牛頭刨床機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　機(jī)械原理</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)(論文)</b></p><p>　　題　目: 牛頭刨床設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>

2、　　專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造</p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　班 級(jí) </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　成

3、 績_ </p><p><b>　　2015年 7月</b></p><p><b>　　目 　　 錄</b></p><p>　　1. 引言 ………………………………………………………………………………………</p>&

4、lt;p>　　1.1 設(shè)計(jì)目的…………………………………………………………………………</p><p>　　1.2設(shè)計(jì)要求……………………………………………………………………………</p><p>　　1.3設(shè)計(jì)任務(wù)…………………………………………………………………………</p><p>　　2. 機(jī)構(gòu)的選型 …………………………………………………………………

5、……………</p><p>　　2.1 主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型…………………………………………………</p><p>　　2.2 輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型………………………………………………………………</p><p>　　3. 原動(dòng)機(jī)的選用……………………………………………………………………………</p><p>　　4. 擬定傳動(dòng)系統(tǒng)方案…………

6、……………………………………………………………</p><p>　　5. 繪制系統(tǒng)工作循環(huán)圖……………………………………………………………………</p><p>　　6. 機(jī)構(gòu)尺度參數(shù)確定………………………………………………………………………</p><p>　　7.主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析（計(jì)算機(jī)編程）………………………………………</p><p&

7、gt;　　8.主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析及動(dòng)態(tài)靜力分析（作圖法）……………………………</p><p>　　8.1 主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的速運(yùn)動(dòng)分析…………………………………………</p><p>　　8.2 主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析…………………………………………</p><p>　　9.凸輪機(jī)構(gòu)的曲線的設(shè)計(jì)…………………………………………………………</p>

8、<p>　　9.1 凸輪機(jī)構(gòu)位移曲線的設(shè)計(jì)…………………………………</p><p>　　9.2 凸輪機(jī)構(gòu)輪廓曲線的設(shè)計(jì)………………………………………………</p><p>　　參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………………</p><p><b>　　1.引言</b></p><p&

9、gt;　　在以機(jī)械學(xué)為主干學(xué)科的各專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中,《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》是主要的專業(yè)基礎(chǔ)課之一,是必修課,是培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)能力的重要環(huán)節(jié).機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的目的在于進(jìn)一步鞏固和加深學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決機(jī)械設(shè)計(jì)中的實(shí)際問題的能力,使學(xué)生對(duì)于機(jī)構(gòu)的綜合以及運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析有一個(gè)較完整的概念;并進(jìn)一步提高學(xué)生的計(jì)算,繪圖和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的能力。</p><p>　　課程設(shè)計(jì)的具體任務(wù)是對(duì)牛頭刨床機(jī)構(gòu)進(jìn)

10、行綜合,運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析,并在此基礎(chǔ)上確定飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和尺寸,同時(shí)對(duì)刨床傳動(dòng)裝置中的齒輪機(jī)構(gòu)及凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行綜合。</p><p><b>　　1.1 設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的主要目的是為學(xué)生在完成課堂教學(xué)基本內(nèi)容后提供一個(gè)較完整的從事機(jī)械設(shè)計(jì)初步實(shí)踐的機(jī)會(huì)?！稒C(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》的編寫宗旨就是指導(dǎo)學(xué)生能在短時(shí)間內(nèi)，將所學(xué)的機(jī)械基礎(chǔ)理論

11、運(yùn)用于一個(gè)簡單的機(jī)械系統(tǒng)，通過機(jī)械傳動(dòng)方案總體設(shè)計(jì)，機(jī)構(gòu)分析和綜合，進(jìn)一步鞏固掌握課堂教學(xué)知識(shí)，并結(jié)合實(shí)際得到工程設(shè)計(jì)方面的初步訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用技術(shù)資料，提高繪圖、運(yùn)算的能力。同時(shí)，注重學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的開發(fā)。</p><p><b>　　1.2設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　以機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)與擬定為結(jié)合點(diǎn),把機(jī)械原理課程中分散與各章的理論與方法融會(huì)貫通

12、起來,進(jìn)一步鞏固和加深學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)。</p><p>　　使學(xué)生能受到擬定機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的訓(xùn)練,具有初步的機(jī)構(gòu)選型與組合和確運(yùn)動(dòng)方案的能力。</p><p>　　3. 進(jìn)一步提高學(xué)生運(yùn)算,繪圖和查找技術(shù)資料的能力.</p><p>　　4. 通過編寫說明書,培養(yǎng)學(xué)生表達(dá),歸納和獨(dú)立思考與分析的能力。</p><p><b>　　

