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1、机械原理课程设计机械原理课程设计 编程说明书编程说明书设计题目：压床连杆机构的设计及运动分析（方案 2） 目目 录录1 设计任务及要求设计任务及要求 2 数学模型的建立数学模型的建立 3 程序框图程序框图 4 程序清单及运行结果程序清单及运行结果 5 设计总结设计总结 6 参考文献参考文献1.设计任务及要求设计任务及要求 已知：中心距 X1=60mm，X2=170mm，Y=260mm。构件 3 的上、 下极限 =60、=120,滑块的冲程 H=180mm，比值 CE/CD（取 1/2） ，EF/DE(取 1/4)，各构件 S 重心的位置，曲柄每 分钟转速 N1=90r/min。 要求： 1）设
2、计连杆机构，作机构运动简图（选择适当的比例尺） 。 机构两个位置的速度多边形和加速度多边形，滑块的运动 线简图（位移，速度和加速度曲线） 。 2）用 C 语言编写程序对机构进行运动分析，并打印程序及 计算结果。 3）编写出设计计算说明书。一数学模型压床连杆机构数学模型具体推导过程： 将此六杆机构等效为四杆机构与曲柄滑块机构的组合. 如图，四个向量组成的封闭四边行，于是有054321Zzzzzrrrrr即按复数式可以写成0)sin(cos)sin(cos)sin(cos)sin(cos)sin(cos555444333222111iLiLiLiLiL0,9004实部相等（1）0coscoscos
3、1332211XLLL虚部相等（2）0sinsinsin332211YLLL(1) (2)式联立消去得2)cos2sin21312(sin)sin22 (cos)2cos2 (11111222231313331131LXYLLLYLLXLLXLLL令,cos2sin21132,sin2,2cos21111122221321311311311LXYLYLCLLLXLLPXLLLNM得NMP13131sincosMPP MPN11arcsin11arcsin 221221 3 再对曲柄滑块机构进行分析0)sin(cos)sin(cos4)sin(cos)sin(cos44133/ 3 22211i
4、LiLiXiS实部虚部分别相等0sinsin40coscos4l24/ 33/ 34/ 33/ 3XLLLS联立得方程0)4(sin222/ 3 4/ 322 24/ 32LLXXCOSSLS令可得0/S0)4(sin84cos)(4)sin(cos2sin2/ 3 4/ 322 2422/ 34/ 324/ 3 4/ 3 LLXXLLXLL组合四杆机构的分析便得到2112323233221 1cossincossincossincossincossin LLYXL1221131331311 2cossincossincoscossinsincossin YLLXL0 30 3/ 34/ 33
5、90360,41,32LLLL二设计过程二设计过程2.1 设计思想设计思想根据主动杆 AB 的转角变化和 DE 杆的极限位置的确定得出其它各杆件的运动规律。确定初始角度通过循环模拟连杆的运动过程。数学模型的建立运用矢量方程解析法。2.22.2 参数的定义参数的定义theta-转角 omga-角速度 epsl-角加速度 2.32.3 数学模型数学模型2.4 程序流程图程序流程图输入 X1，X2，Y， H n1/3/3作循环，For(i=0;i #include #include #include #include #define Pi 3. #define N 100 void init_gra
6、ph(void); void initview(); void draw(); float sita1N+1,sita2N+1,sita3N+1, omigar2N+1,omigar3N+1,epsl2N+1,epsl3N+1;float Lab=60 ,Lbc=276 ,Lcd= 126 ,Lad= 300 ,omiga1=9.42 ,ipsl1=0;main()int i;float l1,l2,m1,m2,n1,n2;float theta1,detat;float theta2,theta3,omiga2,omiga3,ipsl2,ipsl3;detat=10*Pi/(N*omiga1
7、);for(i=0;iN;i+)theta1=omiga1*detat*i;/*系数计算*/l1=2*Lab*Lcd*cos(theta1)-2*Lcd*Lad;m1=2*Lab*Lcd*sin(theta1);n1=Lab*Lab+Lcd*Lcd+Lad*Lad-Lbc*Lbc-2*Lab*Lad*cos(theta1);l2=2*Lab*Lbc*cos(theta1)-2*Lbc*Lad;m2=2*Lab*Lbc*sin(theta1); n2=Lcd*Lcd-Lab*Lab-Lbc*Lbc-Lad*Lad+2*Lab*Lad*cos(theta1);/*printf“l1=%ft m1=
