机械原理课程设计Matlab编程
基于MATLAB软件软件虚拟仿真机械原理课程设计改革
基于 MATLAB软件软件虚拟仿真机械原理课程设计改革摘要：以全国大学生工程训练竞赛作为抓手，对机械原理课程设计进行改革。
机械原理课程设计题目改革为无碳小车的设计。
无碳小车的设计包括齿轮设计、凸轮设计、带传动设计等。
在设计过程中利用MATLAB软件软件对无碳小车的行驶轨迹进行虚拟仿真。
关键词：机械原理、无碳小车、虚拟仿真机械原理课程设计题目改革为无碳小车的设计，主要分为：动力转换机构、传动机构、执行机构、转向机构、轨迹虚拟仿真设计。
以双8轨迹的无碳小车为例，在宽2.4米，各个柱子间距为335mm，绕柱子进行双8字环绕，并且在环绕过程中不能触碰各个柱子。
动力转换机构的功能是将重物的重力势能转换为主动齿轮的机械能，从而把重力势能转换为小车前进的动能。
通过方案比对，选择了效率好、结构简单的绳轮式结构，采用细线和定滑轮机构，细线两端分别拴在重锤上和缠绕在卷线筒上，而卷线筒固定在主动轴上，使重物的重力可以成功转换为驱动轮上的扭矩，从而带动主动齿轮产生动力。
卷线筒的直径对车速及小车的稳定性起着至关重要的作用，合理的卷线筒直径是保证小车平稳匀速完成全程的前提。
传动机构的主要功能是将动力和运动传递到转向机构和驱动机构上，要使小车行驶的更远及按设计的轨迹精确地行驶，传动机构必须效率高、传动稳定、结构简单重量轻等。
小车的运动只有重物提供动力源，所以后轮和转向机构的动作都需要通过传动机构来获得。
后轮旋转时，卷线筒在重物的牵引下产生扭矩使得主动轴转动。
另一方面，动力也需要传递到转向机构上，带动凸轮机构转动，完成转向机构的动作。
执行机构为1个前轮、2个后轮，轮子有厚薄之分，大小之别，材料之不同需要综合考虑。
由摩擦理论知道摩擦力矩与正压力的关系为M = N·对于相同的材料δ为一定值。
滚动摩擦力为f = =所以轮子越大小车受到的阻力越小，因此能够走的更远。
但由于加工，材料，安装等问题具体尺寸需要进一步分析确定。
由于小车是沿着曲线前进的，2个后轮之间必定会产生差速，而双轮同步驱动必定会与地面打滑，由于滑动摩擦比滚动摩擦大会造成大量的能量损失，同时小车前进收到过多的约束，无法确定其轨迹，不能沿着预计轨迹避障。
机械设计matlab课程设计
机械设计matlab课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握机械设计中常用的MATLAB命令和功能；2. 学会运用MATLAB进行机械系统建模、仿真和优化；3. 掌握运用MATLAB解决机械设计中的实际问题的方法和步骤。
技能目标：1. 能够运用MATLAB进行数据分析和处理，提高数据处理能力；2. 能够熟练使用MATLAB进行机械设计绘图，提高绘图技能；3. 能够独立完成机械设计相关MATLAB程序编写和调试，提升编程能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械设计MATLAB课程的学习兴趣，激发学习热情；2. 培养学生严谨的科学态度，强调实际操作与理论知识的相结合；3. 增强学生的团队协作意识，培养合作解决问题的能力。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，结合机械设计与MATLAB软件应用，注重培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。
学生特点：学生具备一定的机械设计基础知识，对MATLAB软件有一定了解，但实际操作能力有待提高。
教学要求：结合课程性质和学生特点，采用任务驱动、案例教学等方法，使学生在实践中掌握知识，提高技能，培养情感态度价值观。
通过分解课程目标为具体学习成果，为教学设计和评估提供明确依据。
二、教学内容1. MATLAB基础命令与操作：介绍MATLAB的基本命令、数据类型、矩阵运算等，为学生后续学习打下基础。
（对应教材第一章）2. MATLAB绘图与可视化：讲解MATLAB绘图功能，如二维、三维图形绘制，让学生能够将机械设计结果可视化。
（对应教材第二章）3. 机械系统建模与仿真：结合教材第三章内容，教授学生如何使用MATLAB 进行机械系统的建模、仿真和结果分析。
4. 机械设计优化方法：介绍教材第四章内容，使学生掌握运用MATLAB进行机械设计优化的基本方法。
5. MATLAB在机械设计中的应用案例：分析教材第五章案例，让学生了解MATLAB在机械设计领域的实际应用。
6. 实践操作与项目实战：组织学生进行实践操作，结合教材内容开展项目实战，巩固所学知识，提高实际操作能力。
matlab课程设计机械
matlab课程设计机械一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握MATLAB在机械工程领域中的基本应用，包括数据的运算、作图、仿真等。
在知识目标方面，学生需要熟悉MATLAB的基本语法、函数和操作，了解MATLAB在机械工程中的应用案例。
在技能目标方面，学生应能够独立完成简单的MATLAB程序设计，并能够根据实际问题选择合适的方法进行求解。
在情感态度价值观目标方面，学生应培养对MATLAB编程的兴趣，提高创新意识和解决问题的能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括MATLAB的基本语法、函数和操作，以及在机械工程中的应用案例。
具体包括数据的运算、作图、仿真等。
教学大纲将按照教材的章节进行安排，每个章节都会有相应的练习和作业，以确保学生能够充分理解和掌握所学内容。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法。
