冲床的设计
第一部分
一.设计题目
薄壁零件冲床机构设计
二．工作原理及结构组成
该冲床用于冲制.拉延薄壁零件。冲床的执行机构主要包括冲压机构和送料机构，其工作原理如图1a所示，上模先以较大速度接近坯料，然后以匀速进行拉延成型工作，此后上模继续下行将成品推出型腔，最后快速返回。上模退出下模以后，送料机构从侧面将坯料送至待加工位置，完成一个工作循环。
a b c
图1 冲床工艺动件与上模运动.受力情况
要求设计能使上模按上述运动，要求加工零件的冲压机构和从侧面将坯料推送之下模上方的送料机构，以及冲床的传动系统。
三．设计要求与技术条件
1）以电动机为动力源，下模固定，从动件（执行构件）为上模，做上下往复直线运动，其大致运动规律如图b所示，具有快速下沉，等速工作进给和快速返回等特性。
2）机构应具有良好的传力性能，工作断的传动角r大于或等于许用传动角[r]=40度。
3）上模到达工作段之前，送料机构已将坯料送至待加工位置（下模上方）。
4）生产率为每分钟70件。
5）上模的工作长度l=40~60mm, 对应曲柄转角?0=（1/3~1/2）π；上模总行程长度必须大于工作段长度的两倍以上；
6．上模在一个运动循环内的受力如图c）所示，在工作段所受的阻力F0＝5000N，在其他阶段所受的阻力F1＝50N；
7．行程速比系数K≥1.5；
8．送料距离H=60~250mm；
9．机器运转不均匀系数δ不超过0.05。
若对机构进行运动和动力分析，为方便起见，其所需参数值建议如下选取：
1）设连杆机构中各构件均为等截面均质杆，其质心在杆长的中点，而曲柄的质心则与回转轴线重合；
2）设各构件的质量按每米40kg计算，绕质心的转动惯量按每米2kg·m2计算；
3）转动滑块的质量和转动惯量忽略不计，移动滑块的质量设为36kg；
6）传动装置的等效转动惯量（以曲柄为等效构件）设为30kg·m2；
7) 机器运转不均匀系数δ不超过0.05。
对机构进行动力分析时，参数值课在如下选取：
1）设连杆机构各构件均为等截面匀质杆，其质心在杆的中点，而曲柄的质心则与回转轴线重合。
2）各构件质量按40kg/m计算，绕质心的转动惯量按2kg.m2/m计算。
3）转动滑块的质量和转动惯量忽略不计，移动滑块的质量为36kg。
4）传动装置的等效转动惯量（以曲柄为等效构件）设为30kg.m2。
四．传动方案的设计
冲床传动系统如图所示。电动机转速经带传动、齿轮传动降低后驱动机器主轴运转。原动机为三相交流异步电动机，其同步转速选为1500r/min，可选用如下型号：
电机型号 额定功率（kw） 额定转速（r/min）
Y100L2—4 3.0 1420
Y112M—4 4.0 1440
Y132S—4 5.5 1440
由生产率可知主轴转速约为70r/min，若电动机暂选为Y112M—4，则传动系统总传动比约为
。取带传动的传动比ib=2，则齿轮减速器的传动比ig=10.285，故可选用两级齿轮减速器。
第二部分
一． 执行机构运动方案设计及讨论
该冲压机械包含两个执行机构，即冲压机构和送料机构。冲压机构的主动件是曲柄，从动件（执行构件）为滑块（上模），行程中有等速运动段（称工作段），并具有急回特性；机构还应有较好的动力特性。要满足这些要求，用单一的基本机构如偏置曲柄滑块机构是难以实现的。因此，需要将几个基本机构恰当地组合在一起来满足上述要求。送料机构要求作间歇送进，比较简单。实现上述要求的机构组合方案可以有许多种。下面介绍几个较为合理的方案。
1．齿轮—连杆冲压机构和凸轮—连杆送料机构
如图5—3所示，冲压机构采用了有两个自由度的双曲柄七杆机构，用齿轮副将其封闭为一个自由度。恰当地选择点C的轨迹和确定构件尺寸，可保证机构具有急回运动和工作段近于匀速的特性，并使压力角
尽可能小。
送料机构是由凸轮机构和连杆机构串联组成的，按机构运动循环图可确定凸轮推程运动角和从动件的运动规律，使其能在预定时间将工件推送至待加工位置。设计时，若使lOG<lOH ，可减小凸轮尺寸。