13、1.3設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　1）完成各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型與主執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算，選擇原動(dòng)機(jī)，擬定機(jī)械傳動(dòng)方案，確定各級(jí)傳動(dòng)比，畫出主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖。</p><p>　　2）按工藝要求進(jìn)行執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)，畫出執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作循環(huán)圖；</p><p>　　3）對(duì)主執(zhí)行機(jī)構(gòu)用解析法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法對(duì)其中的一個(gè)位置加以驗(yàn)證，并根

14、據(jù)計(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)果畫出刨刀位移線圖，速度線圖和加速度線圖；</p><p>　　4）用圖解法對(duì)主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的一個(gè)位置進(jìn)行動(dòng)態(tài)靜力分析；</p><p>　　5）用圖解法繪制控制工作臺(tái)橫向進(jìn)給的凸輪機(jī)構(gòu)的位移曲線及凸輪輪廓曲線；</p><p>　　6）根據(jù)機(jī)電液一體化策略和現(xiàn)代控制（包括計(jì)算機(jī)控制）理論，大膽提出一種或一種以上與該機(jī)現(xiàn)有傳統(tǒng)設(shè)計(jì)不同的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案。(選做

15、)</p><p><b>　　2.機(jī)構(gòu)的選型</b></p><p>　　2.1 主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型</p><p>　　牛頭刨床是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，需要結(jié)合課程設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。課程設(shè)計(jì)要求主執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)刨刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)。下面幾種機(jī)構(gòu)都能夠?qū)崿F(xiàn)刨刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　方案一

16、 方案二 方案三</p><p>　　方案四 方案五 方案六</p><p>　　圖1 主執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型</p><p>　　所選擇的機(jī)構(gòu)要滿足以下要求：</p><p>　　作行程

17、大：要求機(jī)構(gòu)是行程擴(kuò)大機(jī)構(gòu)；</p><p>　　工作阻力較大：要求機(jī)構(gòu)在具體較大的力增益的區(qū)間工作；</p><p>　　正向運(yùn)動(dòng)的大部分時(shí)間有工作阻力：要求機(jī)構(gòu)在具有急回特性；</p><p>　　正向運(yùn)動(dòng)的極短時(shí)間有工作阻力：要求機(jī)構(gòu)在具有較大的力增益的區(qū)間工作。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，對(duì)牛頭刨床的行程急回特性、受力以

18、及運(yùn)動(dòng)規(guī)律等方面要求進(jìn)行綜合考慮，主執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式應(yīng)該選擇方案一較合理。</p><p>　　2.2 輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型</p><p>　　輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)的指控制工件運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)（如工作臺(tái)進(jìn)給機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)）和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（如行程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)）。</p><p>　　2.2.1控制工件運(yùn)動(dòng)的輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型</p><p>　　課程設(shè)計(jì)中

19、控制工件運(yùn)動(dòng)的輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型應(yīng)該考慮一下幾點(diǎn)：</p><p>　?。?）與主執(zhí)行機(jī)構(gòu)有著相同的工作周期。這就要求輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)與主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)嚴(yán)格協(xié)調(diào)，這就意味著輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)與主執(zhí)行機(jī)構(gòu)盡量用同一個(gè)原動(dòng)件。</p><p>　?。?）輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)是“將連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成間歇運(yùn)動(dòng)”機(jī)構(gòu)。間歇運(yùn)動(dòng)時(shí)《機(jī)械原理》中“其他常用機(jī)構(gòu)”章節(jié)的內(nèi)容。間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)有：間歇滾輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、棘輪機(jī)構(gòu)、推勾式送

20、料機(jī)構(gòu)。</p><p>　　2.2.2調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的選型</p><p>　　（1）行程調(diào)節(jié)：行程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是完成“執(zhí)行構(gòu)件行程能在一定范圍內(nèi)人工無級(jí)調(diào)整”這一功能的機(jī)構(gòu)。理論上，“將連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成往復(fù)運(yùn)動(dòng)”的四桿機(jī)構(gòu)都可以“通過適當(dāng)調(diào)節(jié)桿長來改變輸出構(gòu)件的行程”。用螺旋機(jī)構(gòu)就能改變桿長。有些構(gòu)建桿長的變化對(duì)輸出運(yùn)動(dòng)范圍的影響極其顯著，比如曲柄。</p><p>　?。?/p>

21、2）位置調(diào)節(jié)：用螺旋機(jī)構(gòu)即可調(diào)節(jié)兩個(gè)構(gòu)件的相對(duì)位置。</p><p><b>　　3.原動(dòng)機(jī)的選用</b></p><p>　　表1 常用原動(dòng)機(jī)的類型及主要特點(diǎn)</p><p>　　我們?cè)谡n程設(shè)計(jì)中選擇的原動(dòng)機(jī)是三相交流異步電動(dòng)機(jī)。根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中的總傳動(dòng)比及分配問題，還有輸出功率、效率計(jì)算確定電機(jī)的型號(hào)為Y2-112M-6。</p

