机械设计压床连杆机构的设计及运动分析(方案).doc

1、.机械原理课程设计编程说明书设计题目：压床连杆机构的设计及运动分析（方案三）指导教师：郝志勇席本强设计者：满桐学号： 0907240113班级：液压 09-1 班2011年 7月 1日辽宁工程技术大学.械原理课程设计任务书（三）姓名满桐专业液压传动与控制班级09-1学号 0907240113E3 s3一、设计题目 ：压床 连杆机构的设计及运动分析4C二、系统简图 ：DF53 s33 Ez2z324CD65Fx23 y3s22z2z3z6s2y5x2z 5Bx1eBx1ez1 z4z1 z4磙子BR1R1z6磙子11Bz6C凸轮 C凸轮A11A三、工作条件已知：中心距x1 、 x2 、 y ，构

2、件3 的上、下极限角 3、3 ，滑块的冲程H，比值 CE 、EF , 各构件重心 S 的位置，曲柄每分钟转数CDn1 。DE四、原始数据连杆机构的设计及运动分析mmmmrminx1x2y33HCEEFn1BS2DS3CDDEBCDE70200310601202101/21/4901/21/2五、 要求：1）设计连杆机构，作机构运动简图（选择适当的比例尺）、机构两个位置的速度多边形和加速度多边形、滑块的运动线图（位移、速度和加速度曲线）。2) 用 C 语言编写程序对机构进行运动分析，并打印出程序及计算结果。3 ）编写出设计计算说明书。指导教师：郝志勇席本强4开始日期：2011年 6月 26日完成

3、日期：2011年 7月 1日目录一 设计任务 -二 设计过程-2.1数学模型 -2.2程序框图 -2.3程序设计 -三设计结果 - -3.1连杆运动示意图 -3.2连杆参数的计算结果 -3.3位移、角速度、加速度曲线绘制 -四 课程设计总结 -五 参考文献 -5一设计任务任务：连杆机构的设计及运动分析已知：中心距 X1=70mm，X2=200mm，Y=310mm。构件 3 的上、下极限 =60 、 / =120, 滑块的冲程H=210mm，比值CE/CD=1/2，EF/DE=1/4 ，各构件 S 重心的位置， 曲柄每分钟转速N1=90r/min 。要求：1）设计连杆结构， 作机构运动简图 （选

4、择适当的比例尺）、机构两个位置的速度多边形和加速度多边形、滑块的运动线图（位移、速度和加速度曲线）。2）用C 语言编写计算程序对机构进行运动分析，并打印出程序及计算结果。3）编写出设计计算说明书。6二、设计过程2.1数学模型0（ 1）Z1 Z2 Z3 Z4按复数式可以写成a(cos1i sin1)b(cos2i sin2 )c(cos3i sin3 )d(cos4i sin4)0由于0 ，上式可简化为4a(cos1i sin1)b(cos2i sin2)c(cos3i sin3)d0（ 2）根据（ 2）式中实部、虚部分别相等得a cos a sin11b cos b sin22ccosc si

5、n33d 00（ 3）（ 4）由（ 3）、（ 4）式联立消去2 得3(a2222( 2accos1 2cd ) cos3 (2acsin1) sincdb2ad cos 1) （ 5）令： L12cd, M 1 2acsin1,N122222ac cos 1acdb 2ad cos 1 ,则（ 5）式可简化为7L1cos 3M 1sin（ 6）3N1解得之3arcsinN1arcsinL12（ 7）1M22LL1 M1同理，根据（ 3）、（ 4）式消去3 可解得N2L 22atc sinarcsin2（ 8）222L 2M 2L 2M 2其中 ：L2 2abcos2bd, M 2222212a

6、bsin1 , N1cadb 2ad cos 1（7）（8）式为 c、b 杆的角位移方程。由于3 、2 都是时间的函数，为简便，将（3）、（ 4）式对时间求导，得a sin2bsin（ 9）31a si1n21，3c sin12332将（ 2）式对时间数得1 sin222a13a1 cos 13b2 cos32c32b sin，（ 10）321 sin222a12a1 cos12b2c3 cos233c sin，（ 11）23曲柄可近似看成匀角速度转动，即10.82.2程序框图输入 X1，X2，Y，/3H n13作循环， For(i=0;iN;i+)依次计算232323计算的232323 结果

7、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、角加速度图象绘制出机构动画92.3 程序设计#include#include#include#include#include#define Pi3.1415926#define N 50void init_graph(void);void initview();void draw();float sita1N+1,sita2N+1,sita3N+1, omigar2N+1,omigar3N+1,epsl2N+1,epsl3N+1;float Lab=70,Lbc=322 ，Lcd=147

8、,Lad=318 ， omiga1=9.42,ipsl1=0;10main()int i;float l1,l2,m1,m2,n1,n2;float theta1,detat;float theta2,theta3,omiga2,omiga3,ipsl2,ipsl3; detat=10*Pi/(N*omiga1); for(i=0;iN;i+)theta1=omiga1*detat*i;/*系数计算 */l1=2*Lab*Lcd*cos(theta1)-2*Lcd*Lad;m1=2*Lab*Lcd*sin(theta1);n1=Lab*Lab+Lcd*Lcd+Lad*Lad-Lbc*Lbc-2

9、*Lab*Lad*cos(theta1);l2=2*Lab*Lbc*cos(theta1)-2*Lbc*Lad;m2=2*Lab*Lbc*sin(theta1);n2=Lcd*Lcd-Lab*Lab-Lbc*Lbc-Lad*Lad+2*Lab*Lad*cos(theta1);/*printfl1=%ft m1=%ft n1=%fn,l1,m1,n1);*/* 计算转角 */theta2=asin(n2/sqrt(l2*l2+m2*m2)-asin(l2/sqrt(l2*l2+m2*m2);11theta3=asin(n1/sqrt(l1*l1+m1*m1)-asin(l1/sqrt(l1*l1