图5—3 冲床机构方案之一 图5—4冲床机构方案之二
2．导杆—摇杆滑块冲压机构和凸轮送料机构
如图5—4所示，冲压机构是在导杆机构的基础上，串联一个摇杆滑块机构组合而成的。导杆机构按给定的行程速比系数设计，它和摇杆滑块机构组合可达到工作段近于匀速的要求。适当选择导路位置，可使工作段压力角较小。
送料机构的凸轮轴通过齿轮机构与曲柄轴相连。按机构运动循环图可确定凸轮推程运动角和从动件的运动规律，则机构可在预定时间将工件送至待加工位置。
3．六连杆冲压机构和凸轮—连杆送料机构
如图5—5所示，冲压机构是由铰链四杆机构和摇杆滑块机构串联组合而成的。四杆机构可按行程速比系数用图解法设计，然后选择连杆长lEF及导路位置，按工作段近于匀速的要求确定铰链点E的位置。若尺寸选择适当，可使执行构件在工作段中运动时机构的传动角γ满足要求，压力角较小。
凸轮送料机构的凸轮轴通过齿轮机构与曲柄轴相连，若按机构运动循环图确定凸轮转角及其从动件的运动规律，则机构可在预定时间将工件送至待加工位置。设计时，使lIH<lIR，则可减小凸轮尺寸。
图5—5冲床机构方案之三 图5—6冲床机构方案之四
4．凸轮—连杆冲压机构和齿轮—连杆送料机构
如图5—6所示，冲压机构是由凸轮—连杆机构组合，依据滑块D的运动要求，确定固定凸轮的轮廓曲线。
送料机构是由曲柄摇杆扇形齿轮与齿条机构串联而成，若按机构运动循环图确定曲柄摇杆机构的尺寸，则机构可在预定时间将工件送至待加工位置。
在选择方案时，我主要从以下几个方面考虑：
1）所选方案是否能满足要求的性能指标；
2）结构是否简单、紧凑；
3）制造是否方便，成本可否降低。
综上考虑我认为方案2是最为合理的方案，下面就其设计及其计算进行分析。
第三部分
冲压机构的设计
由方案2可知，冲压机构是由六杆机构和齿轮机构组和而成。
一.六杆机构的设计
计算的方法：
上模在工作段（也即冲头的的位移是85mm）对应曲柄的转角是80度，可以计算出CD=135mm，AC=210mm，曲柄长度AB=135mm。此时冲头的位移大致为l=85mm。
用上述方法计算出的各段长度有一定误差，但是基本能满足冲床的工作要求。
1. 齿轮的设计
齿轮的中心距为160mm，模数m=5mm，采用标准直齿远齿轮传动，z1=28，z2=34.
2. 六杆机构的动力分析
机构在进行受力分析时，先依据在工作段所受的阻力F0=6000N，并且认为工作段的内力为常数，可以求得曲柄AB的平衡力矩Mb=170，曲柄的角速度V=30，所以可获得工作段的功率，计入个传动的效率，可得电动机的功率约为5.3kw。故确定的电动机的型号为Y132S—4（额定功率为5.5kw）满足要求。
冲头的受力图
3. 机构的循环图
依据冲压机构分析结果以及对送料机构的要求，可知道：主动件AB由初始位置（冲头位于上极限点）转过180度时，冲头快速接近坯料；又当曲柄转过100度时，冲头近似等速向下冲压坯料，并继续向下运动将坯料冲出型腔；当曲柄再转过80度时，冲头退出下模，回到初始位置，完成一个循环。送料机构的动作，只能在冲头退出下模后到冲头下一次接触工件的范围内进行。
冲头位移-速度图像
送料机构位移图像
二．送料机构的设计
送料机构主要是由凸轮和推杆组成。要设计凸轮，可依据曲柄转过的角度来设计。当曲柄转过180度时，此时已将坯料送至待加工的位置，这时是冲头的冲压过程；当曲柄转过100度时，应是凸轮的近休阶段；当曲柄转过80度时，这时时凸轮的近休阶段，推杆基本停止不动（即推杆没有位移）；可根据此条件来设计凸轮。
可确定出凸轮的基圆半径为R=40mm。推程大致为l=65mm。头轮的运动速度不是太高，故推程和回程均可选用等速运动规律。因为凸轮和齿轮1固连在一起，所以为等速运动。
第四部分
心得体会：两周的机械原理课程设计结束了，在这次实践的过程中学到了一些除技能以外的其他东西,领略到了别人在处理专业技能问题时显示出的优秀品质,更深切的体会到人与人之间的那种相互协调合作的机制,最重要的还是自己对一些问题的看法产生了良性的变化.
