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） 姓名 郭娜 专业 机械工程及自动化 班级 机械 08-3 班 学号 0807100305 一、设计题目 ： 牛头刨床 导杆机构的运动分析 二、系统简图 ： 棘 轮工 作 台电 动 机ABCDFEOO45671 138O O “ O 214O 9 191 0工 件z z “z 1 z212n 234 5 67891 01 11 28 1 12 7 CBA123456h/2n 2三、工作条件 已知：曲柄每分钟转数 n2，各构件
2、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 minr mm 2n 24OOl 2OAl 4OBl BCl 44OSl 6xs 6ys 80 450 120 850 306 425 285 840 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 1
3、6 日 1. 设计任务及要求 设计 内容 导 杆 机 构 的 运 动 分 析 单位 r/min mm 符号 n2 lo2o4 lo2A lo4B lBC lo4s4 数据 80 450 120 850 306 425 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 ，角速度 ，角加速度 ” 。 （ 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 ZZZ 按复数式可以写成 a（ cos +isin） -b(cos +isin )+d(cos
4、3+isin 3)=0 （ 1） 由于 3=90，上式可化简为 a（ cos +isin） -b(cos +isin )+id=0 （ 2） 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 =arctan acosaasinad (5) b= 2ad s inada 22 (6) 将（ 2）对时间求一阶导数得 2= =ba 1cos( - ) (7) c=b =-a 1sin( - ) (8) 将（ 2）对时间求二阶导数得 3= ” =b1 a 1cos( - )- a 21 sin( - )-2 c 2
5、（ 9) ac=b” =-a 1sin( - )-a 21 cos( - )+b 22 (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， ,)( 11 tt 取相等时间间隔 t ，则NtN 11 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 将计算的 ， b, 2, c, 2, ac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、
6、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 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 导杆 3 的计算程序 #include“math.h“ #include“conio.h“ #include #define PI 3.1415926 #define M 0.017453 main(
7、) 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
8、=0;Q1=0 Q3/=M; if(Q3!=90 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*5
9、80*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
10、,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); 运算结果 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 -38.9176 -404.
11、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 1236.8556 -1094043.1250 40 -72.2113 -617.3046 1028.2677 -987876.7500 45 -80.3420 -649.3168 836.5630 -884575.375
12、0 50 -88.8637 -678.2743 662.8631 -784632.6250 55 -97.7381 -704.2951 508.0354 -683126.8125 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 35.7695
13、-195399.5156 85 -156.3424 -800.8548 3.9034 -99716.0781 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 201360.3906 105 -197.7818 -804.9841 88.7376 303868.6875 110 -208.0682 -797.5251 162.7193 406435.0625 115 -218.2356 -786.4084 257.46
14、62 513216.6875 120 -228.2362 -771.4974 372.6755 620025.8750 125 -238.0202 -752.6618 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 1193481.0000 150 -281.84
15、66 -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 -385.0851 2465.1428 1820088.8750 175 -311.8776 -319.4932 2725.8010 1949062.5000 180 -315.5267 -248.2437 2980.
16、0481 2077653.1250 185 -318.2238 -171.0969 3220.7498 2204597.7500 190 -319.8919 -87.8205 3439.4504 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
17、.9581 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 2562871.7500 240 -263.4610 1021.9773 2218.5918 2369156.0000 245 -249.6605 1126.7856 1697.229
18、6 2103209.7500 250 -234.6020 1217.2893 1175.8484 1775365.7500 255 -218.4965 1289.3079 699.9667 1384495.5000 260 -201.6046 1339.3322 316.6331 947077.5000 265 -184.2254 1364.9659 67.3372 484325.1562 270 -166.6487 806.7209 -6.7326 -157.5224 275 -149.2913 1340.7021 67.0276 -468633.1875 280 -132.3673 1293.2650 316.0499 -919479.5000
