第一篇：牛头刨床matlab程序 机械原理课程设计
clear all;clc;%初始条件
theta1=linspace(-18,342,100);%单位度 theta1=theta1*pi/180;%转换为弧度制 W1=80*pi/30;%角速度 单位rad/s H=0.5;%行程 单位m L1=0.1329;%O2A的长度 单位m L3=0.8091;%O3B的长度 单位m L4=0.2589;%BF的长度 单位m L6=0.430;%O2O3的长度 单位m L6u=0.7893;%O3D的长度 单位m Z=pi/180;%角度与弧度之间的转换
dT=(theta1(3)-theta1(2))/W1;%时间间隔 for j=1:100 t(j)=dT*(j-1);%时间因素 end %求解S3、Theta3、Theta4和SE四个变量
theta3(i)=atan((L6+L1*sin(theta1(i)))/L1/cos(theta(i)));for i=1:100 S3=L1*cos(theta1(i))/cos(theta3(i));theta4(i)=asin((L6u-L3*sin(theta3(i)))/L4);SE(i)=L3*cos(theta3(i))+L4*cos(theta4(i));end
%求解完成 %求解完成
%求解VS3、W3、W4和VE四个变量 for i=1:100 J= inv([cos(theta3(i)),-S3(i)*sin(theta3(i)),0,0;sin(theta3(i)),S3(i)*cos(theta3(i)),0,0;0,-L3*sin(theta3(i)),-L4*sin(theta4(i)),-1;0,L3*cos(theta3(i)),L4*cos(theta4(i)),0]);K=J*W1*[-L1*sin(theta1(i));L1*cos(theta1(i));0;0];VS3(i)=K(1);W3(i)=K(2);W4(i)=K(3);VE(i)=K(4);end%求解完成
%求解aS3、a3、a4、aE四个变量 for i=1:100 J= inv([cos(theta3(i)),-S3(i)*sin(theta3(i)),0,0;sin(theta3(i)),S3(i)*cos(theta3(i)),0,0;0,-L3*sin(theta3(i)),-L4*sin(theta4(i)),-1;0,L3*cos(theta3(i)),L4*cos(theta4(i)),0]);P=W1*[-L1*cos(theta1(i));L1*sin(theta1(i));0;0];
M=[-W3(i)*sin(theta3(i)),-VS3(i)*sin(theta3(i))-S3(i)*W3(i)*cos(theta3(i)),0,0;
W3(i)*cos(theta3(i)),VS3(i)*cos(theta3(i))-S3(i)*W3(i)*sin(theta3(i)),0,0;0,-L3*W3(i)*cos(theta3(i)),-L4*W4(i)*cos(theta4(i)),0;0,-L3*W3(i)*sin(theta3(i)),-L4*W4(i)*sin(theta4(i)),0];N=[VS3(i);W3(i);W4(i);VE(i)];K=J*(-M*N+P);aS3(i)=K(1);a3(i)=K(2);a4(i)=K(3);aE(i)=K(4);end%求解完成 %动态静力分析 %初始条件 M4=20;M5=3;M6=62;Js4=1.2;Js5=0.025;Fc=1500;Ls4=0.5*L3;Ls5=0.5*L4;%给切削阻力赋值 for i=1:100
if((abs(SE(1)-SE(i))>0.05*H&&abs(SE(1)-SE(i))<0.95*H)&&(theta1(i)
J4=Js4+M4*(0.5*L3)*(0.5*L3);%导杆对点O3的转动惯量 for i=1:100
Ekk(i)=(M6*VE(i)*VE(i)+Js5*W4(i)*W4(i)+M5*VE(i)*VE(i)+J4*W3(i)*W3(i))/2;%计算总动能 end dEkk(1)=Ekk(1)-Ekk(100);%动能的改变量 for i=2:100 dEkk(i)=Ekk(i)-Ekk(i-1);%动能的改变量 end for i=1:100 MM(i)=(dEkk(i)+Fc(i)*abs(VE(i)))/W1;%求平衡力矩 end %画图 %画运动图 figure(1);plot(t,theta3,'r');hold on;plotyy(t,theta4,t,SE);grid on;xlabel('时间t/s');ylabel('theta3、theta4(rad)');title('角度Theta3、theta4和位移SE');axis([ 0 , 0.75,-0.2,2]);figure(2);plot(t,W3,'r');hold on;grid on;plotyy(t,W4,t,VE);xlabel('时间t/s');ylabel('W3、W4(rad/s)');title('角度速度W3、W4和速度VE');axis([0 , 0.75,-5,3]);figure(3);plot(t,a3,'r');hold on;plotyy(t,a4,t,aE);grid on;xlabel('时间t/s');ylabel('a3、a4(rad/s/s)');title('角度加速度a3、a4和加速度aE');axis([0 , 0.75,-80,80]);%运动图画完 %画反力图 figure(4);plotyy(theta1,Fc,theta1,SE);xlabel('Theta1（时间t）');ylabel('Fc');axis([theta1(1),theta1(100),-50,1500]);title('切削阻力Fc与位移SE');grid on;figure(5);plotyy(theta1,MM,theta1,Fc);xlabel('Theta1（时间t）');ylabel('力矩');axis([theta1(1),theta1(100),-50,300]);title('平衡力矩');grid on;figure(6);plotyy(theta1,Ekk,theta1,SE);xlabel('Theta1（时间t）');ylabel('Fc');title('导杆、连杆和刨头的总动能');grid on;theta1(1)theta1(100)