包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
在讲授法中，教师将系统地讲解MATLAB的基本语法和函数；在讨论法中，学生将分组讨论实际问题，并选择合适的方法进行求解；在案例分析法中，教师将提供具体的案例，学生将分析并编写相应的MATLAB程序；在实验法中，学生将在实验室进行实际操作，验证所学的理论知识。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备适当的教学资源。
教材将是主要的教学资源，我们将选择一本与课程内容相匹配的教材，以确保学生能够跟随课程的进度。
参考书也将作为辅助资源，供学生进行更深入的学习。
多媒体资料将用于辅助讲解和展示，使学生更加直观地理解MATLAB的应用。
实验设备将是重要的教学资源，我们将准备相应的设备，以便学生能够进行实际操作和验证。
五、教学评估本课程的评估方式将包括平时表现、作业和考试等。
平时表现将根据学生在课堂上的参与度、提问和回答问题的表现进行评估。
作业将包括编程练习和案例分析，以检验学生对MATLAB应用的理解和掌握程度。
机械原理课程设计matlab程序及成果图
Wjr_main.m%1.输入已知数据clear;l2=0.1605;%AB的长度单位ml4=0.6914;%CD的长度单位ml5=0.2074;%DE的长度单位ml1=0.370;%AC的长度单位ml1p=0.6572;%CF的长度单位momg2=8.378;af2=0;hd=pi/180;du=180/pi;%2.调用子函数abc.m计算牛头刨机构位移，角速度，角加速度for n1=1:689;tt2(n1)=-0.4488+(n1-1)*hd;ll=[l2,l4,l5,l1,l1p];[tt,omg,af]=abc(tt2(n1),omg2,af2,ll);s4(n1)=tt(1);tt4(n1)=tt(2);tt5(n1)=tt(3);sE(n1)=tt(4);v34(n1)=omg(1);omg4(n1)=omg(2);omg5(n1)=omg(3);vE(n1)=omg(4);a3(n1)=af(1);af4(n1)=af(2);af5(n1)=af(3);aE(n1)=af(4);end%3.位移，角速度，角加速度figure(1);n1=1:689;t=(n1-1)*pi/180;subplot(2,2,1); %绘角位移及位移线图plot(t,tt4*du,'r-.');grid on;hold on;axis auto;[haxes,hline1,hine2]=plotyy(t,tt5*du,t,sE);grid on;hold on;xlabel('时间/份');axes(haxes(1));ylabel('角位移/\circ');axes(haxes(2));ylabel('位移/m');hold on;grid on;text(1.15,-0.65,'tt_4');text(3.4,0.27,'tt_5');text(2.25,-0.15,'s_E');subplot(2,2,2); %绘角速度及速度线图plot(t,omg4,'r-.');grid on;hold on;axis auto;[haxes,hline1,hline2]=plotyy(t,omg5,t,vE); grid on;hold on;xlabel('时间/份')axes(haxes(1));ylabel('角速度/rad\cdots^{-1}')axes(haxes(2));ylabel('速度/m\cdots^{-1}')hold on;grid on;text(3.1,0.35,'\omg_4')text(2.1,0.1,'\omg_5')text(5.5,0.45,'v_E')subplot(2,2,3); %绘角加速度和加速度图plot(t,af4,'r-.');grid on;hold on;axis auto;[haxes,hline1,hline2]=plotyy(t,af5,t,aE); grid on;hold on;xlabel('时间/份')axes(haxes(1));ylabel('角加速度/rad\cdots^{-2}')axes(haxes(2));ylabel('加速度/m\cdots^{-2}')hold on;text(1.5,0.3,'\af_4')text(3.5,0.51,'\af_5')text(1.5,-0.11,'a_E')wjr_abc.mfunction[tt,omg,af]=abc(tt2,omg2,af2,ll)l2=ll(1);l4=ll(2);l5=ll(3);l1=ll(4);l1p=ll(5);%1.计算角位移和线位移s4=sqrt((l2*cos(tt2))*(l2*cos(tt2))+(l1+l2*sin(tt2))*(l1+l2*sin(tt2))); tt4=acos((l2*cos(tt2))/s4);tt5=asin((l1p-l4*sin(tt4))/l5);sE=l4*cos(tt4)+l5*cos(tt5);tt(1)=s4;tt(2)=tt4;tt(3)=tt5;%2.