机械原理专业课程设计牛头刨床导杆机构.doc

牛头刨床导杆机构运动分析目 录1设计任务及规定2 数学模型建立3 程序框图4 程序清单及运营成果5 设计总结6 参照文献机械原理课程设计任务书（一）姓名 郭娜 专业 机械工程及自动化 班级 机械08-3班 学号 一、设计题目：牛头刨床导杆机构运动分析二、系统简图： 三、工作条件已知：曲柄每分钟转数n2，各构件尺寸及重心位置，且刨头导路x-x位于导杆端点B所作圆弧高平分线上。四、原始数据导杆机构运动分析80450120850306425285840五、规定：1）作机构运动简图（A4或A3图纸）。2）用C语言编写主程序调用子程序，对机构进行运动分析，并打印出程序及计算成果。3）画出导轨4角位移，角速度，角加速度曲线。4）编写设计计算阐明书。指引教师：开始日期： 7月10 日 完毕日期： 年7月16日1. 设计任务及规定设计内容导 杆 机 构 运 动 分 析单位r/minmm符号n2lo2o4lo2Alo4BlBClo4s4数据80450120850306425 规定（1） 作机构运动简图。（2） 用C语言编写主程序调用子程序，对机构进行运动分析，动态显示，并打印程序及运算成果。（3） 画出导轨角位移，角速度，角加速度”。（4） 编写设计计算阐明书。二、数学模型 如图四个向量构成封闭四边形，于是有按复数式可以写成a（cos+isin）-b(cos+isin)+d(cos3+isin3)=0 （1）由于3=90，上式可化简为a（cos+isin）-b(cos+isin)+id=0 （2）依照（2）式中实部、虚某些别相等得acos-bcos=0 (3) asin-bsin+d=0 (4)(3)(4)联立解得 =arctan (5) b= (6)将（2）对时间求一阶导数得2=1cos(-) (7)c=b=-a1sin(-) (8)将（2）对时间求二阶导数得3=”=a1cos(-)- asin(-)-2c2 （9)ac=b”=-a1sin(-)-acos(-)+b (10)ac即滑块沿杆方向加速度，普通曲柄可近似看作均角速转动，则3=0。三、程序框图 程序设计时，普通是未知量而已知且为常数，它们关系为，取相等时间间隔，则其中N为整数输入a,d，1,输入N作循环，For(i=0;i=N;i+)依次计算，b，2，c，2，ac将计算，b，2，c，2，ac成果分别存入数组或文献中按格式输出所有计算成果初始化图形系统绘制直角坐标系直角坐标系下分别绘出角位移、角速度、角加速度图象四、程序清单及运算成果符号阐明 Q1：曲柄1角位移 Q3：导杆3摆动角位移 S3：C点沿杆3位移 Q31：导杆3摆动角速度w3 S31：C点相对于导杆3速度 Q311：导杆3摆动角加速度a3 S311：C点相对于导杆3加速度 L1：曲柄1长度 L6：曲柄1与导杆3回转中心距离（1） 程序清单导杆3计算程序#includemath.h#includeconio.h#include#define PI 3.1415926#define M 0.017453main() int Q1,i=0,j=0,Q_171;float S_e71,S_e171,Q_41171,S_e1171;float Q3,Q31,Q311,w3,a3,Q4,Q41;float Q411,s3,s31,s311,Se,w4,Ve,Se1,a4,Se11;FILE *f1;if(f1=fopen(fdata.txt,w)=NULL)printf(fdata.txt file cannot open!n);exit(0);clrscr();printf(jiao du wei yi su du jiaojiasudu jiasudun);for(Q1=0;Q1=0&Q1270&Q190&Q1270)Q3=PI+atan(350+90*sin(Q1*M)/(90*cos(Q1*M);Q3/=M;if(Q3!=90&Q3!=270)s3=90*cos(Q1*M)/cos(Q3*M);else if(Q3=90)s3=440;elses3=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);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);Q_1j=Q1;S_ej=Se;S_e1j=Se1;Q_411j=Q411;S_e11j=Se11;printf(%d %6.4f %6.4f %6.4f %6.4fn,Q_1j,S_ej,S_e1j,Q_411j,S_e11j);fprintf(f1,%d %6.4f %6.4f %6.4f %6.4fn,Q_1j,S_ej,S_e1j,Q_411j,S_e11j);j=j+1;fclose(f1); 运算成果jiaodu wei yi su du jiaojiasudu jiasudu0 -26.6410 -225.6121 2980.1992 -1888597.50005 -29.9571 -290.3119 2725.9580 -1771214.125010 -34.0705 -349.9124 2465.3013 -1653869.125015 -38.9176 -404.7200 2204.1282 -1537997.500020 -44.4389 -455.0467 1947.2355 -1422954.250025 -50.5790 -501.1967 1698.4697 -1310516.250030 -57.2860 -543.4551 1460.8784 -152.500035 -64.5119 -582.0817 1236.8556 -1094043.125040 -72.2113 -617.3046 1028.2677 -987876.750045 -80.3420 -649.3168 836.5630 -884575.375050 -88.8637 -678.2743 662.8631 -784632.625055 -97.7381 -704.2951 508.0354 -683126.812560 -106.9280 -727.4584 372.7512 -586413.125065 -116.3972 -747.8099 257.5296 -487261.812570 -126.1095 -765.3591 162.7702 -391189.937575 -136.0290 -780.0851 88.7760 -292519.031280 -146.1191 -791.9397 35.7695 -195399.515685 -156.3424 -800.8548 3.9034 -99716.078190 -166.6487 -806.7209 -6.7326 -336.604395 -177.0345 -809.4526 3.8907 98381.1172100 -187.4224 -808.9144 35.7439 60.3906105 -197.7818 -804.9841 88.7376 303868.6875110 -208.0682 -797.5251 162.7193 406435.0625115 -218.2356 -786.4084 257.4662 513216.6875120 -228.2362 -771.4974 372.6755 65.8750125 -238.0202 -752.6618 507.9477 731897.5625130 -247.5368 -729.7744 662.7639 842337.0000135 -256.7329 -702.7089 836.4528 958104.5625140 -265.5542 -671.3401 1028.1467 1074799.1250145 -273.9447 -635.5408 1236.7249 1193481.0000150 -281.8466 -595.1798 1460.7390 1314749.0000155 -289. -550.1158 1698.3228 1439326.0000160 -295.9452 -500.1955 1947.0826 1564795.8750165 -302.0172 -445.2491 2203.9717 1691299.2500170 -307.3508 -385.0851 2465.1428 188.8750175 -311.8776 -319.4932 2725.8010 1949062.5000180 -315.5267 -248.2437 2980.0481 2077653.1250185 -318.2238 -171.0969 3220.7498 2204597.7500190 -319.8919 -87.8205 3439.4504 2327887.5000195 -320.4508 1.7835 3626.3618 2445203.0000200 -319.8185 97.8345 3770.4954 2553216.0000205 -317.9123 200.3115 3859.9885 2647628.7500210 -314.6508 308.9710 3882.6917 2723199.0000215 -309.9581 423.2437 3827.1174 2773568.0000220 -303.7680 542.1177 3683.7847 2790752.7500225 -296.0309 664.0181 3446.9648 2767703.0000230 -286.7217 786.708 3116.7771 2694137.2500235 -275.8483 907.2365 2701.3325 2562871.7500240 -263.4610 1021.9773 2218.5918 2369156.0000245 -249.6605 1126.7856 1697.2296 2103209.7500250 -234.6020 1217.2893 1175.8484 1775365.7500255 -218.4965 1289.3079 699.9667 1384495.5000260 -201.6046 1339.3322 316.6331 947077.5000265 -184.2254 1364.9659 67.3372 484325.1562270 -166.6487 806.7209 -6.7326 -157.5224275 -149.2913 1340.7021 67.0276 -468633.1875280 -132.3673 1293.2650 316.0499 -919479.5000285 -116.1834 1225.9053 699.1774 -1320767.6250290 -100.9728 1142.2114 1174.9329 -1666306.5000295 -86.9208 1046.0001 