牛头刨机构的运动分析.docVIP

牛头刨机构运动仿真 摘 要：本文中,主要阐述了牛头刨机构的位置、速度、加速度的理论分析，并通过UG建模，adams仿真分析，根据结果测得牛头刨机构的实际位置、速度、加速度，并与理论分析进行比较验证。 关键词：牛头刨机构，理论分析，仿真分析 1 牛头刨机构的结构参数及其机构运动简图 1.1 机构运动简图 牛头刨机构运动简图如图1所示： 图1 牛头刨机构运动简图 1.2 结构参数 牛头刨机构的结构参数如表1所示： 表1 牛头刨机构的结构参数 杆件名称 l0 l1 l3 l4 l5 杆件参数（mm） 210 100 380 150 445 2 牛头刨机构的理论分析 2.1 位置分析 1.建立坐标系，如图2所示： 图2 牛头刨机构运动简图 2.建立矢量方程 由封闭图形ABCA可写出机构一个封闭矢量方程： （1-1） 其分量形式为： （1-2） 由封闭图形CDEFC可写出机构另一个 封闭矢量方程： （1-3） 其分量形式为： （1-4） 3.求解未知参数 （1-5） （1-6） （1-7） （1-8） 2.2 速度分析 将式（1-2）和式（1-4）对时间t求一次导数，得速度关系： （1-9） （1-10） 若用矩阵形式来表示，则上式可写为： （1-11） 2.3 加速度分析 将式（1-9）和（1-10）对时间t求二次导数，可得加速度关系表达式。 用矩阵形式表示为： （1-12） 3 牛头刨机构的仿真分析 速度分析如图3所示： 图3 速度分析 加速度分析如图4所示： 图4 加速度分析 4 数值验证 用matlab编程实现理论值的计算，并绘制图形； 程序如下： function [ ] = ntb1( ) %UNTITLED3 Summary of this function goes here % Detailed explanation goes here % 主程序ntb_main文件 clear; clc; l0=0.210; l1=0.100; l3=0.380; l4=0.150; l5=0.445; omega1=2*pi/3; alpha1=0; hd=pi/180; du=180/pi; for n=1:5:360; theta1(n)=n*hd; ll=[l0,l1,l3,l4,l5]; [theta,omega,alpha]=ntb(theta1(n),omega1,ll); l2(n)=theta(1); theta2(n)=theta(2); theta3(n)=theta(3); l6(n)=theta(4) v2(n)=omega(1); omega2(n)=omega(2); omega3(n)=omega(3); v6(n)=omega(4); a2(n)=alpha(1); alpha2(n)=alpha(2); alpha3(n)=alpha(3); a6(n)=alpha(4); figure(3); t=theta1(n)/omega1; subplot(2,2,1); plot(t,theta2*du,r-.); grid on; hold on; axis auto; [haxes,hline1,hline2]=plotyy(t,theta3*du,t,l6); grid on; hold on; xlabe