2022年机械原理课程设计说明书.docx

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1、精品学习资源机械原理课程设计说明书题目：码头吊车机构的设计及分析班级：机械 0908姓名：学号：指导老师 ： 成绩 ：2021年 9 月 23日欢迎下载精品学习资源目录1.设计题目 .2机构简图 .2已知条件 .2设计要求 .32. 运动方案及机构设计 .4连架杆 O3C 摇摆范畴的确定 .4曲柄摇杆机构尺寸的设计 .73.运动分析运算及动态静力分析 .83.1 整体机构运动分析 .83.1.1 实虚参对比表 .83.1.2 程序 .83.1.3 运行结果 .103.1.4 线图 .103.2 整体机构动态静力分析 .113.2.1 实虚参对比表 .113.2.2 程序 .123.2.3 线图

2、 .143.2.4 运行结果 .154. 主要收成18欢迎下载精品学习资源码头吊车机构的设计及分析一、题目说明图示为某码头吊车机构简图；它是由曲柄摇杆机构与双摇杆机构串联成的；已知： l o1x=, l o1y=4m, lo4x=, lo4y=, l 3=4m, l3 =, a3=0.25 ,l3 =, a3=7, l 4=, l 4=,a4=184 ，l 4=1m, a4=95, l5=, l 5=, a5=24 ；图中 S3 、S4、S5 为构件 3、4、5 的质心，构件质量分别为： m3 =3500kg, m4=3600kg, m5=5500kg,K 点向左运动时载重Q 为 50kN，向

3、右运动时载重为零，曲柄 01A 的转速 n3；欢迎下载精品学习资源二、内容要求与作法3431. 对双摇杆机构 OCDO进行运动分析， 以 OC为主动件， 取步长为 1 运算 K 点位置，依据 K 点的近似水平运动要求，依据其纵坐标值打算O3C的摇摆范畴；2. 按 O3C的摇摆范畴设计曲柄摇杆机构O1ABO3，使摇杆 O3B 的两个极限位置对应于选定是 K 点轨迹范畴；3. 对整个机构进行运动分析，绘出 K 点水平方向的位移、速度和加速度线图；4. 只计构件 3、4、5 的质量，进行机构的动态静力分析，绘制固定铰链处反力矢端图及平稳力矩 Td 线图；上机前仔细读懂所用的子程序， 自编主程序， 初

4、始位置取 K 点的右极限位置； 主程序中打开一数据文件“ DGRAP”S，写入需要显示图形的数据；三、课程设计说明书内容上机终止后，每位同学整理课程设计说明书一份，其内容应包括：3C摇摆范畴的确定方法及曲柄摇杆机构尺寸的设计过程；3. 杆组的拆分方法及所调用的杆组子程序中虚参加实参对比表；4. 自编程序中主要标识符说明；5. 主程序框图；6. 自编程序及运算结果清单；7. 各种线图：K 点坐标位置；K 点水平位移、速度和加速度线图；平稳力矩线图；固定铰链处反力矢端图；8. 以一个位置为例，用图解法对机构进行运动分析， 与解析法运算结果比较误差；9. 主要收成与建议；指导老师参考上述内容提出详细

5、要求，同学按指导老师的要求书写并装订成册；欢迎下载精品学习资源一、题目说明：11 点向左运动时载重Q 为 50 kN,向右运动时载重为零，曲柄的转速n3已知尺寸：固定铰链坐标： P4x=P4y =0,P1x=2.86 m,P1y=4 m,P7x=5.6 m,P7y =8.1 m ,杆长： r45=28.525 ;r56=3.625 ;r67=25.15 ;r43=4.0 ;r511=8.35 ; r48=8.5 ;r59=1.0 ;r710=2.5;构件质量： m3=3500 kg,m4=3600kg ,m 5=5500kg,99IVIV565611115VVIII7III78II2108II

6、210332II1144机构简图拆分杆组二 运动方案及机构设计： 以构件 3 为主动件 ：(1) 调用 bark 函数求 5 点的运动参数形参n1n2n3kr1r2gamtwepvpap实参4503r450.00.0twepvpap(2) 调用 rrrk 函数求 6 点的运动参数形参mn1n2n3k 1k2r1r2twepvpap实参157645r56r67twepvpap(3) 调用 bark 函数求 4 构件的位置角， 角速度，角加速度和 11 点的位置，速度，加速度形参n1n2n3kr1r2gamtwepvpap实参50114r511gam1twepvpap欢迎下载精品学习资源(4) 程