22、><p>　　Y2-112M-6電機(jī)額定功率2.2kW,額定電流5.6A，轉(zhuǎn)速940r/min，效率79%，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量0.0138，參考質(zhì)量45kg。</p><p>　　4．?dāng)M定傳動(dòng)系統(tǒng)方案</p><p>　　傳動(dòng)系統(tǒng)的作用是實(shí)現(xiàn)增速、減速和變速，有時(shí)也用作實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換，并且在傳遞運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，將原動(dòng)件的輸出功率和轉(zhuǎn)矩傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。大多數(shù)情況是選擇若干種傳動(dòng)裝置

23、或機(jī)構(gòu)合理地加以組合配置，構(gòu)成一個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)，才能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的工作要求。</p><p><b>　　傳動(dòng)類型選擇原則</b></p><p>　　執(zhí)行系統(tǒng)的工況和工作要求與原動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性相匹配</p><p>　　考慮工作要求傳遞的功率和運(yùn)轉(zhuǎn)速度</p><p><b>　　有利于提高傳遞效率</b>

24、;</p><p>　　盡可能結(jié)構(gòu)簡單的單級(jí)傳動(dòng)裝置 </p><p><b>　　考慮結(jié)構(gòu)布置</b></p><p><b>　　考慮經(jīng)濟(jì)性</b></p><p>　　考慮機(jī)械安全運(yùn)轉(zhuǎn)條件</p><p>　　原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為=940r/min，執(zhí)行機(jī)構(gòu)原動(dòng)件的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速為

25、=48r/min，則傳動(dòng)裝置系統(tǒng)的總傳動(dòng)比為</p><p>　　i==940/48=19.58</p><p>　　傳動(dòng)裝置或機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比有</p><p><b>　　i=··……</b></p><p>　　且系統(tǒng)為減速傳動(dòng)時(shí)，宜使＜……，并使相鄰兩級(jí)傳動(dòng)比相差不要太大。</p>

26、<p>　　故選擇兩級(jí)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)比分別為4和5，即i=·=4×5。</p><p>　　5.繪制系統(tǒng)工作循環(huán)圖</p><p>　　1）選擇定標(biāo)構(gòu)件。由于兩執(zhí)行構(gòu)件的工作循環(huán)的周期是相同的，即在導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的曲柄旋轉(zhuǎn)360°的時(shí)間內(nèi)完成一個(gè)工作循環(huán)。并且導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的曲柄既是切削運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件又是工作臺(tái)組合部分的運(yùn)動(dòng)源頭，故選擇曲柄作定標(biāo)

27、構(gòu)件，顯然是恰當(dāng)?shù)摹?lt;/p><p>　　2）作一圓環(huán)表示曲柄在一個(gè)工作循環(huán)中的轉(zhuǎn)角，根據(jù)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)K，求出其極位夾角=33.66°，從而可將圓環(huán)分為兩部分：圓環(huán)的上半部分的圓心角為180°+=213.66°，對(duì)應(yīng)刨刀工作時(shí)曲柄的轉(zhuǎn)角；下半部分表示刨刀空回行程時(shí)曲柄的轉(zhuǎn)角。大小為146.34°。</p><p>　　3）在前述圓環(huán)之外再畫

28、一圓環(huán)，表示進(jìn)給運(yùn)動(dòng)組合部分中，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的曲柄在一個(gè)工作行程中的轉(zhuǎn)角。以內(nèi)圓環(huán)中所表示的刨刀運(yùn)動(dòng)規(guī)律為基準(zhǔn)，并在外環(huán)中安排好工作臺(tái)停動(dòng)時(shí)間所對(duì)應(yīng)的曲柄的轉(zhuǎn)角位置，則搖桿推動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)部分所對(duì)應(yīng)的圓心角為180°-（）=124.98°，棘輪不動(dòng)的時(shí)間所對(duì)應(yīng)的圓心角為235.02°（包括凸輪的遠(yuǎn)休止、回程和近休止階段）。那么，由此二圓環(huán)所組成的循環(huán)圖可形象、準(zhǔn)確地表示出對(duì)而執(zhí)行構(gòu)件之間運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)配合的要求<

29、;/p><p>　　圖2 系統(tǒng)工作循環(huán)</p><p>　　6.機(jī)構(gòu)尺度參數(shù)確定</p><p>　　表2 牛頭刨床設(shè)計(jì)原始參數(shù)</p><p>　　由以上結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖可設(shè)CB長為、構(gòu)件3的轉(zhuǎn)角、構(gòu)件4的轉(zhuǎn)角、E點(diǎn)的線位移、AB桿長、CD桿長、DE桿長、CG桿長、CG的長度、構(gòu)件1的轉(zhuǎn)角。</p><p><b&