从对我们知识角度来讲：首先我认为机械原理是机械专业的一门基础课程，课程设计对我们来说是一次亲临工作岗位的体验。做课程设计可以让我们对所学知识灵活运用，而且更能巩固我们所学的知识，更重要的是让我们认识到基础的重要性，强调勤动手，多思考的良好习惯，多向同学请教，多在网上以及图书馆里翻阅资料。
从对培养大学生的情操来讲：在社会这样一个大群体里面,沟通自然是为人处世的基本,如何协调彼此的关系值得我们去深思和体会.在实习设计当中依靠与被依靠对我的触及很大,有些人很有责任感,把这样一种事情当成是自己的重要任务,并为之付出了很大的努力,不断的思考自己所遇到的问题.而有些人则不以为然,总觉得自己的弱势…..其实在生活中这样的事情也是很多的,当我们面对很多问题的时候所采取的具体行动也是不同的,这当然也会影响我们的结果.很多时候问题的出现所期待我们的是一种解决问题的心态,而不是看我们过去的能力到底有多强,那是一种态度的端正和目的的明确,只有这样把自己身置于具体的问题之中,我们才能更好的解决问题.
在这种相互协调合作的过程中,口角的斗争在所难免,关键是我们如何的处理遇到的分歧,而不是一味的计较和埋怨.这不仅仅是在类似于这样的协调当中,生活中的很多事情都需要我们有这样的处理能力,面对分歧大家要消除误解,相互理解,增进了解,达到谅解…..也许很多问题没有想象中的那么复杂,关键还是看我们的心态,那种处理和解决分歧的心态,因为毕竟我们的出发点都是很好的.
课程设计也是一种学习同事优秀品质的过程,要有一种耐得住寂寞的心态.这样才能在学习上取得傲人的成绩,而且更应该要有追求的过程,当遇到问题的时候,我们的态度应该是不断的斟酌，用心造就自己的任务,而且孜孜不倦,追求卓越.我们过去有位老师说得好,有有些事情的产生只是有原因的,别人能在诸如学习上取得了不一般的成绩,那绝对不是侥幸或者巧合,那是自己付出劳动的成果的彰显,那是自己辛苦过程的体现.这种不断上进,认真一致的心态也必将导致一个人在生活和学习的各个方面做的很完美,有位那种追求的锲而不舍的过程是相同的,这就是一种优良的品质,它将指引着一个人意气风发,更好走好自己的每一步.
在今后的学习中,一定要戒骄戒躁,态度端正,虚心认真….要永远的记住一句话:态度决定一切.
第五部分
参考文献：1] 李方伟主编.机械原理辅导.西安：西安电子科技大学出版社，2001
[2] 杨昂岳主编.机械原理典型题解析与实战模拟.长沙：国防科技大学出版社，2002
[3] 葛文杰主编.机械原理常见题型解析及模拟题.西安：西北工业大学出版社，1998
[4] 姜琪主编.机械运动方案及机构设计—机械原理课程设计题例及指导.北京：高等教育出版社，1991
5] 董海军主编.机械原理典型题解析及自测试题.西安：西北工业大学出版社， 1992
6] 邹慧君主编.机械课程设计手册. 北京：高等教育出版社，1998
第二篇：机械原理课程设计zdp
机械原理课程设计
任务书
题目：连杆机构设计B4-b
姓名：郑大鹏
班级：机械设计制造及其自动化20##级7班
设计参数
设计要求：
1.用解析法按计算间隔进行设计计算；
2.绘制3号图纸1张，包括：
(1)机构运动简图；
(2)期望函数与机构实现函数在计算点处的对比表；
(3)根据对比表绘制期望函数与机构实现函数的位移对比图；
3.设计说明书一份；
4.要求设计步骤清楚，计算准确。说明书规范。作图要符合国家标。按时独立完成任务。
目录
第1节 平面四杆机构设计... 3
1.1连杆机构设计的基本问题... 3
1.2作图法设计四杆机构... 3
1.3 解析法设计四杆机构... 3
第2节 设计介绍... 5
2.1按预定的两连架杆对应位置设计原理... 5
2.2 按期望函数设计... 6
第3节 连杆机构设计... 8
3.1连杆机构设计... 8
3.2变量和函数与转角之间的比例尺... 8
3.3确定结点值... 8
3.4 确定初始角
、
... 9
3.5 杆长比m,n,l的确定... 13
3.6 检查偏差值
.... 13
3.7 杆长的确定... 13
3.8 连架杆在各位置的再现函数和期望函数最小差值的确定... 15
总结... 18
参考文献... 19
附录... 20
第1节 平面四杆机构设计
1.1连杆机构设计的基本问题
连杆机构设计的基本问题是根据给定的要求选定机构的型式，确定各构件的尺寸，同时还要满足结构条件（如要求存在曲柄、杆长比恰当等）、动力条件（如适当的传动角等）和运动连续条件等。
根据机械的用途和性能要求的不同，对连杆机构设计的要求是多种多样的，但这些设计要求可归纳为以下三类问题：
(1)预定的连杆位置要求；
(2)满足预定的运动规律要求；
(3)满足预定的轨迹要求;
连杆设计的方法有：解析法、作图法和实验法。
1.2作图法设计四杆机构
对于四杆机构来说，当其铰链中心位置确定后，各杆的长度
也就确定了。用作图法进行设计，就是利用各铰链之间相对运动
的几何关系，通过作图确定各铰链的位置，从而定出各杆的长度。
根据设计要求的不同分为四种情况 ：
(1) 按连杆预定的位置设计四杆机构
(2) 按两连架杆预定的对应角位移设计四杆机构
(3) 按预定的轨迹设计四杆机构
(4) 按给定的急回要求设计四杆机构
1.3 解析法设计四杆机构
