《機械原理課程設(shè)計牛頭刨床導桿機構(gòu)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機械原理課程設(shè)計牛頭刨床導桿機構(gòu)（20頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、
牛頭刨床導桿機構(gòu)的運動分析
目 錄
1設(shè)計任務及要求……………………………
2 數(shù)學模型的建立……………………………
3 程序框圖……………………………………
4 程序清單及運行結(jié)果………………………
5 設(shè)計總結(jié)……………………………………
6 參考文獻……………………………………
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機械原理課程設(shè)計任務書（一）
姓名 郭娜 專業(yè) 機械工程及自動化 班級 機械08-3班 學號 0807100305
一、設(shè)計題目：牛頭刨床導桿機構(gòu)的運動分析
二、系統(tǒng)簡圖：
2、三、工作條件
已知：曲柄每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)n2，各構(gòu)件尺寸及重心位置，且刨頭導路x-x位于導桿端點B所作圓弧高的平分線上。
四、原始數(shù)據(jù)
導桿機構(gòu)的運動分析
80
450
120
850
306
425
285
840
五、要求：
1）作機構(gòu)的運動簡圖（A4或A3圖紙）。
2）用C語言編寫主程序調(diào)用子程序，對機構(gòu)進行運動分析，并打印出程序及計算結(jié)果。
3）畫出導軌4的角位移，角速度，角加速度的曲線。
4）編寫設(shè)計計算說明書。
指導教師：
開始日期： 2010年7月10 日 完成日期：2010 年7月16日
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3、
1. 設(shè)計任務及要求
設(shè)計
內(nèi)容
導 桿 機 構(gòu) 的 運 動 分 析
單位
r/min
mm
符號
n2
lo2o4
lo2A
lo4B
lBC
lo4s4
數(shù)據(jù)
80
450
120
850
306
425
要求
（1） 作機構(gòu)的運動簡圖。
（2） 用C語言編寫主程序調(diào)用子程序，對機構(gòu)進行運動分析，動態(tài)顯示，并打印程序及運算結(jié)果。
（3） 畫出導軌的角位移Ψ，角速度Ψ’，角加速度Ψ”。
（4） 編寫設(shè)計計算說明書。
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二、 數(shù)學模型
如圖四個向量組成封閉
4、四邊形，于是有
按復數(shù)式可以寫成
a（cosα+isinα）-b(cosβ+isinβ)+d(cosθ3+isinθ3)=0 （1）
由于θ3=90，上式可化簡為
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a（cosα+isinα）-b(cosβ+isinβ)+id=0 （2）
根據(jù)（2）式中實部、虛部分別相等得
acosα-bcosβ=0 (3)
asinα-bsinβ+d=0
5、 (4)
(3)(4)聯(lián)立解得
β=arctan (5)
b= (6)
將（2）對時間求一階導數(shù)得
ω2=β’=ω1cos(α-β) (7)
υc=b’=-aω1sin(α-β) (8)
將（2）對時間求二階導數(shù)得
ε3
6、=β”=[aε1cos(α-β)- aωsin(α-β)-2υcω2] （9)
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ac=b”=-aε1sin(α-β)-aωcos(α-β)+bω (10)
ac即滑塊沿桿方向的加速度，通常曲柄可近似看作均角速轉(zhuǎn)動，則ε3=0。
三、 程序框圖
程序設(shè)計時，一般是未知量而已知且為常數(shù)，它們的關(guān)系為，取相等時間間隔，則其中N為整數(shù)
輸入a,d, ω1,輸入N
作循環(huán)，F(xiàn)or(i=0;i=N;i++)
依次計算β，b, ω2, υc, ε2, ac
將計算的β，b, ω2, υc, ε2, ac結(jié)果
7、分別存入數(shù)組
或文件中
按格式輸出所有計算結(jié)果
初始化圖形系統(tǒng)
繪制直角坐標系
直角坐標系下分別繪出角位移、角速度、角加速度圖象
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四、程序清單及運算結(jié)果
符號說明
Q1：曲柄1的角位移 Q3：導桿3的擺動的角位移
S3：C點沿桿3的位移 Q31：導桿3擺動的角速度w3
S31：C點相對于導桿3的速度 Q311：導桿3擺動的角加速度a3
S311：C點相對于導桿3的加速度 L1：曲柄1的長度
L6：曲柄1與導桿3的回轉(zhuǎn)中心的距離
8、（1） 程序清單
①導桿3的計算程序
#include"math.h"
#include"conio.h"
#include
#define PI 3.1415926
#define M 0.017453
main()
{ int Q1,i=0,j=0,Q_1[71];
float S_e[71],S_e1[71],Q_411[71],S_e11[71];
float Q3,Q31,Q311,w3,a3,Q4,Q41;
float Q411,s3,s31,s311,Se,w4,Ve,Se1,a4,Se11;
FILE *f1;
if((
9、f1=fopen("fdata.txt","w"))==NULL)
{printf("fdata.txt file cannot open!\n");
exit(0);
}
clrscr();
printf("jiao du wei yi su du jiaojiasudu jiasudu\n");
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for(Q1=0;Q1<360;Q1+=5)