30、gt;　　1、導(dǎo)桿的最大擺角</b></p><p><b>　　∵ K=1.46</b></p><p><b>　　∴ =</b></p><p><b>　　2、AB桿長</b></p><p>　　∵=33.66°=380mm</p>

31、<p>　　∴=sin=119.02mm</p><p><b>　　3、初始位置</b></p><p>　　=90°-arctan=96.60°</p><p><b>　　4、BC長</b></p><p><b>　　由勾股定理知：=</b&g

32、t;</p><p><b>　　5、CD桿長</b></p><p>　　∵刨刀行程為H，又為使RRP桿組的壓力角較小，滑塊5的導(dǎo)路與D在兩極位位置處的連線的距離應(yīng)等于導(dǎo)路線與D所在弧線水平線的距離，以此可確定CD桿長</p><p><b>　　∴==</b></p><p><b>

33、　　6、CG桿長</b></p><p>　　=+（-）/2=525.94mm</p><p><b>　　7、DE桿長</b></p><p><b>　　∵=0.25</b></p><p>　　∴=0.25*638.47=133.85mm</p><p>　

34、　8、構(gòu)件4的轉(zhuǎn)角、E點(diǎn)的線位移</p><p>　　由上結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖建立一直角坐標(biāo)系，并標(biāo)出各桿矢量及方位角。所以為此我們可利用封閉圖形CDEGC，由此可得：</p><p><b>　　寫成投影方程為:</b></p><p>　　由以上兩方程可解的：</p><p><b>　　=0.072mm<

35、/b></p><p><b>　　=3.39°</b></p><p><b>　　9、構(gòu)件1的轉(zhuǎn)角</b></p><p>　　∵曲柄轉(zhuǎn)速=48r/min</p><p>　　∴=2*π*/60=5rad/s</p><p>　　表3 牛頭刨床在初始位置

36、參數(shù)</p><p>　　7.主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析（計(jì)算機(jī)編程）</p><p>　　先建立一直角坐標(biāo)系，并標(biāo)出各桿矢量及方位角。其中共有四個(gè)未知量、、及。為求解需建立兩個(gè)封閉矢量方程，為此需利用兩個(gè)封閉圖形ABCA及CDEGC，由此可得，</p><p><b>　　(1-1)</b></p><p><b>

37、;　　寫成投影方程為：</b></p><p><b>　　(1-2)</b></p><p>　　解上面方程組，即可求得、、及四個(gè)位置參數(shù)，其中。</p><p>　　將上列各式對(duì)時(shí)間取一次、二次導(dǎo)數(shù)，并寫成矩陣形式，即可得以下速度和加速度方程式。</p><p>　　速度方程式：(1-3)</p

38、><p>　　機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的位置參數(shù)矩陣：</p><p>　　機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的的速度列陣：</p><p>　　機(jī)構(gòu)原動(dòng)件的位置參數(shù)矩陣：</p><p>　?。簷C(jī)構(gòu)原動(dòng)件的角速度</p><p><b>　　加速度方程式：</b></p><p><b>　　(1-4)

39、</b></p><p>　　機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的位置參數(shù)矩陣求導(dǎo)：</p><p>　　機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的的加速度列陣： </p><p>　　機(jī)構(gòu)原動(dòng)件的位置參數(shù)矩陣求導(dǎo)： </p><p>　　主程序（matlab）：</p><p>　　%牛頭刨床運(yùn)動(dòng)分析主程序</p><p>　　%x(

40、1)——代表;</p><p>　　%x(2)—— 代表構(gòu)件3的轉(zhuǎn)角；</p><p>　　%x(3）——代表構(gòu)件4的轉(zhuǎn)角；</p><p>　　%x(4)——代表E點(diǎn)的線位移;</p><p>　　%x(5)——代表；</p><p>　　%x(6)——代表;</p><p>　　%x(7)—

41、—代表;</p><p>　　%x(8)——代表;</p><p>　　%x(9）——代表;</p><p>　　%x(10)——代表構(gòu)件1的轉(zhuǎn)角。</p><p>　　x=[ 0.4083 72.8*pi/180 175.8*pi/180 0.0166 0.115 0.631 0.1704 0.390 0.6155 0];%賦初值</

42、p><p>　　dr=pi/180;%度轉(zhuǎn)化為弧度</p><p>　　dth=10*dr;w1=5;%每10度計(jì)算一個(gè)點(diǎn)</p><p>　　for i=1:37</p><p>　　y=ntpc(x); %調(diào)用從動(dòng)件位置方程求解函數(shù)ntpc(自編)</p><p>　　s3=y(1);theta3=y(2);theta

