机械原理课程设计铰链式鄂式破碎机连杆机构运动分析.pdf

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1、姓名于长友专业液压传动与控制班级液压 09-1 班学号 0907240123 一、设计题目：铰链式鄂式破碎机连杆机构的运动分析 二、系统简图：1234567DBACOQ矿石飞轮nO462l1l21h2hO231210877761O2459112 三、工作条件 已知：各构件尺寸及重心位置（构件 2的重心在，其余构件的重心均位于构件的中点），曲柄每分钟转数。四、原始数据 连杆机构的运动分析 h1 minr mm 170 100 1000 940 850 1000 1250 1000 1150 1960 五、要求：1）选择适当比例尺画出机构简图。2）用所学的计算机语言编写程序，对机构进行运动分析和受

2、力分析，打印程序和计算结果。3）画出 C 点或 D的位移、速度和加速度曲线。4）编写出设计说明书。指导教师：郝志勇、席本强 开始日期：2011年 6月 25日完成日期：2011 年 6月 29 日 目 录 1.设计任务及要求 3 2.数学模型的建立 3 3.程序框图 9 4.程序清单及运行结果10 5.设计总结18 6.参考文献19 1、设计任务及要求 已知：曲柄转数min/1702rn，杆长mmlAO1002，ml10001,mml9402,mmlAB1250，mmlBO10004,mmlBC1150,mmlCO19606,mmh8501，mmh10002，各构件的中心位置,飞轮转动惯量15

3、.0。要求：1）选择适当比例尺画出机构简图。2）用所学的计算机语言编写程序，对机构进行运动分析和受力分析，打印程序和计算结果。用程序设计机构图形动态显示。3）画出 C 点或 D 的位移、速度和加速度曲线。4）编写出设计说明书 2、数学模型的建立 由以知可以知道10，12/60n 建立如图坐标系:先以42ABOO四杆做研究 如图四个向量组成封闭四边形，于是有 04321ZZZZ （1）按复数式可以写成 0)sin(cos)sin(cos)sin(cos)sin(cos443322114242ililililOOBOABAO（2）由于2422arctan()hl 根据（2）式中实部、虚部分别相等得

4、 0coscoscoscos43214242OOBOABAOllll （3）0sinsinsinsin43214242OOBOABAOllll （4）由（3）、（4）式联立消去2得)cos(2sin)sin2sin2(cos)cos2cos2(4122223410344104224242424422442OOAOABOOBOAOOOBOBAOOOBOBAOllllllllllllll （5）令：)cos(2-22sin2sin2cos2cos2412222141141142242424244242442OOAOABOOBOAOOOBOBOAOOOBOBOAOllllllNllllMllllL,

5、则（5）式可简化为 13131sincosNML （6）解得之 21211212113arcsinarcsinMLLMLN （7）由（3）、（4）式联立消去得)cos(2sin)sin2sin2(cos)cos2cos2(4122222412414224214422422OOAOOOABAOBOOOABABAOOOABABAOllllllllllllll（8）令：)cos(2sin2sin2cos2cos24122222124124224214422422OOAOOOAOBOOOABABAOOOABABAOlllllNllllMllllL （9）则（8）式可简化为 22222sincosNML

6、 （10）解得之 22222222222arcsinarcsinMLLMLN （11）将（3）（4）两式同时对 t 求一阶导数联立得 132132)sin()sin(2ABAOll 123213)sin()sin(42BOAOll 将（3）（4）两式同时对 t 求一阶导数联立得)sin()cos()cos()sin(2323232231213112422ABBOABAOAOlllll)sin()cos()cos()sin(32223223212131134422BOABBOAOAOlllll同理对64BCOO四杆进行研究，由图可以知道13，13，13:如图四个向量组成封闭四边形，于是有 043

7、21ZZZZ （12）按复数式可以写成 0)sin(cos)sin(cos)sin(cos)sin(cos443322116464ililililOOCOBCBO （13）由于124122arctan()hhll 根据（13）式中实部、虚部分别相等得 0coscoscoscos43214664OOCOBCBOllll （14）0sinsinsinsin43214664OOCOBCBOllll （15）由（14）、（15）式联立消去2得)cos(2sin)sin2sin2(cos)cos2cos2(4122223410344104644664466646664OOBOBCOOCOBOOOCOCB

8、OOOCOCBOllllllllllllll （16）令：)cos(2sin2sin2cos2cos241222211111114644646464464OOBOBCOOBOCOOOBCBCBOOOBCBCBOllllllNllllMllllL 则（16）式可简化为 13131sincosNML （17）解得之 21211212113arcsinarcsinMLLMLN （18）由（14）、（15）式联立消去3得)cos(2sin)sin2sin2(cos)cos2cos2(4122222412414644646464464OOBOOOBCBOCOOOBCBCBOOOBCBCBOlllllll

9、lllllll（19）令：)cos(2sin2sin2cos2cos241222224124124644646422464OOBOOOBCBOCOOOABABAOOOBCBCBOllllllNllllMllllL 则（19）式可简化为 22222sincosNML （20）解得之 22222222222arcsinarcsinMLLMLN （21）将（14）（15）两式同时对 t 求一阶导数联立得 132132)sin()sin(4BCBOll 123213)sin()sin(64COBOll 将（14）（15）两式同时对 t 求一阶导数联立得)sin()cos()cos()sin(23232

