式对时间取一次二次导数，并写成矩阵形式，即得一下速度和加速度方程：==+二、程序流程图定义程序变量↓列出S3,Theta3，Se的表达式↓对S3，Theta3，Se分别求一次、二次导数↓将上面导数写成矩阵形式↓将位移、速度、加速度的运动线分别存放在同一图中三、源程序：clear all;clc;w1=1;l1=0.125;l3=0.6;l6=0.275;l61=0.575;l4=0.15;for m=1:3601o1(m)=pi*(m-1)/1800;o31(m)=atan((l6+l1*sin(o1(m)))/(l1*cos(o1(m))));if o31(m)>=0o3(m)=o31(m);else o3(m)=pi+o31(m);end;s3(m)=(l1*cos(o1(m)))/cos(o3(m));o4(m)=pi-asin((l61-l3*sin(o3(m)))/l4);se(m)=l3*cos(o3(m))+l4*cos(o4(m));if o1(m)==pi/2o3(m)=pi/2; s3(m)=l1+l6;endif o1(m)==3*pi/2o3(m)=pi/2; s3(m)=l6-l1;endA1=[cos(o3(m)),-s3(m)*sin(o3(m)),0,0;sin(o3(m)),s3(m)*cos(o3(m)),0,0;0,-l3*sin(o3 (m)),-l4*sin(o4(m)),-1;0,l3*cos(o3(m)),l4*cos(o4(m)),0];B1=w1*[-l1*sin(o1(m));l1*cos(o1(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(o3(m)),-s3(m)*sin(o3(m)),0,0;sin(o3(m)),s3(m)*cos(o3(m)),0,0;0,-l3*sin(o3 (m)),-l4*sin(o4(m)),-1;0,l3*cos(o3(m)),l4*cos(o4(m)),0];B2=-[-w3(m)*sin(o3(m)),(-ds(m)*sin(o3(m))-s3(m)*w3(m)*cos(o3(m))),0,0;w3(m)* cos(o3(m)),(ds(m)*cos(o3(m))-s3(m)*w3(m)*sin(o3(m))),0,0;0,-l3*w3(m)*cos(o3(m )),-l4*w4(m)*cos(o4(m)),0;0,-l3*w3(m)*sin(o3(m)),-l4*w4(m)*sin(o4(m)),0]*[ds(m) ;w3(m);w4(m);ve(m)];C2=w1*[-l1*w1*cos(o1(m));-l1*w1*sin(o1(m));0;0];B=B2+C2;D2=A2\B;E2(:,m)= D2;dds(m)=D2(1);a3(m)=D2(2);a4(m)=D2(3);ae(m)=D2(4);end;o11=o1*180/pi;y=[o3*180/pi;o4*180/pi];w=[w3;w4];a=[a3;a4];figure(1);plotyy(o11,y,o11, se); axis equal;title('位置线图');xlabel('\it\theta1');ylabel('\it\theta3,\theta4,Se');grid on;figure(2);h2=plotyy(o11,w,o11,ve);title('速度线图');xlabel('\it\theta1');ylabel('\it\omega3,\omega4,Ve');grid on;figure(3);h3=plotyy(o11,a,o11,ae);title('加速度线图');xlabel('\it\theta1');ylabel('\it\alpha3,\alpha4,\alphaE');grid on;F=[o11;o3./pi*180;o4./pi*180;se;w3;w4;ve;a3;a4;ae]';G=F(1:100:3601,:) 四、程序运行结果：G =0 65.5560 168.9382 0.1011 0.1712 0.2888 -0.1018 0.2477 0.2927 -0.138710.0000 67.4668 172.0273 0.0814 0.2093 0.3239 -0.1227 0.1908 0.1172 -0.102620.0000 69.7125 175.3266 0.0585 0.2386 0.3320 -0.1383 0.1472 -0.0185 -0.078030.0000 72.2163 178.5980 0.0333 0.2612 0.3192 -0.1504 0.1132 -0.1241 -0.061440.0000 74.9188 181.6560 0.0062 0.2785 0.2900 -0.1601 0.0861 -0.2076 -0.050350.0000 77.7722 184.3541 -0.0225 0.2915 0.2477 -0.1681 0.0640 -0.2742 -0.042360.0000 80.7379 186.5757 -0.0524 0.3010 0.1951 -0.1749 0.0454 -0.3264 -0.035570.0000 83.7830 188.2297 -0.0835 0.3075 0.1346 -0.1805 0.0290 -0.3646 -0.028680.0000 86.8791 189.2495 -0.1154 0.3113 0.0687 -0.1848 0.0142 -0.3882 -0.020390.0000 90.0000 189.5941 -0.1479 0.3125 0.0000 -0.1875 0 -0.3962 -0.0099100.0000 93.1209 189.2495 -0.1807 0.3113 -0.0687 -0.1881 -0.0142 -0.3882 0.0030110.0000 96.2170 188.2297 -0.2134 0.3075 -0.1346 -0.1863 -0.0290 -0.3646 0.0183120.0000 99.2621 186.5757 -0.2456 0.3010 -0.1951 -0.1816 -0.0454 -0.3264 0.0357130.0000 102.2278 184.3541 -0.2766 0.2915 -0.2477 -0.1738 -0.0640 -0.2742 0.0544140.0000 105.0812 181.6560 -0.3061 0.2785 -0.2900 -0.1626 -0.0861 -0.2076 0.0737150.0000 107.7837 178.5980 -0.3332 0.2612 -0.3192 -0.1481 -0.1132 -0.1241 0.0929160.0000 110.2875 175.3266 -0.3575 0.2386 -0.3320 -0.1302 -0.1472 -0.0185 0.1114170.0000 112.5332 172.0273 -0.3785 0.2093 -0.3239 -0.1092 -0.1908 0.1172 0.1289180.0000 114.4440 168.9382 -0.3955 0.1712 -0.2888 -0.0852 -0.2477 0.2927 0.1464190.0000 115.9198 166.3668 -0.4080 0.1217 -0.2190 -0.0580 -0.3229 0.5144 0.1669200.0000 116.8285 164.6992 -0.4155 0.0571 -0.1069 -0.0263 -0.4224 0.7754 0.1980210.0000 116.9955 164.3854 -0.4168 -0.0275 0.0518 0.0126 -0.5522 1.0375 0.2539220.0000 116.1941 165.8703 -0.4103 -0.1375 0.2504 0.0649 -0.7135 1.2133 0.3538230.0000 114.1449 169.4393 -0.3929 -0.2775 0.4619 0.1392 -0.8905 1.1564 0.5061240.0000 110.5470 174.9633 -0.3600 -0.4461 0.6286 0.2423 -1.0255 0.6624 0.6684250.0000 105.1832 181.5495 -0.3071 -0.6259 0.6559 0.3651 -0.9935 -0.4598 0.6995260.0000 98.1324 187.2640 -0.2337 -0.7742 0.4416 0.4682 -0.6461 -1.9991 0.4257270.0000 90.0000 189.5941 -0.1479 -0.8333 -0.0000 0.5000 -0.0000 -2.8172 -0.0704280.0000 81.8676 187.2640 -0.0639 -0.7742 -0.4416 0.4515 0.6461 -1.9991 -0.4435290.0000 74.8168 181.5495 0.0072 -0.6259 -0.6559 0.3598 0.9935 -0.4598 -0.5742300.0000 69.4530 174.9633 0.0612 -0.4461 -0.6286 0.2589 1.0255 0.6624 -0.5677310.0000 65.8551 169.4393 0.0980 -0.2775 -0.4619 0.1646 0.8905 1.1564 -0.5068320.0000 63.8059 165.8703 0.1194 -0.1375 -0.2504 0.0832 0.7135 1.2133 -0.4244330.0000 63.0045 164.3854 0.1279 -0.0275 -0.0518 0.0168 0.5522 1.0375 -0.3369340.0000 63.1715 164.6992 0.1261 0.0571 0.1069 -0.0348 0.4224 0.7754 -0.2561350.0000 64.0802 166.3668 0.1165 0.1217 0.2190 -0.0734 0.3229 0.5144 -0.1893360.0000 65.5560 168.9382 0.1011 0.1712 0.2888 -0.1018 0.2477 0.2927 -0.1387五、心得及体会通过本次牛头刨床机构的分析，我对机构的运动分析有了更深刻的了解，另外，通过对matlab的学习和使用，我了解了一些它的基本使用方法，锻炼了我的能力，此外，我也深刻的认识到了自己的不足，在今后还需要不断的加强相关知识的掌握。