第二篇：牛头刨床课程设计matlab程序
lo2o3=0.65;l2=0.09250;l4=1.1245;l5=0.281125;lo3d=1.11878;w2=8*pi/3;m4=16;m5=4;m6=68;g=9.8;j4=1.6;j5=0.03;k2=-38.18;
for i=1:13;k2=k2+30;if k2>90&k2<270 k4=pi+atan((lo2o3+l2*sin(k2*pi/180))/(l2*cos(k2*pi/180)));else k4=atan((lo2o3+l2*sin(k2*pi/180))/(l2*cos(k2*pi/180)));end
k5=asin((lo3d-l4*sin(k4))/l5);sf= l4*cos(k4)+l5*cos(k5);%得到牛头刨头的位移
l3=l2*cos(k2*pi/180)/cos(k4);B1=[cos(k4),-l3*sin(k4),0,0;sin(k4),l3*cos(k4),0,0;0,-l4*sin(k4),-l5*sin(k5),-1;0,l4*cos(k4),l5*cos(k5),0;];M=inv(B1)*(w2*[-l2*sin(k2*pi/180);l2*cos(k2*pi/180);0;0;]);%求得矩阵，其中M=[v3;w4;w5;vf]
B2=[-M(2)*sin(k4),-M(1)*sin(k4)-M(2)*l3*cos(k4),0,0;M(2)*cos(k4),M(1)*cos(k4)-M(2)*l3*cos(k4),0,0;0,-M(2)*l4*cos(k4),-l5*M(3)*cos(k5),0;0,-M(2)*l4*sin(k4),-l5*M(3)*sin(k5),0;];N=inv(B1)*(-B2*M+w2*[-l2*w2*cos(k2*pi/180);-l2*w2*sin(k2*pi/180);0;0;]);%求得加速度矩阵，其中N=[a3;a4;a5;af]
vf=M(4);af=N(4);X(i,:)=[k2,sf,vf,af];%收集Φ2与牛头刨头位移，速度，加速度与Φ2的数据 a4x=-N(2)*l4*sin(k4)/2-M(2)*M(2)*l4*cos(k4)/2;a4y=N(2)*l4*cos(k4)/2-M(2)*M(2)*l4*sin(k4)/2;a5x=2*a4x-N(3)*l5*sin(k5)/2-M(3)*M(3)*l5*cos(k5)/2;a5y=2*a4y+N(3)*l5*cos(k5)/2-M(3)*M(3)*l5*sin(k5)/2;%求出构件4，5质心的加速度，以便惯性力的计算
p4x=-m4*a4x;p4y=-m4*a4y;M4=-j4*N(2);p5x=-m5*a5x;p5y=-m5*a5y;M5=-j5*N(3);p6=-m6*af;%构件4，5，6的惯性力及惯性力矩
if sf>(0.03+0.50237-0.6)&sf<(0.50237-0.03)fc=14000;
else fc=0;end %判断fc的取值
M1=[1,0,1,0,0;0,1,0,0,0;0,0,-1,0,1;0,-1,0,1,0;0,l5*sin(k5)/2,-l5*cos(k5)/2,l5*sin(k5)/2,-l5*cos(k5)/2;];N1=[m6*g;-fc-p6;m5*g-p5y;-p5x;-M5;];
F1=inv(M1)*N1;%其中F1对应的量为：F1=[fn;r56x;r56y;r45x;r45y;]
M2=[1,0,1,0,0;0,1,0,1,0;cos(k4),sin(k4),0,0,0;(l4/2-l3)*sin(k4),-(l4/2-l3)*cos(k4),l4*sin(k4)/2,-l4*cos(k4)/2,0;l2*sin(k2*pi/180),-l2*cos(k2*pi/180),0,0,1;];N2=[F1(4)-p4x;F1(5)-p4y+m4*g;0;F1(5)*l4*cos(k4)/2-F1(4)*l4*sin(k4)/2-M4;0;];
F2=inv(M2)*N2;%其中F2对应的量为：F2=[r34x;r34y;r14x;r14y;Mb;]
Y(i,:)=[k2,F2(1), F2(2), F2(3), F2(4), F1(4), F1(5), F1(2), F1(3)];%记录不同角度时反力r34x,r34y,r14x,r14y,r45x,r45y,r56x,r56y的数据
Z(i,:)=[k2,F2(5),p4x,p4y,M4,p5x,p5y,M5,p6];%记录Φ2与平衡力矩的关系 end
disp(X);disp(Y);disp(Z);
plot(X(:,1),X(:,2),'-')grid on title('s6--Φ2函数')xlabel('变量Φ2（°）')ylabel('变量s6（m）')
figure plot(X(:,1),X(:,3),'-')grid on title('v6--Φ2函数')xlabel('变量Φ2（°）')ylabel('变量v6（m/s）')