在用解析法设计四杆机构时，首先需建立包含机构各尺度参数和运动变量在内的解析式，然后根据已知的运动变量求机构的尺度参数。现有三种不同的设计要求，分别是：
(1) 按连杆预定的连杆位置设计四杆机构
(2) 按预定的运动轨迹设计四杆机构
(3) 按预定的运动规律设计四杆机构
1) 按预定的两连架杆对应位置设计
2) 按期望函数设计
本次连杆机构设计采用解析法设计四杆机构中的按期望函数设计。下面在第2节将对期望函数设计四杆机构的原理进行详细的阐述。
第2节 设计介绍
2.1按预定的两连架杆对应位置设计原理
如下图所示：
设要求从动件3与主动件1的转角之间满足一系列的对应位置关系,即
=
i=1,2,… ,n其函数的运动变量为
由设计要求知
、
为已知条件。有
为未知。又因为机构按比例放大或缩小，不会改变各机构的相对角度关系，故设计变量应该为各构件的相对长度，如取d/a=1 , b/a=l c/a=m , d/a=n 。故设计变量l、m、n以及、的计量起始角
、共五个。如图所示建立坐标系Oxy，并把各杆矢量向坐标轴投影，可得
为消去未知角
，将上式 两端各自平方后相加，经整理可得
令
=m, 
=-m/n, 
=
,则上式可简化为：
2-2
式 2-2 中包含5个待定参数、、、
、及
，故四杆机构最多可以按两连架杆的5个对应位置精度求解。
2.2 按期望函数设计
如上图所示，
设要求设计四杆机构两连架杆转角之间实现的函数关系
(成为期望函数)，由于连架杆机构的待定参数较少，故一般不能准确实现该期望函数。设实际实现的函数为月
(成为再现函数)，再现函数与期望函数一般是不一致的。设计时应该使机构的再现函数尽可能逼近所要求的期望函数。具体作法是：在给定的自变量x的变化区间
到
内的某点上，使再现函数与期望函数的值相等。从几何意义上
与
两函数曲线在某些点相交。
这些点称为插值结点。显然在结点处：
故在插值结点上，再现函数的函数值为已知。这样，就可以按上述方法来设计四杆机构。这种设计方法成为插值逼近法。
在结点以外的其他位置，与是不相等的，其偏差为
偏差的大小与结点的数目及其分布情况有关，增加插值结点的数目，有利于逼近精度的提高。但结点的数目最多可为5个。至于结点位置分布，根据函数逼近理论有
2-3
试中i=1,2, … ,3,n为插值结点数。
本节介绍了采用期望函数设计四杆机构的原理。那么在第3节将
具体阐述连杆机构的设计。
第3节 连杆机构设计
3.1连杆机构设计
设计参数表
注：本次采用编程计算,计算间隔0.5°
3.2变量和函数与转角之间的比例尺
根据已知条件y=㏑x(1≦x≦2)为铰链四杆机构近似的实现期望函数，
设计步骤如下：
（1）根据已知条件
,
,可求得
，
。
（2）由主、从动件的转角范围
=60°、
=85°确定自变量和函数与转角之间的比例尺分别为：
3.3确定结点值
设取结点总数m=3，由式2-3可得各结点处的有关各值如表(3-1)所示。
表（3-1） 各结点处的有关各值
3.4 确定初始角、
通常我们用试算的方法来确定初始角、,而在本次连杆设计中将通过编程试算的方法来确定。具体思路如下：
任取、，把、取值与上面所得到的三个结点处的
、
的值代入P134式8-17
从而得到三个关于
、
、
的方程组，求解方程组后得出、、，再令=m, =-m/n, =
。然
求得后m,n,l的值。由此我们可以在机构确定的初始值条件下找
到任意一位置的期望函数值与再现函数值的偏差值。当
时，则视为选取的初始、角度满足机构的运动要求。
具体程序如下：
#include<stdio.h>
#include<math.h>
#define PI 3.1415926
#define t PI/180
void main()
{
int i;
float p0,p1,p2,a0,b0,m,n,l,a5;
float A,B,C,r,s,f1,f2,k1,k2,j;
float u1=1.0/60,u2=0. 93/685,x0=1.0,y0=0.0;
float a[3],b[3],a1[6],b1[3];
FILE *p;
if((p=fopen("d:\\zdp.txt","w"))==NULL)
{
printf("can't open the file!");
exit(0);
}
a[0]=4.02;
a[1]=30;
a[2]=55.98;
b[0]=7.97;
b[1]=49.68;
b[2]=80.83;
printf("please input a0: \n");
scanf("%f",&a0);
printf("please input b0: \n");
scanf("%f",&b0);
for(i=0;i<3;i++)
{
a1[i]=cos((b[i]+b0)*t);
a1[i+3]=cos((b[i]+b0-a[i]-a0)*t);
b1[i]=cos((a[i]+a0)*t);
}
p0=((b1[0]-b1[1])*(a1[4]-a1[5])-(b1[1]-b1[2])*(a1[3]-a1[4]))/
((a1[0]-a1[1])*(a1[4]-a1[5])-(a1[1]-a1[2])*(a1[3]-a1[4]));