机械原理课程设计牛头刨床(完整图纸)

机械原理课程设计说明书系部名称: 机电系专业班级: 04机制三班姓名：学号: 0405110057目录概述 (3)设计项目...............................1．设计题目 (4)2．机构简介 (4)3．设计数据 (4)设计内容·······························1．导杆机构的设计 (5)2.凸轮机构的设计 (12)3.齿轮机构的设计 (17)设计体会 (20)参考文献 (21)附图·····························概述一、机构机械原理课程设计的目的：机械原理课程设计是高等工业学校机械类专业学生第一次较全面的机械运动学和动力学分析与设计的训练，是本课程的一个重要实践环节。

其基本目的在于：（１）进一步加深学生所学的理论知识，培养学生独立解决有关本课程实际问题的能力。

（２）使学生对于机械运动学和动力学的分析设计有一较完整的概念。

（３）使学生得到拟定运动方案的训练，并具有初步设计选型与组合以及确定传动方案的能力。

（４）通过课程设计，进一步提高学生运算、绘图、表达、运用计算机和查阅技术资料的能力。

二、机械原理课程设计的任务：机械原理课程设计的任务是对机械的主体机构（连杆机构、凸轮机构、齿轮机构以及其他机构）进行设计和运动分析、动态静力分析，并根据给定机器的工作要求，在此基础上设计凸轮、齿轮；或对各机构进行运动分析。

机械原理大作业--牛头刨床仿真分析(matlab)全自动版本

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