figure plot(X(:,1),X(:,4),'-')grid on title('a6--Φ2函数')xlabel('变量Φ2（°）')ylabel('变量a6（m*m/s）')
figure plot(Z(:,1),Z(:,2),'-')grid on title('Mb--Φ2函数')xlabel('变量Φ（2°）')ylabel('变量Mp（N*m）')
21.8200
0.4211
-0.6064
-8.0130
51.8200
0.3698
-0.9980
-4.4055
81.8200
0.3010
-1.1660
-0.9019
111.8200
0.2286
-1.1154
2.4802
141.8200
0.1661
-0.8479
5.9804
171.8200
0.1273
-0.3571
9.5994
201.8200
0.1257
0.3339
12.1179
231.8200
0.1703
1.0781
10.6189
261.8200
0.2546
1.5373
2.9031
291.8200
0.3495
1.3924
-7.1580
321.8200
0.4180
0.7490-12.0727
351.8200
0.4411
-0.0000-11.1982
381.8200
0.4211
-0.6064
-8.0130
1.0e+004 *
0.0022
-2.3453
0.2943
0.8812-0.0177
-0.2917
-1.4577-0.0136
-1.4545
0.0052
-2.2130
0.1751
0.7778
-0.1467
-1.4317
0.0132
-1.4300
0.0094
0.0082
-2.1335
0.0379
0.7263
0.0064
-1.4065
0.0295
-1.4061
0.0258
0.0112
-2.1010
-0.0982
0.7208
0.1370
-1.3821
0.0239
-1.3831
0.0202
0.0142
-2.1175
-0.2177
0.7654
0.2345
-1.3569
0.0011
-1.3593
-0.0028
0.0172
-2.1882
-0.3021
0.8650
0.2979
-1.3309
-0.0209
-1.3347
-0.0250
0.0202-0.0257
0.0232-0.0008
0.0262 0.0247
0.0292 0.0169
0.0322-0.0160
0.0352-0.0322
0.0382-0.0177
1.0e+003 *
0.0218 0.5449
0.0518 0.2996
0.0818 0.0613
0.1118-0.1687
0.1418-0.4067
0.1718-0.6528
0.2018-0.8240
0.2318-0.7221
0.2618-2.3215-2.5278-2.7700-2.8882-2.7690-2.5408-2.3453
1.0591 1.7092
1.9584 1.8379
1.3691 0.5646-0.5201-1.6948-2.5276-0.3238-0.2504-0.0653
0.1760
0.3396 0.3653 0.2943 0.0640 0.0351 0.0074-0.0198-0.0481-0.0767-0.0968-0.0853-0.0229
1.0184
1.2128
1.3932
1.4309
1.2724 1.0512 0.8812-0.0053
0.0044
0.0095
0.0080
0.0003-0.0097-0.0127-0.0001
0.0163
0.3193 0.2692 0.1076-0.1408-0.3350-0.3763-0.2917-0.0114-0.0062-0.0013 0.0035 0.0085 0.0137 0.0174 0.0151 0.0040-1.3128-1.3235-1.3791-1.4515-1.4869-1.4806-1.4577 0.0320 0.0176 0.0037-0.0099-0.0240-0.0384-0.0484-0.0426-0.0115-0.0215
0.0031
0.0282
0.0205
-0.0119
-0.0279
-0.0136-0.0013
0.0011
0.0024
0.0020
0.0001-0.0024-0.0032-0.0000
0.0041-1.3176
-1.3278
-1.3803
-1.4487
-1.4821
-1.4761
-1.4545
0.0001
-0.0001
-0.0001
-0.0001
-0.0000
0.0001
0.0002
0.0000
-0.0002
-0.1974
0.2918
-2.4196
0.0572
0.0104
-0.0100
0.0286
0.4867
0.3218
-1.3363
0.0964
-0.0077
-0.0172
0.0482
0.8209
0.3518
0.0001
0.0898
-0.0129
-0.0161
0.0449
0.7615 0.3818
1.0591
0.0640
-0.0053
-0.0114
0.0320
0.5449
0.0026
-0.0001
-0.0019
0.0001
-0.0032
0.0002
-0.0013
0.0001
第三篇：机械原理课程设计牛头刨床
机械原理课程设计——牛头刨床设计说明书（3）待续
2.6．滑块6的位移，速度，加速度随转角变化曲线
§
其位移，速度，加速度随转角变化曲线如图所示：
三．设计方案和分析 §3.1方案一
3.1.1方案一的设计图
3.1.2方案一的运动分析及评价（1）运动是否具有确定的运动
该机构中构件n=5。在各个构件构成的的运动副中Pl=6,Ph=1.凸轮和转子、2杆组成运动副中有一个局部自由度，即F'=1。机构中不存在虚约束。.由以上条件可知：机构的自由度
