機械原理課程設(shè)計牛頭刨床導桿機構(gòu)

1、牛頭刨床導桿機構(gòu)的運動分析目 錄1設(shè)計任務(wù)及要求2 數(shù)學模型的建立3 程序框圖4 程序清單及運行結(jié)果5 設(shè)計總結(jié)6 參考文獻機械原理課程設(shè)計任務(wù)書（一）姓名 郭娜 專業(yè) 機械工程及自動化 班級 機械08-3班 學號 0807100305 一、設(shè)計題目：牛頭刨床導桿機構(gòu)的運動分析二、系統(tǒng)簡圖： 三、工作條件已知：曲柄每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)n2，各構(gòu)件尺寸及重心位置，且刨頭導路x-x位于導桿端點B所作圓弧高的平分線上。四、原始數(shù)據(jù)導桿機構(gòu)的運動分析80450120850306425285840五、要求：1）作機構(gòu)的運動簡圖（A4或A3圖紙）。2）用C語言編寫主程序調(diào)用子程序，對機構(gòu)進行運動分析，并打印出程序及

2、計算結(jié)果。3）畫出導軌4的角位移，角速度，角加速度的曲線。4）編寫設(shè)計計算說明書。指導教師：開始日期： 2010年7月10 日 完成日期：2010 年7月16日1. 設(shè)計任務(wù)及要求設(shè)計內(nèi)容導 桿 機 構(gòu) 的 運 動 分 析單位r/minmm符號n2lo2o4lo2Alo4BlBClo4s4數(shù)據(jù)80450120850306425 要求（1） 作機構(gòu)的運動簡圖。（2） 用C語言編寫主程序調(diào)用子程序，對機構(gòu)進行運動分析，動態(tài)顯示，并打印程序及運算結(jié)果。（3） 畫出導軌的角位移，角速度，角加速度”。（4） 編寫設(shè)計計算說明書。二、 數(shù)學模型 如圖四個向量組成封閉四邊形，于是有按復數(shù)式可以寫成a（cos

3、+isin）-b(cos+isin)+d(cos3+isin3)=0 （1）由于3=90º，上式可化簡為a（cos+isin）-b(cos+isin)+id=0 （2）根據(jù)（2）式中實部、虛部分別相等得acos-bcos=0 (3) asin-bsin+d=0 (4)(3)(4)聯(lián)立解得 =arctan (5) b= (6)將（2）對時間求一階導數(shù)得2=1cos(-) (7)c=b=-a1sin(-) (8)將（2）對時間求二階導數(shù)得3=”=a1cos(-)- asin(-)-2c2 （9)ac=b”=-a1sin(-)-acos(-)+b (10)ac即滑塊沿桿方向的加速度，通常曲

4、柄可近似看作均角速轉(zhuǎn)動，則3=0。三、 程序框圖 程序設(shè)計時，一般是未知量而已知且為常數(shù)，它們的關(guān)系為，取相等時間間隔，則其中N為整數(shù)輸入a,d, 1,輸入N作循環(huán)，F(xiàn)or(i=0;i=N;i+)依次計算，b, 2, c, 2, ac將計算的，b, 2, c, 2, ac結(jié)果分別存入數(shù)組或文件中按格式輸出所有計算結(jié)果初始化圖形系統(tǒng)繪制直角坐標系直角坐標系下分別繪出角位移、角速度、角加速度圖象四、程序清單及運算結(jié)果符號說明 Q1：曲柄1的角位移 Q3：導桿3的擺動的角位移 S3：C點沿桿3的位移 Q31：導桿3擺動的角速度w3 S31：C點相對于導桿3的速度 Q311：導桿3擺動的角加速度a3

5、S311：C點相對于導桿3的加速度 L1：曲柄1的長度 L6：曲柄1與導桿3的回轉(zhuǎn)中心的距離（1） 程序清單導桿3的計算程序#include"math.h"#include"conio.h"#include<stdio.h>#define PI 3.1415926#define M 0.017453main() 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,V

6、e,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=0;Q1<360;Q1+=5) i+;if(i%12=0)getch();printf("jiaodu weiyi sudu jiaojiasudu jiasu

7、dun");if(Q1>=0&&Q1<90|Q1>270&&Q1<=360)Q3=atan(350+90*sin(Q1*M)/(90*cos(Q1*M);Q3/=M;else if(Q1=90|Q1=270)Q3=90;else if(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);else if(Q3=90)s3=440