10、+m1*m1);/*printf(theta2:%ft%f,n2/sqrt(l1*l1+m2*m2),l2/sqrt(l2*l2+m2*m2);printf(theta3:%ft%f,n1/sqrt(l1*l1+m1*m1),l1/sqrt(l1*l1+m 1*m1);*/*计算角速度 */omiga2=omiga1*Lab*sin(theta3-theta1)/(Lbc*sin(theta2-theta3);omiga3=omiga1*Lab*sin(theta1-theta2)/(Lcd*sin(theta3-theta2);/*计算角加速度 */*ipsl2*/ipsl2=Lab*ips

11、l1*sin(theta1-theta3)+Lab*omiga1*omiga1*cos(theta1-theta3);ipsl2+=Lbc*omiga2*omiga2*cos(theta3-theta2)-Lcd*omiga3*omiga3;ipsl2=ipsl2/(Lbc*sin(theta3-theta2);12/*ipsl3*/ipsl3=-Lab*ipsl1*sin(theta1-theta2)-Lab*omiga1*omiga1*cos(theta1-theta2);ipsl3-=Lbc*omiga2*omiga2+Lcd*omiga3*omiga3*cos(theta2-theta

12、 3);ipsl3=ipsl3/(Lcd*sin(theta2-theta3);/*计算结果存入数据组中*/sita1i=theta1;sita2i=theta2;sita3i=theta3;omigar2i=omiga2;omigar3i=omiga3;epsl2i=ipsl2;epsl3i=ipsl3;init_graph();/*初始化图形系统 */initview();/*建立坐标系 */*话构件 2 的角位移、角速度、角加速度*/draw(sita2,150,50);setcolor(WHITE);setlinestyle(1,1,1);13draw(omigar2,150,20);

13、setcolor(RED);setlinestyle(2,1,1);draw(epsl2,150,1);setcolor(YELLOW);/* 画构件 3 的角位移、角速度、角加速度 */ draw(sita3,300,20);setcolor(WHITE);setlinestyle(1,1,1);draw(omigar3,300,10);setcolor(RED);setlinestyle(2,1,1);draw(epsl3,300,1);void init_graph()int gd=DETECT,gmode;initgraph(&gd,&gmode,c:turboc2);void ini

14、tview()int i,j,px,py;14cleardevice();setfillstyle(SOLID_FILL,BLUE);bar(100,0,500,479);setcolor(YELLOW);for(i=0;i=1;i+)px=100;py=150+150*i;setcolor(YELLOW);line(px,py,px+300,py);line(px,py-100,px,py+100);line(px,py-100,px-3,py-100+5);line(px,py-100,px+3,py-100+5);line(px+300,py,px+300-5,py+3);line(px

15、+300,py,px+300-5,py-3);setcolor(YELLOW);settextstyle(1,HORIZ_DIR,2);outtextxy(px+300,py,t);/* 输出运算结果 */for(i=0;i=N;i+) printf(i=%dn,sita1i=%ft,sita2i=%ft,sita3i=% ft,omigar2i=%ft,omigar3i=%ft,epsl2i=%ft,e15psl3i=%fnn,i,sita1i,sita2i,sita3i,omigar2i,omigar3i,epsl2i,epsl3i);void draw(array,py,scale)/*

16、array要作图的数组， py 起始 y位 scale 纵向放大倍数 */ float arrayN+1;int py,scale;int i;float f,x,y;moveto(100,200);for(i=0;i=N;i+)x=100+300*i/N;y=py+arrayi*scale;lineto(x,y);16三、设计结果3.1 连杆运动示意图CDwBA3.2 连杆参数的计算结果：i=1. .i=47,sita1i=29.530972,sita2i=0.244314,sita3i=1.756857 ,omigar2i=0.983844,omigar3i=-3.810642,epsl2

17、i=-23.53977 epsl3i=-19.45812817i=48sita1i=30.159290 ,sita2i=0.249768 ,sita3i=1. 464203 ,omigar2i=-0.892504 ,omigar3i=-4.776515 ,ep sl2i=-29.605782 epsl3i=13.256150 i=49sita1i=30.787609 ,sita2i=0.311739 ,sita3i=1. 258883 ,omigar2i=-2.397500 ,omigar3i=-4.462730 ,ep sl2i=-14.459468 epsl3i=60.537876 i=5

18、0,sita1i=0.000000 ,sita2i=0.000000 ,sita3i=0.000 000 ,omigar2i=0.000000 ,omigar3i=0.000000 ,epsl2 i=0.000000 ,epsl3i=0.000000183.3 位移、角速度、加速度曲线的绘制19四、总结为期一个礼拜的课程设计即将结束了，在课程设计的过程中我看到了自己的不足之处， 感受到了同学们之间互帮互助的温暖，同时，也锻炼了自己的独立工作的能力。在整个课程设计的过程中，最难的部分应当是利用 C 语言编辑程序，因为程序较长，编辑了很久才完成，当中遇到了很多的困难，这让我了解了自己的计算机基础较差的缺点， 在以后的学习中应当重点巩固基础知识。其次较难的部分便是做数学模型，很多都是高中知识以及高数知识，在此过程中，同学们互相帮助，毫不吝啬自己的好观点，好主意，这更让我感觉到了液压 09-1 班这个大家庭的温暖。通过课程设计，我