F=3n-(2Pl+Ph-p')-F'=1 机构的原动件是凸轮机构，原动件的个数等于机构的自由度，所以机构具有确定的运动。
（2）机构传动功能的实现
在原动件凸轮1带动杆2会在一定的角度范围内摇动。通过连杆3推动滑块4运动，从而实现滑块(刨刀)的往复运动。（3）主传动机构的工作性能
凸轮1 的角速度恒定，推动2杆摇摆，在凸轮1 随着角速度转动时，连杆3也随着杆2 的摇动不断的改变角度，使滑块4的速度变化减缓，即滑块4的速度变化在切削时不是很快，速度趋于匀速；在凸轮的回程时，只有惯性力和摩擦力，两者的作用都比较小，因此，机构在传动时可以实现刨头的工作行程速度较低，而返程的速度较高的急回运动。传动过程中会出现最小传动角的位置，设计过程中应注意增大基圆半径，以增大最小传动角。机构中存在高副的传动，降低了传动的稳定性。
（4）机构的传力性能
要实现机构的往返运动，必须在凸轮1 和转子间增加一个力，使其在回转时能够顺利的返回，方法可以是几何封闭或者是力封闭。几何封闭为在凸轮和转子设计成齿轮形状，如共扼齿轮，这样就可以实现其自由的返回。
机构在连杆的作用下可以有效的将凸轮1的作用力作用于滑块4。但是在切削过程中连杆3和杆2也受到滑块4的作用反力。杆2回受到弯力，因此对于杆2 的弯曲强度有较高的要求。同时，转子与凸轮1 的运动副为高副，受到的压强较大。所以该机构不适于承受较大的载荷，只使用于切削一些硬度不高的高的小型工件。
该机构在设计上不存在影响机构运转的死角，机构在运转过程中不会因为机构本身的问题而突然停下。
（5）机构的动力性能分析。
由于凸轮的不平衡，在运转过程中，会引起整个机构的震动，会影响整个机构的寿命。所以在设计使用的过程中应处理好机械的震动问题，可以增加飞轮减少机械的震动，以免造成不必要的损失和危险。（6）
机构的合理性
此机构使用凸轮和四连杆机构，设计简单，维修，检测都很方便。同时，机构的尺寸要把握好，如杆2太长的话，弯曲变形就会很大，使杆2承受不了载荷而压断，如果太短的话，就不能有效的传递凸轮1 的作用力和速度。同时。凸轮具有不平衡性，在设计中尽量使凸轮的重量小一些，减小因为凸轮引起的整个机构的不平衡和机器的震动。（7）机构的经济性
该机构使用的连杆和凸轮都不是精密的结构，不需要特别的加工工艺，也不需要特别的材料来制作，也不需要满足特别的工作环境，所以该机构具有好的经济效益，制作方便，实用。不过机器的运转可能会造成一定的噪音污染；凸轮机构为高副机构，不宜承受较大的载荷。
§3.2方案二
3.2.1方案二的设计图
3.2.2方案二的运动分析和评价
（1）运动是否具有确定的运动
该机构由齿条、扇形齿轮
3、滑块2和杆1组成，其中杆1为主动件。滑块2以移动副的方式和扇形齿轮3连在一起。机构具有3个活动构件。机构中的运动副有原动件1的铰接，1和2的转动副以及2和3的移动副。机构中的运动副全都是低副，且Pl=4.在该机构中没有高副，也不存在局部自由度和虚约束。由此可知：
F=3n-(2Pl+Ph-p')-F'=1
机构中有一个原动件，原动件的个数等于该机构的自由度。所以，该机构具有确定的运动。（2）机构功能的实现
根据机构图可知，整个机构的运转是由原动件1带动的。杆1通过滑块2带动扇形齿轮3的运动。扇形齿轮3和与刨头连接的齿条啮合。从而实现刨刀的往复运动。
（3）机构的工作性能
该机构中原动件1对滑块2的压力角一直在改变。但是原动件1的长度较小，扇形齿轮的半径较大，即原动件1的变化速度对于扇形齿轮3的影响不是很大，同时机构是在转速不大的情况下运转的，也就是说，在扇形齿轮作用下的齿条的速度在切削过程中变化不大。趋于匀速运行。
原动件1在滑块2上的速度始终不变，但是随着原动件1的运转，在一个周期里，BC的长度由小到大，再变小。而BC的长度是扇形齿轮3的回转半径，也就是说，在机构的运行过程中，推程的速度趋于稳定，在刨头回程时，由于扇形齿轮受到齿条的反作用力减小。`还有扇形齿轮3的回转半径减小，使扇形齿轮的回程速度远大于推程时的速度。即可以达到刨床在切削时速度较低，但是在回程时有速度较高的急回运动的要求。在刨头往返运动的过程中，避免加减速度的突变的产生。
（4）机构的传递性能
该机构中除了有扇形齿轮和齿条接触的两个高副外，所有的运动副都是低副，齿轮接触的运动副对于载荷的承受能力较强，所以，该机构对于载荷的承受能力较强，适于加工一定硬度的工件。同时。扇形齿轮是比较大的工件，强度比较高，不需要担心因为载荷的过大而出现机构的断裂。
在整个机构的运转过程中，原动件1是一个曲柄，扇形齿轮3只是在一定的范围内活动，对于杆的活动影响不大，机构的是设计上不存在运转的死角，机构可以正常的往复运行。（5）机构的动力性能分析
该机构的主传动机构采用导杆机构和扇形齿轮，齿条机构。齿条固结于刨头的下方。扇形齿轮的重量较大，运转时产生的惯量也比较大，会对机构产生一定的冲击，使机构震动，不过在低速运转情况下，影响不会很大。（6）机构的合理性
该机构的设计简单，尺寸可以根据机器的需要而进行选择，不宜过高或过低。同时，扇形齿轮的重量有助于保持整个机构的平衡。使其重心稳定。由于该机构的设计较为简单。所以维修方便。，除了齿轮的啮合需要很高的精确度外没有什么需要特别设计的工件，具有较好的合理性。（7）机构的经济性能
该机构中扇形齿轮与齿条的加工的精度要求很高，在工艺上需要比较麻烦的工艺过程，制作起来不是很容易。此方案经济成本较高。
方案2如下图
第四篇：牛头刨床课程设计-机械原理
机械原理课程研究——牛头刨床
授课老师：方跃法 学生：刘斌臣 班级：机电1013 学号：10223067
目录
一、概述 §1.1、摘要,课程设计的题--------§1.2.、课程设计的任务和目的-----------------------------§1.3、课程设计的要求--------§1.4、课程设计的数据--------
二、运动分析及程序
