牛头刨床运动仿真matlab程序.docx
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牛头刨床运动仿真matlab程序
_main和子函数
角加速度
附录
牛头刨床主运动机构MATLAB程序由主程序six」six_bar两部分组成。
1.主程序six_bar_main文件
%1.输入已知数据clear;
11=0.125;
13=0.600;
14=0.150;
16=0.275;
161=0.575;
omega1=1;
alpha仁0;
hd=pi/180;
du=180/pi;
%2.调用子函数six_bar计算牛头刨床机构位移，角速度,
forn1=1:
459;
theta1（n1）=-2*pi+5.8199+（n1-1）*hd;
II=[I1,I3,I4,I6,I61];
[theta,omega,alpha]=six_bar（theta1（n1）,omega1,alpha1,ll）;
s3（n1）=theta
（1）;
theta3（n1）=theta
（2）;
theta4（n1）=theta（3）;
sE（n1）=theta（4）;
v2（n1）=omega
（1）;
omega3（n1）=omega
（2）;
omega4（n1）=omega（3）;
vE（n1）=omega（4）;
a2（n1）=alpha
（1）;
alpha3（n1）=alpha
（2）;
alpha4（n1）=alpha（3）;
aE（n1）=alpha（4）;
end
%3.位移、角速度、角加速度、和牛头刨床图形输出
figure©）;
n1=1:
459;
t=（n1-1）*2*pi/360;
subplot（2,2,1）;%绘角位移及位移线图plot（t,theta3*du,'r-.'）;
gridon;
holdon;
axisauto;
[haxes,hline1,hline2]=plotyy（t,theta4*du,t,sE）;
gridon;
holdon;
xlabel（'时间/s'）
axes（haxes
（1））;
ylabel（'角位移八circ'）
axes（haxes
（2））;
ylabel（'位移/m'）
holdon;
gridon;
text（1.15,-0.15,'\theta_3'）
text（3.40,0.27,'\theta_4'）
text（2.25,-0.15,'s_E'）
subplot（2,2,2）;%绘角速度及速度线图
plot（t,omega3,'r-.'）;
gridon;
holdon;
axisauto;
[haxes,hline1,hline2]=plotyy（t,omega4,t,vE）;
gridon;
holdon;
xlabel（'时间/s'）
axes（haxes
（1））;
ylabel（'角速度/rad\cdotsA{-1}'）
axes（haxes
（2））;
ylabel（'速度/m\cdotsA{-1}'）
holdon;
gridon;
text（3.1,0.35,'\omega_3'）
text（2.1,0.1,'\omega_4'）
text（5.5,0.45,'v_E'）
subplot（2,2,3）;%绘角加速度及加速度线图
plot（t,alpha3,'r-.'）;
gridon;
holdon;
axisauto;
[haxes,hline1,hline2]=plotyy（t,alpha4,t,aE）;gridon;
holdon;
xlabel（'时间/s'）
axes（haxes
（1））;
ylabel（'角加速度/rad\cdotsA{-2}'）
axes（haxes
（2））;
ylabel（'加速度/m\cdotsA{-2}'）
holdon;
gridon;
text（1.5,0.3,'\alpha_3'）
text（3.5,0.51,'\alpha_4'）
text（1.5,-0.11,'a_E'）
subplot（2,2,4）;%牛头刨床机构
n1=20;
x
（1）=0;
y（i）=0;
x
（2）=（s3（n1）*1000-50）*cos（theta3（n1））;
y
（2）=（s3（n1）*1000-50）*sin（theta3（n1））;
x（3）=0;
y（3）=16*1000;
x（4）=l1*1000*cos（theta1（n1））;
y⑷=s3（n1）*1000*sin（theta3（n1））;
x（5）=（s3（n1）*1000+50）*cos（theta3（n1））;
y（5）=（s3（n1）*1000+50）*sin（theta3（n1））;
x（6）=13*1000*cos（theta3（n1））;
y（6）=13*1000*sin（theta3（n1））;
x（7）=13*1000*cos（theta3（n1））+14*1000*cos（theta4（n1））;
y（7）=13*1000*sin（theta3（n1））+14*1000*sin（theta4（n1））;
x（8）=13*1000*cos（theta3（n1））+14*1000*cos（theta4（n1））-900;
y（8）=161*1000;
x（9）=13*1000*cos（theta3（n1））+14*1000*cos（theta4（n1））+600;
y（9）=161*1000;
x（10）=（s3（n1）*1000-50）*cos（theta3（n1））;
y（10）=（s3（n1）*1000-50）*sin（theta3（n1））;
x（11）=x（10）+25*cos（pi/2-theta3（n1））;
y（11）=y（10）-25*sin（pi/2-theta3（n1））;
x（12）=x（11）+100*cos（theta3（n1））;
y（12）=y（11）+100*sin（theta3（n1））;
x（13）=x（12）-50*cos（pi/2-theta3（n1））;
y（13）=y（12）+50*sin（pi/2-theta3（n1））;x（14）=x（10）-25*cos（pi/2-theta3（n1））;y（14）=y（10）+25*sin（pi/2-theta3（n1））;x（15）=x（10）;
y（15）=y（10）;
x（16）=0;
y（16）=0;
x（17）=0;
y（17）=16*1000;
k=1:
2;
plot（x（k）,y（k））;
holdon;
k=3:
4;
plot（x（k）,y（k））;
holdon;
k=5:
9;
plot（x（k）,y（k））;
holdon;
k=10:
15;
plot（x（k）,y（k））;
holdon;
k=16:
17;
plot（x（k）,y（k））;
holdon;
gridon;
axis（[-5006000650]）;title（'牛头刨床运动仿真'）;gridon;