计算角速度和线速度A=[cos(tt4),-s4*sin(tt4),0,0; %速度分析矩阵之从动件位置参数矩阵sin(tt4),s4*cos(tt4),0,0;0,-l4*sin(tt4),-l5*sin(tt5),-1;0,l4*cos(tt4),l5*cos(tt5),0];B=[-l2*sin(tt2); %原动件位置参数矩阵l2*cos(tt2);0;0];omg=A\(omg2*B);v34=omg(1);omg4=omg(2);omg5=omg(3);vE=omg(4);%计算角加速度和加速度A=[cos(tt4),-s4*sin(tt4),0,0; %速度分析矩阵之从动件位置参数sin(tt4),s4*cos(tt4),0,0;0,-l4*sin(tt4),-l5*sin(tt5),-1;0,l4*cos(tt4),l5*cos(tt5),0];At=[-omg4*sin(tt4),-v34*sin(tt4)-s4*omg4*cos(tt4),0,0;omg4*cos(tt4),v34*cos(tt4)-s4*omg4*sin(tt4),0,0;0,-l4*omg4*cos(tt4),-l5*omg5*cos(tt5),0;0,-l4*omg4*sin(tt4),-l5*omg5*sin(tt5),0];Bt=[-l2*omg2*cos(tt2);-l2*omg2*sin(tt2);0;0];af=A\(-At*omg+omg2*Bt);a34=af(1);af4=af(2);af5=af(3);aE=af(4);wjr_force.m%1.输入已知数据clear;l2=0.1605;%AB的长度单位ml4=0.6914;%CD的长度单位ml5=0.2074;%DE的长度单位ml1=0.370;%AC的长度单位ml1p=0.6572;%CF的长度单位momg2=8.378;%单位rad/shd=pi/180;du=180/pi;H=0.6;%行程单位msEmax=0.5046; sEmin=0.0954;%单位mJs4=0.9; Js5=0.015;%单位kgm^2g=9.8;%单位m/s^2m4=22; m5=3; m6=52;%kgG4=196; G5=29.4; G6=509.6;%单位NFc=1400;%2.机构运动分析% 位移及角位移for n1=1:689;tt2(n1)=-0.4488+(n1-1)*hd;s4(n1)=sqrt((l2*cos(tt2(n1)))*(l2*cos(tt2(n1)))+(l1+l2*sin(tt2(n1)))*(l1+l2 *sin(tt2(n1))));tt4(n1)=acos((l2*cos(tt2(n1)))/s4(n1));tt5(n1)=asin((l1p-l4*sin(tt4(n1)))/l5);sE(n1)=l4*cos(tt4(n1))+l5*cos(tt5(n1));end%2.计算角速度和线速度for n1=1:689;A=[cos(tt4(n1)),-s4(n1)*sin(tt4(n1)),0,0; %速度分析矩阵之从动件位置参数sin(tt4(n1)),s4(n1)*cos(tt4(n1)),0,0;0,-l4*sin(tt4(n1)),-l5*sin(tt5(n1)),-1;0,l4*cos(tt4(n1)),l5*cos(tt5(n1)),0];B=[-l2*sin(tt2(n1)); %原动件位置参数矩阵l2*cos(tt2(n1));0;0];omg=A\(omg2*B);v34(n1)=omg(1);omg4(n1)=omg(2);omg5(n1)=omg(3);vE(n1)=omg(4);%计算角加速度和加速度A=[cos(tt4(n1)),-s4(n1)*sin(tt4(n1)),0,0; %速度分析矩阵之从动件位置参数sin(tt4(n1)),s4(n1)*cos(tt4(n1)),0,0;0,-l4*sin(tt4(n1)),-l5*sin(tt5(n1)),-1;0,l4*cos(tt4(n1)),l5*cos(tt5(n1)),0];At=[-omg4(n1)*sin(tt4(n1)),-v34(n1)*sin(tt4(n1))-s4(n1)*omg4(n1)*cos(tt4(n1)),0,0;omg4(n1)*cos(tt4(n1)),v34(n1)*cos(tt4(n1))-s4(n1)*omg4(n1)*sin(tt4(n1 )),0,0;0,-l4*omg4(n1)*cos(tt4(n1)),-l5*omg5(n1)*cos(tt5(n1)),0;0,-l4*omg4(n1)*sin(tt4(n1)),-l5*omg5(n1)*sin(tt5(n1)),0];Bt=[-l2*omg2*cos(tt2(n1));-l2*omg2*sin(tt2(n1));0;0];af=A\(-At*omg+omg2*Bt);a34(n1)=af(1);af4(n1)=af(2);af5(n1)=af(3);aE(n1)=af(4);end%3.机构的力平衡计算for n1=1:689;%计算各铰链点坐标xa=0;ya=l1;xb(n1)=l2*cos(tt2(n1));yb(n1)=l1+l2*sin(tt2(n1));xc=0;yc=0;xd(n1)=l4*cos(tt4(n1));yd(n1)=l4*sin(tt4(n1));xe(n1)=sE(n1);ye=l1p;%计算各质心坐标xs4(n1)=(xc+xd(n1))/2;ys4(n1)=(yc+yd(n1))/2;xs5(n1)=(xd(n1)+xe(n1))/2;ys5(n1)=(yd(n1)+ye)/2;xs6=0.15;%各质心点加速度as4x(n1)=-l4*(af4(n1)*sin(tt4(n1))+omg4(n1)^2*cos(tt4(n1)))/2;as4y(n1)=l4*(af4(n1)*cos(tt4(n1))-omg4(n1)^2*sin(tt4(n1)))/2;adx=-l4*(af4(n1)*sin(tt4(n1))+omg4(n1)^2*cos(tt4(n1