§2.1、拆分杆组-----------------§2.2、方案分析-----------------§2.3、程序编写过程-----------§2.4、程序说明-----------------§2.5、C语言编程及结果-----§2.6、位移，速度，加速度图------------------------------§2.7、working model仿真截图
四、小结--------
五、参考文献--
一、概述
§1.1．摘要
中文摘要:牛头刨床的主传动的从动机构是刨头，在设计主传动机构时，要满足所设计的机构要能使牛头刨床正常的运转，同时设计的主传动机构的行程要有急回运动的特性，以及很好的动力特性。尽量使设计的结构简单，实用，能很好的 实现传动功能。
英文摘要:Shaper main drive the driven mechanism is the plough head, in the design of the main transmission
mechanism of stroke have Quick-Return Movement Characteristics, and good dynamic characteristics.Try to make the design of the structure is simple, practical, can achieve a very good transmission function.此次课程设计的题目是：研究牛头刨床的运动特性 §1.2．课程设计的任务和目的1）任务： 导杆机构进行运动分析； 2导杆机构进行动态静力分析； 通过对牛头刨床的运动和特性分析，掌握基本研究机械的能力
2）目的：机械原理课程设计是培养学生掌握机械系统运动方案设计能力的技术基础课程，它是机械原理课程学习过程中的一个重要实践环节。其目的是以机械原理课程的学习为基础，进一步巩固和加深所学的基本理论、基本概念和基本知识，培养学生分析和解决与本课程有关的具体机械所涉及的实际问题的能力，使学生熟悉机械系统设计的步骤及方法，其中包括选型、运动方案的确定、运动学和动力学的分析和整体设计等，并进一步提高计算、分析，计算机辅助设计、绘图以及查阅和使用文献的综合能力。§1.3．课程要求
牛头刨床的主传动的从动机构是刨头，在设计主传动机构时，要满足所设计的机构要能使牛头刨床正常的运转，同时设计的主传动机构的行程要有急回运动的特性，以及很好的动力特性。尽量是设计的结构简单，实用，能很好的 实现传动功能。二．运动分析及程序（机械简图如下）
§2.1拆分杆组
该六杆机构可看成由Ⅰ级机构、一个RPRⅡ级基本组和一个 RRPⅡ级基本组组成的，即可将机构分解成图示三部分。
§2.2这种机械形式的分析及其评价：
1、机构具有确定运动，分析可知N=5，Pl=7,Ph=0,所以自由度
F=3*5-(2*7+0)=1,曲柄为机构原动件。
2,通过曲柄带动摆动导杆机构和滑块机构使刨刀往复移动,实现切削功能，能满足功能要求.且滑块行程可以根据杆长任意调整；
3,工作性能, 工作行程中，刨刀速度较慢，变化平缓符合切削要求, 摆动导杆机构使其具有急回作用，可满足任意行程速比系数K的要求；
4,传递性能, 机构传动角恒为90度，传动性能好，能承受较大的载荷，机构运动链较长，传动间隙较大； 5,动力性能 ,传动平稳，冲击震动较小.6,结构合理性,结构简单合理,尺寸和重量也较小,制造和维修也较易.7,经济性，无特殊工艺和设备要求,成本较低.§2.3程序编写过程
如图所示，建立O4-xy坐标系，并确定O2、A、O4、B、C编号分别为1，2（3），4，5，6，选定参考点7。根据已知条件（本课题选定数据），令：X(O2)=X(1)=0,Y(O2)=Y(1)=430,X(O4)=X(4)=0,Y(O4)=Y(4)=0, X(7)=0,Y(7)=810，编写主程序。
1）为计算出Ⅰ级机构上A点的位置及运动参数，应调用Mcrank子程序，在此之前应确定子程序的形参i,j,a,b,此机构中,i=1,j=1,a=1,b=1；
2）为求出构件3上B点的位置及运动参数，应调用Mrpr子程序，在此之前应确定子程序的各形参赋值,此机构中,i=2,j=3,k=4,此时，又已知数据有，L(2)=L(4)=0,L(3)=810.其他参数b,c,d,e分别是2，3，4，5； 3）为求出滑块上C点的位置及运动参数，应调用Mrrp子程序，在此之前应确定子程序的各形参赋值,此机构中,i=5,j=6,b=5,c=6,r=a=7,m=1； §2.4程序说明
1）对程序中不赋值的变量，计算机自动取0值，如滑块6与x轴的夹角在调用Mrrp之前不赋值，按0计算；
2）用曲柄得角位置φ1作循环变量，计算出它在360°之内的变化情况，循环步长取30°，只取小数点后两位。
3)程序依托公式：由该机构的两个矢量封闭形
s3cos3l1cos1s3sin3l6l1sin1l3cos3l4cos4sE0l3sin3l4sin4l6
将位移方程对时间取一次导数 得速度矩阵
未知量可求 cos3sin300s3sin3s3cos3l3sin3l3cos300l4sin4l4cos40s3l1sin103l1cos111400vE0cos3sin300s3sin3s3cos3l3sin3l3cos300l4sin4l4cos40s303140Es3sin33sin3s33cos3s
3cos33cos3s33sin3将位移方程对时间取二次导数，0l33cos3得加速度矩阵 0l33sin3 l11cos1
l11sin110 0
§2.5源程序及计算结果 1）程序
#include“stdio.h” #include“stdlib.h” #include“math.h”
const double PI=3.14159;double L[10];
double X[10],Y[10];double V[10],U[10];double A[10],B[10];
