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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 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 ：年9 月 23 日学号 ：指导老师：成绩 ：2022 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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 .
2、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 . 143.2.4 运行结果 . 154. 主要收成 . 18名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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
3、=, 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 点向左运动时载重名师归纳总结 Q 为 50kN,向右运动时载重为零,曲柄01A 的转速 n3；第 3 页,共 17 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 二、内容要求与作法1. 对双摇杆机构 O3CDO 4进行运动分析, 以 O3C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
4、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 O1ABO 3,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, 初始位置取 K 点的右极限位置； 主程序中打开一数据文件“DGRAPS” ,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
5、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 矩线图；固定铰链处反力矢端图；点水平位移、速度和加速度线图；平稳力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要求,同学按指导老师的要求书写并装订成册；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 一、题目说明：11 点向左运动时载重Q 为 50 kN, 向右运动时载
6、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, 9 9 IV IV 5 6 5 6 11 11 5 V V III 7 III 7 8 II 1 2 10 4 8 II 2 I 10 3 I 3 2 4 拆分杆组1 机构简
7、图二 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n1 n2 n3 k r1 r2 gam t w e p vp ap 实参4 5 0 3 r45 0.0 0.0 t w e p vp ap 2 调用 rrrk 函数求 6 点的运动参数形参 m n1 n2 n3 k 1 k2 r1 r2 t w e p vp ap 实参 1 5 7 6 4 5 r56 r67 t w e p vp ap 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,加速度名师归纳总结 形参n1 n2 n3 k r1 r2 gam t
8、 t w w e e p p vp ap 第 5 页,共 17 页实参5 0 11 4 r511 gam1 vp ap - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 4 程序 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 */ main static double p202,vp202,ap202,del; static double t10,w10,e10,pdraw370,vpdraw370,apdraw370; static i
9、nt 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 */ FILE *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*
10、dr; p41=0.0; p42=0.0; w3=1.06*2*pi/60 ；p71=5.6; p72=8.1; /* 赋值 */ printf n The Kinematic Parameters of Point 11n; printfNo THETA1 S11 V11 A11n; printf deg m m/s m/s/sn; /* 在屏幕上写表头 */ iffp=fopenfile1,w=NULL printf Cant open this file.n; exit0; fprintffp, n The Kinematic Parameters of Point 11n; fprin
11、tffp,No THETA1 S11 V11 A11n; 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - fprintffp, deg m m/s m/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,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; prin
12、tfn%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 点运动参数从全部数据中挑选出的数据名师归纳总结 No The Kinematic Parameters of Point 11 A11 第 7 页,共 17 页
13、THETA1 S11 V11 deg m m/s m/s/s - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 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.h main static 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 */ 名师归纳总结 -
14、 - - - - - -第 8 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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; /* 运算两杆长度 */ thea2=134.0*dr-thea0 ; 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=
15、% l2=%,l1,l2; 2 数据 : l1=1.388 l 三、运动分析运算及动态静力分析1.以构件 1 为主动件对整体运动分析：1 调用 bark 函数求 2 点的运动参数形参n1 n2 n3 k r1 r2 gam t w e p vp ap 实参1 2 0 1 r12 0.0 0.0 t w e p vp ap 2 调用 rrrk 函数求 3 点的运动参数形参m n1 n2 n3 k 1k2r1 r2 t w e p vp ap 实参1 4 2 3 32 r34r23t w e p vp ap 3 调用 bark 函数求 5 点的运动参数形参n1 n2 n3 k r1 r2 gam
16、t w e p vp ap 实参4 0 5 3 0.0 r45gam1 t w e p vp ap 4 调用 rrrk 函数求 6 点的运动参数形参m n1 n2 n3 k 1k2r1 r2 t w e p vp ap 实参1 5 7 6 45 r56r67t w e p vp ap 5 调用 bark 函数求 11 点的运动参数形参n1 n2 n3 k r1 r2 gam t w e p vp ap 实参5 0 11 4 0.0 r511gam2 t w e p vp ap 6 程序 - 对 11 点位置,速度,加速度分析: # include graphics.h # include su