43、4=y(3);se=y(4); %得到位置參數(shù)。</p><p>　　%將各位置參數(shù)用向量儲(chǔ)存，便于后面繪圖，角度用度表示</p><p>　　ss3(i)=y(1);th1(i)=x(10)/dr;th3(i)=y(2)/dr;th4(i)=y(3)/dr;sse(i)=y(4);</p><p><b>　　%進(jìn)行速度分析</b></

44、p><p>　　A=[cos(theta3) -s3*sin(theta3) 0 0;</p><p>　　sin(theta3) s3*cos(theta3) 0 0;</p><p>　　0 -x(6)*sin(theta3) -x(7)*sin(theta4) -1;</p><p>　　0 x(6)*cos(theta3) x(7)*c

45、os(theta4) 0];%A機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的位置參數(shù)矩陣</p><p>　　B=[-x(5)*sin(x(10));x(5)*cos(x(10));0;0];%B機(jī)構(gòu)原動(dòng)件的位置參數(shù)列陣</p><p>　　yy=w1*inv(A)*B;%公式1-3求解，yy表示機(jī)構(gòu)從動(dòng)件速度列陣，inv(A)是A的逆陣 </p><p>　　vs3=yy(1);w3=y

46、y(2);w4=yy(3);vse=yy(4);</p><p>　　%將各速度參數(shù)以向量的方式表示，以便后面繪圖</p><p>　　dvs3(i)=yy(1);dw3(i)=yy(2);dw4(i)=yy(3);dvse(i)=yy(4);</p><p>　　%dA為從動(dòng)件位置參數(shù)矩陣對(duì)時(shí)間一次求導(dǎo)</p><p><b>　

47、　%進(jìn)行角速度分析</b></p><p>　　dA=[-w3*sin(theta3) -vs3*sin(theta3)-s3*w3*cos(theta3) 0 0;</p><p>　　w3*cos(theta3) vs3*cos(theta3)-s3*w3*sin(theta3) 0 0;</p><p>　　0 -x(6)*w3*cos(thet

48、a3) -x(7)*w4*cos(theta4) 0;</p><p>　　0 -x(6)*w3*sin(theta3) -x(7)*w4*sin(theta4) 0];</p><p>　　%dB就是原動(dòng)件位置參數(shù)列陣對(duì)時(shí)間一次求導(dǎo)</p><p>　　dB=[-x(5)*w1*cos(x(10));-x(5)*w1*sin(x(10));0;0];</p&

49、gt;<p>　　KK=-dA*yy+w1*dB; %KK為公式1-4右端</p><p>　　ya=inv(A)*KK;%公式1-4求解，ya為從動(dòng)件加速度列陣</p><p>　　%將各加速度以向量表示</p><p>　　as3(i)=ya(1);atheta3(i)=ya(2);atheta4(i)=ya(3);ase(i)=ya(4);<

50、;/p><p>　　x(10)=x(10)+dth; %計(jì)算下一個(gè)點(diǎn)</p><p><b>　　x(1)=s3;</b></p><p>　　x(2)=theta3;</p><p>　　x(3)=theta4;</p><p><b>　　x(4)=se;</b></p

51、><p><b>　　end</b></p><p><b>　　%繪制運(yùn)動(dòng)參數(shù)曲線</b></p><p>　　subplot(2,2,1); % 選擇第1個(gè)子窗口</p><p>　　plot(th1,th3,th1,th4,th1,sse*1e3);%繪

52、制位置線圖</p><p>　　subplot(2,2,2); </p><p>　　plot(th1,dw3,th1,dw4,th1,dvse);%繪制速度線圖</p><p>　　subplot(2,2,3); </p><p>　　plot(th1,atheta3,th1,atheta4,th1,ase); %繪制加速度線圖&l

53、t;/p><p>　　%這個(gè)函數(shù)是關(guān)于牛頭刨床位置方程求解，可得：s3,theta3,theta4,sE四個(gè)運(yùn)動(dòng)變量。</p><p><b>　　子程序：</b></p><p>　　function y=ntpc(x)</p><p>　　%x(1)——代表;</p><p>　　%x(2)——

54、代表構(gòu)件3的轉(zhuǎn)角；</p><p>　　%x(3）——代表構(gòu)件4的轉(zhuǎn)角；</p><p>　　%x(4)——代表E點(diǎn)的線位移;</p><p>　　%x(5)——代表；</p><p>　　%x(6)——代表;</p><p>　　%x(7)——代表;</p><p>　　%x(8)——代表;&