)));ady=l4*(af4(n1)*cos(tt4(n1))-omg4(n1)^2*sin(tt4(n1)));as5x(n1)=adx+l5*(af5(n1)*sin(tt5(n1))+omg5(n1)^2*cos(tt5(n1)))/2; as5y(n1)=ady+l5*(af5(n1)*cos(tt5(n1))-omg5(n1)^2*sin(tt5(n1)))/2; as6(n1)=aE(n1);%惯性力及惯性力矩F4x(n1)=-m4*as4x(n1);F4y(n1)=-m4*as4y(n1);F5x(n1)=-m5*as5x(n1);F5y(n1)=-m5*as5y(n1);F6(n1)=-m6*as6(n1);M4(n1)=-Js4*af4(n1);M5(n1)=-Js5*af5(n1);%未知力系数矩阵xya=zeros(15);xya(1,2)=-1;xya(1,4)=-1;xya(2,3)=-1;xya(2,5)=-1;xya(3,1)=1;xya(3,4)=yb(n1)-ya;xya(3,5)=xa-xb(n1);xya(4,4)=1;xya(4,6)=-1;xya(5,5)=1;xya(5,7)=-1;xya(6,6)=cos(tt4(n1));xya(6,7)=sin(tt4(n1));xya(7,6)=1; xya(7,8)=-1;xya(7,10)=-1;xya(8,7)=1;xya(8,9)=-1;xya(8,11)=-1;xya(9,6)=ys4(n1)-yb(n1);xya(9,7)=xb(n1)-xs4(n1);xya(9,8)=yc-ys4(n1); xya(9,9)=xs4(n1)-xc;xya(9,10)=yd(n1)-ys4(n1);xya(9,11)=xs4(n1)-xd(n1);xya(10,10)=1;xya(10,12)=-1;xya(11,11)=1;xya(11,13)=-1;xya(12,10)=ys5(n1)-yd(n1); xya(12,11)=xd(n1)-xs5(n1);xya(12,12)=ye-ys4(n1);xya(12,13)=xs5(n1)-xe(n1);xya(13,12)=1;xya(14,13)=1;xya(14,14)=-1;xya(15,13)=xs6;xya(15,15)=1;%已知力矩阵if vE(n1)<0&sE(n1)>=(sEmin+0.05*H)&sE(n1)<=(sEmax-0.05*H)D=[0;0;0;0;0;0;-F4x(n1);-F4y(n1)+G4;-M4(n1);-F5x(n1);-F4y(n1)+G5;-M5( n1);-Fc-F6(n1);G6;0;];elseD=[0;0;0;0;0;0;-F4x(n1);-F4y(n1)+G4;-M4(n1);-F5x(n1);-F4y(n1)+G5;-M5( n1);-F6(n1);G6;0;];end%未知力矩阵FR=inv(xya)*D;M2(n1)=FR(1);FR12x(n1)=FR(2);FR12y(n1)=FR(3);FR45x(n1)=FR(10);FR45y(n1)=FR(11);FR16(n1)=FR(14);M6(n1)=FR(15);end%4.输出力的分析图figure(2);n1=1:689;t=(n1-1)*2*pi/360;subplot(2,2,1); %绘平衡力矩图plot(t,M2);grid on;hold on;axis auto;title('平衡力矩M_2')xlabel('时间/份');ylabel('力矩/N\cdotm');hold on;grid on;text(3.8,880,'M_2');subplot(2,2,2); %绘A处x方向约束反力即FR12x plot(t,FR12x,'-');grid on;hold on;axis auto;title('转动副A处约束反力')xlabel('时间/份');ylabel('力/N');hold on;grid on;text(1.1,5000,'F_R_1_2_x')plot(t,FR12y,'r-.'); %绘A处y方向约束反力即FR12y grid on;hold on;text(1.1,-3000,'F_R_1_2_y')subplot(2,2,3); %绘移动副FR16plot(t,-FR16);grid on;hold on;axis auto;title('移动副6约束反力F_R_1_6')xlabel('时间/份')ylabel('力/N')grid on;hold on;text(1.5,3100,'F_R_1_6')subplot(2,2,4); %绘转动副D处约束反力plot(t,FR45x,'-');grid on;hold on;axis auto;title('转动副D处约束反力')xlabel('时间/份')ylabel('力/N')grid on;hold on;text(1.1,-900,'F_R_4_5_x')plot(t,FR45y,'r-.');grid on;hold on;text(1.1,-3700,'F_R_4_5_y')。
机械原理matlab编程
