送料车的机械原理课程设计.doc

东北大学机械原理课程设计 摆动式运输机机构分析1.机构设计的已知条件1.1机构已知条件图示为一种往复式运输机机构简图（图1-1）。电动机通过三级齿轮减速后带动连杆机构。6为料槽，往复运动，物料7在料槽上。当料槽向右运动时，加速度比较小，能与物料一起运动；而当料槽向左运动时，加速度足够大，使物料和料槽间产生滑动，从而完成物料搬运工作。4AhyC6xs1o1o332s2s35图1-1 摆动式运输机 lo1A=0.09m,lAB=0.302m,lo3c=0.27m,lo3b=0.16m,x=0.27m,y=0.112m,h=0.18m,质心位置尺寸为：lo1s1=0.0035m,lAs2=0.11m,lo3s3=0.0393m,各构件的质量和转动惯量为：m1=51kg,Js1=0.3kg.m2,m2=35.6kg,Js2=0.55kg.m2,m3=90kg,Js3=1.14kg.m2, m4=900kg,m5+m6=60kg, m7=2880kg,电机转子及齿轮传动等效到o1轴上的等效转动惯量为Jc1=50kg.m2。物料和料槽间的静摩擦系数f0=0.45，动摩擦系数f=0.35，许用不均匀系数=0.15，每分钟料槽摆动次数为57.5次。2设计要求2.1设计要求内容1.首先进行机构的结构分析并对机构进行杆组分析。2.进行运动分析，绘制料槽的位移s、速度v及加速度a的线图。2.在此线图上绘制出物料的速度、加速度线图。3.进行动态静力分析，绘制出固定铰链点o1及o3的反力矢端图及平衡力矩TB线图。4.计算装在o1轴上的飞轮转动惯量Jf。5.选好电机后并对传动比进行分配和对齿数确定。 3：机构的运动分析3.1杆组拆分方法：（1）由以上机构的结构分析可知，本机构可分解为主动件单杆（图3-1），、构件组成的RRR杆组（图3-2）及、构件组成的RPP杆组（图3-3）。31278101149图3-1 主动件 图3-2 rrr杆组图3-3 rpp杆组5126（参考点）3.2虚参与实参的对照表1）调用bark函数求2点的运动参数。形式参数n1n2n3kr1r2gametwepvpap实 值1201r120.00.0twepvpap2）调用rrrk函数求、构件的位置角、角速度、角加速度和2点的位置、速度和加速度。形式参数mn1n2n3k1k2r1r2twepvpap实 值142332twepvpAp3）调用bark函数求5点的运动参数。形式参数n1n2n3kr1r2gametwepvpAp实 值45030.00.0twepvpAp4）调用rppk函数求、构件的位置角、角速度、角加速度和10点的位置、速度和加速度。形式参数n1n2n3n4k1K2k3r1gam1gam2r2vr2ar2实 值565104560.0&r2&vr2&ar2形式参数r3vr3ar3twepvpap实 值&r3&vr3&ar3twepvpap3.3运动过程分析3.3.1编程说明 ：根据以上分析，按照调用函数的顺序，进行编程，求得料槽5的速度与加速度值。3.3.2主程序清单：#include stdio.h#include graphics.h#include subk.c#include draw.cmain()static double p202,vp202,ap202,del;static double t10,w10,e10;static double pdraw370,vpdraw370,apdraw370; static int ic; double r12,r34,r23,r45,gam1,gam2; double pi,dr,gam3,gam4; double r2,vr2,ar2,r3,vr3,ar3; int i; FILE *fp; r12=0.09; r34=0.16; r23=0.302; r45=0.27; ;del=1.0; gam1=0.0;gam2=90.0; t6=0.0; w6=0.0; e6=0.0; pi=4.0*atan(1.0); w1=-57.5*2*pi/60; e1=0.0; dr=pi/180.0; gam3=gam1*dr; gam4=gam2*dr; p41=0.27; p42=0.112; p61=0.27; p62=-0.18; printf(n The Kinematic Parameters of Point7n); printf(No THETA1 S10 V10 A10n); printf( deg m m/s m/s/sn); if(fp=fopen(file1,w)=NULL) printf(Cant open this file./n); exit(0); fprintf(fp,n The Kinematic Parameters of Point7n);fprintf(fp,No THETA1 S10 V10 A10n);fprintf(fp, deg m m/s