机械原理课程设计牛头刨床导杆机构.docx
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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
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：
三、工作条件
已知：
曲柄每分钟转数n2，各构件尺寸及重心位置，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
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
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"
#include"conio.h"
#include
#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&&Q1<90||Q1>270&&Q1<=360）
{Q3=atan（（350+90*sin（Q1*M））/（90*cos（Q1*M）））;
Q3/=M;
}
elseif（Q1==90||Q1==270）
{Q3=90;}
elseif（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）;
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,"%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]）;
}
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
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