机械原理课程设计说明书
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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：lo1x=2.86m, lo1y=4m, lo4x=5.6m, lo4y=8.1m, l3=4m, l3'=28.525m, a3'=0.25°,
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。
2.按O3C的摆动范围设计曲柄摇杆机构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。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O3C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,
9
9
IV IV
5 6 5 6
11 11 5
V V
III 7 III 7
8 II 2 10 8 II 2 10
3 3 2
I I
1 1
4 4
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：
(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 k1 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
形参 n1 n2 n3 k r1 r2 gam t w e p vp ap
实参 5 0 11 4 0.0 r511 gam1 t w e p vp ap
(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];