m/s/sn); ic=(int)(360.0/del); for(i=0;i=ic;i+) t1=(170.3-i*del)*dr; bark(1,2,0,1,r12,0.0,0.0,t,w,e,p,vp,ap); rrrk(1,4,2,3,3,2,r34,r23,t,w,e,p,vp,ap); bark(4,5,0,3,r45,0.0,0.0,t,w,e,p,vp,ap); rppk(5,6,5,10,4,5,6,0.0,gam3,gam4,&r2,&vr2,&ar2,&r3,&vr3,&ar3,t,w,e,p,vp,ap); printf(n%2d%12.3f%12.3f%12.3f%12.3f,i+1,t1/dr,p101,vp101,ap101);fprintf(fp,n%2d%12.3f%12.3f%12.3f%12.3f,i+1,t1/dr,p101,vp101,ap101); pdrawi=p101; vpdrawi=vp101; apdrawi=ap101; if(i%16)=0)getch(); fclose(fp); getch(); draw1(del,pdraw,vpdraw,apdraw,ic);3.3.3运行结果与图象（图3-4）： 图3-4 料槽的位移s，速度v及加速度a的线图4物料的运动分析4.1编程说明：若以车在左极限位置为起始点并以物料作为研究对象分析可知，物料先与车无滑动的共同向右运动，其运动参数与6点的一致；当车的加速度增加到f0g时，物料与车相对滑动，物料的加速度突变为fg，在对于物料的运动参数求解时，只要在求解车的运动参数的基础上加一端程序，将物料的运动参数突变时的值进行求解即可。4.2主程序清单：#include graphics.h#include subk.c#include draw.cmain()static double p202,vp202,ap202,del;static double z370,v1370,a1370,v2370,a2370,d370,n;static double t10,w10,e10;static double pdraw370,vpdraw370,apdraw370; static int ic,m; double r12,r23,r34,r45; double pi,dr,gam1,gam2,gam3,gam4,f0,f,g; double r2,vr2,ar2,r3,vr3,ar3; int i,j; FILE *fp; pi=4.0*atan(1.0); r12=0.09; r23=0.302; r34=0.16; r45=0.27; f0=0.45; f=0.35; g=9.81; gam1=0.0; gam2=-90.0; t6=0.0; w6=0.0; e6=0.0; w1=-6.02; e1=0.0; del=1.0; dr=pi/180.0; gam3=gam1*dr; gam4=gam2*dr; p41=0.27; p42=0.112; p61=0.27; p62=-0.18; printf(n The Kinematic Parameters of Point10nn); printf(No THETA1 S10 V10 A10n); printf( deg m m/s m/s/sn); if(fp=fopen(file3,w)=NULL) printf(Cant open this file./n); exit(0); fprintf(fp,n The Kinematic Parameters of Point10n); fprintf(fp,No THETA1 S10 V10 A10n); fprintf(fp, deg m m/s m/s/sn); ic=(int)(360.0/del); for(i=0;i=ic;i+) t1=(170.2-i*del)*dr; bark(1,2,0,1,r12,0.0,0.0,t,w,e,p,vp,ap); rrrk(1,4,2,3,3,2,r34,r23,t,w,e,p,vp,ap); bark(4,5,0,3,r45,0.0,0.0,t,w,e,p,vp,ap); rppk(5,9,5,10,4,5,6,0.0,gam3,gam4,&r2,&vr2,&ar2,&r3,&vr3,&ar3,t,w,e,p,vp,ap); di=t1; zi=p101; v1i=vp101; a1i=ap101; fclose(fp); for(j=0;j=-f0*g) pdrawj=zj; vpdrawj=v1j; apdrawj=a1j; printf(n%3d%12.3f%12.3f%12.3f%12.3f,j+1,dj/dr,zj,v1j,a1j); fprintf(fp,n%3d%12.3f%12.3f%12.3f%12.3f,j+1,dj/dr,zj,v1j,a1j); if(j%16)=0) getch(); else m=j;n=v1j;break; for(j=m;j=v1j) pdrawj=zj; vpdrawj=v2j; apdrawj=a2j; printf(n%3d%12.3f%12.3f%12.3f%12.3f,j+1,dj/dr,zj,v2j,a2j); fprintf(fp,n%3d%12.3f%12.3f%12.3f%12.3f,j+1,dj/dr,zj,v2j,a2j); if(j%16)=0) getch(); else pdrawj=zj; vpdrawj=v1j; apdrawj=a1j; printf(n%3d%12.3f%12.3f%12.3f%12.3f,j+1,dj/dr,zj,v1j,a1j); fprintf(fp,n%3d%12.3f%12.3f%12.3f%12.3f,j+1,dj/dr,zj,v1j,a1j); if(j%16)=0) getch(); getch(); draw1(del,pdraw,vpdraw,apdraw,ic); 4.3运行结果与图像（图4-1）图4-1 物料速度加速度线图5机构动态静力分析5.1 编写说明：（1）以上机构的运动分析已经得出结果，静力分析可以建立在其基础上，直接再调用静力分析函数计算，但值得考虑的是在此机构中的工艺阻力的分析，我采用把物料隔离的方法，将物料对车的摩擦力看成是机构的工艺阻力，其大小与物料的惯性力相等，方向相反。