牛头刨床机构运动分析
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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:
学生姓名:学号:
学生姓名:学号:
指导教师:
2015年 12 月 17日
目录
一问题描述....................................................... - 1 -二运动分析....................................................... - 1 -
2.1矢量法构建机构独立位置方程................................ - 1 -
2.2机构速度分析.............................................. - 2 -
2.3机构加速度分析............................................ - 2 -
2.4机构运动线图绘制.......................................... - 2 -三总结........................................................... - 4 -附录一:Matlab程序............................................... - 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,800h mm =,1360h mm =,2120h mm =,
200AB l mm =,960CD l mm =,160DE l mm =。设曲柄以等角速度15/rad s ω=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334,,,c S S θθ。
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:
134AE l S l +=+u u u r r u u r u r 34c h S l l +=+r u u r u r u r 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:
3344211cos cos cos s l h l θθθ+=+ 3344111sin sin sin s l h l θθθ+=+
3344cos cos c l l s θθ+= 3344sin sin l l h θθ+=
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:
3
3344311333443111
3344433
44
cos sin sin 0sin sin cos cos 0cos 0sin sin 100
cos cos 00c s l s l s l l l l l l s θθθθθ
θθωθωθθωθθ---⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥
⎢⎥--⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦
&& 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:
3
33443333333
444333443333333
444
334443334433
44
cos sin sin 0sin sin cos cos 0sin cos cos 0cos cos sin sin 00sin sin 10cos 0
cos cos 0c s l s s s l s l s s l l l l l l l s θθθθθωθωθθ
θθαθθωθωθθθαωθωθθ------⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥--⎢⎥⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥
----⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦&&&&&&3344333
444
11111
11cos 00
sin sin 0cos sin 00c s l l s l l ωθωωθωθωθωθω⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢
⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥--⎣⎦⎣⎦
-⎡⎤
⎢⎥
-⎢⎥+⎢⎥⎢⎥
⎣⎦
&&
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
位移线图
时间/s 角位移 / ︒
位移/m
角速度线图
时间/s
角速度 / r a d ⋅s -1
速度/m ⋅s -1
角加速度线图
时间/s
角加速度 / r a d ⋅s -2
加速度/m ⋅s -2牛头刨床运动仿真
mm
m m
图2-2 机构的运动线图