55、lt;/p><p>　　%x(9）——代表;</p><p>　　%x(10)——代表構(gòu)件1的轉(zhuǎn)角。</p><p>　　%先賦初值；這些初值來自于主程序。</p><p><b>　　s3=x(1);</b></p><p>　　theta3=x(2);</p><p>　　

56、theta4=x(3);</p><p><b>　　se=x(4);</b></p><p>　　epsilon=1e-6;%設(shè)置求解精度為10-6</p><p>　　%用矩陣的形式表示位置方程組（4x1的矩陣）</p><p>　　f=[s3*cos(theta3)-x(5)*cos(x(10));s3*sin(t

57、heta3)-x(5)*sin(x(10))-x(8);</p><p>　　x(6)*cos(theta3)+x(7)*cos(theta4)-se; x(6)*sin(theta3)+x(7)*sin(theta4)-x(9)];</p><p>　　%用牛頓-辛普森法求解</p><p>　　while norm(f)>epsilon</p>

58、<p>　　%J位置方程組的雅可比矩陣，即從動(dòng)件位置參數(shù)矩陣</p><p>　　J=[cos(theta3) -s3*sin(theta3) 0 0;</p><p>　　sin(theta3) s3*cos(theta3) 0 0;</p><p>　　0 -x(6)*sin(theta3) -x(7)*sin(theta4) -1;</p&

59、gt;<p>　　0 x(6)*cos(theta3) x(7)*cos(theta4) 0]; </p><p>　　dth=inv(J)*(-1.0*f); %計(jì)算增量，進(jìn)行迭代，inv(J) 為J的逆陣</p><p>　　s3=s3+dth(1);</p><p>　　theta3=theta3+dth(2);</p>&l

60、t;p>　　theta4=theta4+dth(3);</p><p>　　se=se+dth(4);</p><p>　　f=[s3*cos(theta3)-x(5)*cos(x(10));s3*sin(theta3)-x(5)*sin(x(10))-x(8);</p><p>　　x(6)*cos(theta3)+x(7)*cos(theta4)-se;

61、x(6)*sin(theta3)+x(7)*sin(theta4)-x(9)];</p><p>　　norm(f);%若未達(dá)精度，會(huì)繼續(xù)迭代。</p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　%輸出4個(gè)參數(shù)</b></p><p><b>　　y(1)=s3;&l

62、t;/b></p><p>　　y(2)=theta3;</p><p>　　y(3)=theta4;</p><p><b>　　y(4)=se;</b></p><p>　　8.主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析及動(dòng)態(tài)靜力分析（作圖法）</p><p>　　建立直角坐標(biāo)系，并標(biāo)出各桿矢量及方位角。利用

63、兩個(gè)封閉圖形ABCA及CDEGC。（令S3= = = = = = ）</p><p><b>　　投影方程式為</b></p><p><b>　　（1）</b></p><p><b>　?。?）</b></p><p><b>　　（3）</b&g

64、t;</p><p><b>　　（4）</b></p><p>　　解上面方程組，即可求得、、及四個(gè)位置參數(shù)，其中。</p><p>　　8.1 主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的速運(yùn)動(dòng)分析</p><p><b>　　1.速度分析：</b></p><p>　　因構(gòu)件1和2在B處的轉(zhuǎn)動(dòng)副相連

65、，故，其大小等于，方向垂直于AB線。</p><p>　　取構(gòu)件2和3的重合點(diǎn)B進(jìn)行速度分析。列速度矢量方程，得</p><p>　　大小 ? √ ?</p><p>　　方向 √ √ √</p><p>　　通過圖解法可求得，B3點(diǎn)與D點(diǎn)同在構(gòu)件3上，故</p><p><b

66、>　　則可求的D點(diǎn)速度。</b></p><p>　　取4構(gòu)件作為研究對(duì)象，列速度矢量方程，得 </p><p>　　大小 ? √ 　?</p><p>　　方向 √ √ √</p><p>　　再通過圖解法，得到E點(diǎn)的速度。</p><p><b>　　

67、2.加速度分析：</b></p><p>　　因構(gòu)件1和2在B點(diǎn)處的轉(zhuǎn)動(dòng)副相連，故,方向垂直與AB。</p><p>　　取2、3構(gòu)件重合點(diǎn)B為研究對(duì)象，列加速度矢量方程得：</p><p>　　大小: ？ √ ？ √ √ ？</p><p>　　方向： ？ √ √ √ √ √</p>

68、<p>　　作加速度矢量圖，可求得。</p><p><b>　　又，則可得。</b></p><p>　　取4構(gòu)件為研究對(duì)象,列加速度矢量方程,得</p><p>　　大小 ？ √ √ ？</p><p>　　方向 √ √ √ √</p><p>　　由加速