p1=(b1[0]-b1[1]-(a1[0]-a1[1])*p0)/(a1[3]-a1[4]);
p2=b1[0]-a1[0]*p0-a1[3]*p1;
m=p0;
n=-m/p1;
l=sqrt(m*m+n*n+1-2*n*p2);
printf("p0=%f,p1=%f,p2=%f,m=%f,n=%f,l=%f\n",p0,p1,p2,m,n,l);
fprintf(p,"p0=%f,p1=%f,p2=%f,m=%f,n=%f,l=%f\n",p0,p1,p2,m,n,l);
printf("\n");
fprintf(p,"\n");
for(i=0;i<5;i++)
{printf("please input one angle of fives(0--60): ");
scanf("%f",&a5);
printf("when the angle is %f\n",a5);
fprintf(p,"when the angle is %f\n",a5);
A=sin((a5+a0)*t);
B=cos((a5+a0)*t)-n;
C=(1+m*m+n*n-l*l)/(2*m)-n*cos((a5+a0)*t)/m;
j=x0+u1*a5;
printf("A=%f,B=%f,C=%f,j=%f\n",A,B,C,j);
s=sqrt(A*A+B*B-C*C);
f1=2*(atan((A+s)/(B+C)))/(t)-b0;
f2=2*(atan((A-s)/(B+C)))/(t)-b0;
r=(log(j)-y0)/u2;
k1=f1-r;
k2=f2-r;
printf("r=%f,s=%f,f1=%f,f2=%f,k1=%f,k2=%f\n",r,s,f1,f2,k1,k2);
fprintf(p,"r=%f,s=%f,f1=%f,f2=%f,k1=%f,k2=%f\n",r,s,f1,f2,k1,k2);
printf("\n\n");
fprintf(p,"\n\n");
}
}
结合课本P135，试取=86°，=24°时：
程序运行及其结果为:
p0=0.601242,p1=-0.461061,p2=-0.266414,m=0.601242,n=1.304040,l=1.938257
when the angle is 0.000000
r=0.000000,s=1.409598,f1=-125.595070,f2=-0.296147,k1=-125.595070,k2=-0.296147
when the angle is 4.020000
r=7.954308,s=1.538967,f1=-130.920624,f2=7.970002,k1=-138.874939,k2=0.015694
when the angle is 30.000000
r=49.732372,s=1.924767,f1=-152.252411,f2=49.680004,k1=-201.984787,k2=-0.052368
when the angle is 55.980000
r=80.838707,s=1.864505,f1=-161.643921,f2=80.830002,k1=-242.482635,k2=-0.008705
when the angle is 60.000000
r=85.018051,s=1.836746,f1=-162.288574,f2=84.909149,k1=-247.306625,k2=-0.108902
由程序运行结果可知:当取初始角=86°、
=24°时(=k1(k2))所以所选初始角符合机构的运动要求。
3.5 杆长比m,n,l的确定
由上面的程序结果可得m=0.601242， n=1.304040, l=1.938257。
3.6 检查偏差值
对于四杆机构,其再现的函数值可由P134式8-16求得
3-2
式中: A=sin(
) ；
B=cos()-n ;
C=
- ncos()/m
按期望函数所求得的从动件转角为
3-3
则偏差为
若偏差过大不能满足设计要求时,则应重选计量起始角
、
以及主、从动件的转角变化范围、等，重新进行设计。同样由上面的程序运行结果得出每一个取值都符合运动要求，即 ：
=k1(k2)) (
3.7 杆长的确定
根据杆件之间的长度比例关系m，n，l和这样的关系式b/a=l c/a=m d/a=n确定各杆的长度，当选取主动杆的长度后，其余三杆长的度随之可以确定；在此我们假设主动连架杆的长度为 a=50 ,则确定其余三杆的长度由下面的程序确定:
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <stdlib.h>
void main()
{
float a=50,b,c,d;
float m=0.601242,n=1.304040,l=1.938257;
FILE *p;
if((p=fopen("d:\\zdp.txt","w"))=NULL)
{
printf("can't open the file!");
exit(0);
}
b=l*a;
c=m*a;
d=n*a;
printf("a=%f\nb=%f\nc=%f\nd=%f\n",a,b,c,d);
