1、东北大学机械原理课程设计 码头吊车机构的设计及分析机 械 原 理 课 程 设 计 说 明 书 题 目 ： 码 头 吊 车 机 构 的 设 计 及 分 析 班 级 ： 机 械 12011112班 姓 名 ： 房 升 华 学 号 ： 20114141 指 导 教 师 ： 王 丹 成 绩 ： 2013年 9月 20日 东北大学机械原理课程设计 码头吊车机构的设计及分析1目录目录 .0一题目说明 .1二求连架杆 O3C 的摆动范围 .2三分析 K 点的运动状态 .21.拆分杆组 .32.列出形参和实参的表格 .33.编写主程序并运行 .3四设计曲柄摇杆机构 O1ABO3 .6五求 K 点水平方向的位移
2、、速度和加速度线图 .71.拆分杆组 .72.列出形参和实参的表格 .73.编写主程序并运行 .8六对机构进行动态静力分析 .111.拆分杆组 .112.列出形参和实参的表格 .123.编写主程序并运行 .13七主要收获和建议 .18八主要参考文献 .19东北大学机械原理课程设计 码头吊车机构的设计及分析2一题目说明图示为某码头吊车机构简图，它是由曲柄摇杆机构与双摇杆机构串联成的。已知：l o1x=2.86m, lo1y=4m, lo4x=5.6m, lo4y=8.1m, l3=4m, l3=28.525m, a3=25, l3=8.5m, a3=7, l4=3.625m, l4=8.35m,
3、 a4=184, l4=1m, a4=95, l5=25.15m, l5=2.5m, a5=24。图中 S3、S 4、S 5为构件 3、4、5的质心，构件质量分别为：m 3=3500kg, m4=3600kg, m5=5500kg,其余构件质量不计。K 点向左运动时载重 Q 为 50kN，向右运动时载重为零，曲柄 01A 的转速n1=1.06r/min.1y东北大学机械原理课程设计 码头吊车机构的设计及分析3机构运动简图：二求连架杆 O3C 的摆动范围对四杆机构 O3CDO4进行分析，可得 O3C 的摆动范围为 92.57到 136.88。三分析 K 点的运动状态对双摇杆机构 O3CDO4进行
4、运动分析，以 O3C 为主动件，取步长为 1计算 K点位置，根据 K 点的近似水平运动要求，依据其纵坐标值决定 O3C 的实际摆动范围。东北大学机械原理课程设计 码头吊车机构的设计及分析41.拆分杆组2.列出形参和实参的表格.对主动件进行运动分析。形式参数n1n2 n3 k r1 r2 gam t w e p vp ap实值 4 5 0 3 r45 0.0 0.0 t w e p vp ap.对由、构件组成的 RRR 杆组进行运动分析。形式参数m n1 n2 n3 k1 k2 r1 r2 t w e p vp ap实值 1 5 7 6 4 5 r56 r67 t w e p vp ap.调用
5、bark 函数，求 10 点的竖直运动参数。形式参数n1 n2 n3 k r1 r2 gam t w e p vp ap实值 5 0 10 5 0.0 r510 gam1 t w e p vp ap3.编写主程序并运行主程序：#include “subk.c“#include “draw.c“main()static double p202,vp202,ap202,del;static double t10,w10,e10,pdraw370,vpdraw370,apdraw370;static int ic;double r45,r56,r67,r510,gam1;double pi ,dr;
6、东北大学机械原理课程设计 码头吊车机构的设计及分析5double r2,vr2,ar2;int i;FILE*fp;char *m=“p“,“vp“,“ap“;r45=28.525,r56=3.625,r67=25.15,gam1=176.0,r510=8.35;w3=15.0;del=1.0;pi=4.0*atan(1.0);dr=pi/180.0;p41=0.0;p42=0.0;p71=5.6;p72=8.1;gam1=gam1*dr;printf(“n The Kinematic Parameters of Point 5n“);printf(“No THETA1 s10 v10 a10
7、n“);printf(“ deg m m/s m/s/sn“);if(fp=fopen(“filel20092170.txt“,“w“)=NULL)printf(“Cant open this file.n“);exit(0);fprintf(fp,“n The kinematic parameters of point 10n“);fprintf(fp,“No THETA1 S10 V10 A10n“);fprintf(fp,“ deg m m/s m/s/s“);ic=(int)(360.0/del);for(i=0;i=ic;i+)t3=(i)*del*dr;bark(4,5,0,3,r
8、45,0.0,0.0,t,w,e,p,vp,ap);rrrk(1,5,7,6,4,5,r56,r67,t,w,e,p,vp,ap);bark(5,0,10,4,0.0,r510,gam1,t,w,e,p,vp,ap);printf(“n%2d %12.3f %12.3f %12.3f %12.3f“,i+1,t3/dr,p101,p102,vp101,vp102,ap101,ap102);fprintf(fp,“n%2d%12.3f%12.3f%12.3f%12.3f“,i+1,t3/dr,p101,p102,vp101,vp102,ap101,ap102);pdrawi=p102;vpdra