机械原理（Matlab绘图）专业班级学号姓名：图一：导杆的角位移曲线和刨刀的位移曲线x1=linspace(0,2*pi,100);l1=100;l3=360;l4=200;l6=200；y=336;w1=2*pi;x3=atan((l6+l1*sin(x1))./(l1*cos(x1)));for i = 1 : 100;if x3(i)<0x3(i)=x3(i)+pi;endendS3=l1*cos(x1)./cos(x3);V23=(-1)*w1*l1*sin(x1-x3);w3=w1*l1*cos(x1-x3)./S3;a23=w3.^2.*S3-w1.^2*l1*cos(x1-x3);A3=(w1.^2.*l1.*sin(x3-x1)-2.*w3.*V23)./S3;x4= atan((y-l3*sin(x3))./l4);Se=l3*cos(x3)+l4*cos(x4);w4=(-1)*w3.*l3.*cos(x3)./(l4.*cos(x4));Ve=(-1)*w3.*l3.*sin(x3-x4)./cos(x4);A4=(x3.^2.*l3.*sin(w3)+x4.^2.*l4.*sin(x4)-A3.*l3.*cos(x3))./(l4.*cos(x4)); ae=(-1)*(A3.*l3.*sin(x3-x4)+w3.^2.*l3.*cos(x3-x4)-w4.^2.*l4)./cos(x4); plotyy(180*x1./pi,180*x3./pi,180*x1./pi,Se/1000);xlabel('x1/(°)'),ylabel('x3(°)');title('导杆的角位移曲线和刨刀的位移曲线');text(150,108,'x3');text(200,60,'Se');grid on;plotedit on;图二：导杆的角速度曲线和刨刀的速度曲线x1=linspace(0,2*pi,100);l1=100;l3=360;l4=200;l6=200;y=336;w1=2*pi;x3=atan((l6+l1*sin(x1))./(l1*cos(x1)));for i = 1 : 100;if x3(i)<0x3(i)=x3(i)+pi;endendS3=l1*cos(x1)./cos(x3);V23=(-1)*w1*l1*sin(x1-x3);w3=w1*l1*cos(x1-x3)./S3;a23=w3.^2.*S3-w1.^2*l1*cos(x1-x3);A3=(w1.^2.*l1.*sin(x3-x1)-2.*w3.*V23)./S3;x4= atan((y-l3*sin(x3))./l4);Se=l3*cos(x3)+l4*cos(x4);w4=(-1)*w3.*l3.*cos(x3)./(l4.*cos(x4));Ve=(-1)*w3.*l3.*sin(x3-x4)./cos(x4);A4=(x3.^2.*l3.*sin(w3)+x4.^2.*l4.*sin(x4)-A3.*l3.*cos(x3))./(l4.*cos(x4)); ae=(-1)*(A3.*l3.*sin(x3-x4)+w3.^2.*l3.*cos(x3-x4)-w4.^2.*l4)./cos(x4); plotyy(180*x1./pi,w3,180*x1./pi,Ve/1000);xlabel('x1/(°)'),ylabel('w3(rad/s)');title('导杆的角速度曲线和刨刀的速度曲线');grid on;text(100,-5,'Ve');text(100,1.8,'w3');axis([0 400 -7 4]);plotedit on;图三：导杆的角加速度曲线和刨刀的加速度曲线x1=linspace(0,2*pi,100);l1=100;l3=360;l4=200;l6=200;y=336;w1=2*pi;x3=atan((l6+l1*sin(x1))./(l1*cos(x1)));for i = 1 : 100;if x3(i)<0x3(i)=x3(i)+pi;endendS3=l1*cos(x1)./cos(x3);V23=(-1)*w1*l1*sin(x1-x3);w3=w1*l1*cos(x1-x3)./S3;a23=w3.^2.*S3-w1.^2*l1*cos(x1-x3);A3=(w1.^2.*l1.*sin(x3-x1)-2.*w3.*V23)./S3;x4= atan((y-l3*sin(x3))./l4);Se=l3*cos(x3)+l4*cos(x4);w4=(-1)*w3.*l3.*cos(x3)./(l4.*cos(x4));Ve=(-1)*w3.*l3.*sin(x3-x4)./cos(x4);A4=(x3.^2.*l3.*sin(w3)+x4.^2.*l4.*sin(x4)-A3.*l3.*cos(x3))./(l4.*cos(x4)); ae=(-1)*(A3.*l3.*sin(x3-x4)+w3.^2.*l3.*cos(x3-x4)-w4.^2.*l4)./cos(x4); plotyy(180*x1./pi,A3,180*x1./pi,ae/1000);xlabel('x1/(°)'),ylabel('A3(rad/s^2)'),grid;title('导杆的角加速度曲线和刨刀的加速度曲线');text(250,25,'ae');text(300,50,'A3');plotedit on;图四：凸轮从动件位移曲线h=20;F1=2*pi/3;F2=pi/2;i=1;for x=0:0.01:2*pi;if x>=0&x<=2*pi/3;S(i)=h*(1-cos(pi*x./F1))./2;elseif x>=2*pi/3&x<=pi;S(i)=h;elseif x>=pi&x<=5*pi/4;S(i)=h-2*h*(x-pi).^2./(F2.^2);elseif x>=5*pi/4 &x<=3*pi/2;S(i)= 2*h*(F2-x+pi).^2./(F2.