fprintf(p,"a=%f\nb=%f\nc=%f\nd=%f\n",a,b,c,d);
fclose(p);
}
运行结果为:
a=50.000000
b=96.912849
c=30.062099
d=65.201996
3.8 连架杆在各位置的再现函数和期望函数最小差值的确定
如下面的程序:
#include<stdio.h>
#include<math.h>
#include<stdlib.h>
#define PI 3.1415926
#define t PI/180
void main()
{
float a0=86,b0=24,m=0.601242,n=1.304040,l=1.938257;
float A,B,C,s,j,k1,k2,k;
float x0=1.0,y0=0.0,u1=1.0/60,u2=0.693/85 ;
float x[130],y1[130],y2[130],a1[130],f1[130],f2[130],r[130];
int i;
FILE *p;
if((p=fopen("d:\\zdp.txt","w"))==NULL)
{
printf("can't open the file! ");
exit(0);
}
printf(" i a1[i] f1[i] r[i] k x[i] y1[i] y2[i]\n\n");
fprintf(p," i a1[i] f1[i] r[i] k x[i] y1[i] y2[i]\n\n");
for(i=0; a1[i]<=60;i++)
{
a1[0]=0;
A=sin((a1[i]+a0)*t);
B=cos((a1[i]+a0)*t)-n;
C=(1+m*m+n*n-l*l)/(2*m)-n*cos((a1[i]+a0)*t)/m;
j=x0+u1*a1[i];
s=sqrt(A*A+B*B-C*C);
f1[i]=2*(atan((A+s)/(B+C)))/(t)-b0;
f2[i]=2*(atan((A-s)/(B+C)))/(t)-b0;
r[i]=(log(j)-y0)/u2;
k1=f1[i]-r[i];
k2=f2[i]-r[i];
x[i]=a1[i]*u1+x0;
y2[i]=log(x[i]);
if(abs(k1)<abs(k2))
{
k=k1;
y1[i]=f1[i]*u2+y0;
printf(" %-4d %-5.1f %-10.4f %-8.4f %-8.4f %-7.4f %-8.4f %0.4f\n",i,a1[i],f1[i],r[i],k,x[i],y1[i],y2[i]);
fprintf(p," %-4d %-5.1f %-10.4f %-8.4f %-8.4 %-7.4f %-8.4f %0.4f\n",i,a1[i],f1[i],r[i],k,x[i],y1[i],y2[i]);
}
else
{
k=k2;
y1[i]=f2[i]*u2+y0;
printf(" %-6d%-7.1f%-12.4f%-10.4f%-10.4f%-9.4f%-10.4f%2.4f\n",i,
a1[i],f2[i],r[i],k,x[i],y1[i],y2[i]);
fprintf(p,"%-6d%-7.1f%-12.4f%-10.4f%-10.4f%-9.4f%-10.4f%2.4f\n",i,
a1[i],f2[i],r[i],k,x[i],y1[i],y2[i]);
}
a1[i+1]=a1[i]+0.5;
}
fclose(p);
}
程序运行结果见附录。
总结
通过本次课程设计，让我学会了用解析法中的按期望函数设计连杆机构，理解了这一设计原理，知道怎样实现连杆机构两连架杆的转角之间的期望函数与再现函数之间的关系。
在本次设计中，有一个非常重要的环节——确定初始角、的值。这一环节我采用了C程序的方法来求解。虽然没有用笔算那样繁琐，但是在编写程序时，由于公式多，公式中设计的三角函数比较麻烦，因而在设计中我遇到了很多大小不同的问题，但是最终凭借对公式的理解和对C程序的进一步掌握完成了这一解析问题。只有确定了初始角、，才能正确检查偏差值，得到一对最理想的初始角使得偏差值。通过C程序的求解，得出的结果说明能较好的满足连杆机构的设计要求。
本次课程设计，从不知道如何下手到完成。我学到了很多的东西，掌握了课程设计书的书写格式，为以后的设计打下了良好的基础。
参考文献：
【1】孙恒，陈作模，葛文杰 . 机械原理[M] . 7版 . 北京:高等教育出版社,2006。
【2】孙恒，陈作模 . 机械原理[M] . 6版 . 北京:高等教育出版社,2001。
附录：i为序列号 a1[i]=
f1[i]= r[i] =
k =
x[i]为自变量 y1[i]为再现函数值 y2[i]为望函数值
i a1[i] f1[i] r[i] k x[i] y1[i] y2[i]
0 0.0 -0.2961 0.0000 -0.2961 1.0000 -0.0024 0.0000
1 0.5 0.7781 1.0179 -0.2398 1.0083 0.0063 0.0083
2 1.0 1.8380 2.0274 -0.1894 1.0167 0.0150 0.0165