7、序 对 11 点的运动轨迹分析#include graphics.h#include subk.c/ * 运动分析子程序 */#include draw.c/* 绘图子程序 */mainstatic double p202,vp202,ap202,del;static double t10,w10,e10,pdraw370,vpdraw370,apdraw370; static int ic;/* 定义静态变量 */double r45,r56,r511,r67; double gam1;double pi,dr; double r2,vr2,ar2;int i;/* 定义局部变量 */FIL

8、E *fp;/* 定义文件指针变量 */r45=28.525;r56=3.625;r511=8.35;r67=25.15; gam1=-184.0;del=1.0;/* 赋值*/t4=0.0;w4=0.0; e4=0.0; w1=0.0;e1=0.0;pi=4.0*atan1.0;dr=pi/180.0;/* 求弧度*/gam1=gam1*dr; p41=0.0;p42=0.0;w3=1.06*2*pi/60 ；p71=5.6;p72=8.1;/* 赋值*/printf nThe KinematicParameters ofPoint 11n;printfNoTHETA1S11V11A11n;

9、printfdegmm/sm/s/sn;/* 在屏幕上写表头 */ iffp=fopenfile1,w=NULLprintf Cant open this file.n; exit0;fprintffp, nTheKinematicParametersofPoint 11n; fprintffp,NoTHETA1S11V11 A11n;欢迎下载精品学习资源fprintffp,degmm/sm/s/s;/* 在文件 filel 中写表头 */ic=int360.0/del; fori=0;i=ic;i+t3=i*del*dr; bark4,5,0,3,r45,0.0,0.0,t,w,e,p,vp

10、,ap;rrrk1,5,7,6,4,5,r56,r67,t,w,e,p,vp,ap;bark5,0,11,4,r511,gam1,t,w,e,p,vp,ap; printfn%2d%,i+1,t3/dr,p112,vp111,ap111;fprintffp,n%2d%,i+1,t3/dr, p112,vp111,ap111;pdrawi=p112;vpdrawi=vp111;apdrawi=ap111;ifi%10=0getch;fclosefp; getch;draw1del,pdraw,vpdraw,apdraw,ic; getch;(5) 数据 - 随主动件 3 演化的 11 点运动参数

11、从全部数据中挑选出的数据TheKinematicParametersofPoint 11NoTHETA1S11V11A11degmm/sm/s/s欢迎下载精品学习资源所以 O3C 的摇摆范畴为 93 134 运算主动件和连杆杆长 :(1) 程序: #includemath.h #includestdio.hmainstatic double l1,l2,l3,l4,max,min ; static double lx,ly; static double thea0,thea1,thea2,pi,dr;/* 弧度率 */pi=4.0*atan1.0;dr=pi/180.0 ;/* 赋值*/欢迎下

12、载精品学习资源l3=4.0 ;l4=sqrt2.86*2.86+4*4 ; lx=2.86 ;ly=4.0 ;thea0=atan2ly,lx+25.0*dr ;thea1=93.0*dr-thea0;thea2=134.0*dr-thea0 ;/* 运算两杆长度 */min=sqrtl3*l3+l4*l4-2*l3*l4*costhea1; max=sqrtl3*l3+l4*l4-2*l3*l4*costhea2;l2=max+min/2;l1=max-min/2;printfnnl1=%l2=%,l1,l2;(2) 数据 :l1=1.388l三、运动分析运算及动态静力分析1. 以构件 1

13、为主动件对整体运动分析 ：形参实参n11n22n30k1r1r12r2gamtwepvpap0.00.0twepvpap2调用 rrrk 函数求 3 点的运动参数形参mn1n2n3k 1实参14233k22r1r34r2tr23twweeppvpvpapap3 调用 bark 函数求 5 点的运动参数形参n1实参4n20n35k3r10.0r2gamtr45gam1twwepepvpvpapap4 调用 rrrk 函数求 6 点的运动参数形参mn1实参15n27n3k 164k25r1r2r56r67ttwweeppvpvpapap5 调用 bark 函数求 11 点的运动参数形参n1n2n3

14、实参5011k4r10.0r2gamtr511gam2twwepevpappvpap(1) 调用 bark 函数求 2 点的运动参数(6) 程序 - 对 11 点位置，速度，加速度分析 : # include graphics.h# include subk.c # include draw.c main/* 定义静态数组 */static double p202,vp202,ap202;static double t10,w10,e10; static double pdraw370,vpdraw370,apdraw370;/* 定义变量 */欢迎下载精品学习资源static int ic;

15、 double del,pi,dr;double r45,r56,r67,r511,r34,r12,r23; double gam1,gam2; int i;FILE *fp;/* 按次序赋值 */del=10.0; pi=4.0*atan1.0;dr=pi/180.0;p41=0.0;p42=0.0;p71=5.6;p72=8.1;p11=2.86;p12=4.0;t1=0.0;w1=1.06*2*pi/60;r45=28.525;r56=3.625;r67=25.15;r511=8.35;r34=4.0;r12=1.388;r23=2.780;gam1=25.0*dr;gam2=176.0