double F[10],W[10],E[10];double S[10],C[10];double Sgn(double Xin){double Resf;
if(Xin>=0)Resf=1.0;if(Xin<0)Resf=-1.0;return Resf;}
double Angle(double Xin,double Yin){double Resf;
if(fabs(Xin)>1e-10){Resf=atan(Yin/Xin);
Resf=Resf-(Sgn(Xin)-1)*PI/2;} else
{Resf=PI/2;
00l44cos4l44sin40s303040vEResf=Resf-(Sgn(Yin)-1)*Resf;}
return(Resf);}
void mcrank(int i,int j,int a,int b,double F9){ F[j]= F[j]+F9;S[i]=L[i]*sin(F[j]);C[i]=L[i]*cos(F[j]);X[b]=X[a]+C[i];Y[b]=Y[a]+S[i];
V[b]=V[a]-W[j]*S[i];U[b]=U[a]+W[j]*C[i];
A[b]=A[a]-W[j]*W[j]*C[i]-E[j]*S[i];B[b]=B[a]-W[j]*W[j]*C[i]+E[j]*S[i];}
int mrpr(int i,int j,int k,int b,int c,int d,int e, int m,double Res[3]){ double A0,B0,C0,X1,Y1,F1,Ar,Ak;double G1,G4,G5,G6,s1,v1,a1;A0=X[b]-X[d];B0=Y[b]-Y[d];C0=L[i]+L[k];
G1=A0*A0+B0*B0-C0*C0;if(G1<0)return(0);s1=sqrt(G1);X1=C0-B0;Y1=A0+m*s1;F1=Angle(X1,Y1);
if(F1
PI||F1<0)F[j]=2*(F1+Sgn(X1)*PI);if(fabs(F1)<0.001)F[j]=2*PI;S[i]=L[i]*sin(F[j]);C[i]=L[i]*cos(F[j]);S[k]=L[k]*sin(F[j]);C[k]=L[k]*cos(F[j]);S[j]=L[j]*sin(F[j]);C[j]=L[j]*cos(F[j]);X[c]=X[b]-S[i];Y[c]=Y[b]+C[i];
X[e]=X[c]+C[j]-s1*cos(F[j]);Y[e]=Y[c]+S[j]-s1*sin(F[j]);
G6=(X[b]-X[d])*cos(F[j])+(Y[b]-Y[d])*sin(F[j]);
W[j]=((U[b]-U[d])*cos(F[j])-(V[b]-V[d])*sin(F[j]))/G6;
v1=((V[b]-V[d])*(X[b]-X[d])+(U[b]-U[d])*(Y[b]-Y[d]))/G6;V[c]=V[b]-W[j]*C[i];U[c]=U[b]-W[j]*S[i];
V[e]=V[d]-W[j]*(S[j]-C[k]);U[e]=U[d]+W[j]*(C[j]+S[k]);
G4=A[b]-A[d]+W[j]*W[j]*(X[b]-X[d])+2*W[j]*v1*sin(F[j]);G5=B[b]-B[d]+W[j]*W[j]*(X[b]-X[d])-2*W[j]*v1*cos(F[j]);E[j]=(G5*cos(F[j])-G4*sin(F[j]))/G6;a1=(G4*(X[b]-X[d])+G5*(Y[b]-Y[d]))/G6;Ar=a1;
Ak=2*W[j]*v1;
A[e]=A[d]-E[j]*(S[j]-C[k])-W[j]*W[j]*(C[j]+S[k]);B[e]=B[d]+E[j]*(C[j]+S[k])-W[j]*W[j]*(S[j]-C[k]);Res[0]=s1;Res[1]=v1;Res[2]=a1;return(1);}
int mrrp(int i,int j,int b,int c,int r,int m){ double B0,C0,Z1,S1,X1,Y1,F1;double Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,A1,V1;
B0=2*(X[r]-X[b])*cos(F[j])+2*(Y[r]-Y[b])*sin(F[j]);S[j]=L[j]*sin(F[j]);C[j]=L[j]*cos(F[j]);
C0=pow((X[r]-X[b]),2)+pow((Y[r]-Y[b]),2)+ pow(L[j],2)-pow(L[i],2)-2*(X[r]-X[b])*S[j]+2*(Y[r]-Y[b])*C[j];if(B0*B0-4*C0<0)return(0);Z1=sqrt(B0*B0-4*C0);S1=(-B0+m*Z1)/2;
X[c]=X[r]+S1*cos(F[j])-S[j];Y[c]=Y[r]+S1*sin(F[j])+C[j];X1=X[c]-X[b];Y1=Y[c]-Y[b];F1=Angle(X1,Y1);F[i]=F1;
S[i]=L[i]*sin(F[i]);C[i]=L[i]*cos(F[i]);
Q1=V[r]-V[b]-W[j]*(S1*sin(F[j])+C[j]);Q2=U[r]-U[b]+W[j]*(S1*cos(F[j])-S[j]);Q3=S[i]*sin(F[j])+C[i]*cos(F[j]);
W[i]=(-Q1*sin(F[j])+Q2*cos(F[j]))/Q3;V1=-(Q1*C[i]+Q2*S[i])/Q3;V[c]=V[b]-W[i]*S[i];U[c]=U[b]+W[i]*C[i];