8、;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

9、*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,S_e11j);fprintf(f1,"%d %6.4f %6.4f %6.4f %6.4fn&qu

10、ot;,Q_1j,S_ej,S_e1j,Q_411j,S_e11j);j=j+1;fclose(f1); 運算結(jié)果jiaodu wei yi su du jiaojiasudu jiasudu0 -26.6410 -225.6121 2980.1992 -1888597.50005 -29.9571 -290.3119 2725.9580 -1771214.125010 -34.0705 -349.9124 2465.3013 -1653869.125015 -38.9176 -404.7200 2204.1282 -1537997.500020 -44.4389 -455.0467 1947

11、.2355 -1422954.250025 -50.5790 -501.1967 1698.4697 -1310516.250030 -57.2860 -543.4551 1460.8784 -1201652.500035 -64.5119 -582.0817 1236.8556 -1094043.125040 -72.2113 -617.3046 1028.2677 -987876.750045 -80.3420 -649.3168 836.5630 -884575.375050 -88.8637 -678.2743 662.8631 -784632.625055 -97.7381 -704

12、.2951 508.0354 -683126.812560 -106.9280 -727.4584 372.7512 -586413.125065 -116.3972 -747.8099 257.5296 -487261.812570 -126.1095 -765.3591 162.7702 -391189.937575 -136.0290 -780.0851 88.7760 -292519.031280 -146.1191 -791.9397 35.7695 -195399.515685 -156.3424 -800.8548 3.9034 -99716.078190 -166.6487 -

13、806.7209 -6.7326 -336.604395 -177.0345 -809.4526 3.8907 98381.1172100 -187.4224 -808.9144 35.7439 201360.3906105 -197.7818 -804.9841 88.7376 303868.6875110 -208.0682 -797.5251 162.7193 406435.0625115 -218.2356 -786.4084 257.4662 513216.6875120 -228.2362 -771.4974 372.6755 620025.8750125 -238.0202 -7

14、52.6618 507.9477 731897.5625130 -247.5368 -729.7744 662.7639 842337.0000135 -256.7329 -702.7089 836.4528 958104.5625140 -265.5542 -671.3401 1028.1467 1074799.1250145 -273.9447 -635.5408 1236.7249 1193481.0000150 -281.8466 -595.1798 1460.7390 1314749.0000155 -289.2006 -550.1158 1698.3228 1439326.0000

15、160 -295.9452 -500.1955 1947.0826 1564795.8750165 -302.0172 -445.2491 2203.9717 1691299.2500170 -307.3508 -385.0851 2465.1428 1820088.8750175 -311.8776 -319.4932 2725.8010 1949062.5000180 -315.5267 -248.2437 2980.0481 2077653.1250185 -318.2238 -171.0969 3220.7498 2204597.7500190 -319.8919 -87.8205 3

16、439.4504 2327887.5000195 -320.4508 1.7835 3626.3618 2445203.0000200 -319.8185 97.8345 3770.4954 2553216.0000205 -317.9123 200.3115 3859.9885 2647628.7500210 -314.6508 308.9710 3882.6917 2723199.0000215 -309.9581 423.2437 3827.1174 2773568.0000220 -303.7680 542.1177 3683.7847 2790752.7500225 -296.030

17、9 664.0181 3446.9648 2767703.0000230 -286.7217 786.708 3116.7771 2694137.2500235 -275.8483 907.2365 2701.3325 2562871.7500240 -263.4610 1021.9773 2218.5918 2369156.0000245 -249.6605 1126.7856 1697.2296 2103209.7500250 -234.6020 1217.2893 1175.8484 1775365.7500255 -218.4965 1289.3079 699.9667 1384495

18、.5000260 -201.6046 1339.3322 316.6331 947077.5000265 -184.2254 1364.9659 67.3372 484325.1562270 -166.6487 806.7209 -6.7326 -157.5224275 -149.2913 1340.7021 67.0276 -468633.1875280 -132.3673 1293.2650 316.0499 -919479.5000285 -116.1834 1225.9053 699.1774 -1320767.6250290 -100.9728 1142.2114 1174.9329