9、wi=vp102;apdrawi=ap102;if(i%16)=0)getch();东北大学机械原理课程设计 码头吊车机构的设计及分析6fclose(fp);getch();draw1(del,pdraw,vpdraw,apdraw,ic,m);运行结果：程序运行结果会在屏幕上显示 10 点铅直方向的位置、速度、加速度数值如下：The kinematic parameters of point 10No THETA1 S10 V10 A10deg m m/s m/s/s1 0.000 30.580 8.093 -464.3782 15.000 20.847 12.357 -584.6743 3
10、0.000 17.997 19.237 -687.8704 45.000 13.464 25.145 -776.4855 60.000 7.556 29.678 -844.4836 75.000 0.676 32.528 -887.2287 90.000 -6.706 33.500 -901.8078 105.000 -12.172 20.713 -600.2789 120.000 -21.464 20.478 -476.32810 135.000 -28.467 21.109 -229.34811 150.000 -33.000 15.201 -140.73212 165.000 -35.8
11、50 8.322 -37.53713 180.000 -36.822 0.939 73.20514 195.000 -35.850 -6.444 183.94715 210.000 -33.000 -13.324 287.14316 225.000 -28.467 -19.231 375.75817 240.000 -22.560 -23.764 443.75618 255.000 -15.680 -26.614 486.50119 270.000 -8.297 -27.586 501.08020 285.000 -0.914 -26.614 486.50121 300.000 5.965 -
12、23.764 443.75622 315.000 11.873 -19.231 375.75823 330.000 16.406 -13.324 287.14324 345.000 35.442 -4.646 -51.89425 360.000 30.580 8.093 -464.378K 点纵坐标位置图线东北大学机械原理课程设计 码头吊车机构的设计及分析7四设计曲柄摇杆机构 O1ABO3根据 K 点的近似水平运动要求，依据其纵坐标值确定 O3C 的实际摆动范围。由数据分析可知，O 3C 在 95至 135之间摆动时为 K 点近似水平运动，所以O3C 的摆角范围是 95至 135，所以 O3B
13、 的摆角范围为 70至 110.按 O3C 的摆动范围设计曲柄摇杆机构 O1ABO3，使摇杆 O3B 的两个极限位置对应于选定是 K 点轨迹范围。如图：东北大学机械原理课程设计 码头吊车机构的设计及分析8由已知条件， , ;12= 42.86 12=54.44 , ; 3=13.6 13=54.6 ; 3= 42+2.862=4.24;+= 42+4.9172244.917cos54.6=4.24;= 42+4.9172244.917cos13.6=1.52 , 1=1.36 2=2.87五求 K 点水平方向的位移、速度和加速度线图1.拆分杆组2.列出形参和实参的表格对主动件进行运动分析。形式
14、参数n1n2 n3 k r1 r2 gam t w e p vp ap实值 1 2 0 1 r12 0.0 0.0 t w e p vp ap对组成的 RRR 杆组进行运动分析。形式 m n1 n2 n3 k1 k2 r1 r2 t w e p vp ap东北大学机械原理课程设计 码头吊车机构的设计及分析9参数实值 1 4 2 3 3 2 r34 r23 t w e p vp ap调用 bark 函数，求 5 点运动参数。形式参数n1 n2 n3 k r1 r2 gam t w e p vp ap实值 4 0 5 3 0.0 r45 25.0*drt w e p vp ap对组成的 RRR 杆
15、组进行运动分析。形式参数m n1 n2 n3 k r1 r2 gam t w e p vp ap实值 1 5 7 6 4 5 r56 r67 t w e p vp ap调用 bark 函数，求 8，9,10,11。形式参数n1n2 n3 k r1 r2 gam t w e p vp ap实值 5 0 10 4 0.0 r510 176.0*dr t w e p vp ap实值 4 0 11 3 0.0 r411 18.0*dr t w e p vp ap实值 5 0 9 4 0.0 r59 95.0*dr t w e p vp ap实值7 0 8 5 0.0 r78 -156.0*drt w e p vp ap3.编写主程序并运行主程序：#include “subk.c“#include “draw.c“main()static double p202,vp202,ap202,del;static double t10,w10,e10,pdraw370,vpdraw370,apdraw370;static int ic;double r56,r67,r510,gam1,gam2,r12,r34,r45,r23,r710,r59,r48;double pi ,dr;double r2,vr2,ar2;int i;FILE*fp;char *m=“p“,“vp“,“ap“;