Q4=A[r]-A[b]+C[i]*pow(W[i],2)-E[j]*(S1*sin(F[j])+C[j])-pow(W[j],2)*(S1*cos(F[j])-S[j])-2*W[j]*V1*sin(F[j]);
Q5=B[r]-B[b]+S[i]*pow(W[i],2)+E[j]*(S1*cos(F[j])-S[j])-pow(W[j],2)*(S1*sin(F[j])+C[j])+2*W[j]*V1*cos(F[j]);
A1=(-Q4*C[i]-Q5*S[i])/Q3;
E[i]=(-Q4*sin(F[j])+Q5*cos(F[j]))/Q3;A[c]=A[b]-E[i]*S[i]-C[i]*(W[i],2);B[c]=B[b]+E[i]*C[i]-S[i]*(W[i],2);return(1);}
void main()
{int ii,index,iFlagea,iFlageb;
double p1,F9,Res[3],N1,K,M,N,P,T,R;p1=PI/180;L[1]=90;L[2]=0;L[3]=580;L[4]=0;L[5]=174;L[6]=0;X[1]=0;Y[1]=350;N1=64;X[4]=0;Y[4]=0;X[7]=0;
printf(“L[1]=90;L[2]=0;L[3]=580;L[4]=0;L[5]=174;L[6]=0;n”);
printf(“F[1]DEG
X[6]mm
Y[6]mm
V[6]m/s
A[6]m/s^2n”);T=sqrt(Y[1]*Y[1]-L[1]*L[1]);P=T*L[3]/Y[1];R=(L[3]-P)/2;Y[7]=L[3]-R;W[1]=-N1*PI/30;M=L[1]/Y[1];K=asin(M);
F9=0;F[1]=-PI+K;mcrank(1,1,1,2,F9);
iFlagea=mrpr(2,3,4,2,3,4,5,1,Res);if(iFlagea==0)
printf(“Because of wrong data,the Caculation failedn”);F[6]=0;
iFlageb=mrrp(5,6,5,6,7,1);N=X[6];X[1]=-N;
Y[1]=-Y[7]+Y[1];X[4]=-N;Y[4]=-Y[7];X[7]=-N;Y[7]=0;
for(ii=0;ii<=12;ii++)
{F[1]=-PI+K+ii*(-30)*p1;F9=0;
mcrank(1,1,1,2,F9);
iFlagea=mrpr(2,3,4,2,3,4,5,1,Res);if(iFlagea==0)
printf(“Because of wrong data,the Caculation failedn”);F[6]=0;
iFlageb=mrrp(5,6,5,6,7,1);if(iFlageb==1)
printf(“%8.2f,%8.2f,%8.2f,%8.2f,%8.2fn”,-(F[1]-K+PI)/p1,X[6],Y[6],V[6]/1000,A[6]/1000);else printf(“Because of wrong data,the Caculation failed!n”);}
getch();}
2）计算结果
L[1]=90;L[2]=0;L[3]=580;L[4]=0;L[5]=174;L[6]=0;
F[1]DEG
X[6]mm
Y[6]mm
V[6]m/s
A[6]m/s^0.00，0.00，0.00，-0.00，7.69
30.00，17.89，0.00，0.42，5.4160.00，61.37，0.00，0.67，2.96
90.00，118.51，0.00，0.78，0.71
120.00，180.27，0.00，0.78，-1.17 150.00，237.76，0.00，0.67，-2.50 180.00，280.99，0.00，0.41，-3.50 2 10.00，298.28，0.00，-0.00，-4.88 240.00，275.04，0.00，-0.62，-6.73 270.00，200.09，0.00，-1.25，-4.27 300.00，97.78，0.00，-1.23，4.18 330.00，23.38，0.00，-0.63，8.41 360.00，0.00，0.00，-0.00，7.69
§2.6、滑块6的位移，速度，加速度随转角变化曲线 其位移，速度，加速度随转角变化曲线如图所示：
§2.7working model仿真 位移、速速、加速度截图
位移：
速度：
加速度：
四、小结
通过这次课程研究，我有了很多收获。首先，通过这一次的课程研究，我进一步巩固和加深了所学的基本理论、基本概念和基本知识，培养了自己分析和解决与本课程有关的具体机械所涉及的实际问题的能力。对平面连杆机构和凸轮有了更加深刻的理解，为后续课程的学习奠定了坚实的基础。而且，这次课程设计过程中，与同学们激烈讨论，最终完美的实现了预期的目的，也对这次经历难以忘怀。
其次通过这次课程研究，对牛头刨床的工作原理及其内部个传动机构以及机构选型、运动方案的确定以及对导杆机构进行运动分析有了初步详细精确话的了解，这都将为我以后参加工作实践有很大的帮助。非常有成就感，培养了很深的学习兴趣。
五、参考文献
[1] 孙恒，陈作模。机械原理（第六版）。北京：高等教育出版社，2001.5 [2] 李 笑 刘福利 陈 明。机械原理课程设计指导书（试用稿）。哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2004.7 [3] 牛鸣歧 王保民 王振甫。机械原理课程设计手册.重庆：重庆大学出版社，2001 [4]王知行 李瑰贤.机械原理电算程序设计.哈尔滨，哈尔滨工业大学出版社.2003 [5] 孟宪源 姜琪.机构构型与应用.北京：机械工业出版社，2003 [6] 申永胜.机械原理教程.北京：清华大学出版社，1999 [7 ] 陈明等.机械系统方案设计参考图册
