机械原理课程设计牛头刨床导杆机构Word格式文档下载.docx
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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
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
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
按复数式可以写成
a(cosα+isinα)-b(cosβ+isinβ)+d(cosθ3+isinθ3)=0
(1)
由于θ3=90º
,上式可化简为
a(cosα+isinα)-b(cosβ+isinβ)+id=0
(2)
根据
(2)式中实部、虚部分别相等得
acosα-bcosβ=0(3)
asinα-bsinβ+d=0(4)
(3)(4)联立解得
β=arctan(5)
b=(6)
将
(2)对时间求一阶导数得
ω2=β’=ω1cos(α-β)(7)
υc=b’=-aω1sin(α-β)(8)
将
(2)对时间求二阶导数得
ε3=β”=[aε1cos(α-β)-aωsin(α-β)-2υcω2](9)
ac=b”=-aε1sin(α-β)-aωcos(α-β)+bω(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ε3=0。
三、程序框图
程序设计时,一般是未知量而已知且为常数,它们的关系为,取相等时间间隔,则其中N为整数
输入a,d,ω1,输入N
作循环,For(i=0;
i=N;
i++)
依次计算β,b,ω2,υc,ε2,ac
将计算的β,b,ω2,υc,ε2,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、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
①导杆3的计算程序
#include"
math.h"
conio.h"
#include<
stdio.h>
#definePI3.1415926
#defineM0.017453
main()
{intQ1,i=0,j=0,Q_1[71];
floatS_e[71],S_e1[71],Q_411[71],S_e11[71];
floatQ3,Q31,Q311,w3,a3,Q4,Q41;
floatQ411,s3,s31,s311,Se,w4,Ve,Se1,a4,Se11;
FILE*f1;
if((f1=fopen("
fdata.txt"
"
w"
))==NULL)
{printf("
fdata.txtfilecannotopen!
\n"
);
exit(0);
}
clrscr();
printf("
jiaoduweiyisudujiaojiasudujiasudu\n"
for(Q1=0;
Q1<
360;
Q1+=5)
{i++;
if(i%12==0)
{getch();
printf("
jiaoduweiyisudujiaojiasudujiasudu\n"
}
if(Q1>
=0&
&
90||Q1>
270&
=360)
{Q3=atan((350+90*sin(Q1*M))/(90*cos(Q1*M)));
Q3/=M;
elseif(Q1==90||Q1==270)
{Q3=90;
}
elseif(Q1>
90&
270)
{Q3=PI+atan((350+90*sin(Q1*M))/(90*cos(Q1*M)));
if(Q3!
=90&
Q3!
=270)
s3=90*cos(Q1*M)/cos(Q3*M);
elseif(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;
S_e1[j]=Se1;
Q_411[j]=Q411;
S_e11[j]=Se11;
printf("
%d%6.4f%6.4f%6.4f%6.4f\n"
Q_1[j],S_e[j],S_e1[j],Q_411[j],S_e11[j]);
fprintf(f1,"
j=j+1;
fclose(f1);
}
1运算结果
jiaoduweiyisudujiaojiasudujiasudu
0-26.6410-225.61212980.1992-1888597.5000
5-29.9571-290.31192725.9580-1771214.1250
10-34.0705-349.91242465.3013-1653869.1250
15-38.9176-404.72002204.1282-1537997.5000
20-44.4389-455.04671947.2355-1422954.2500
25-50.5790-501.19671698.4697-1310516.2500
30-57.2860-543.45511460.8784-1201652.5000
35-64.5119-582.08171236.8556-1094043.1250
40-72.2113-617.30461028.2677-987876.7500
45-80.3420-649.3168836.5630-884575.3750
50-88.8637-678.2743662.8631-784632.6250
55-97.7381-704.2951508.0354-683126.8125
60-106.9280-727.4584372.7512-586413.1250
65-116.3972-747.8099257.5296-487261.8125
70-126.1095-765.3591162.7702-391189.9375
75-136.0290-780.085188.7760-292519.0312
80-146.1191-791.939735.7695-195399.5156
85-156.3424-800.85483.9034-99716.0781
90-166.6487-806.7209-6.7326-336.6043
95-177.0345-809.45263.890798381.1172
100-187.4224-808.914435.7439201360.3906
105-197.7818-804.984188.7376303868.6875
110-208.0682-797.5251162.7193406435.0625
115-218.2356-786.4084257.4662513216.6875
120-228.2362-771.4974372.6755620025.8750
125-238.0202-752.6618507.9477731897.5625
130-247.5368-729.7744662.7639842337.0000
135-256.7329-702.7089836.4528958104.5625
140-265.5542-671.34011028.14671074799.1250
145-273.9447-635.54081236.72491193481.0000
150-281.8466-595.17981460.73901314749.0000
155-289.2006-550.11581698.32281439326.0000
.0826*******
165-302.0172-445.24912203.97171691299.2500
170-307.3508-385.08512465.14281820088.8750
175-311.8776-319.49322725.80101949062.5000
180