^2); elseif x>=3*pi/2 &x<=2*pi;S(i)=0;endi=i+1;x=0:0.01:2*pi;plot(x,S);title('从动件位移曲线');axis([0 7 0 25]);xlabel('x/(rad)');ylabel('S/(mm)');grid on;图五：凸轮的理论轮廓曲线和实际轮廓曲线e=10;Rt=10;Rb=25;w=2*pi;F1=2*pi/3;F2=pi/2;i=1;for f=0:0.01:2*pi;if f>=0&f<=2*pi/3;S(i)=h*(1-cos(pi*f./F1))./2;elseif f>=2*pi/3&f<=pi;S(i)=h;elseif f>=pi&f<=5*pi/4;S(i)=h-2*h*(f-pi).^2./(F2.^2);elseif f>=5*pi/4 &f<=3*pi/2;S(i)= 2*h*(F2-f+pi).^2./(F2.^2);elseif f>=3*pi/2 &f<=2*pi;S(i)=0;endi=i+1;endf=0:0.01:2*pi;s0=sqrt((Rb.^2)-(e.^2));x =e*cos(f)+(s0+S).*sin(f);y =(s0+S).*cos(f)-e*sin(f);d1=e*(-1).*sin(f).*w+(s0+S).*cos(f).*w;d2=(s0+S).*sin(f).*(-1).*w-e*cos(f).*w;x1=x+Rt*d2./sqrt((d1.^2)+(d2.^2));y1=y-Rt*d1./sqrt((d1.^2)+(d2.^2));plot(x,y,'k-',x1,y1,'k-.');title('凸轮的理论轮廓曲线和实际轮廓曲线'); text(-10,-30,'实际轮廓曲线');text(-10,-40,'理论轮廓曲线');axis([-40 50 -55 40 ]);hold on;plot(0,0);text(0,-3,'O');。
机械原理matlab课程设计
机械原理matlab课程设计一、教学目标本课程的学习目标主要包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
知识目标要求学生掌握机械原理的基本概念、理论和方法；技能目标要求学生能够运用MATLAB软件进行机械系统仿真和分析；情感态度价值观目标要求学生培养创新意识、团队合作精神和自主学习能力。
通过本课程的学习，学生将能够：1.描述和解释机械原理的基本概念和理论。
2.使用MATLAB软件进行机械系统仿真和分析。
3.提出问题、解决问题并开展创新设计。
4.能够进行团队合作，共同完成项目任务。
二、教学内容教学内容将根据课程目标进行选择和，确保内容的科学性和系统性。
教学大纲将明确教学内容的安排和进度，指出教材的章节和列举内容。
主要内容包括：1.机械原理的基本概念和理论，包括力学、动力学、运动学等方面。
2.MATLAB软件的基本操作和功能，包括矩阵运算、绘图、编程等。
3.机械系统仿真的方法和技巧，包括模型建立、参数调整、结果分析等。
4.机械系统设计案例分析，包括机器人的运动控制、机构的优化设计等。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，将采用多种教学方法。
包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：通过教师的讲解和演示，向学生传授基本概念和理论知识。
2.讨论法：学生进行小组讨论，促进学生之间的交流和思维碰撞。
3.案例分析法：通过分析实际案例，引导学生运用所学知识解决实际问题。
4.实验法：安排实验课程，让学生亲自动手进行实验操作和数据分析。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，将选择和准备适当的教学资源。
包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。
1.教材：选择权威、实用的教材，作为学生学习的主要参考资料。
2.参考书：推荐一些相关的参考书籍，供学生深入学习和拓展知识。
3.多媒体资料：制作精美的PPT、教学视频等多媒体资料，增强课堂教学的趣味性和效果。
4.实验设备：准备必要的实验设备，让学生能够进行实际操作和验证。
机械原理大作业牛头刨床 matlab编程
l4*cosd(x(2))+l3*cosd(x(3))-x(4);
l4*sind(x(2))+l3*sind(x(3))-h];
主程序：
theta1=0:360;
s3=0:360;
theta3=0:360;
-omega3(i)*cosd(theta3(i)) l4*omega4(i)*sind(theta4(i)) -v3(i)*cosd(theta3(i))+s3(i)*omega3(i)*sind(theta3(i)) 0;
0 l4*omega4(i)*cosd(theta4(i)) l3*omega3(i)*cosd(theta3(i)) 0;
xlabel('{\theta}_1(^{ o })');
ylabel('s_c (mm)');
figure(5)
plot(theta1,vc,'k');
gridon;
xlabel('{\theta}_1(^{ o })');
ylabel('v_c (m/s)');
figure(6)
plot(theta1,ac,'k');
gridon;
xlabel('{\theta}_1(^{ o })');
ylabel('{\alpha}_3 {\alpha}_4 (r a d / s^2)');
legend('{\alpha}_3','{\alpha}_4');
大二机械原理课程设计插床matlab
大二机械原理课程设计插床matlab大二机械原理课程设计：插床MATLAB引言：插床是机床的一种，用于加工金属零件时，通过插刀进行切削。
