机械原理课程设计牛头刨床导杆机构

1、牛头刨床导杆机构的运动分析目录1 设计任务及要求2 数学模型的建立3 程序框图4 程序清单及运行结果5 设计总结6 参考文献机械原理课程设计任务书（一）郭娜 专业 机械工程及自动化 班级 机械 08-3 班 学号 0807100305、设计题目 ： 牛头刨床 导杆机构的运动分析、系统简图 ：工件74D1O89电动机z O35BO4 E 10棘轮z1 z1 z2C65三、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 所作圆弧高的平分线上。 四、原始数据导杆机构的运动分析rminmmn2lO2O4lO2AlO4BlBClO4S4xs6ys6804501

2、20850306425285840五、 要求：1）作机构的运动简图（ 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 及计算结果。3）画出导轨 4 的角位移 ，角速度 ，角加速度 的曲线。4）编写设计计算说明书。指导教师：开始日期： 2010 年 7月 10 日 完成日期： 2010 年 7月 16 日1. 设计任务及要求设计容导杆机构的运动分析单位r/minmm符号n2l o2o4lo2Al o4Bl BCl o4s4数据80450120850306425要求（1）作机构的运动简图。（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

3、态显示，并打印程序及运算结果（3）画出导轨的角位移，角速度，角加速度 ”。（4）编写设计计算说明书。数学模型如图四个向量组成封闭四边形，于是有Z1 Z2 Z3 0按复数式可以写成a( cos +isin ) -b(cos +isin )+d(cos 3+isin 3)=0(1)由于 3=90o ，上式可化简为a( cos +isin ) -b(cos +isin )+id=02)根据( 2)式中实部、虚部分别相等得acos -bcos =0(3)asin -bsin +d=0(4)(3)(4) 联立解得d asina =arctanacosa(5)b=a2 d2 2adsina(6)将( 2)

4、对时间求一阶导数得2=a 1cos(-)(7)c=b=-a 1sin( - )(8)将( 2)对时间求二阶导数得 3= ”1= a 1cos( - )- a b 12 sin( )-2 c 29)2 22ac=b” =-a 1sin( -)-a 1 cos( -)+b(10)ac即滑块沿杆方向的加速度，通常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，一般 1 是未知量而 1 已知且为常数， 它 们的 关系为 ， 1(t) 1t, 取 相等 时间 间 隔 t ，则 1N 1 ? t?N 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

5、， b, 2, c, 2, a c将计算的， b, 2, c, 2, a c结果分别存入数组 或文件中按格式输出所有计算结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、程序清单及运算结果符号说明Q1：曲柄 1 的角位移Q3：导杆 3 的摆动的角位移S3 ：C点沿杆 3 的位移Q31：导杆 3摆动的角速度 w3S31 ： C点相对于导杆 3的速度 Q311 ：导杆 3 摆动的角加速度 a3S311 ：C点相对于导杆 3 的加速度 L1：曲柄 1的长度L6 ：曲柄 1 与导杆 3 的回转中心的距离(1)程序清单 导杆 3 的计算程序#includemath.h#

6、includeconio.h#include#define PI 3.1415926#define M 0.017453 main() 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

7、(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;

8、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

9、)/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 );%6.4ffprintf(f1,%d %6.4f%6.4f %6.4fn,Q_1j,S_ej,S_e1j,Q_411j, S_e11j);j=j+1;fclose(f1); 运算结果jiaodu wei yisu dujiaojiasudujiasudu0-26.6410-225.61212980.1992-1888597.50005-29.