第五篇：机械原理牛头刨床课程设计----运动分析
3的角位移 l1=120;l6=240;x=-pi/6:2*pi/36:11*pi/6;y=atan((l6+l1*sin(x))./(l1*cos(x)));for i=14:1:31 y(i)=pi+y(i);end >> plot(x*180/pi,y*180/pi)
E的位移 l1=120;l6=240;
x=-pi/6:2*pi/36:11*pi/6;y=atan((l6+l1*sin(x))./(l1*cos(x)));for i=14:1:31 y(i)=pi+y(i);end l=466.507;l3=500;l4=97.929;a=pi-asin((l-l3*sin(y))./l4);b=l3*cos(y)+l4*cos(a);plot(x*180/pi,b)
4的角位移
l1=120;l6=240;
x=-pi/6:2*pi/36:11*pi/6;y=atan((l6+l1*sin(x))./(l1*cos(x)));for i=14:1:31 y(i)=pi+y(i);end l=466.507;l3=500;l4=97.929;a=pi-asin((l-l3*sin(y))./l4);>> plot(x*180/pi,a*180/pi)
3的角速度 l1=120;l6=240;x1=-pi/6:2*pi/36:11/6*pi;y1=l1*2*pi*(l1+l6*sin(x1))./(l6*l6+l1*l1+2*l6*l1*sin(x1));plot(x1*180/pi,y)
4的角速度 l1=120;l6=240;>> x=-pi/6:2*pi/36:11*pi/6;>> y=atan((l6+l1*sin(x))./(l1*cos(x)));>> for i=14:1:31 y(i)=pi+y(i);end >> l=466.507;l3=500;l4=97.929;>> a=pi-asin((l-l3*sin(y))./l4);>> y1=l1*2*pi*(l1+l6*sin(x))./(l6*l6+l1*l1+2*l6*l1*sin(x));>> y4=(y1.*l3.*cos(y))./(l4.*cos(a));>> plot(x*180/pi,y4)
E的速度 l1=120;l6=240;x=-pi/6:2*pi/36:11*pi/6;y=atan((l6+l1*sin(x))./(l1*cos(x)));for i=14:1:31 y(i)=pi+y(i);end l=466.507;l3=500;l4=97.929;a=pi-asin((l-l3*sin(y))./l4);y1=l1*2*pi*(l1+l6*sin(x))./(l6*l6+l1*l1+2*l6*l1*sin(x));>> v=-(y1.*l3.*sin(y+a))./cos(a);>> plot(x*180/pi,v)
3的角加速度 l1=120;l6=240;x=-pi/6:2*pi/36:11*pi/6;y3=(l6.*l6-l1.*l1).*l6.*l1.*2.*2.*pi.*pi.*cos(x)./((l6.*l6+l1.*l1+2.*l6.*l1.*sin(x)).*(l6.*l6+l1.*l1+2.*l6.*l1.*sin(x)));>>plot(x*180/pi,y3)
4的角加速度
>> l1=120;l6=240;x=-pi/6:2*pi/36:11*pi/6;y=atan((l6+l1*sin(x))./(l1*cos(x)));for i=14:1:31 y(i)=pi+y(i);end l=466.507;l3=500;l4=97.929;a=pi-asin((l-l3*sin(y))./l4);y1=l1*2*pi*(l1+l6*sin(x))./(l6*l6+l1*l1+2*l6*l1*sin(x));y4=-(y1.*l3.*cos(y))./(l4.*cos(a));>> y3=(l6.*l6-l1.*l1).*l6.*l1.*2.*2.*pi.*pi.*cos(x)./((l6.*l6+l1.*l1+2.*l6.*l1.*sin(x)).*(l6.*l6+l1.*l1+2.*l6.*l1.*sin(x)));a4=((y3.*l3.*cos(y)-y1.*y1.*l3.*sin(y)).*l4.*cos(a)+y1.*l3.*l4.*cos(y).*sin(a).*y4)./((l4.*cos(a)).*(l4.*cos(a)));>> plot(x*180/pi,a4)
E的加速度 l1=120;l6=240;x=-pi/6:2*pi/36:11*pi/6;y=atan((l6+l1*sin(x))./(l1*cos(x)));for i=14:1:31 y(i)=pi+y(i);end l=466.507;l3=500;l4=97.929;a=asin((l-l3*sin(y))./l4);y1=l1*2*pi*(l1+l6*sin(x))./(l6*l6+l1*l1+2*l6*l1*sin(x));y4=-(y1.*l3.*cos(y))./(l4.*cos(a));y3=(l6.*l6-l1.*l1).*l6.*l1.*2.*2.*pi.*pi.*cos(x)./((l6.*l6+l1.*l1+2.*l6.*l1.*sin(x)).*(l6.*l6+l1.*l1+2.*l6.*l1.*sin(x)));>> e=-((y3.*l3.*sin(y-a)+y1.*l3.*cos(y+a).*(y1+y4)).*cos(a)+y1.*l3.*sin(y+a).*sin(a).*y4)./(cos(a).*cos(a));>> plot(x*180/pi,e)
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