8、%ft n1=%fn“,l1,m1,n1);*/*计算转角*/theta2=asin(n2/sqrt(l2*l2+m2*m2)-asin(l2/sqrt(l2*l2+m2*m2);theta3=asin(n1/sqrt(l1*l1+m1*m1)-asin(l1/sqrt(l1*l1+m1*m1);/*printf(“theta2:%ft%f“,n2/sqrt(l1*l1+m2*m2),l2/sqrt(l2*l2+m2*m2);printf(“theta3:%ft%f“,n1/sqrt(l1*l1+m1*m1),l1/sqrt(l1*l1+m1*m1);*/*计算角速度*/omiga2=omig
9、a1*Lab*sin(theta3-theta1)/(Lbc*sin(theta2-theta3);omiga3=omiga1*Lab*sin(theta1-theta2)/(Lcd*sin(theta3-theta2);/*计算角加速度*/*ipsl2*/ipsl2=Lab*ipsl1*sin(theta1-theta3)+Lab*omiga1*omiga1*cos(theta1-theta3);ipsl2+=Lbc*omiga2*omiga2*cos(theta3-theta2)-Lcd*omiga3*omiga3;ipsl2=ipsl2/(Lbc*sin(theta3-theta2);/
10、*ipsl3*/ipsl3=-Lab*ipsl1*sin(theta1-theta2)-Lab*omiga1*omiga1*cos(theta1- theta2); ipsl3-=Lbc*omiga2*omiga2+Lcd*omiga3*omiga3*cos(theta2-theta3);ipsl3=ipsl3/(Lcd*sin(theta2-theta3);/*计算结果存入数据组中*/sita1i=theta1;sita2i=theta2;sita3i=theta3;omigar2i=omiga2;omigar3i=omiga3;epsl2i=ipsl2;epsl3i=ipsl3;/*输出运
11、算结果*/for(i=0;i=N;i+) printf(“i=%dn,sita1i=%ft,sita2i=%ft,sita3i=%ft,omigar2i=%ft,omigar 3i=%ft,epsl2i=%ft,epsl3i=%fnn“,i,sita1i,sita2i,sita3i,omigar2i,o migar3i,epsl2i,epsl3i);init_graph();/*初始化图形系统*/initview();/*建立坐标系*/*话构件 2 的角位移、角速度、角加速度*/draw(sita2,150,50);setcolor(WHITE); setlinestyle(1,1,1);dr
12、aw(omigar2,150,20);setcolor(RED);setlinestyle(2,1,1);draw(epsl2,150,1);setcolor(YELLOW);/*画构件 3 的角位移、角速度、角加速度*/draw(sita3,300,20); setcolor(WHITE);setlinestyle(1,1,1);draw(omigar3,300,10);setcolor(RED);setlinestyle(2,1,1);draw(epsl3,300,1);void init_graph()int gd=DETECT,gmode;initgraph(void initview
13、()int i,j,px,py; cleardevice();setfillstyle(SOLID_FILL,BLUE);bar(100,0,500,479);setcolor(YELLOW);for(i=0;i=1;i+)px=100;py=150+150*i;setcolor(YELLOW);line(px,py,px+300,py);line(px,py-100,px,py+100);line(px,py-100,px-3,py-100+5);line(px,py-100,px+3,py-100+5);line(px+300,py,px+300-5,py+3);line(px+300,p
14、y,px+300-5,py-3);setcolor(YELLOW);settextstyle(1,HORIZ_DIR,2);outtextxy(px+300,py,“t“);void draw(array,py,scale)/*array 要作图的数组，py 起始 y 位置，scale 纵 向放大倍数*/float arrayN+1;int py,scale;int i;float f,x,y;moveto(100,200);for(i=0;i=N;i+)x=100+300*i/N;y=py+arrayi*scale;lineto(x,y); 三三 设计结果设计结果3.13.1 连杆运动示意图连杆运动示意图CABDw3.2 连杆参数的计算结果连杆参数的计算结果 （2）运行结果 i=0 ,sita1i=0. ,sita2i=0. ,sita3i=1. ,omigar2 i=-2. ,omgiar3i=-2. ,epsl2i=-7. , epsl3i =37.i=1,sita1i=0. ,sita2i=0. ,sita3i=1. ,omigar2 i=-2.