插床具有切削速度快、工件精度高等优点，被广泛应用于机械制造行业。
本文将介绍一种利用MATLAB进行插床仿真的方法，通过编写MATLAB程序，实现对插床的运动轨迹和切削过程的模拟。
一、插床运动轨迹的建模在插床的运动过程中，刀具需要按照一定的轨迹进行插入和退出。
为了模拟插床的运动轨迹，需要对刀具的运动进行建模。
可以使用MATLAB中的插值函数来实现对插床运动轨迹的模拟。
需要确定插床的初始位置和目标位置。
然后，根据初始位置和目标位置之间的距离，计算出刀具插入或退出的总距离。
接下来，选择合适的插值方法，如线性插值或样条插值，根据总距离和插入或退出时间来计算出刀具在不同位置的坐标。
在MATLAB中，可以使用interp1函数来进行插值计算，根据初始位置、目标位置、总距离和插入或退出时间，得到刀具在不同位置的坐标。
通过绘制这些坐标点，可以得到插床的运动轨迹。
二、插床切削过程的模拟插床的切削过程是通过刀具对工件进行切削来实现的。
为了模拟插床的切削过程，需要对切削力进行建模，并将其应用到插床的运动轨迹上。
根据机械原理课程的知识，切削力与切削速度、切削深度、切削角度等因素有关。
可以通过建立切削力的数学模型，将切削力作用于插床的运动轨迹上，从而实现对插床切削过程的模拟。
在MATLAB中，可以使用函数来定义切削力的数学模型，并将其与插床的运动轨迹相结合。
通过调用这些函数，可以得到插床在不同位置上的切削力。
然后，可以根据切削力的大小和方向，对插床的运动轨迹进行调整，模拟切削过程。
三、插床MATLAB程序的编写根据上述的建模和模拟方法，可以编写一个MATLAB程序来实现对插床的仿真。
首先，需要定义插床的初始位置和目标位置，以及刀具插入或退出的总距离和时间。
然后，通过调用插值函数，得到插床的运动轨迹。
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/*Matlab程序*/l1 = 59.1000;l2 = 263.9000;l3=120;l4=266.83;l5=180;l6=45;x2=170;y2=132.7289;w1=9.4248;N=42:10:402;ay=119:10:479a=2*l1*l3*sin(N/180*pi);b=2*l3*(l1*cos(N/180*pi)-l4);c=l2^2-l1^2-l3^2-l4^2+2*l1*l4*cos(N/180*pi);jiao3=2*atan((a- sqrt(a.^2+b.^2-c.^2))./ (b-c))/pi*180+77g=2*l1*l2*sin(N/180*pi);h=2*l2*(l1*cos(N/180*pi)-l4);m=l1^2+l2^2+l4^2-l3^2-2*l1*l4*cos(N/180*pi);jiao2=2*atan((g- sqrt(g.^2+h.^2-m.^2))./ (h-m))/pi*180+77lof=-sqrt(l6^2-x2^2-l5^2+2*l5*x2*cos((180+jiao3)/180*pi)+l5^2*sin(j iao3/180*pi).^2)+y2-l5* sin((180+jiao3)/180*pi)j12=N-(jiao2-77);j32=jiao3-jiao2;j13=(N-(jiao3-77));j23=(jiao2-jiao3);w3=(w1*l1*sin(j12/180*pi))./ (l3*sin(j32/180*pi))w2=(-1*w1*l1*sin(j13/180*pi))./(l2*sin(j23/180*pi))a3=(w1^2*l1*cos(j12/180*pi)+w2.^2*l2-(w3.^2).*(l3*cos(j32/180*pi)) )./ (l3*sin(j32/180*pi))a2=(-w1^2*l1*cos(j13/180*pi)-(w2.^2).*(l2*cos(j23/180*pi))+l3*w3.^ 2)./ (l3*sin(j23/180*pi))jiao4=acos((x2-l5*cos((180+jiao3)/180*pi))/l6)/pi*180w4=((-l5*sin((pi+jiao3)/180*pi)).*w3)./ (l6*sin(jiao4/180*pi))vof=((l5*sin((180+jiao3-jiao4)/180*pi)).*w3).* sin(jiao4/180*pi)aof=(l6*w4.^2+(l5*w3.^2).*(cos((180+jiao3-jiao4)/180*pi))+l5*a3.*si n((180+jiao3-jiao4)/180*pi))./sin(jiao4/180*pi)作图程序：/*F点的位移*/plot(N+77,lof,'-xk')xlabel('AB杆的角度'),ylabel('F点的位移/(mm)')title('F点的位移曲线图')text(100, 171.3339,'初始值= 171.3339')text(425, 171.3339,'最高值= 180')/*F点的速度*/plot(N+77,vof,'-xk')text(100,-285,'初始值= -347.0624')text(390,-430,'终点值= -347.0624')xlabel('AB杆的角度'),ylabel('F点的速度/(mm/s)')title('F点的速度曲线图')/*F点的加速度*/plot(N+77,aof,'-xk')xlabel('AB杆的角度'),ylabel('F点的加速度/(mm/s^2)')title('F点的加速度曲线图')text(100, 