69、度矢量圖可求得E點(diǎn)加速度。</p><p>　　8.2 主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析</p><p>　　取4為研究對(duì)象，分離4、5構(gòu)件進(jìn)行動(dòng)態(tài)靜力分析，已知，，。設(shè)與水平導(dǎo)軌的夾角為，可測(cè)得的大小。</p><p><b>　　由</b></p><p><b>　　可得和.</b></p&g

70、t;<p>　　分離2、3構(gòu)件進(jìn)行動(dòng)態(tài)靜力分析，已知，。</p><p><b>　　由此可得：，</b></p><p><b>　　根據(jù)</b></p><p>　　、、、分別為、、、作用與C的距離（其大小可測(cè)得），可以求得。</p><p><b>　　由力矢量圖可得和

71、。</b></p><p>　　對(duì)曲柄1進(jìn)行動(dòng)態(tài)靜力分析，,作用與A的距離為h,其大小可測(cè)得，所以曲柄上的平衡力矩</p><p>　　9.凸輪機(jī)構(gòu)的曲線的設(shè)計(jì)</p><p>　　表4 進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)</p><p>　　通常凸輪滾子半徑=（0.1-0.5），所以根據(jù)滾子半徑去凸輪基圓半徑=50mm。由工作循環(huán)圖得到凸輪推程

72、運(yùn)動(dòng)角為=125°，取凸輪回程運(yùn)動(dòng)角為=95°，遠(yuǎn)休止角為=80°，近休止角為=60°。</p><p>　　9.1 凸輪機(jī)構(gòu)位移曲線的設(shè)計(jì)</p><p>　　為避免剛性沖擊，所以推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律可選用二次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律，即</p><p><b>　　推程的運(yùn)動(dòng)方程為：</b></p>&

73、lt;p>　　等加速階段 等減速階段</p><p><b>　　回程的運(yùn)動(dòng)方程為：</b></p><p>　　等加速階段 等減速階段</p><p><b>　　則得到各點(diǎn)角位移</b></p><p>　　9.2

74、 凸輪機(jī)構(gòu)輪廓曲線的設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)計(jì)凸輪輪廓依據(jù)反轉(zhuǎn)法原理。取機(jī)架長度=125mm凸輪以等角速度逆時(shí)針方向回轉(zhuǎn)，推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律同前。</p><p>　　選取適當(dāng)?shù)拈L度比例尺定出O和A的位置，以O(shè)為圓心，為半徑作基圓。以O(shè)為圓心，以為半徑作圓。再以為半徑，A為圓心作圓弧，交基圓于點(diǎn)B。確定擺動(dòng)推桿在反轉(zhuǎn)過程中依次占據(jù)的各個(gè)位置。然后依據(jù)各個(gè)角位移確定滾子中心在復(fù)合運(yùn)動(dòng)中依次占

75、據(jù)的各個(gè)位置。最后將各點(diǎn)連成光滑曲線，即為凸輪理論輪廓曲線。</p><p>　　然后再以理論輪廓曲線上的一系列點(diǎn)為圓心，以滾子半徑為半徑作一系列的圓，最后作此圓族的包絡(luò)線，即為凸輪的工作廓線。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1.《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》徐萃萍 冷興聚</p><p&g

76、t;　　2.《機(jī)械原理電算課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》冷興聚</p><p>　　3.《機(jī)械原理》孫恒 稱作模，高等教育出版社，1995.8</p><p>　　4.《C程序設(shè)計(jì)》譚浩強(qiáng)，清華大學(xué)出版社,1995.3</p><p>　　5.《C語言典型零件CAD》王占勇，東北大學(xué)出版社2000.9</p><p>　　6.《計(jì)算機(jī)圖形學(xué)》羅笑南 王若梅

77、 中山大學(xué)出版社1996.10</p><p>　　7.《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》裘建新，高等教育出版社，2005.4</p><p>　　0 0.2824 -0.2122 -3.4395 73.8543 0.4214 6.7069 4.1374 -0.4700 -6.7797</p><p>　　10.0000

78、 0.2739 -0.3141 -2.9360 74.8127 0.6170 5.5312 3.1000 -0.6475 -4.3103</p><p>　　20.0000 0.2624 -0.4008 -2.4856 76.0969 0.7773 4.5055 1.8086 -0.7475 -1.9676</p>

79、<p>　　30.0000 0.2484 -0.4736 -2.0669 77.6466 0.9070 3.6176 0.4005 -0.7763 0.1231</p><p>　　40.0000 0.2322 -0.5334 -1.6680 79.4093 1.0103 2.8469 -1.0019 -0.7428