3 1.5 2.8844 3.0287 -0.1443 1.0250 0.0235 0.0247
4 2.0 3.9177 4.0218 -0.1041 1.0333 0.0319 0.0328
5 2.5 4.9385 5.0070 -0.0685 1.0417 0.0403 0.0408
6 3.0 5.9474 5.9844 -0.0370 1.0500 0.0485 0.0488
7 3.5 6.9446 6.9540 -0.0093 1.0583 0.0566 0.0567
8 4.0 7.9308 7.9160 0.0148 1.0667 0.0647 0.0645
9 4.5 8.9063 8.8705 0.0358 1.0750 0.0726 0.0723
10 5.0 9.8715 9.8177 0.0538 1.0833 0.0805 0.0800
11 5.5 10.8267 10.7575 0.0692 1.0917 0.0883 0.0877
12 6.0 11.7723 11.6903 0.0821 1.1000 0.0960 0.0953
13 6.5 12.7087 12.6160 0.0927 1.1083 0.1036 0.1029
14 7.0 13.6360 13.5348 0.1013 1.1167 0.1112 0.1103
15 7.5 14.5547 14.4467 0.1080 1.1250 0.1187 0.1178
16 8.0 15.4649 15.3519 0.1130 1.1333 0.1261 0.1252
17 8.5 16.3670 16.2505 0.1166 1.1417 0.1334 0.1325
18 9.0 17.2612 17.1425 0.1187 1.1500 0.1407 0.1398
19 9.5 18.1476 18.0281 0.1195 1.1583 0.1480 0.1470
20 10.0 19.0266 18.9074 0.1193 1.1667 0.1551 0.1542
21 10.5 19.8984 19.7804 0.1180 1.1750 0.1622 0.1613
22 11.0 20.7631 20.6472 0.1159 1.1833 0.1693 0.1683
23 11.5 21.6208 21.5079 0.1129 1.1917 0.1763 0.1754
24 12.0 22.4720 22.3627 0.1093 1.2000 0.1832 0.1823
25 12.5 23.3165 23.2115 0.1050 1.2083 0.1901 0.1892
26 13.0 24.1548 24.0545 0.1003 1.2167 0.1969 0.1961
27 13.5 24.9868 24.8917 0.0950 1.2250 0.2037 0.2029
28 14.0 25.8128 25.7233 0.0895 1.2333 0.2104 0.2097
29 14.5 26.6328 26.5493 0.0836 1.2417 0.2171 0.2165
30 15.0 27.4471 27.3697 0.0774 1.2500 0.2238 0.2231
31 15.5 28.2558 28.1847 0.0711 1.2583 0.2304 0.2298
32 16.0 29.0589 28.9943 0.0646 1.2667 0.2369 0.2364
33 16.5 29.8566 29.7986 0.0580 1.2750 0.2434 0.2429
34 17.0 30.6491 30.5976 0.0514 1.2833 0.2499 0.2495
35 17.5 31.4363 31.3915 0.0448 1.2917 0.2563 0.2559
36 18.0 32.2186 32.1803 0.0382 1.3000 0.2627 0.2624
37 18.5 32.9958 32.9641 0.0317 1.3083 0.2690 0.2688
38 19.0 33.7682 33.7428 0.0253 1.3167 0.2753 0.2751
39 19.5 34.5357 34.5167 0.0190 1.3250 0.2816 0.2814
40 20.0 35.2986 35.2857 0.0129 1.3333 0.2878 0.2877
41 20.5 36.0569 36.0499 0.0070 1.3417 0.2940 0.2939
42 21.0 36.8107 36.8094 0.0013 1.3500 0.3001 0.3001
43 21.5 37.5600 37.5642 -0.0042 1.3583 0.3062 0.3063
44 22.0 38.3049 38.3144 -0.0094 1.3667 0.3123 0.3124
45 22.5 39.0455 39.0600 -0.0144 1.3750 0.3183 0.3185
46 23.0 39.7819 39.8011 -0.0192 1.3833 0.3243 0.3245
