湖大機(jī)械院牛頭刨床MATLAB運(yùn)動(dòng)分析

word文檔可自由復(fù)制編輯HUNANUNIVERSITY標(biāo)題:牛頭刨床運(yùn)動(dòng)分析-matlab一、工作原理及工藝動(dòng)作過(guò)程牛頭刨床是一種用于切削平面的加工機(jī)床，它是依靠刨刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)和支撐并固定工件的工作臺(tái)的單向間歇移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)平面的切削加工。刨刀向左運(yùn)動(dòng)時(shí)為切削工件，向右運(yùn)動(dòng)時(shí)為空回。且切削時(shí)刨刀的移動(dòng)速度低于空行程速度，即刨刀具有急回現(xiàn)象。刨刀可隨小刀架作不同進(jìn)給量的垂直進(jìn)給；安裝工件的工作臺(tái)應(yīng)具有不同進(jìn)給量的橫向進(jìn)給，以完成平面的加工，工作臺(tái)還應(yīng)具有升降功能，以適應(yīng)不同高度的工件加工。二、matlab簡(jiǎn)介ATLAB是一個(gè)包含大量計(jì)算算法的集合。其擁有600多個(gè)工程中要用到的數(shù)學(xué)運(yùn)算函數(shù)，可以方便的實(shí)現(xiàn)用戶所需的各種計(jì)算功能。在通常情況下，可以用它來(lái)代替底層編程語(yǔ)言，在計(jì)算要求相同的情況下，使用MATLAB的編程工作量會(huì)大大減少。函數(shù)所能解決的問(wèn)題其大致包括矩陣運(yùn)算和線性方程組的求解、微分方程及偏微分方程的組的求解、符號(hào)運(yùn)算、傅立葉變換和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析、工程中的優(yōu)化問(wèn)題、稀疏矩陣運(yùn)算、復(fù)數(shù)的各種運(yùn)算、三角函數(shù)和其他初等數(shù)學(xué)運(yùn)算、多維數(shù)組操作以及建模動(dòng)態(tài)仿真等。三、CAD建立主運(yùn)動(dòng)模型各構(gòu)建的尺寸為：l1=125mm,

l3=600mm，l4=150mm,原動(dòng)件1的方位角==-?和等角速度w1=1rad/s。用矩陣法求該機(jī)構(gòu)中各從動(dòng)的方位角、角速度、和角加速度以及E點(diǎn)的位移、速度和加速度的運(yùn)動(dòng)曲線圖。題意分析建立以C為原點(diǎn)，以CG為y軸，以垂直于CG并過(guò)C的線為x軸的平面坐標(biāo)系。記AB為向量l1,CB為向量S3，CD為向量l3，DE為向量l4，GE為向量SE,CA為向量l6，CG為向量l7。寫(xiě)出投影方程：S3*cosθ3=l1*cosθ1；S3*sinθ3=l6+l1*sinθ1；l3*cosθ3+l4cosθ4-Se；l3sinθ3+l4sinθ4=l7由以上各式即可求得S3、θ3、θ4、Se四個(gè)運(yùn)動(dòng)變量，而滑塊2的方位角θ2=θ3，然后，分別將上列各式對(duì)時(shí)間取一次二次導(dǎo)數(shù)，并寫(xiě)成矩陣形式，即得一下速度和加速度方程：將矩陣運(yùn)算轉(zhuǎn)化為Matlab源程序clearall;clcl1=125;l3=600;l4=150;l6=275;l7=575;w1=1;y1=0:2*pi/3600:2*pi;s3=sqrt(l6^2+l1^2-2*l1*l6*cos((pi/2)+y1));y3=acos(l1*cos(y1)./s3);y4=pi-asin((l7-l3*sin(y3))/l4);se=l3*cos(y3)+l4*cos(y4);fori=1:3601a11(i)=cos(y3(i));a12(i)=-s3(i)*sin(y3(i));a13(i)=0;a14(i)=0;a21(i)=sin(y3(i));a22(i)=s3(i)*cos(y3(i));a23(i)=0;a24(i)=0;a31(i)=0;a32(i)=-l3*sin(y3(i));a33(i)=-l4*sin(y4(i));a34(i)=-1;a41(i)=0