机械原理课程设计说明书

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：

指导教师：

成绩：

2011 年 9 月 23 日

目录

1.设计题目 (2)

1.1机构简图 (2)

1.2已知条件 (2)

1.3设计要求 (3)

2. 运动方案及机构设计 (4)

2.1连架杆O3C摆动范围的确定 (4)

2.2曲柄摇杆机构尺寸的设计 (7)

3.运动分析计算及动态静力分析 (8)

3.1整体机构运动分析 (8)

3.1.1实虚参对照表 (8)

3.1.2程序 (8)

3.1.3运行结果 (10)

3.1.4线图 (10)

3.2整体机构动态静力分析 (11)

3.2.1实虚参对照表 (11)

3.2.2程序 (12)

3.2.3线图 (14)

3.2.4运行结果 (15)

4.主要收获 (18)

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=2.86m, l o1y=4m, l o4x=5.6m, l o4y=8.1m, l3=4m, l3'=28.525m, a3'=0.25°, l3´´=8.5m, a

´´=7°,l4=3.625m, l4´=8.35m, a4'=184°，l4´´=1m,

3

a

´´=95°,l5=25.15m, l5'=2.5m, a5'=24°。图中S3、S4、S5为构件3、4、5 4

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，向右运动时载重为零，曲柄01A的转速n3=1.06r/min。

二、内容要求与作法

1.对双摇杆机构O

3CDO

4

进行运动分析，以O

3

C为主动件，取步长为1°计算K点位

置，根据K点的近似水平运动要求，依据其纵坐标值决定O

3

C的摆动范围。

2.按O

3C的摆动范围设计曲柄摇杆机构O

1

ABO

3

，使摇杆O

3

B的两个极限位置对应

于选定是K点轨迹范围。

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衡力矩T

d

线图。

上机前认真读懂所用的子程序，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

上机结束后，每位学生整理课程设计说明书一份，其内容应包括：

1.机构简图和已知条件

2.连架杆O

3

C摆动范围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与实参对照表。

4.自编程序中主要标识符说明。

5.主程序框图。

6.自编程序及计算结果清单。

7.各种线图：①K点坐标位置；②K点水平位移、速度和加速度线图；③平衡力矩线图；④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，与解析法计算结果比较误差。

9.主要收获与建议。

指导教师参考上述内容提出具体要求，学生按指导教师的要求书写并装订成册。

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Ⅰ的转速n3=1.06r/min

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 , m5=5500kg,

2

机构简图拆分杆组

二运动方案及机构设计：

①以构件3为主动件：

(3)

(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 p[20][2],vp[20][2],ap[20][2],del;

static double

t[10],w[10],e[10],pdraw[370],vpdraw[370],apdraw[370];

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*/

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*/

t[4]=0.0; w[4]=0.0; e[4]=0.0;

w[1]=0.0; e[1]=0.0;

pi=4.0*atan(1.0); dr=pi/180.0; /*求弧度*/

gam1=gam1*dr;

p[4][1]=0.0;

p[4][2]=0.0;

w[3]=1.06*2*pi/60；

p[7][1]=5.6;

p[7][2]=8.1; /*赋值*/

printf(" \n The Kinematic Parameters of Point 11\n");

printf("No THETA1 S11 V11 A11\n");

printf(" deg m m/s m/s/s\n");

/*在屏幕上写表头*/

if((fp=fopen("file1","w"))==NULL)

{

printf(" Can't open this file.\n");

exit(0);

}

fprintf(fp," \n The Kinematic Parameters of Point 11\n");

fprintf(fp,"No THETA1 S11 V11 A11\n");

fprintf(fp," deg m m/s m/s/s");

/*在文件filel中写表头*/

ic=(int)(360.0/del);

for(i=0;i<=ic;i++)

{

t[3]=(i)*del*dr;

bark(4,5,0,3,r45,0.0,0.0,t,w,e,p,vp,ap);

rrrk(1,5,7,6,4,5,r56,r67,t,w,e,p,vp,ap);

bark(5,0,11,4,0.0,r511,gam1,t,w,e,p,vp,ap);

printf("\n%2d %12.3f%12.3f%12.3f%12.3f",i+1,t[3]/dr,

p[11][2],vp[11][1],ap[11][1]);

fprintf(fp,"\n%2d %12.3f%12.3f%12.3f%12.3f",i+1,t[3]/dr, p[11][2],vp[11][1],ap[11][1]);

pdraw[i]=p[11][2];

vpdraw[i]=vp[11][1];

apdraw[i]=ap[11][1];

if((i%10)==0){getch();}

}

fclose(fp);

getch();

draw1(del,pdraw,vpdraw,apdraw,ic);

getch();

}

(5)数据 -- 随主动件3演变的11点运动参数（从全部数据中筛选出的数据）

The Kinematic Parameters of Point 11

No THETA1 S11 V11 A11

deg m m/s m/s/s

93 92.000 29.651 -6.540 -17.087

94 93.000 20.156 -14.109 87.044

95 94.000 20.127 -8.763 14.530

96 95.000 20.176 -7.239 6.574

97 96.000 20.244 -6.444 3.914

98 97.000 20.315 -5.938 2.660

99 98.000 20.385 -5.580 1.955

100 99.000 20.451 -5.309 1.515

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/rw8v.html