16、*dr;/* 打印标题 */printfnThe Kinematic Parameters of Point 11n ; printfNo.THETA1S11yS11xV11A11 n ;printfdegmmm/s m/s/sn;iffp=fopenfile_MO2.c,w=NULL printfCant open this file.n; exit0;欢迎下载精品学习资源n ;fprintffp,nThe KinematicParameters ofPoint 11fprintffp,No.THETA1S11yS11xV11欢迎下载精品学习资源A11 n ;fprintffp,degmmm

17、/s m/s/sn;/* 加入 1,3 点运动分析 */ ic=int360.0/del; fori=0;i=ic;i+ t1=i*del*dr;bark1,2,0,1,r12,0.0,0.0,t,w,e,p,vp,ap;rrrk1,4,2,3,3,2,r34,r23,t,w,e,p,vp,ap;bark4,0,5,3,0.0,r45,gam1,t,w,e,p,vp,ap ;rrrk1,5,7,6,4,5,r56,r67,t,w,e,p,vp,ap;bark5,0,11,4,0.0,r511,gam2,t,w,e,p,vp,ap ;欢迎下载精品学习资源printfn%2d%,i+1,t1/dr

18、,p112,p111,vp111,ap111;fprintffp,n%2d%,i+1,t1/dr,p112,p111,vp111,ap111; pdrawi= p111; vpdrawi=vp111; apdrawi=ap111; ifi%4=0getch;fclosefp;getch; draw1del,pdraw,vpdraw,apdraw,ic;(7) 线图 - 11 点水平位移，速度，加速度线图(8) 数据 随主动件 1 演化的 11 点运动参数The Kinematic Parameters of Point 11No.THETA1S11yS11xV11A11degmmm/sm/s/

19、s欢迎下载精品学习资源(1) 调用 bark 函数求 2 点的运动参数形参实参n1n2n3120k1r1r12r20.0gamt0.0wepepvpvpaptwap2 调用 rrrk 函数求 3 点的运动参数形参mn1n2n3k 1实参14233k22r1r34r2tr23twweeppvpvpapap3调用 bark 函数求 5 点的运动参数形参n1实参4n20n35k3r10.0r2gamtr45gam1twwepepvpvpapap4 调用 bark 函数求 8 点的运动参数形参n1实参n2r48n3kgam9r1wr2egamtpwapepvpaptvp5调用 rrrk 函数求 6 点

20、的运动参数形参mn1n2n3k 1k2r1r2twepvpap欢迎下载精品学习资源实参157645r56r67twepvpap6调用 bark 函数求 9 点的运动参数形参n1实参5n20n39kr140.0.r2gamr59gam10ttwweeppvpvpapap7调用 bark 函数求 11 点的运动参数形参n1n2n3实参5011k4r10.0r2r511gamgam5twweptevpappvpap8调用 bark 函数求 10 点的运动参数形参n1n2n3实参7010k5r10.0.r2gamtwr710gam11twepepvpvpapap9调用 rrrf 函数求各运动副中的反力

21、形参n1n2实参57n36ns1ns2nn191011nn2nexfk1k1pvpaptwefr01145pvpaptwefr(10) 调用 rrrf 函数求各运动副中的反力形参n1n2n3ns1ns2nn1nn2nexfk1k1pvpaptwefr实参4238250032pvpaptwefr(11) 调用 barf 函数求 1 点运动副反力及平稳力矩形参n1实参1ns11nn12k11ppapapeefrfrtb& tb(12) 程序 加入对质心的运动分析，对固定铰链的静态动力分析，主动件反力偶# include graphics.h # include subk.c# include dr

22、aw.c# include subf.c main/* 定义静态数组 */static double p202,vp202,ap202 ; static double t10,w10,e10 ;static double tbdraw370,tb1draw370,fr202,fe202;static double sita4370,fr4draw370,sita7370,fr7draw370,sita1370, fr1draw370;/* 定义变量 */static int ic; double del,pi,dr ;double r45,r56,r67,r34,r511,r12,r23,r4

23、8,r59,r710;double gam1,gam5,gam9,gam10,gam11;double fr4,fr7,fr1,bt4,bt7,bt1,we8,we9,we10,tb,tb4 ; int i;FILE *fp;/* 按次序赋值 */欢迎下载精品学习资源del=10.0;pi=4.0*atan1.0;dr=pi/180.0;p41=0.0;p42=0.0;/* 点位置 */p71=5.6 ;p72=8.1 ;p11=2.86;p12=4.0 ;t1=0.0;w1=1.06*2*pi/60.;/* 主动件角速度 */sm3=3500.0;sm4=3600.0;sm5=5500.0;

