机械原理课程设计牛头刨床导杆机构

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）

姓名郭娜专业机械工程及自动化班级机械08-3班学号0807100305

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ϕ，角速度ϕ ，角加速度ϕ 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

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，动态显示，并打印程序及运算结果。

（3）画出导轨的角位移Ψ，角速度Ψ’，角加速度Ψ”。

（4）编写设计计算说明书。

二、数学模型

如图四个向量组成封闭四边形，于是有

0321=+-Z Z Z

按复数式可以写成

a （cos α+isin α）-b(cos β+isin β)+d(cos θ3+isin θ3)=0

（1）

由于θ3=90º，上式可化简为

a （cos α+isin α）-b(cos β+isin β)+id=0

（2）

根据（2）式中实部、虚部分别相等得

acos α-bcos β=0

(3)

asin α-bsin β+d=0

(4)

(3)(4)联立解得

β=arctan acosa

asina

d +

(5)

b= 2adsina d a 22++ (6)

将（2）对时间求一阶导数得

ω2=β’=

b

a

ω1cos(α-β) (7)

υc =b ’=-a ω1sin(α-β)

(8)

将（2）对时间求二阶导数得

ε3=β”=

b

1[a ε1cos(α-β)- a ω2

1sin(α-β)-2υc ω2] （9)

a c =

b ”=-a ε1sin(α-β)-a ω2

1cos(α-β)+b ω2

2

(10)

a c 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

ε3=0。

三、 程序框图

程序设计时，一般αθ=1是未知量而1ω已知且为常数，它们的关系为，,)(11t t ωθ=取相等时间间隔t ∆，则

N t N ∙∆∙=11ωθ其中N 为整数

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w3 S31：C点相对于导杆3的速度Q311：导杆3摆动的角加速度a3 S311：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

①导杆3的计算程序

#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((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");

for(Q1=0;Q1<360;Q1+=5)

{ i++;

if(i%12==0)

{getch();

printf("jiaodu weiyi 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&&Q3!=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);

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_1[j]=Q1;

S_e[j]=Se;