{ i++;
if(i%12==0)
{getch();
printf("jiaodu weiyi
10、 sudu jiaojiasudu jiasudu\n");
}
if(Q1>=0&&Q1<90||Q1>270&&Q1<=360)
{Q3=atan((350+90*sin(Q1*M))/(90*cos(Q1*M)));
Q3/=M;
}
else if(Q1==90||Q1==270)
{Q3=90;}
else if(Q1>90&&Q1<270)
{Q3=PI+atan((350+90*sin(Q1*M))/(90*cos(Q1*M)));
Q3/=M;
}
if(Q3!=90&&Q
11、3!=270)
s3=90*cos(Q1*M)/cos(Q3*M);
else if(Q3==90)
s3=440;
else
s3=260;
s31=-90*6.8*sin((Q1-Q3)*M);
Q31=90*6.8*cos((Q1-Q3)*M)/s3;
w3=Q31;
Q311=(6.8*6.8*90*sin((Q3-Q1)*M))-2*w3*s31;
a3=Q311;
Q4=180-asin((530-580*sin(Q3*M))/174)/M;
Se=580*cos(Q3*M)+174*cos(Q4*M);
12、 Q41=-w3*580*cos(Q3*M)/(174*cos(Q4*M));
w4=Q41;
Se1=-w3*580*sin((Q3-Q4)*M)/cos(Q4*M);
Q411=(Q31*Q31*580*sin(Q3*M)+Q41*Q41*174*sin(Q4*M)-Q311*580*cos(Q3*M))/(174*cos(Q4*M));
Se11=-(a3*580*sin((Q3-Q4)*M)+w3*w3*580*cos((Q3-Q4)*M-w4*w4*174))/cos(Q4*M);
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Q_1[j]=Q1;
S_e[j]=Se;
13、
S_e1[j]=Se1;
Q_411[j]=Q411;
S_e11[j]=Se11;
printf("%d %6.4f %6.4f %6.4f %6.4f\n",Q_1[j],S_e[j],S_e1[j],Q_411[j],S_e11[j]);
fprintf(f1,"%d %6.4f %6.4f %6.4f %6.4f\n",Q_1[j],S_e[j],S_e1[j],Q_411[j],S_e11[j]);
}
j=j+1;
14、
fclose(f1);
}
① 運算結(jié)果
jiaodu wei yi su du jiaojiasudu jiasudu
0 -26.6410 -225.6121 2980.1992 -1888597.5000
5 -29.9571 -290.3119 2725.9580 -1771214.1250
10 -34.0705 -349.9124 2465.3013 -1653869.1250
15 -
15、38.9176 -404.7200 2204.1282 -1537997.5000
20 -44.4389 -455.0467 1947.2355 -1422954.2500
25 -50.5790 -501.1967 1698.4697 -1310516.2500
30 -57.2860 -543.4551 1460.8784 -1201652.5000
35 -64.5119 -582.0817
16、1236.8556 -1094043.1250
40 -72.2113 -617.3046 1028.2677 -987876.7500
45 -80.3420 -649.3168 836.5630 -884575.3750
50 -88.8637 -678.2743 662.8631 -784632.6250
55 -97.7381 -704.2951 508.0354 -683126.8125
17、60 -106.9280 -727.4584 372.7512 -586413.1250
65 -116.3972 -747.8099 257.5296 -487261.8125
70 -126.1095 -765.3591 162.7702 -391189.9375
75 -136.0290 -780.0851 88.7760 -292519.0312
80 -146.1191 -791.9397
18、 35.7695 -195399.5156
85 -156.3424 -800.8548 3.9034 -99716.0781
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90 -166.6487 -806.7209 -6.7326 -336.6043
95 -177.0345 -809.4526 3.8907 98381.1172
100 -187.4224 -808.9144 35.7439 201
19、360.3906
105 -197.7818 -804.9841 88.7376 303868.6875
110 -208.0682 -797.5251 162.7193 406435.0625
115 -218.2356 -786.4084 257.4662 513216.6875
120 -228.2362 -771.4974 372.6755 620025.8750
125 -238.0202 -7
20、52.6618 507.9477 731897.5625
130 -247.5368 -729.7744 662.7639 842337.0000
135 -256.7329 -702.7089 836.4528 958104.5625
140 -265.5542 -671.3401 1028.1467 1074799.1250
145 -273.9447 -635.5408 1236.7249 1
21、193481.0000
150 -281.8466 -595.1798 1460.7390 1314749.0000
155 -289.2006 -550.1158 1698.3228 1439326.0000
160 -295.9452 -500.1955 1947.0826 1564795.8750
165 -302.0172 -445.2491 2203.9717 1691299.2500