17、bk.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 */ 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - static int ic ; double del,pi,dr ; double r45,r56,r67,r511,r34,r12,r23 ; double gam1,g
18、am2 ; n ; V11 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*dr ; /* 打印标题 */ p
19、rintfn The Kinematic Parameters of Point 11 printfNo. THETA1 S11y S11x A11 n ; printf deg m m m/s m/s/sn; iffp=fopenfile_MO2.c,w=NULL printfCant open this file.n; exit0; fprintffp,n The Kinematic Parameters of Point 11 n ; fprintffp,No. THETA1 S11y S11x V11 A11 n ; fprintffp, deg m m m/s m/s/sn; /*
20、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 ; 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 17 页精选
21、学习资料 - - - - - - - - - printfn%2d%,i+1,t1/dr,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
22、 of Point 11 名师归纳总结 No. THETA1 S11y S11x V11 A11 第 11 页,共 17 页deg m m m/s m/s/s - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 1 调用 bark 函数求 2 点的运动参数形参n1 n2 n3 k r1 r2 gam t t w e e p p vp ap 实参1 2 0 1 r12 0.0 0.0 w vp ap 2 调用 rrrk 函数求 3 点的运动参数形参m n1 n2 n3 k 1k2r1 r2 t w e p vp ap 实参1 4 2 3 32 r34r23t w e p
23、vp ap 3 调用 bark 函数求 5 点的运动参数形参n1 n2 n3 k r1 r2 gam t w e p vp ap 实参4 0 5 3 0.0 r45gam1 t w e p vp ap 4调用 bark 函数求 8 点的运动参数形参n1 n2 n3 k t r1 r2 gam t w e p vp ap 实参r48gam9 w e p vp ap 5调用 rrrk 函数求 6 点的运动参数名师归纳总结 形参m n1 n2 n3 k 1k2r1 r2 t w e p vp ap 第 12 页,共 17 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - -
24、实参1 5 7 6 45 r56r67t w e p vp ap 6调用 bark 函数求 9 点的运动参数形参n1 n2 n3 k r1 r2 gam t w e p vp ap 实参5 0 9 4 0.0.r59gam10 t w e p vp ap 7调用 bark 函数求 11 点的运动参数形参n1 n2 n3 k r1 r2 gam t w e p vp ap e fr 实参5 0 11 4 0.0 r511gam5 t w e p vp ap 8调用 bark 函数求 10 点的运动参数形参n1 n2 n3 k r1 r2 gam t w e p vp ap 实参7 0 10 5
25、0.0.r710gam11 t w e p vp ap 9调用 rrrf 函数求各运动副中的反力形参n1 n2 n3 ns1 ns2 nn1 nn2 nexf k1 k1 p vp ap t w 实参5 7 6 9 10 11 0 11 4 5 p vp ap t w e fr 10调用 rrrf 函数求各运动副中的反力e fr 形参n1 n2 n3 ns1 ns2 nn1 nn2 nexf k1 k1 p vp ap t w 实参4 2 3 8 2 5 0 0 3 2 p vp ap t w e fr 11调用 barf 函数求 1 点运动副反力及平稳力矩形参n1 ns1nn1k1 p ap
26、 e fr tb 实参1 1 2 1 p ap e fr & 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 draw.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,fr4dra
27、w370,sita7370,fr7draw370,sita1370, fr1draw370; /* 定义变量 */ static int ic ; double del,pi,dr ; double r45,r56,r67,r34,r511,r12,r23,r48,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 */ 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 17 页精选学习资料
28、 - - - - - - - - - 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 ; /* 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
29、=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 */ printfn The Kineto-static Analysis of Eight-bar Linkase n; printfNo.THETA1 Fr4 Bt4 Fr7 Bt7 Fr1 Bt1 Tb Tb4n; printf deg N deg N deg N deg deg degn; iffp=fopenfile_For.c,w=NULL printfCant op
30、en this file.n; exit0; fprintffp,n The Kineto-static Analysis of Eight-bar Linkase n; THETA1 Fr4 Bt4 Fr7 Bt7 Fr1 Bt1 fprintffp,No. Tb Tb4n; deg N deg N deg N deg deg fprintffp, deg n; /* 主动件整周转动 */ ic=int360.0/del; fori=0;i=ic;i+ t1=doublei*del*dr; /* 质心运动分析 */ bark1,2,0,1,r12,0.0,0.0,t,w,e,p,vp,ap;
31、 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,r710,gam11,t,w,e,p,vp,ap; /* 固定铰链动态静力分析 *
32、/ 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; 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - barf1,1,2,1,p,ap,e,fr,&tb; / /* 固定铰链力矢量 */ fr4=sqrtfr41*fr41+fr42*fr42; fr7=sqrtfr71*fr71+fr72*fr72; fr1=sqrtfr11*fr11+fr12*fr12; /* 虚位移简易求平稳力偶 */ extfp,vp,ap,t,w,e,11,fe; bt4=atan2fr42,fr41; bt7=atan2fr72,fr71; bt1=atan2fr12,fr11; 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