xlabel（'mm'）
ylabel（'mm'）plot（x
（1）,y
（1）,'o'）;plot（x（3）,y（3）,'o'）;plot（x（4）,y（4）,'o'）;plot（x（6）,y（6）,'o'）;
plot（x⑺,y（7）,'o'）;
holdon;
gridon;
xlabel（'mm'）
ylabel（'mm'）
axis（[-4006000650]）;
%4牛头刨床机构运动仿真
figure
（2）
m=moviein（20）;
j=0；
forn仁1:
5:
360
j=j+1；
elf;
x
（1）=0;
y（i）=0;
x
（2）=（s3（n1）*1000-50）*cos（theta3（n1））;
y
（2）=（s3（n1）*1000-50）*sin（theta3（n1））;
x（3）=0;
y（3）=l6*1000
x⑷=l1*1000*cos（theta1（n1））;
y⑷=s3（n1）*1000*sin（theta3（n1））;
x（5）=（s3（n1）*1000+50）*cos（theta3（n1））;
y（5）=（s3（n1）*1000+50）*sin（theta3（n1））;
x（6）=l3*1000*cos（theta3（n1））;
y（6）=l3*1000*sin（theta3（n1））;
x（7）=l3*1000*cos（theta3（n1））+l4*1000*cos（theta4（n1））;
x（7）=l3*1000*cos（theta3（n1））+l4*1000*cos（theta4（n1））;y（7）=l3*1000*sin（theta3（n1））+l4*1000*sin（theta4（n1））;
x（8）=l3*1000*cos（theta3（n1））+l4*1000*cos（theta4（n1））-900;
y（8）=l61*1000;
x（9）=l3*1000*cos（theta3（n1））+l4*1000*cos（theta4（n1））+600;
y（9）=l61*1000;
x（10）=（s3（n1）*1000-50）*cos（theta3（n1））;
y（10）=（s3（n1）*1000-50）*sin（theta3（n1））;
x（11）=x（10）+25*cos（pi/2-theta3（n1））;
y（11）=y（10）-25*sin（pi/2-theta3（n1））;
x（12）=x（11）+100*cos（theta3（n1））;
y（12）=y（11）+100*sin（theta3（n1））;
x（13）=x（12）-50*cos（pi/2-theta3（n1））;
y（13）=y（12）+50*sin（pi/2-theta3（n1））;
x（14）=x（10）-25*cos（pi/2-theta3（n1））;
y（14）=y（10）+25*sin（pi/2-theta3（n1））;
x（15）=x（10）;
y（15）=y（10）;x（16）=0;
y（16）=0;
x（17）=0;
y（17）=l6*1000;
k=1:
2;
plot（x（k）,y（k））;
holdon;
k=3:
4
plot（x（k）,y（k））;
holdon;
k=5:
9;
plot（x（k）,y（k））;
holdon;
k=10:
15;
plot（x（k）,y（k））;
holdon;
k=16:
17;
plot（x（k）,y（k））;
holdon;
gridon;
axis（[-5006000650]）;
title（'牛头刨床运动仿真'）;gridon;
xlabel（'mm'）;
ylabel（'mm'）;
plot（x
（1）,y
（1）,'o'）;
plot（x（3）,y（3）,'o'）;
plot（x（4）,y（4）,'o'）;
plot（x（6）,y（6）,'o'）;
plot（x⑺,y（7）,'o'）;
axisequal;
m（j）=getframe;
end
movie（m）
2.子函数six_bar文件
function[theta,omega,alpha]=six_bar（theta1,omega1,alpha1,ll）
11=11
（1）;
l3=ll
（2）;
14=11（3）;
16=11（4）;
161=11（5）;
%1计算角位移和线位移
s3=sqrt（（l1*cos（theta1））*（l1*cos（theta1））+（l6+l1*sin（theta1））*（l6+l1*sin（t
heta1）））;
theta3=acos（（l1*cos（theta1））/s3）;
theta4=pi-asin（（l61-l3*sin（theta3））/l4）;
sE=l3*cos（theta3）+l4*cos（theta4）;
theta
（1）=s3;
theta
（2）=theta3;
theta（3）=theta4;
theta（4）=sE;
%2计算角速度和线速度
%从动件位置参数矩阵
A=[sin（theta3）,s3*cos（theta3）,0,0;-cos（theta3）,s3*sin（theta3）,0,0;
0,l3*sin（theta3）,l4*（theta4）,1;
0,l3*cos（theta3）,l4*cos（theta4）,0];
%3计算角加速度和加速度
A=[sin（theta3）,s3*cos（theta3）,0,0;%从动件位置参数矩阵
cos（theta3）,-s3*sin（theta3）,0,0;
0,l3*sin（theta3）,l4*（theta4）,1;
0,l3*cos（theta3）,l4*cos（theta4）,0];
At=[omega3*cos（theta3）,（v2*cos（theta3）-s3*omega3*sin（theta3））,0,0;
-omega3*sin（theta3）,（-v2*sin（theta3）-s3*omega3*cos（theta3））,0,0;
0,l3*omega3*cos（theta3）,l4*omega4*cos（theta4）,0;
0,-l3*omega3*sin（theta3）,-l4*omega4*sin（theta4）,0];
Bt=[-l1*omega1*sin（theta1）;-l1*omega1*cos（theta1）;0;0];
alpha=A\（-At*omega+omega1*Bt）;
a2=alpha
（1）;
alpha3=alpha
（2）;
alpha4=alpha（3）;
aE=alpha（4）;
%机构从动件的加速度矩阵
%a2表示滑块2的加速度
%alpha3表示杆件3的角加速度
%alpha4表示杆件4的角加速度
%构件5的加速度
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