10、32231213112644BCCOBCBOBOlllll)sin()cos()cos()sin(32322322212121136644COCOBCBOBOlllll求 C 点的位移，速度，加速度：COCCOCCOClalVlS66633 3、程序框图 输入 AOl2ABl2h1l2lCOl6BOl42lBCl 输入 2nN 作循环，For(i=0;iN;i+)依次计算 232323 232323 Ca 计算232323 232323 Ca 的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 C 点的位移、速度、加速度曲线 绘制出机构动画

11、 4、程序清单及运行结果#include stdio.h#include math.h#include stdlib.h#include conio.h#include graphics.h#define N 100 void init_graph(void);void initview();void draw();float sita1N+1,sita2N+1,sita3N+1,omigar2N+1,omigar3N+1,epsl2N+1,epsl3N+1;float lo2A=100,lAB=1250,lo4B=1000,lo2o4=1372.40,n=17.80,ipsl1=0;main

12、()int i,k;float l1,l2,m1,m2,n1,n2;float theta1,detat;float theta2,theta3,omiga2,omiga3,ipsl2,ipsl3,omiga1=2*pi*n/60;detat=2*pi/(N*omiga1);for(i=0;i=N;i+)theta1=omiga1*detat*i;/*系数计算*/l1=2*lo2A*lo4B*cos(theta1)-2*lo4B*lo2o4;m1=2*lo2A*lo4B*sin(theta1);n1=lo2A*lo2A+lo4B*lo4B+lo2o4*lo2o4-lAB*lAB-2*lo2A*

13、lo2o4*cos(theta1);l2=2*lo2A*lAB*cos(theta1)-lAB*lo2o4*2;m2=2*lo2A*lAB*sin(theta1);n2=lo4B*lo4B-lo2A*lo2A-lAB*lAB-lo2o4*lo2o4+2*lo2A*lo2o4*cos(theta1);/*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);/*计算角速度*/omiga2=omiga1*l

14、o2A*sin(theta3-theta1)/(lAB*sin(theta2-theta3);omiga3=omiga1*lo2A*sin(theta1-theta2)/(lo4B*sin(theta3-theta2);/*计算角加速度*/*ipsl2*/ipsl2=lo2A*ipsl1*sin(theta1-theta3)+lo2A*omiga1*omiga1*cos(theta1-theta3);ipsl2+=lAB*omiga2*omiga2*cos(theta3-theta2)-lo4B*omiga3*omiga3;ipsl2=ipsl2/(lAB*sin(theta3-theta2)

15、;/*ispl3*/ipsl3=-lo2A*ipsl1*sin(theta1-theta2)-lo2A;ipsl3-=lAB*omiga2*omiga2-lo4B*omiga3*omiga3*cos(theta2-theta3);ipsl3=ipsl3/(lo4B*sin(theta2-theta3);/*计算结果存入数组中*/sita1i=theta1;sita2i=theta2;sita3i=theta3;omigar2i=omiga2;omigar3i=omiga3;epsl2i=ipsl2;epsl3i=ipsl3;/*输出运算结果*/for(i=0;i=N;i+)printf(i=%

16、dn,sita1i=%ft,sita2i=%ft,sita3i=%ft,omigar2i=%ft,omgiar3i=%ft,epsl2i=%ft,epsl3i=%fnn,i,sita1i,sita2i,sita3i,omigar2i,omigar3i,epsl2i,epsl3i);init_graph();/*初始化图形系统*/initview();/*建立坐标系*/*画构件 2 的角位移、角速度、角加速度*/draw(sita2,150,25);setcolor(WHITE);setlinestyle(1,1,1);draw(omigar2,150,150);setcolor(RED);se

17、tlinestyle(2,1,1);draw(epsl2,150,50);/*画构件 3 的角位移、角速度、角加速度*/setcolor(YELLOW);draw(sita3,300,10);setcolor(WHITE);setlinestyle(1,1,1);draw(omigar3,300,100);setcolor(RED);setlinestyle(2,1,1);draw(epsl3,300,50);void init_graph()int gd=DETECT,gmode;initgraph(&gd,&gmode,c:turboc2);void initview()int i,j,p

18、x,py;cleardevice();setfillstyle(SOLID_FILL,BLUE);bar(100,0,500,479);setcolor(YELLOW);for(i=0;i=1;i+)px=100;py=150+i*150;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,p

19、y-3);setcolor(YELLOW);settextstyle(1,HORIZ_DIR,2);outtextxy(px+300,py,t);void draw(array,py,scale)/*array要做图的数组，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);数据显示 i=1 i=97 s i=98 i=99 i=100 图象显示 设计总结

20、这学期的最后一周，我们进行了机械原理课程设计。再过几个礼拜我们就要进入大三了，开始正式的学习专业课。这次的课程设计使我对机械原理课程设计的设计思路、方法、步骤，有了一定的了解与认识。刚开始时我认为这很容易，但是到真正做时我才发现真的很难。需要很多的学科结合在一起使用。在结合的过程中我发现有很多的知识衔接不上。有时甚至寸步难行，有一种无从下手的感觉。但到后来随着越来越熟悉的的使用，我的速度加快了很多，将很多的学科结合起来再也不会出现手忙脚乱的情况了。在这次的设计中我学到了很多东西，这些东西坐在教室里的我们无法去学会的，有些东西不是自己亲身体会光靠别人讲解是无法去理解的。我真的很高兴能够参加这次的课程设计，我在其中学到了很多东西，也得到了很多快乐，更认识到自己还有很多的薄弱之处需要自己去加强。希望自己在今后的学习中努力学习充实自己，在以后的课程设计中不会再出现手忙脚乱的情况。6、参考文献 1.机械原理课程设计指导书徐翠萍 冷兴聚 2.机械原理电算课程设计指导书冷兴聚 3.4.5.6.