（2）先调用subk函数计算各个质心的运动参数，再按顺序调用subf函数计算有的力参数，对各个函数要求的形式参数进行赋值说明如下。 形式参数n1n2n3kr1r2gametwepvpap实 值111010.00.0twepvpap1）调用bark函数，计算 6点的运动参数：7点的运动参数：形式参数n1n2n3kr1r2gametwepvpap实 值2702r270.00.0twepvpap8点的运动参数形式参数n1n2n3kr1r2gametwepvpap实 值48030.00.0twepvpap2）调用rppf函数，计算5点的运动副反力。形式参数n1N2n3n4ns1ns2nn1nn2nexfk1k2实 值595105100101045形式参数k3PvpAptwefrfkpk实 值6PvpAptwefrfkpk3）调用 rrrf函数，计算4，3，2中的反力。形式参数n1n2n3ns1ns2nn1nn2nexfk1实 值423875003形式参数k2pvpaptwefr实 值2pvpaptwefr4）调用barf函数，计算转动副1中的反力及应加于构件上的平衡力矩tb。形式参数n1ns1nn1k1papefrtb实 值11121papefr&tb5.2主程序清单：#include graphics.h#include subk.c#include subf.c#include draw.cmain() static double p202,vp202,ap202,del; static double t10,w10,e10,tbdraw370,tb1draw370; static double sita1370,fr1draw370,sita2370,fr2draw370,sita3370,fr3draw370; static double fr202,fe202,fk202,pk202; static int ic; double r12,r34,r23,r45,r111,r27,r48,gam1,gam2; double pi,dr,gam3,gam4; double r2,vr2,ar2,r3,vr3,ar3; double tb,tb1,fr1,bt1,fr4,bt4,we1,we2,we3,we4,we5; int i; FILE*fp; sm1=51.0;sm2=35.6;sm3=90.0;sm4=900.0;sm5=60.0;sm7=2880.0; sj1=50.3;sj2=0.55;sj3=1.14; r12=0.09; r23=0.302; r34=0.16; r111=0.0035;r27=0.11,r48=0.0393; r45=0.27;del=5.0; gam1=0.0;gam2=90.0; t5=0.0;w5=0.0;e5=0.0; t6=0.0; w6=0.0; e6=0.0; w1=-6.02; e1=0.0; pi=4.0*atan(1.0); dr=pi/180.0; gam3=gam1*dr; gam4=gam2*dr; p41=0.27; p42=0.112; p61=0.27; p62=-0.18; p11=0.0; p12=0.0;printf(n The Kineto-static Analysis of a Six-bar Linkasen);printf( NO THETA1 FR1 BT1 FR4 BT4 TB TB1n);printf( (deg.) (N) (deg.) (N) (deg.) (N.m)(N.m)n); if(fp=fopen(file,w)=NULL) printf(Cant open this file./n); exit(0); printf(fp,n The Kineto-static Analysis of a Six-bar Linkasen);printf(fp,NO THETA1 FR1 BT1 FR4 BT4 TB TB1n );printf(fp, (deg.) (N) (deg.) (N) (deg.) (N.m)(N.m)n ); ic=(int)(360.0/del); for(i=0;i47.20) ap121=ap101; if(t1/dr-127.80&t1/dr47.20) ap121=-3.4335; if(t1/dr-128.25) ap121=ap101; rppf(5,9,5,10,5,10,0,10,10,4,5,6,p,vp,ap,t,w,e,fr,fk,pk); rrrf(4,2,3,8,7,5,0,0,3,2,p,vp,ap,t,w,e,fr); barf(1,11,2,1,p,ap,e,fr,&tb); fr1=sqrt(fr11*fr11+fr12*fr12); bt1=atan2(fr12,fr11); fr4=sqrt(fr41*fr41+fr42*fr42); bt4=atan2(fr42,fr41); we1=-(ap111*vp111+(ap112+9.81)*vp112)*sm1-e1*w1*sj1; we2=-(ap71*vp71+(ap72+9.81)*vp72)*sm2-e2*w2*sj2; we3=-(ap81*vp81+(ap82+9.81)*vp82)*sm3-e3*w3*sj3; we4=-(ap51*vp51+(ap52+9.81)*vp52)*sm4; extf(p,vp,ap,t,w,e,10,fe); we5=-ap101*vp101*sm5+fe101*vp101; tb1=-(we1+we2+we3+we4+we5)/w1;printf(%3d%6.0f%11.3f%11.3f%11.3f%11.3f%11.3f%11.3fn,i,t1/dr,fr1,bt1/dr,fr4,bt4/dr,tb,tb1);fprintf(fp,%3d%6.0f%11.3f%11.3f%11.3f%11.3f%11.3f%11.3fn,i,t1/dr,fr1,bt1/dr,fr4,bt4/dr,tb,tb1); tbdrawi=tb; tb1drawi=tb1; fr1drawi=fr1; sita1i=bt1; fr2drawi=fr4; sita2i=bt4; fr3drawi=fr4; sita3i=bt4; if(i%16)=0) getch(); fclose(fp); getch(); draw2(del,tbdraw,tb1draw,ic); draw3(del,sita1,fr1draw,sita2,fr2draw,sita3,fr3draw,ic); extf(p,vp,ap,t,w,e,nexf,fe)double p202,vp202,ap202,t10,w10,e10,fe202;int nexf; fenexf1=-2880*ap121;fenexf2=0.0; 5.3机构动态静力分析结果与图像（图5-1.图5-2.图5-3）图5-1 平衡力矩TB线图 图5-2 反力矢端图6飞轮转动惯量计算6.1编程说明： 在此我们采用简易计算方法，这种方法适用于阻力矩Tr为等效构件转角的函数情况。简易算法中，把驱动力矩看成是常数，而且忽略除飞轮之外所有构件的转动惯量。设已知平均角速度m，许用运转不均匀系数及等效阻力矩Tr的离散值Tri（i=0,1,n）,对应的等效构件转i，离散点间步长为。1. 计算等效驱动力矩Td（常数） TTd=TTTTTT T=TT6.2 主程序清单：#include graphics.h#include subk.c#include subf.c#include draw.cstatic double sm10,sj10;main()static double p202,vp202,ap202,del;static double t10,w10,e10,Tr370,D370;static double fr202,fe202;static int ic;double r12,r23,r111,r34,r27,r48,r45;double r2,vr2,ar2,tb,gam3,gam1,gam2,gam4,r3,ar3,vr3,fk,pk;double Td,sum1=0.0,E370,Max,Min,Jf,q;int i,j;double pi,dr,fr1,bt1,fr2,bt2,tb1; FILE*fp; sm1=51.0;sm2=35.6;sm3=90.0;sm4=900.0;sm5=60.0;sm7=2880.0; sj1=50.3;sj2=0.55;sj3=1.14; r12=0.09; r23=0.302; r34=0.16; r111=0.0035;r27=0.11,r48=0.0393; r45=0.27;del=5.0; gam1=0.0;gam2=90.0; t6=0.0; w6=0.0; e6=0.0; w1=-6.02; e1=0.0; pi=4.0*atan(1.0); dr=pi/180.0; gam3=gam1*dr; gam4=gam2*dr; q=0.15; p41=0.27; p42=0.112; p61=0.27; p62=-0.18; p11=0.0; p12=0.0;printf(n The Kineto-static Analysis of a Six-bar Linkasen);printf( NO THETA1 FR1 BT1 FR4 BT4 TB TB1n);printf( (deg.) (N) (deg.) (N) (deg.) (N.m)(N.m)n); if(fp=fopen(file,w)=NULL) printf(Cant open this file./n); exit(0); printf(fp,n The Kineto-static Analysis of a Six-bar Linkasen);printf(fp,NO THETA1 FR1 BT1 FR4 BT4 TB TB1n );printf(fp, (deg.) (N) (deg.) (N) (deg.) (N.m)(N.m