牛头刨床导杆机构的设计及运动分析.doc

机械原理课程设计编程说明书设计题目：牛头刨床导杆机构的设计及运动分析指导教师：* * 设 计 者： *学 号： 0 4班 级：机电07-1班2009年7月09日*大学 目 录一、 计任务及要求二、 数学模型的建立三、 程序框四、 程序中符号说明五、 程序清单及运行结果六、 课程设计总结七、 参考文献 牛头刨床导杆机构运动分析一、 设计任务及要求:已知：牛头刨床的导杆机构的曲柄每分钟转速n2，各构件尺寸及重心位置，且报头导路x-x位于导杆端点B所作圆弧的平分线上。数据如下表所示：设计内容导杆机构运动分析单位r/min mm符号n1LO2O4LO2ALO4BLBELO4S4数据7040095800要求：1、用c语言编写计算程序,对机构进行动态分析和动态显示。2、上机调试程序并打印结果。3、画出导杆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。二、 数学模型的建立：该牛头刨床导杆机构为六杆机构，拆分成两个四杆机构：1）摆动导杆机构；2） 曲柄滑块机构。求导杆4的角位移，角速度，角加速度，分析摆动导杆机构。如图所示建立坐标。三个向量构成封闭图形，所以可得：按复数形式可以写成： 因为曲柄可看作匀角速转动，则=0。三、 刨头刨床导杆机构运动分析设计程序框图：开始读入lo2o4,lo2A,lo4B,lBE,l61, 2及一个运动循环曲柄转过角度11=5求导杆3的角位移3，角速度3，角加速度3；求A点的位移S3，速度V3求杆4 的角位移4，角速度4；求刨头E点位移SE速度Ve及加速度E1360输出E点位移SE速度VE加速度E1=1+5 画出位移速度加速度随1变化曲线图结束四、程序中符号说明：Q2：曲柄2转过的角度（与x正半轴的夹角）;w2:曲柄2的角速度Q4：杆4转过的角度（与x正半轴的夹角） w3：摆块3的转动角速度 a3：摆块的加速度Q5：杆5转过的角度（与x正半轴的夹角） sA：A点的位移；sE：E点的位移。w4：杆4转动的角速度a4:杆4的角加速度。五、程序清单及运行结果：1、数学建模程序#include #include #include #include #define PI 3.1415926 #define M PI/180 #define C 2*PI*70/60 #define l1 95 #define l2 400 #define l4 800 #define l5 (0.32*l4) #define Ys6 22.88996918 #define l7 l4-Ys6 void dtmn(); void pist(float x0,float y0,float l,float h, float theta); void slide(float x0,float y0,float x1,float h); void pirot(float x0,float y0,float l); void sgd(); void cur();/*主函数*/ main() int Q2,i=0,j=0,Q_272; float Q4,Q41,Q411,w3,a3,Q5,Q51; float Q511,sA,sA1,sA11,Se,w4,Ve,Se1,a4,Se11; float S_e72,S_e172,S_e1172,Q_51172; FILE *fl; if(fl=fopen(mydata.txt,w)=NULL) printf(mydata.txt cannot open!n); exit(0); /*int gd=DETECT,gm; initgraph(&gd,&gm,c:turboc2); cleardevice();*/ clrscr(); printf( 角位移 位移 速度 角加速度 加速度 n); for(Q2=0;Q2=0&Q2270&Q290&Q2=180&Q2=0&(l7-l4*sin(Q4*M)/l5)=-1&(l7-l4*sin(Q4*M)/l5)=0) Q5=180+asin(l7-l4*sin(Q4*M)/l5)/M; Se=l4*cos(Q4*M)+l5*cos(Q5*M); Q51=-w3*l4*cos(Q4*M)/(l5*cos(Q5*M); w4=Q51; Se1=-w3*l4*sin(Q4-Q5)*M)/cos(Q5*M); Q511=(Q41*Q41*l4*sin(Q4*M)+Q51*Q51*l5*sin(Q5*M)-Q411*l4*cos(Q4*M)/(l5*cos(Q5*M); Se11=-(a3*l4*sin(Q4-Q5)*M)+w3*w3*l4*cos(Q4-Q5)*M)-w4*w4*l5)/cos(Q5*M); S_ej=Se; S_e1j=Se1; Q_511j=Q511; S_e11j=Se11; Q_2j=Q2; printf(%7d %-7.3f %-7.3f %-7.3f %-7.3fn,Q_2j,S_ej, S_e1j,Q_511j,S_e11j); fprintf(fl,%7d %-7.3f %-7.3f %-7.3f %-7.3fn,Q_2j,S_ej, S_e1j,Q_511j,S_e11j); j+; fclose(fl); cur(); dtmn(); sgd(); /*sudu,jiasudu,weiyi,quxiantu hanshu*/ void cur() /*float w1=2*PI,L1=110,L4=135,L61=490,L3=540,L6=380; */ float Q4,Q2,sA,w3,sA1,sA11,Se,Se1,Se11,a3,a4,Q411,Q5,Q51,w4; int gd=DETECT, gmode,i; initgraph(&gd,&gmode,c:turboc2); clrscr(); for(Q2=0;Q2=0&Q2PI*1.5&Q2PI/2&Q2=0&(l7-l4*sin(Q4)/l5)=-1&(l7-l4*sin(Q4)/l5)0) Q5=PI+asin(l7-l4*sin(Q4)/l5); Se=l4*cos(Q4)+l5*cos(Q5); Q51=-w3*l4*cos(Q4)/(l5*cos(Q5); w4=Q51; Se1=-w3*l4*sin(Q4-Q5)/cos(Q5); /*Q511=(Q41*Q41*l4*sin(Q4)+Q51*Q51*l5*sin(Q5)-Q411*Q411*l4*cos(Q4)/(l5*cos(Q5);*/ Se11=-(a3*l4*sin(Q4-Q5)+w3*w3*l4*cos(Q4-Q5)-w4*w4*l5)/cos(Q5); line(100,200,500,200); setcolor(5); line(492,201,500,200); line(492,199,500,200); line(100,10,100,350); setcolor(5); line(99,18,100,10); line(101,18,100,10); putpixel(100+Q2*180/PI,200-Se/5,1); /*绘制位移曲线*/ putpixel(100+Q2*180/PI,200-Se1/100,2); /*绘制速度曲线*/ putpixel(100+Q2*180/PI,200-Se11/100,4); /*绘制加速度曲线*/ setcolor(10); settextjustify(CENTER_TEXT,0); outtextxy(300,300,RED_JIASUDU); outtextxy(300,330,GREEN_SUDU); outtextxy(300,360,BLUE_WEIYI); /* outtextxy(300,50,SUDU JIASUDU WEIYI GUAN XI QU XIAN TU);*/ outtextxy(300,50,SUDU JIASUDU WEIYI GUAN XI QU XIAN TU); getch(); closegraph();数据角位移 位移 速度 角加速度 加速度 0 -71.142 304.647 8.723 -9953.699 5 -75.351 401.248 7.939 -9740.870 10 -80.667 490.578 7.002 -9468.886 15 -87.004 572.911 5.950 -9140.816 20 -94.281 648.534 4.820 -8759.899 25 -102.420 717.730 3.645 -8329.566 30 -111.345 780.766 2.453 -7853.440 35 -120.986 837.896 1.272 -7335.324 40 -131.273 889.345 0.125 -6779.141 45 -142.139 935.321 -0.968 -6188.92150 -153.521 976.003 -1.990 -5568.73255 -165.357 1011.550 -20924 -4922.64860 -177.586 1042.098 -3.759 -4254.69565 -190.149 1067.764 -4.482 -3568.84070 -202.990 1088.634 -5.086 -2868.89375 -216.050 1104.795 -5.563 -2158.58680 -229.276 1116.298 -5.907 -1441.448 85 -242.611 1123.185 -6.115 -720.852 90 -256.000 1125.473 -6.185 0.004 95 -269.389 1123.182 -6.115 718.097 100 -282.724 1116.297 -5.907 1430.578 105 -295.950 1104.794 -5.563 2134.752 110 -309.010 1088.633 -5.086 2828.065 115 -321.851 1067.761 -4.482 3508.075 120 -334.414 1042.097 -3.759 4172.396 125 -346.643 1011.550 -2.924 4818.689 130 -358.479 976.002 -1.990 5444.576 135 -369.861 935.319 -0.968 6047.605 140 -380.727 889.344 0.125 6625.189 145 -391.014 837.894 1.272 7174.511 150 -400.655 780.766 2.453 7692.463 155 -409.580 717.729 3.645 8175.566 160 -417.719 648.534 4.820 8619.898 165 -424.996 572.911 5.950 9021.038 170 -431.333 490.578 7.002 9374.011175 -436.649 401.248 7.939 9673.283 180 -440.858 304.647 8.723 9912.797 185 -443.872 200.530 9.313 10086.062 190 -445.602 88.711 9.667 10186.335 195 -445.954 -30.899 9.741 10206.849 200 -444.835 -158.241 9.495 10141.209 205 -442.156 -293.048 8.893 9983.816 210 -437.831 -434.768 7.909 9730.355 215 -431.781 -582.479 6.526 9378.272 220 -423.944 -734.799 4.748 8927.134 225 -414.275 -889.798 2.601 8378.840 230 -402.757 -1044.928 0.136 7737.403 235 -389.408 -1196.994 -2.562 7008.511 240 -374.285 -1342.188 -5.381 6198.696 245 -357.495 -1476.201 -8.178 5314.545 250 -339.200 -1594.439 -10.791 4362.119 255 -319.613 -1692.325 -13.053 3347.051 260 -299.004 -1765.690 -14.803 2275.500 265 -277.684 -1811.176 -15.912 1155.762 270 -256.000 -1125.473 -6.185 0.005 275 -234.316 -1811.174 -15.912 -1174.578 280 -212.996 -1765.694 -14.803 -2346.066 285 -192.387 -1692.326 -13.053 -3489.404 290 -172.800 -1594.441 -10.791 -4579.275 240 -374.285 -1342.188 -5.381 6198.696 245 -357.495 -1476.201 -8.178 5314.545 250 -339.200 -1594.439 -10.791 4362.119 255 -319.613 -1692.325 -13.053 3347.051 260 -299.004 -1765.690 -14.803 2275.500 265 -277.684 -1811.176 -15.912 1155.762 270 -256.000 -1125.473 -6.185 0.005 275 -234.316 -1811.174 -15.912 -1174.578 280 -212.996 -1765.694 -14.803 -2346.066 285 -192.387 -1692.326 -13.053 -3489.404 290 -172.800 -1594.441 -10.791 -4579.275 295 -154.505 -1476.203 -8.178 -5593.049 300 -137.715 -1342.190 -5.381 -6513.247 305 -122.592 -1196.996 -2.562 -7328.699 310 -109.243 -1044.929 0.136 -8034.470 315 -97.725 -889.799 2.601 -8630.820 320 -88.056 -734.800 4.748 -9121.607 325 -80.219 -582.480 6.526 -9512.740 330 -74.169 -434.768 7.909 -9810.804 335 -69.844 -293.048 8.893 -10022.228 340 -67.165 -158.241 9.495 -10152.754 345 -66.046 -30.899 9.741 -10207.297 350 -66.398 88.710 9.667 -10189.9902、动画模拟程序/*运动模拟图函数*/ void dtmn() int gd=DETECT,gmode,n; initgraph(&gd,&gmode,c:turboc2); cleardevice(); do setbkcolor(0); sgd(); while(!kbhit(); getch(); /*导轨函数 */ void slide(float x0,float y0,float x1,float h) float xr; int i,n; xr=x0+x1; line(x0,y0,xr,y0); n=x1/h; for(i=0;i=n;i+) moveto(x0+i*h,y0+h); lineto(x0+(i+1)*h,y0); /*摇块函数*/ void pist(float x0,float y0,float l,float h,float theta) float x,y; x=x0-cos(theta)*l/2+h/2*sin(theta); y=y0+l/2*sin(theta)+h/2*cos(theta); moveto(x,y); linerel(l*cos(theta),-l*sin(theta); /*绘制轮廓线*/ linerel(-h*sin(theta),-h*cos(theta); linerel(-l*cos(theta),l*sin(theta); lineto(x,y); /*支点函数*/ void pirot(float x0,float y0,float l) /*float PI=3.1415926;*/ float x,y; int i,n; int h=4; setcolor(4); circle(x0,y0,3); setcolor(9); x=x0-l/2; y=y0+sin(PI/3)*l; moveto(x0,y0); lineto(x,y); linerel(18,0); lineto(x0,y0); n=l/4; for(i=0;i=n;i+) moveto(x+i*h,y+h); lineto(x+(i+1)*h,y); /*连杆,摇块,导轨函数 */ void sgd()int i; int x04,y04,x02,y02; int l02a=l1/2;int l04b=l4/2;float xa,ya,xb,yb,xc,yc,l; float lbc=l5/2; float ss,theta; for(i=0;i64;i+) /*动态模拟*/ ss=i*0.1; /*坐标计算*/ x04=400; x02=400; y04=400; y02=225; xa=x02+l02a*cos(ss); ya=y02+l02a*sin(ss); l=sqrt(xa-x04)*(xa-x04)+(ya-y04)*(ya-y04); xb=x04+(xa-x04)*l04b/l; yb=y04+(ya-y04)*l04b/l; yc=135; xc=xb-sqrt(lbc*lbc-(yb-yc)*(yb-yc); theta=-atan(ya-y04)/(xa-x04); setcolor(4); cleardevice(); circle(xb,yb,3); circle(xa,ya,3); circle(xc,yc,3); setcolor(8); line(50,135,500,135); rectangle(xc+7,y