24、/* 构件质量 */r45=28.525 ;r56=3.625 ;r67=25.15 ;r34=4.0 ;r511=8.35 ; r12=1.388 ;r23=2.780 ;r48=8.5 ;r59=1.0 ;r710=2.5;gam1=25.0*dr;gam5=176.*dr;gam9=18.0*dr;gam10=95.0*dr; gam11=-156.0*dr;/* 打印标题 */printfnThe Kineto-staticAnalysisofEight-barLinkasen;Tb4n;printfNo.THETA1Fr4Bt4Fr7Bt7Fr1Bt1TbprintfdegNdegN

25、degNdegdeg欢迎下载精品学习资源degn;iffp=fopenfile_For.c,w=NULL printfCant open this file.n; exit0;fprintffp,nTheKineto-staticAnalysisofEight-bar欢迎下载精品学习资源Linkasen;fprintffp,No.THETA1Fr4Bt4Fr7Bt7Fr1Bt1 TbTb4n;fprintffp,degNdegNdegNdegdeg degn;/* 主动件整周转动 */ic=int360.0/del; fori=0;i=ic;i+ t1=doublei*del*dr;/* 质心

26、运动分析 */bark1,2,0,1,r12,0.0,0.0,t,w,e,p,vp,ap;rrrk1,4,2,3,3,2,r34,r23,t,w,e,p,vp,ap;bark4,0,5,3,0.0,r45,gam1,t,w,e,p,vp,ap;bark4,0,8,3,0.0,r48,gam9,t,w,e,p,vp,ap;rrrk1,5,7,6,4,5,r56,r67,t,w,e,p,vp,ap;bark5,0,9,4,0.0,r59,gam10,t,w,e,p,vp,ap;bark5,0,11,4,0.0,r511,gam5,t,w,e,p,vp,ap;bark7,0,10,5,0.0,r71

27、0,gam11,t,w,e,p,vp,ap;/* 固定铰链动态静力分析 */rrrf5,7,6,9,10,11,0,11,4,5,p,vp,ap,t,w,e,fr;rrrf4,2,3,8,2,5,0,0,3,2,p,vp,ap,t,w,e,fr;欢迎下载精品学习资源barf1,1,2,1,p,ap,e,fr,&tb;/* 固定铰链力矢量 */fr4=sqrtfr41*fr41+fr42*fr42;bt4=atan2fr42,fr41;fr7=sqrtfr71*fr71+fr72*fr72;bt7=atan2fr72,fr71;fr1=sqrtfr11*fr11+fr12*fr12;bt1=at

28、an2fr12,fr11;/* 虚位移简易求平稳力偶 */extfp,vp,ap,t,w,e,11,fe;we8 =-ap81*vp81+ap82+9.81*vp82*sm3 ;we9=-ap91*vp91+ap92+9.81*vp92*sm4+fe112*vp112;we10=-ap101*vp101+ap102+9.81*vp102*sm5;tb4 =-we8+we9+we10/w1; printfn%3d%,i+1,fr4,bt4/dr,fr7,bt7/dr,fr1,bt1/dr,tb,tb4; fprintffp,n%3d%,i+1,fr4,bt4/dr,fr7,bt7/dr,fr1,

29、bt1/dr,tb,tb4;tbdrawi=tb;tb1drawi=tb4;/* 比照曲线校验 */sita4i=bt4;fr4drawi=fr4;sita7i=bt7;fr7drawi=fr7;sita1i=bt1;fr1drawi=fr1;/* 固定铰链反力失端图*/ifi%4=0getch;fclosefp;getch; draw2del,tbdraw,tb1draw,ic; draw3del,sita4,fr4draw,sita7,fr7draw,sita1,fr1draw,ic;/* 函数返回工艺阻力 fe*/extfp,vp,ap,t,w,e,nexf,fedouble p202,

30、vp202,ap202,t10,w10,e10,fe202;int nexf;fenexf1=0.0;ifvpnexf10fenexf2=-50000.0;/* 左移受力 ,右移不受 */elsefenexf2=0.0;(13) 线图 - 主动件 1 的平稳力偶线图;固定铰链受力失端线图欢迎下载精品学习资源(14) 数据 -4,7,1 点固定铰链力失 ; 主动件平稳力偶TheKineto-staticAnalysisofEight-barLinkaseNo.THETA1Fr4Bt4Fr7Bt7Fr1Bt1TbTb4degNdegNdegNdegdegdeg欢迎下载精品学习资源四 主要收成与建议：收成 :熟识了程序帮助分析机构 .在疑难时得老师指点 . 特殊感谢老师的帮忙 .欢迎下载