170 -307.3508
22、 -385.0851 2465.1428 1820088.8750
175 -311.8776 -319.4932 2725.8010 1949062.5000
180 -315.5267 -248.2437 2980.0481 2077653.1250
185 -318.2238 -171.0969 3220.7498 2204597.7500
190 -319.8919 -87.8205 3439.4504
23、 2327887.5000
195 -320.4508 1.7835 3626.3618 2445203.0000
200 -319.8185 97.8345 3770.4954 2553216.0000
205 -317.9123 200.3115 3859.9885 2647628.7500
210 -314.6508 308.9710 3882.6917 2723199.0000
215 -309.9581
24、 423.2437 3827.1174 2773568.0000
220 -303.7680 542.1177 3683.7847 2790752.7500
225 -296.0309 664.0181 3446.9648 2767703.0000
230 -286.7217 786.708 3116.7771 2694137.2500
235 -275.8483 907.2365 2701.3325
25、 2562871.7500
240 -263.4610 1021.9773 2218.5918 2369156.0000
245 -249.6605 1126.7856 1697.2296 2103209.7500
250 -234.6020 1217.2893 1175.8484 1775365.7500
255 -218.4965 1289.3079 699.9667 1384495.5000
260 -201.60
26、46 1339.3322 316.6331 947077.5000
265 -184.2254 1364.9659 67.3372 484325.1562
270 -166.6487 806.7209 -6.7326 -157.5224
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275 -149.2913 1340.7021 67.0276 -468633.1875
280 -132.3673 1293.2650
27、 316.0499 -919479.5000
285 -116.1834 1225.9053 699.1774 -1320767.6250
290 -100.9728 1142.2114 1174.9329 -1666306.5000
295 -86.9208 1046.0001 1696.2716 -1955622.0000
300 -74.1637 940.9747 2217.6743
28、 -2177823.7500
305 -62.7928 830.4984 2700.5159 -2345273.5000
310 -52.8588 717.4761 3116.0991 -2456901.5000
315 -44.3785 604.3156 3446.4526 -2518143.0000
320 -37.3407 492.9357 3683.4421 -2537459.0000
325
29、 -31.7127 384.8089 3826.9407 -2520536.7500
330 -27.4455 281.0159 3882.6650 -2475456.0000
335 -24.4783 182.3036 3860.0955 -2407529.5000
340 -22.7427 89.1417 3770.7129 -2322242.2500
345 -22.1656
30、1.7749 3626.6663 -2224271.0000
350 -22.6721 -79.7296 3439.8213 -2117387.2500
②導桿3的角位移的，角速度，角加速度曲線圖的設(shè)計程序
#include
#include
#include
#define pi 3.1415926
main()
{ float w1=2*pi*64/60,L1=90,L6=350;
float Q3,Q1,s3,w3,s
31、31,s311;
int gd=DETECT,gmode,i;
initgraph(&gd,&gmode,"");
clrscr();
for(Q1=0;Q1<=2*pi;Q1+=1.0/1000*pi)
{if(Q1>=0&&Q1pi*1.5&&Q1<=2*pi)
Q3=atan((L6+L1*sin(Q1))/(L1*cos(Q1)));
else if(Q1==pi/2||Q1==1.5*pi)
Q3=pi/2;
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else
Q3=pi+atan((L6+L1*sin(Q1))/(L1*cos(Q
32、1)));
if(Q1!=pi/2&&Q1!=1.5*pi)
s3=L1+L6;
else s3=L6-L1;
s31=-L1*w1*sin(Q1-Q3);
w3=L1*w1*cos(Q1-Q3)/s3;
s3=sqrt(L1*L1+L6*L6+2*L1*L6*sin(Q1));
putpixel(100+Q1*180/pi,60+s3*sin(Q3)/2.5,5);
line(100,200,500,200);
line(495,205,500,200);
line(495,195,500,200
33、);
line(100,10,100,350);
line(95,15,100,10);
line(105,15,100,10);
putpixel(100+Q1*180/pi,188+L1*w1*cos(Q1-Q3)/s3*30,6);/*v*/
putpixel(100+Q1*180/pi,200+(w1*w1*L1*sin(Q3-Q1)-2*w3*s31)/s3*6,4);/*a*/
}
outtextxy(400,120,"v:su du");
outtextxy(220,230,"s: wei yi");
