压床连杆机构的设计及运动分析(方案五)

机械原理课程设计说明书设计题目：压床连杆机构的设计及运动分析（方案五）指导教师：王春华郝志勇院系：机械工程学院班级：矿电11-3姓名：孟凡鹏学号：11072503152013年7月3日辽宁工程技术大学4机械原理课程设计任务书（三）一、设计题目：压床连杆机构的设计及运动分析二、系统简图：ωss12ABCDEF123453ψψ3'3x2x1yR1e6Bzzzzzz456123C凸轮磙子ωss12ABCDEF123453ψψ3'3x2x1yR1e6Bzzzzzz456123C凸轮磙子三、工作条件已知：中心距1x、2x、y，构件3的上、下极限角3、3，滑块的冲程H，比值CECD、EFDE,各构件重心S的位置，曲柄每分钟转数1n。四、原始数据连杆机构的设计及运动分析mm°mmminr1x2xy33HCECDEFDE1n2BSBC3DSDE70190330601202201/21/41201/21/2五、要求：1）设计连杆机构，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，并打印出程序及计算结果。3）编写出设计计算说明书。5目录一设计任务及要求…………………………………………二数学模型的建立…………………………………………三程序框图…………………………………………四程序清单及运行结果………………………………五设计总结……………………………………………六参考文献……………………………………………七附录（中期检查报告）…………………………6一设计任务及要求任务：连杆机构的设计及运动分析已知：中心距X1=70mm，X2=190mm，Y=330mm。构件3的上、下极限Φ=60、Φ/=120,滑块的冲程H=220mm，比值CE/CD=1/2，EF/DE=1/4，各构件S重心的位置，曲柄每分钟转速N1=120r/min。要求：1）建立数学模型；2）用C语言编写计算程序、并运行；3）绘制从动件运动规律线图，并进行连杆机构的动态显示；4）用计算机打印出计算说明；二数学模型的建立04321ZZZZ（1）按复数式可以写成0)sin(cos)sin(cos)sin(cos)sin(cos44332211idicibia由于04，上式可简化为0)sin(cos)sin(cos)sin(cos332211dicibia（2）根据（2）式中实部、虚部分别相等得0coscoscos321dcba7（3）0sinsinsin321cba（4）由（3）、（4）式联立消去2得)cos2(sin)sin2(cos)2cos2(122223131adaccdacbdca（5）令：1222211111cos2,sin2,2cos2adaccdacbdcaNML,则（5）式可简化为NML13131sincos（6）解得之MLLMLN11arcsin11arcsin2212213（7）同理，根据（3）、（4）式消去3可解得MLLMLN22arcsin22arcsin2222222（8）其中：1222211212cos2,sin2,2cos2adabbdabbdacNML（7）（8）式为c、b杆的角位移方程。由于3、2都是时间的函数，为简便，将（3）、（4）式对时间求导，得132132sinsinba，123213sinsinca，（9）将（2）式对时间数得82323232231213112sincoscossinbcbaa，（10）3232232221212113sincoscossinccbaa，（11）曲柄可近似看成匀角速度转动，即.01三程序框图输入a,b,c,d,1,输入N作循环，For(i=0;iN;i++)依次计算323232,,,,,将计算的323232,,,,,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9四程序清单及运行结果#includestdio.h#includemath.h#includeconio.h#includestdlib.h#includegraphics.h#definePi3.1415926#defineN100voidinit_graph(void);voidinitview();voiddraw();floatsita1[N+1],sita2[N+1],sita3[N+1],omigar2[N+1],omigar3[N+1],epsl2[N+1],epsl3[N+1];floatLab=70,Lbc=322,Lcd=147,Lad=337,omiga1=9.42,ipsl1=0;main(){inti;floatl1,l2,m1,m2,n1,n2;floattheta1,detat;floattheta2,theta3,omiga2,omiga3,ipsl2,ipsl3;detat=10*Pi/(N*omiga1);10for(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);/*printfl1=%f\tm1=%f\tn1=%f\n,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:%f\t%f,n2/sqrt(l1*l1+m2*m2),l2/sqrt(l2*l2+m2*m2));printf(theta3:%f\t%f,n1/sqrt(l1*l1+m1*m1),l1/sqrt(l1*l1+m1*m1));*//*计算角速度*/omiga2=omiga1*Lab*sin(theta3-theta1)/(Lbc*sin(theta2-theta3));11omiga3=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));/*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*/sita1[i]=theta1;sita2[i]=theta2;sita3[i]=theta3;omigar2[i]=omiga2;omigar3[i]=omiga3;12epsl2[i]=ipsl2;epsl3[i]=ipsl3;}/*输出运算结果*/for(i=0;i=N;i++){printf(i=%d\n,sita1[i]=%f\t,sita2[i]=%f\t,sita3[i]=%f\t,omigar2[i]=%f\t,omigar3[i]=%f\t,epsl2[i]=%f\t,epsl3[i]=%f\n\n,i,sita1[i],sita2[i],sita3[i],omigar2[i],omigar3[i],epsl2[i],epsl3[i]);}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);draw(omigar2,150,20);setcolor(RED);setlinestyle(2,1,1);draw(epsl2,150,1);setcolor(YELLOW);13/*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(epsl3,300,2);}voidinit_graph(){intgd=DETECT,gmode;initgraph(&gd,&gmode,c:\\turboc2);}voidinitview(){inti,j,px,py;cleardevice();setfillstyle(SOLID_FILL,BLUE);bar(100,0,500,479);setcolor(YELLOW);for(i=0;i=1;i++)14{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,py,px+300-5,py-3);setcolor(YELLOW);settextstyle(1,HORIZ_DIR,2);outtextxy(px+300,py,t);}}voiddraw(array,py,scale)/*array要作图的数组，py起始y位置，scale纵向放大倍数*/floatarray[N+1];intpy,scale;{inti;floatf,x,y;15moveto(100,200);for(i=0;i=N;i++){x=100+300*i/N;y=py+array[i]*scale;lineto(x,y);}}设计结果1连杆运动示意图CABDw162连杆参数的计算结果i=97,sita1[i]=30.473450,sita2[i]=0.272130,sita3[i]=1.342313,omigar2[i]=-1.764130,omigar3[i]=-4.792220,epsl2[i]=-24.647551,epsl3[i]=37.130707i=98,sita1[i]=30.787609,sita2[i]=0.311739,sita3[i]=1.258