1696.2716 -1955622.0000300 -74.1637 940.9747 2217.6743 -2177823.7500305 -62.7928 830.4984 2700.5159 -2345273.5000310 -52.8588 717.4761 3116.0991 -2456901.5000315 -44.3785 604.3156 3446.4526 -2518143.0000320 -37.3407 492.9357 3683.4421 -2537459.0000325 -31.7127 384.8089 3826.9407 -2520536.7500330 -27.4455 281.0159 3882.6650 -2475456.0000335 -24.4783 182.3036 3860.0955 -2407529.5000340 -22.7427 89.1417 3770.7129 -2322242.2500345 -22.1656 1.7749 3626.6663 -2224271.0000350 -22.6721 -79.7296 3439.8213 -2117387.2500导杆3角位移，角速度，角加速度曲线图设计程序#include#include#include#define pi 3.1415926main() float w1=2*pi*64/60,L1=90,L6=350;float Q3,Q1,s3,w3,s31,s311;int gd=DETECT,gmode,i;initgraph(&gd,&gmode,);clrscr();for(Q1=0;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;else Q3=pi+atan(L6+L1*sin(Q1)/(L1*cos(Q1);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);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); outtextxy(400,300,a：jia su du);getch(); 导杆机构运动模仿程序#include#include#includevoid 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; initgraph(&gd,&gmode,); for(n=1;n=70;n+) setbkcolor(0); sgd(); getch(); /* 摇块子程序 */ 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); moveto(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); /* 支点子程序 */ void pirot(float x0,float y0,float l) float pi=3.1415926; float x,y; int i,n; int h=4; 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); /* 连杆，摇块，导轨程序*/ void sgd() int i; int x04,y04,x02,y02; int l04b=800; int l02a=95； float xa,ya,xb,yb,l; float ss,theta; for(i=0;i=63;i+) /*循环动画*/ ss=i*0.1; x04=350；x02=350； /*坐标计算*/ y04=320；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*/ 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)； /*画支点Xo4,Xo2*/ pirot(x04,y04,16); pist(xa,ya,20,10,theta)； delay(250); 五、设计总结通过这次机械原理课程设计,本人受益匪浅。 这次课程是机械原理教学一种重要构成某些。课程设计目在于进一步巩固和加深学生所学理论知识，使其对于机械构成构造，运动学以及动力学分析与设计建立较完整概念以及知识系统，培养学生独立分析和解决关于本课程实际问题以及进一步提高分析设计、查阅技术资料能力和独立自主能力。更为重要是培养开发和创新机械能力。为了培养学生开发和创新机械产品能力，对机械原理课程设计提出规定是：“结合一种简朴机械系统，综合运用所学理论和办法，使学生能受到拟定机械运动方案初步训练，并能对方案中某些机构进行分析和设计”。咱们以基本规定精神为指引，以适应当开发、设计新产品为核心科技进步需要而做努力。其内容为：结合专业特点，选取工程实际问题作为课程设计题目，对所选题目进行方案论证，定出两个较好方案进行必要分析、计算及绘图。 本课程设计以解析法为主，运用计算机辅助设计对选定机构进行分析与设计。为了提高自己自主创新能力有着很大协助。 六、参照文献1 谭浩强编著.C程序设计（第二版）.北京：清华大学出版社，19992 孙桓 陈作模 葛文杰著.机械原理（第七版）北京：高等教诲出版社，3 罗笑南，王若梅等著。计算机图形学 广州：中山大学，1996.104 裘建新编著 机械原理课程设计指引书 北京：高等教诲出版社 .4