;a42(i)=l3*cos(y3(i));a43(i)=l4*cos(y4(i));a44(i)=0;b11=-l1*sin(y1(i));b21=l1*cos(y1(i));b23=0;b24=0;b=[b11;b21;b23;b24];a1=[a11(i),a12(i),a13(i),a14(i)];a2=[a21(i),a22(i),a23(i),a24(i)];a3=[a31(i),a32(i),a33(i),a34(i)];a4=[a41(i),a42(i),a43(i),a44(i)];a=[a1;a2;a3;a4];v=a\b;vv1(i)=v(1,1);vv2(i)=v(2,1);vv3(i)=v(3,1);vv4(i)=v(4,1);aa11(i)=-vv2(i)*sin(y3(i));aa12(i)=-vv1(i)*sin(y3(i))-vv2(i)*s3(i)*cos(y3(i));aa13(i)=0;aa14(i)=0;aa21(i)=vv2(i)*cos(y3(i));aa22(i)=vv1(i)*cos(y3(i))-s3(i)*vv2(i)*sin(y3(i));aa23(i)=0;aa24(i)=0;aa31(i)=0;aa32(i)=-l3*vv2(i)*cos(y3(i));aa33(i)=-l4*vv3(i)*cos(y4(i));aa34(i)=0;aa41(i)=0;aa42(i)=-l3*vv2(i)*sin(y3(i));aa43(i)=-l4*vv3(i)*sin(y4(i));aa44(i)=0;aa1=[aa11(i),aa12(i),aa13(i),aa14(i)];aa2=[aa21(i),aa22(i),aa23(i),aa24(i)];aa3=[aa31(i),aa32(i),aa33(i),aa34(i)];aa4=[aa41(i),aa42(i),aa43(i),aa44(i)];aa=[aa1;aa2;aa3;aa4];bb11=-l1*w1*cos(y1(i));bb21=-l1*w1*sin(y1(i));bb1=[bb11;bb21;0;0];aaa=-inv(a)*aa*v+w1*inv(a)*bb1;aaa1(i)=aaa(1);aaa2(i)=aaa(2);aaa3(i)=aaa(3);aaa4(i)=aaa(4);endy3=y3/pi*180;y4=y4/pi*180;t=y1/pi*180;figure(1)plot(t,y3,'r',t,y4,'b',t,se,'--k');gridon;title('位移θ3（紅）θ4（藍(lán)）位移Se（黑）');xlabel('θ1');ylabel('θ3/°θ4/°')figure()plot(t,se,'.');grid;title('位移Se');ylabel('Se/mm');xlabel('θ1');figure(3)plot(t,vv2,'b',t,vv3,'k',t,vv4/1000,'--r');grid;title('速度ω3（藍(lán)）ω4（黑）Ve（紅）');ylabel('ω3/(rads/s)ω4/(rad/s)');figure(4);plot(t,vv4/1000,'.r');grid;title('速度Ve');ylabel('Ve/(m/s)');figure(5);plot(t,aaa2,'k',t,aaa3,'r',t,aaa4/1000,'--b');grid;title('加速度α3（黑）α4（紅）Ae（藍(lán)）');ylabel('α3/(rds/s/s)α4/(rad/s/s)')figure(6);plot(t,aaa4/1000,'.b');grid;title('加速度Ae');ylabel('a/(m/s/s)');xlabel('θ1');運(yùn)行結(jié)果得到圖線：總結(jié)當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，除了加速度外的圖線基本無(wú)變化，而加速度會(huì)變得很大；從而應(yīng)該控制控制好轉(zhuǎn)速，以免發(fā)生事故；另外，對(duì)于學(xué)習(xí)了matlab這個(gè)軟件來(lái)說(shuō)，我體會(huì)到了其語(yǔ)言的簡(jiǎn)練性，以及一種思維的嚴(yán)謹(jǐn)與