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

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

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

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机械原理大作业2 凸轮机构设计

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?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RPR?级杆组，以及由杆4和滑块5组成的RRP?级杆组。拆分图如下:

图1-13-1 ?级杆组

图1-13-2 RPR?级杆组

图1-13-3 RRP?级杆组

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机械原理大作业2 凸轮机构设计三、各杆组的运动分析数学模型图1-13-1 ?级杆组

x=x+lcos, BAAB

y=y+lsin, BAAB

图1-13-2 RPR?级杆组

x=x+(l-s)cos,j EBCE

y=y+(l-s)sin,j EBCE

,=arctan(B/A) j00

A=x-x0BC

B=y-y0BC

22A，BS= 00

图1-13-3 RRP?级杆组

F的位置

x=x-lcos, FE EFiy=y+lsin,FEEFi ,=arcsin(A/l) 1iEF A=H-H-y11E

的速度 F

的加速度 F

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

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机械原理大作业2 凸轮机构设计

lAB=108;

lCD=620;

lEF=300;

H1=350;

H=635;

xC=0;

yC=-350;

syms t;

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;

syms t;

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);

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机械原理大作业2 凸轮机构设计

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;

syms t;

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') 第 5 页共 5 页

机械原理大作业2 凸轮机构设计六、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

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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。

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