19、 -1666306.5000295 -86.9208 1046.0001 1696.2716 -1955622.0000300 -74.1637 940.9747 2217.6743 -2177823.7500305 -62.7928 830.4984 2700.5159 -2345273.5000310 -52.8588 717.4761 3116.0991 -2456901.5000315 -44.3785 604.3156 3446.4526 -2518143.0000320 -37.3407 492.9357 3683.4421 -2537459.0000325 -31.7127 38

20、4.8089 3826.9407 -2520536.7500330 -27.4455 281.0159 3882.6650 -2475456.0000335 -24.4783 182.3036 3860.0955 -2407529.5000340 -22.7427 89.1417 3770.7129 -2322242.2500345 -22.1656 1.7749 3626.6663 -2224271.0000350 -22.6721 -79.7296 3439.8213 -2117387.2500導桿3的角位移的，角速度，角加速度曲線圖的設(shè)計程序#include<math.h>#

21、include<graphics.h>#include<stdio.h>#define pi 3.1415926main() float w1=2*pi*64/60,L1=90,L6=350;float Q3,Q1,s3,w3,s31,s311;int gd=DETECT,gmode,i;initgraph(&gd,&gmode,"");clrscr();for(Q1=0;Q1<=2*pi;Q1+=1.0/1000*pi)if(Q1>=0&&Q1<pi/2|Q1>pi*1.5&&

22、Q1<=2*pi)Q3=atan(L6+L1*sin(Q1)/(L1*cos(Q1);else if(Q1=pi/2|Q1=1.5*pi)Q3=pi/2;else Q3=pi+atan(L6+L1*sin(Q1)/(L1*cos(Q1);if(Q1!=pi/2&&Q1!=1.5*pi) s3=L1+L6; else s3=L6-L1;s31=-L1*w1*sin(Q1-Q3);w3=L1*w1*cos(Q1-Q3)/s3;s3=sqrt(L1*L1+L6*L6+2*L1*L6*sin(Q1);putpixel(100+Q1*180/pi,60+s3*sin(Q3)/2.5

23、,5);line(100,200,500,200); line(495,205,500,200);line(495,195,500,200);line(100,10,100,350);line(95,15,100,10);line(105,15,100,10);putpixel(100+Q1*180/pi,188+L1*w1*cos(Q1-Q3)/s3*30,6);/*v*/putpixel(100+Q1*180/pi,200+(w1*w1*L1*sin(Q3-Q1)-2*w3*s31)/s3*6,4);/*a*/ outtextxy(400,120,"v:su du");

24、 outtextxy(220,230,"s: wei yi"); outtextxy(400,300,"a: jia su du");getch(); 導桿機構(gòu)運動模擬程序#include<math.h>#include<graphics.h>#include<stdio.h>void pist(float x0,float y0,float l,float h,float theta);void pirot(float x0,float y0,float l);void sgd();main() int gd=DET

25、ECT,gmode,n; initgraph(&gd,&gmode,""); for(n=1;n<=70;n+) setbkcolor(0); sgd(); getch(); /* 搖塊子程序 */ void pist(float x0,float y0,float l,float h,float theta) float x,y; x=x0-cos(theta)*1/2+h/2*sin(theta); y=y0+1/2*sin(theta)+h/2*cos(theta); moveto(x,y); linerel(l*cos(theta),-l*si

26、n(theta); linerel(-h*sin(theta),-h*cos(theta); linerel(-l*cos(theta),l*sin(theta); lineto(x,y); /* 支點子程序 */ void pirot(float x0,float y0,float l) float pi=3.1415926; float x,y; int i,n; int h=4; setcolor(3); circle(x0,y0,3); setcolor(150); x=x0-1/2; y=y0+sin(pi/3)*l; moveto(x0,y0); lineto(x,y); line

27、rel(20,0); lineto(x0,y0); n=1/4; for(i=0;i<=n;i+) moveto(x+i*h,y+h); lineto(x+(i+1)*h,y); /* 連桿，搖塊，導軌程序*/ void sgd() int i; int x04,y04,x02,y02; int l04b=800; int l02a=95; float xa,ya,xb,yb,l; float ss,theta; for(i=0;i<=63;i+) /*循環(huán)動畫*/ ss=i*0.1; x04=350; x02=350; /*坐標計算*/ y04=320; y02=145; xa=x02+l02a*cos(ss); ya=y02+l02a*sin(ss); l=sqrt(xa-x04)*(xa-x04)+(ya-y04)*(ya-