outtext
34、xy(400,300,"a: jia su du");
getch();
}
②
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③ 導桿機構(gòu)運動模擬程序
#include
#include
#include
void pist(float x0,float y0,float l,float h,float theta);
void pirot(float x0,float y0,float l);
void sgd();
main()
{ int gd=DETECT,gmode,n;
35、 initgraph(&gd,&gmode,"");
for(n=1;n<=70;n++)
{setbkcolor(0);
sgd();
}
getch();
}
/* 搖塊子程序 */
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void pist(float x0,float y0,float l,float h,float theta)
{float x,y;
x=x0-cos(theta)*1/2+h/2*sin(theta);
y=y0+1/2*sin(theta)+h/2*cos(theta);
m
36、oveto(x,y);
linerel(l*cos(theta),-l*sin(theta));
linerel(-h*sin(theta),-h*cos(theta));
linerel(-l*cos(theta),l*sin(theta));
lineto(x,y);
}
/* 支點子程序 */
void pirot(float x0,float y0,float l)
{ float pi=3.1415926;
float x,y;
int i,n;
int h=4;
37、
setcolor(3);
circle(x0,y0,3);
setcolor(150);
x=x0-1/2;
y=y0+sin(pi/3)*l;
moveto(x0,y0);
lineto(x,y);
linerel(20,0);
lineto(x0,y0);
n=1/4;
for(i=0;i<=n;i++)
{moveto(x+i*h,y+h);
lineto(x+(i+1)*h,y);
}
}
38、 /* 連桿，搖塊，導軌程序*/
void sgd()
{int i;
int x04,y04,x02,y02;
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int l04b=800;
int l02a=95;
float xa,ya,xb,yb,l;
float ss,theta;
for(i=0;i<=63;i++) /*循環(huán)動畫*/
{ss=i*0.1;
x04=350; x02=350; /*坐標計算*/
y04=32
39、0; y02=145;
xa=x02+l02a*cos(ss);
ya=y02+l02a*sin(ss);
l=sqrt((xa-x04)*(xa-x04)+(ya-y04)*(ya-y04));
xb=x04+(xa-x04)*l04b/l;
yb=y04+(ya-y04)*l04b/l;
theta=-atan((ya-y04)/(xa-x04));
setcolor(14);
cleardevice(); /*清屏*
40、/
circle(xa+4,ya-8,3);
setcolor(2);
line(x02,y02,xa+4,ya-8);
line(xb,yb,x04,y04);
setcolor(9);
pirot(x02,y02,16); /*畫支點Xo4,Xo2*/
pirot(x04,y04,16);
pist(xa,ya,20,10,theta);
delay(250);
}
41、 }
③
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五、 設(shè)計總結(jié)
通過這次機械原理課程設(shè)計,本人受益匪淺。
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這次課程是機械原理教學的一個重要組成部分。課程設(shè)計的目的在于進一步鞏固和加深學生所學的理論知識，使其對于機械的組成結(jié)構(gòu)，運動學以及動力學的分析與設(shè)計建立較完整的概念以及知識系統(tǒng)，培養(yǎng)學生獨立分析和解決有關(guān)本課程實際問題以及進一步提高分析設(shè)計、查閱技術(shù)資料的能力和獨立自主能力。更為重要的是培養(yǎng)開發(fā)和創(chuàng)新機械的能力。
為了培養(yǎng)學生開發(fā)和創(chuàng)新機械產(chǎn)品的能力，對機械原理課程設(shè)計提出的要求
42、是：“結(jié)合一個簡單的機械系統(tǒng)，綜合運用所學理論和方法，使學生能受到擬定機械運動方案的初步訓練，并能對方案中某些機構(gòu)進行分析和設(shè)計”。我們以基本要求精神為指導，以適應當?shù)拈_發(fā)、設(shè)計新產(chǎn)品為核心的科技進步需要而做的努力。其內(nèi)容為：結(jié)合專業(yè)特點，選擇工程實際的問題作為課程設(shè)計題目，對所選題目進行方案論證，定出兩個較好的方案進行必要的分析、計算及繪圖。
本課程設(shè)計以解析法為主，運用計算機輔助設(shè)計對選定的機構(gòu)進行分析與設(shè)計。為了提高自己的自主創(chuàng)新能力有著很大的幫助。
六、 參考文獻
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[1] 譚浩強編著.C程序設(shè)計（第二版）.北京：清華大學出版社，1999
[2] 孫桓 陳作模 葛文杰著.機械原理（第七版）北京：高等教育出版社，2005
[3] 羅笑南，王若梅等著。計算機圖形學 廣州：中山大學，1996.10
[4] 裘建新編著 機械原理課程設(shè)計指導書 北京：高等教育出版社 2005.4
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機械原理課程設(shè)計牛頭刨床導桿機構(gòu)
