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
、设计题目：
牛头刨床导杆机构的运动分析
、系统简图：
工件
工作台
电动机
Z1Z2
6
2
A
4
■■-i■■:
8'
0
31
B•4
31
三、工作条件
已知：
曲柄每分钟转数门2,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
%in
mm
lO2O4
lO2A
lO4B
lBC
lo4S4
xsh
yss
8
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/mi
n
mm
符号
n2
lO2O4
l02A
l04B
lBC
lO4S4
数据
8
06
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①，角速度①’，角加速度
（4）编写设计计算说明书
数学模型
按复数式可以写成
a（cosa+isina）-b（cos3+isin3）+d（cos03+isin03）=0
由于03=90o,上式可化简为
（2）
根据
（2）式中实部、虚部分别相等得
acosa-bcos3=0
⑶
asina-bsin3+d=0
⑷
⑶（4）联立解得
°丄dasina
3=arctan_
acosa
b=a2d22adsina
⑹
将
（2）对时间求一阶导数得
a
co2=3=_co1cos（a-3）
b
⑺
uc=b'=-aoisin（a-3）
（8）
将
（2）对时间求二阶导数得
”12•s3=3=—[asicos（a-3）-aco1sin（a-3）-2uco2]
b
”22
ac=b=-a£isin（a-3）-aco〔cos（a-3）+bco2
（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，l（t）it,取相等时间间隔t,则1N1?
t?
N其中N为整数
输入a,d,o1,输入N
作循环，For（i=0;i=N;i++）
依次计算3,b,o2,uc,£2,ac
将计算的3,b,o2,uc,£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、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
S3：
C点沿杆3的位移
S31:
C点相对于导杆3的速度
S311:
C点相对于导杆3的加速度
Q3:
导杆3的摆动的角位移
Q31:
导杆3摆动的角速度w3
Q311:
导杆3摆动的角加速度a3
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.txtopen!
\n"）;
exit（0）;
}
clrscr（）;
sudu
printf（"jiaoduweiyi
jiaojiasudujiasudu\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;
elses3=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;
%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
jiaoduweiyi
sudu
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
-404.7200
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
-884575.3750
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
-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
257.4662
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
-281.8466
-595.1798
1460.7390
1314749.0000
155
-289.2006
-550.1158
1698.3228
1439326.0000
160
-295.9452
-500.1955
1947.0826
1564795.
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