10、9571-290.31192725.9580-1771214.125010-34.0705-349.91242465.3013-1653869.125015-38.9176-404.72002204.1282-1537997.500020-44.4389-455.04671947.2355-1422954.250025-50.5790-501.19671698.4697-1310516.250030-57.2860-543.45511460.8784-1201652.500035-64.5119-582.08171236.8556-1094043.125040-72.2113-617.3046

11、1028.2677-987876.750045-80.3420-649.3168836.5630-884575.375050-88.8637-678.2743662.8631-784632.625055-97.7381-704.2951508.0354-683126.812560-106.9280-727.4584372.7512-586413.125065-116.3972-747.8099257.5296-487261.812570-126.1095-765.3591162.7702-391189.937575-136.0290-780.085188.7760-292519.031280-

12、146.1191-791.939735.7695-195399.515685-156.3424-800.85483.9034-99716.078190-166.6487-806.7209-6.7326-336.604395-177.0345-809.45263.890798381.1172100-187.4224-808.914435.7439201360.3906105-197.7818-804.984188.7376303868.6875110-208.0682-797.5251162.7193406435.0625115-218.2356-786.4084257.4662513216.6

13、875120-228.2362-771.4974372.6755620025.8750125-238.0202-752.6618507.9477731897.5625130-247.5368-729.7744662.7639842337.0000135-256.7329-702.7089836.4528958104.5625140-265.5542-671.340110281250145-273.9447-635.54081236.72491193481.0000150-281.8466-595.17981460.73901314749.0000155-289.200

14、6-550.11581698.32281439326.0000160-295.9452-500.19551947.08261564795.8750165-302.0172-445.24912203.97171691299.2500170-307.3508-385.085124658750175-311.8776-319.49322725.80101949062.5000180-315.5267-248.24372980.04812077653.1250185-318.2238-171.09693220.74982204597.7500190-319.8919-87.8

15、2053439.45042327887.5000195-320.45081.78353626.36182445203.0000200-319.818597.83453770.49542553216.0000205-317.9123200.31153859.98852647628.7500210-314.6508308.97103882.69172723199.0000215-309.9581423.24373827.11742773568.0000220-303.7680542.11773683.78472790752.7500225-296.0309664.01813446.96482767

16、703.0000230-286.7217786.7083116.77712694137.2500235-275.8483907.23652701.33252562871.7500240-263.46101021.97732218.59182369156.0000245-249.66051126.78561697.22962103209.7500250-234.60201217.28931175.84841775365.7500255-218.49651289.3079699.96671384495.5000260-201.60461339.3322316.6331947077.5000265-

17、184.22541364.965967.3372484325.1562270-166.6487806.7209-6.7326-157.5224275-149.29131340.702167.0276-468633.1875280-132.36731293.2650316.0499-919479.5000285-116.18341225.9053699.1774-1320767.6250290-100.97281142.21141174.9329-1666306.5000295-86.92081046.00011696.2716-1955622.0000300-74.1637940.974722

18、17.6743-2177823.7500305-62.7928830.49842700.5159-2345273.5000310-52.8588717.476131165000315-44.3785604.31563446.4526-2518143.0000320-37.3407492.93573683.4421-2537459.0000325-31.7127384.80893826.9407-2520536.7500330-27.4455281.01593882.6650-2475456.0000335-24.4783182.30363860.0955-24075

19、29.5000340-22.742789.14173770.7129-2322242.2500345-22.16561.77493626.6663-2224271.0000350-22.6721-79.72963439.8213-2117387.2500 导杆 3 的角位移的，角速度，角加速度曲线图的设计程序#include #include #include #define pi 3.1415926 main() float w1=2*pi*64/60,L1=90,L6=350;float Q3,Q1,s3,w3,s31,s311;int gd=DETECT,gmode,i; initgra

20、ph(&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;elseQ3=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); p

21、utpixel(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*

22、/outtextxy(400,120,v:su du);outtextxy(220,230,s: wei yi);outtextxy(400,300,a: jia su du);getch(); 导杆机构运动模拟程序#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;

23、n=70;n+) setbkcolor(0);sgd();getch();theta)/* 摇块子程序 */void pist(float x0,float y0,float l,float h,floatfloat 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)

24、;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

25、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; the