哈工大机械原理大作业1--连杆机构运动分析-牛头刨床-学号5号

机械原理大作业2凸轮机构设计第1页共7页大作业1连杆机构运动分析运动分析题目图1-13牛头刨床机构简图一、按比例画出机构运动简图见A3图纸机械原理大作业2凸轮机构设计第2页共7页二、机构的结构分析及基本杆组的划分（1）机构的结构分析该机构为平面连杆机构，活动构件数n=5；有A、B、C、E、F五个转动副和B、F两个移动副，没有高副，故低副数PL=7，高副数PH=0。机构的自由度F=3n-2PL-PH=3*5-2*7=1。机构有确定运动轨迹。（2）基本杆组的划分图1-13中，原动件构件1为Ⅰ级杆组，移除之后按照拆杆组法对机构进行拆分，可得由滑块2和杆3组成的RPRⅡ级杆组，以及由杆4和滑块5组成的RRPⅡ级杆组。拆分图如下：图1-13-1Ⅰ级杆组图1-13-2RPRⅡ级杆组图1-13-3RRPⅡ级杆组机械原理大作业2凸轮机构设计第3页共7页三、各杆组的运动分析数学模型图1-13-1Ⅰ级杆组xB=xA+lABcosyB=yA+lABsin图1-13-2RPRⅡ级杆组xE=xB+(lCE-s)cosjyE=yB+(lCE-s)sinjj=arctan(B0/A0)A0=xB-xCB0=yB-yCS=2020BA图1-13-3RRPⅡ级杆组F的位置xF=xE-lEFcosiyF=yE+lEFsinii=arcsin(A1/lEF)A1=H-H1-yEF的速度F的加速度四、建立坐标系以A为原点建立坐标系，则A（0,0）五、编程使用MATLAB编写程序如下机械原理大作业2凸轮机构设计第4页共7页lAB=108;lCD=620;lEF=300;H1=350;H=635;xC=0;yC=-350;symst;f=(255*pi/30)*t;xB=lAB*cos(f);yB=lAB*sin(f);A0=xB-xC;B0=yB-yC;S=sqrt(A0^2+B0^2);f1=atan(B0/A0);xE=xB+(lAB-S)*cos(f1);yE=yB+(lAB-S)*sin(f1);A1=H-H1-yE;f2=asin(A1/lEF);xF=xE-lEF*cos(f2);yF=yE+lEF*sin(f2);a=0:0.001:0.5;xF=subs(xF,t,a);plot(a,xF)title('位移x随时间t变化图像')xlabel('t(s)'),ylabel(X')lAB=108;lCD=620;lEF=300;H1=350;H=635;xC=0;yC=-350;symst;f=(255*pi/30)*t;xB=lAB*cos(f);yB=lAB*sin(f);A0=xB-xC;B0=yB-yC;S=sqrt(A0^2+B0^2);f1=atan(B0/A0);xE=xB+(lAB-S)*cos(f1);yE=yB+(lAB-S)*sin(f1);机械原理大作业2凸轮机构设计第5页共7页A1=H-H1-yE;f2=asin(A1/lEF);xF=xE-lEF*cos(f2);yF=yE+lEF*sin(f2);vF=diff(xF,t);a=0:0.001:0.5;vF=subs(vF,t,a);plot(a,vF)title('速度v随时间t变化图像')xlabel('t(s)'),ylabel(V')lAB=108;lCD=620;lEF=300;H1=350;H=635;xC=0;yC=-350;symst;f=(255*pi/30)*t;xB=lAB*cos(f);yB=lAB*sin(f);A0=xB-xC;B0=yB-yC;S=sqrt(A0^2+B0^2);f1=atan(B0/A0);xE=xB+(lAB-S)*cos(f1);yE=yB+(lAB-S)*sin(f1);A1=H-H1-yE;f2=asin(A1/lEF);xF=xE-lEF*cos(f2);yF=yE+lEF*sin(f2);aF=diff(xF,t,2);a=0:0.001:0.5;aF=subs(aF,t,a);plot(a,aF)title('加速度a随时间t变化图像')xlabel('t(s)'),ylabel(A')机械原理大作业2凸轮机构设计第6页共7页六、位移、速度、加速度图像位移xE随时间t变化图像速度vE随时间t变化图像加速度aE随时间t变化图像机械原理大作业2凸轮机构设计第7页共7页七、运动分析由MATLAB编程后绘制所得图线分析可知，牛头刨床的刨头F行程约为500mm，在0.06s~0.17s之间速度和加速度波动较大，在0.17s~0.29s之间速度和加速度波动较小，这就保证了刨头在空行程时有急回运动，而在工作行程是由较均匀的切削速度，运动连续，且运动性能良好稳定。