1.0e+004 *-0.9848,'初始值= 1.0e+004 *（-0.9048）') text(350, 1.0e+004 *-0.9048,'终点值= 1.0e+004 *（-0.9048）')/*结果*/ay =Columns 1 through 20119 129 139 149 159 169 179 189 199 209 219 229 239 249 259 269 279 289 299 309Columns 21 through 37319 329 339 349 359 369 379 389 399 409 419 429 439 449 459 469 479jiao3 =Columns 1 through 12152.7283 155.6055 159.2201 163.3851 167.9364 172.7308 177.6411 182.5508 187.3495 191.9295 196.1844 200.0109Columns 13 through 24203.3123 206.0053 208.0272 209.3409 209.9360 209.8245 209.0330 207.5944 205.5410 202.9003 199.6946 195.9435Columns 25 through 36191.6697 186.9095 181.7262 176.2288 170.5899 165.0593 159.9573 155.6378 152.4212 150.5209 150.0024 150.7929Column 37152.7283jiao2 =Columns 1 through 1297.9329 96.9493 96.1177 95.4427 94.9235 94.5564 94.3364 94.2587 94.3188 94.5127 94.8367 95.2869Columns 13 through 2495.8585 96.5454 97.3393 98.2294 99.2013 100.2373 101.3154 102.4095 103.4889 104.5187 105.4597 106.2696Columns 25 through 36106.9048 107.3227 107.4861 107.3682 106.9579 106.2651 105.3223 104.1834 102.9167 101.5959 100.2898 99.0551Column 3797.9329lof =Columns 1 through 12171.3339 162.4831 151.6215 139.2662 125.7535 111.3249 96.2283 80.8029 65.5172 50.9387 37.6489 26.1414Columns 13 through 2416.7408 9.5650 4.5415 1.4741 0.1412 0.3882 2.1781 5.5874 10.7654 17.8808 27.0707 38.3902Columns 25 through 3651.7607 66.9223 83.4132 100.6062 117.8015 134.3068 149.4275 162.3850 172.2940 178.3195 179.9923 177.4473Column 37171.3339w3 =Columns 1 through 122.0420 2.88413.54184.0289 4.3651 4.5686 4.6533 4.6279 4.4965 4.2598 3.9173 3.4690Columns 13 through 242.9187 2.2766 1.5612 0.7980 0.0174 -0.7506 -1.4803 -2.1528 -2.7570 -3.2875 -3.7434 -4.1259Columns 25 through 36-4.4354 -4.6697 -4.8213 -4.8744 -4.8021 -4.5650 -4.1167 -3.4196 -2.4746 -1.3428 -0.1370 1.0209Column 372.0420w2 =Columns 1 through 12-1.4343 -1.1068 -0.8180 -0.5658 -0.3428 -0.1403 0.0504 0.2372 0.4268 0.6248 0.8348 1.0577Columns 13 through 241.2907 1.5265 1.7527 1.95262.1078 2.20042.2158 2.1438 1.9799 1.7238 1.3800 0.9564Columns 25 through 360.4649 -0.0783 -0.6512 -1.2249 -1.7619 -2.2168 -2.5411 -2.6940 -2.6601 -2.4610 -2.1504 -1.7915Column 37-1.4343a3 =Columns 1 through 1252.5560 41.5031 31.2310 22.2213 14.4470 7.6608 1.5603 -4.1325 -9.6312 -15.0579 -20.4136 -25.5519Columns 13 through 24-30.1734 -33.8717 -36.2458 -37.0535 -36.3289 -34.3895 -31.7205 -28.8042 -25.9756 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