80、 1.9108</p><p>　　50.0000 0.2143 -0.5806 -1.2844 81.3398 1.0904 2.1708 -2.2936 -0.6573 3.3796</p><p>　　60.0000 0.1952 -0.6158 -0.9167 83.3983 1.1501 1.5675

81、 -3.3883 -0.5298 4.5263</p><p>　　70.0000 0.1750 -0.6395 -0.5674 85.5491 1.1914 1.0168 -4.2186 -0.3708 5.3490</p><p>　　80.0000 0.1543 -0.6524 -0.2387 87.7598

82、 1.2156 0.5001 -4.7362 -0.1907 5.8448</p><p>　　90.0000 0.1333 -0.6551 0.0689 90.0000 1.2236 -0.0000 -4.9119 -0.0000 6.0105</p><p>　　100.0000 0.1125 -0.6482

83、 0.3582 92.2402 1.2156 -0.5001 -4.7361 0.1907 5.8448</p><p>　　110.0000 0.0919 -0.6322 0.6360 94.4509 1.1914 -1.0168 -4.2185 0.3708 5.3490</p><p>　　120.000

84、0 0.0721 -0.6074 0.9133 96.6017 1.1501 -1.5675 -3.3883 0.5298 4.5263</p><p>　　130.0000 0.0531 -0.5736 1.2051 98.6602 1.0904 -2.1708 -2.2936 0.6573 3.3796</p&g

85、t;<p>　　140.0000 0.0354 -0.5299 1.5292 100.5907 1.0103 -2.8469 -1.0019 0.7428 1.9108</p><p>　　150.0000 0.0193 -0.4751 1.9054 102.3535 0.9070 -3.6176 0.4005 0.

86、7763 0.1231</p><p>　　160.0000 0.0051 -0.4071 2.3528 103.9031 0.7773 -4.5055 1.8086 0.7475 -1.9676</p><p>　　170.0000 -0.0066 -0.3235 2.8864 105.1873 0.6170 -

87、5.5312 3.0999 0.6475 -4.3103</p><p>　　180.0000 -0.0154 -0.2213 3.5115 106.1457 0.4214 -6.7069 4.1373 0.4700 -6.7797</p><p>　　190.0000 -0.0206 -0.0977 4.2157

88、106.7094 0.1859 -8.0248 4.7769 0.2145 -9.1247</p><p>　　200.0000 -0.0214 0.0492 4.9599 106.8010 -0.0936 -9.4354 4.8830 -0.1086 -10.9145</p><p>　　210.0000 -0.0172

89、 0.2196 5.6692 106.3384 -0.4181 -10.8138 4.3535 -0.4719 -11.5135</p><p>　　220.0000 -0.0071 0.4107 6.2257 105.2416 -0.7833 -11.9170 3.1570 -0.8249 -10.1417</p><p&g

90、t;　　230.0000 0.0093 0.6150 6.4636 103.4478 -1.1743 -12.3529 1.3777 -1.0927 -6.0994</p><p>　　240.0000 0.0323 0.8190 6.1660 100.9339 -1.5619 -11.6140 -0.7454 -1.1852 0.7

91、513</p><p>　　250.0000 0.0615 1.0015 5.0879 97.7457 -1.9007 -9.2497 -2.8160 -1.0259 9.2918</p><p>　　260.0000 0.0959 1.1346 3.0628 94.0224 -2.1360 -5.1860 -4

92、.3455 -0.6011 16.7702</p><p>　　270.0000 0.1333 1.1889 0.2269 90.0000 -2.2207 -0.0000 -4.9119 -0.0000 19.7983</p><p>　　280.0000 0.1710 1.1468 -2.8191 85.9776

93、-2.1360 5.1860 -4.3455 0.6011 16.7702</p><p>　　290.0000 0.2058 1.0150 -5.2471 82.2543 -1.9007 9.2497 -2.8160 1.0259 9.2918</p><p>　　300.0000 0.2354 0.8231

94、 -6.5393 79.0661 -1.5619 11.6140 -0.7454 1.1852 0.7513</p><p>　　310.0000 0.2583 0.6079 -6.7439 76.5522 -1.1743 12.3529 1.3780 1.0927 -6.0994</p><p>　　320.000

95、0 0.2744 0.3985 -6.2581 74.7585 -0.7833 11.9170 3.1568 0.8249 -10.1417</p><p>　　330.0000 0.2841 0.2100 -5.4947 73.6616 -0.4181 10.8138 4.3534 0.4719 -11.5135</p&g

96、t;<p>　　340.0000 0.2881 0.0467 -4.7144 73.1990 -0.0936 9.4354 4.8830 0.1086 -10.9145</p><p>　　350.0000 0.2873 -0.0929 -4.0246 73.2906 0.1859 8.0248 4.7769 -0.