1、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 ： 姓 名 ： 学 号 ： 指导教师 ： 成 绩 ： 年 月 日 目目 录录 一、题目及已知条件一、题目及已知条件 - 1 - 二、设计要求二、设计要求 . - 1 - 三、三、 机构结构分析机构结构分析 . - 2 - 四、四、 机构运动分析机构运动分析 . - 2 - 1.估算杆的摆动范围 . - 2 - 2.分析 10 点的运动状态 . - 3 - 3.计算主动件和连杆杆长 . - 5 - 4.整个机构运动分析. - 6 - 五、机构的动态静力分析五、机构的动态静力分析 . - 9 - 1.整体运动分析 - 9 - 2.固
2、定铰链静力分析. - 9 - 3.主程序框图 - 13 - 六、六、 主要收获与建议主要收获与建议 . - 15 - 七、主要参考文献七、主要参考文献 - 15 - - 1 - 一、题目及已知条件一、题目及已知条件 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：lo1x=2.86m,lo1y=4m,lo4x=5.6m,lo4y=8.1m,l3=28.525m,a3=25,l3=8.5m, a3=7,l4=3.625m,l4=8.35m, a4=184,l4=1m,a4=95,l5=25.15m, l5=2.5m,a5=24。图中 S3、S4、S5为构件 3、4、5
3、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、设计要求二、设计要求 1.利用机械原理 CAI 软件对摇杆机构 O3CDO4进行运动仿真，观察 K 点轨迹，找出 近似直线段，估算出连架杆 O3C 对应的摆动范围。 2.对双摇杆机构 O3CDO4进行运动分析，以 O3C 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 O3C 的摆动范围。 3.按 O3C 的摆动范围设计曲柄摇杆机构 O1ABO3，
4、使摇杆 O3B 的两个极限位置对应 于选定是 K 点轨迹范围。 4.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。 5.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 Td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。 - 2 - 三、三、 机构结构分析机构结构分析 图一、机构简图 图二、拆分杆组 四、四、 机构运动分析机构运动分析 1.估算杆的摆动范围 观察摇杆机构 O3CDO4 的运动仿真 flash， 可以大概估测杆 O3C 的摆动范围 在 90到 130之间。 - 3 - 2.分析 1
5、0 点的运动状态 以构件为主动件： （1） 调用 bark 函数，求 5 点运动参数 形式参数 n1 n2 n3 k r1 r2 gam t w e p vp ap 实值 4 5 0 3 r45 0.0 0.0 t w e p vp ap (2)调用 rrrk 函数，求 6 点运动参数 形式参数 m n1 n2 n3 k1 k2 r1 r2 t w e p vp ap 实值 1 5 7 6 4 5 r56 r67 t w e p vp ap (3)调用 bark 函数，求 10 点运动参数 形式参数 n1 n2 n3 k r1 r2 gam t w e p vp ap 实值 5 0 10 4
6、0.0 r510 gam5 t w e p vp ap (4)程序 对 10 点的运动轨迹分析 #include “graphics.h“ #include “subk.c“ #include “draw.c“ main() static double p202,vp202,ap202,del; static double t10,w10,e10,pdraw370,vpdraw370,apdraw370; static int ic; double r45,r56,r67,r510; double pi,dr,gam5; int i; FILE *fp; pi=4.0*atan(1.0); dr=pi/180.0; r45=28