47 23.5 40.5142 40.5378 -0.0236 1.3917 0.3303 0.3305
48 24.0 41.2423 41.2700 -0.0277 1.4000 0.3362 0.3365
49 24.5 41.9664 41.9980 -0.0315 1.4083 0.3421 0.3424
50 25.0 42.6866 42.7216 -0.0351 1.4167 0.3480 0.3483
51 25.5 43.4028 43.4410 -0.0382 1.4250 0.3539 0.3542
52 26.0 44.1151 44.1562 -0.0411 1.4333 0.3597 0.3600
53 26.5 44.8236 44.8672 -0.0437 1.4417 0.3654 0.3658
54 27.0 45.5283 45.5742 -0.0459 1.4500 0.3712 0.3716
55 27.5 46.2293 46.2771 -0.0478 1.4583 0.3769 0.3773
56 28.0 46.9267 46.9760 -0.0493 1.4667 0.3826 0.3830
57 28.5 47.6203 47.6709 -0.0505 1.4750 0.3882 0.3887
58 29.0 48.3105 48.3619 -0.0515 1.4833 0.3939 0.3943
59 29.5 48.9970 49.0491 -0.0520 1.4917 0.3995 0.3999
60 30.0 49.6801 49.7324 -0.0523 1.5000 0.4050 0.4055
61 30.5 50.3596 50.4119 -0.0523 1.5083 0.4106 0.4110
62 31.0 51.0357 51.0877 -0.0520 1.5167 0.4161 0.4165
63 31.5 51.7084 51.7598 -0.0513 1.5250 0.4216 0.4220
64 32.0 52.3778 52.4282 -0.0504 1.5333 0.4270 0.4274
65 32.5 53.0438 53.0930 -0.0492 1.5417 0.4325 0.4329
66 33.0 53.7064 53.7542 -0.0478 1.5500 0.4379 0.4383
67 33.5 54.3658 54.4119 -0.0461 1.5583 0.4432 0.4436
68 34.0 55.0219 55.0660 -0.0441 1.5667 0.4486 0.4490
69 34.5 55.6748 55.7167 -0.0419 1.5750 0.4539 0.4543
70 35.0 56.3244 56.3640 -0.0396 1.5833 0.4592 0.4595
71 35.5 56.9709 57.0079 -0.0370 1.5917 0.4645 0.4648
72 36.0 57.6142 57.6484 -0.0342 1.6000 0.4697 0.4700
73 36.5 58.2543 58.2855 -0.0312 1.6083 0.4749 0.4752
74 37.0 58.8913 58.9194 -0.0281 1.6167 0.4801 0.4804
75 37.5 59.5252 59.5500 -0.0248 1.6250 0.4853 0.4855
76 38.0 60.1559 60.1774 -0.0215 1.6333 0.4904 0.4906
77 38.5 60.7836 60.8016 -0.0180 1.6417 0.4956 0.4957
78 39.0 61.4082 61.4227 -0.0144 1.6500 0.5007 0.5008
79 39.5 62.0298 62.0406 -0.0108 1.6583 0.5057 0.5058
80 40.0 62.6483 62.6554 -0.0071 1.6667 0.5108 0.5108
81 40.5 63.2637 63.2671 -0.0034 1.6750 0.5158 0.5158
82 41.0 63.8761 63.8758 0.0003 1.6833 0.5208 0.5208
83 41.5 64.4855 64.4815 0.0040 1.6917 0.5257 0.5257
84 42.0 65.0919 65.0843 0.0076 1.7000 0.5307 0.5306
85 42.5 65.6953 65.6841 0.0112 1.7083 0.5356 0.5355
86 43.0 66.2957 66.2809 0.0147 1.7167 0.5405 0.5404
87 43.5 66.8930 66.8749 0.0182 1.7250 0.5454 0.5452
88 44.0 67.4874 67.4660 0.0214 1.7333 0.5502 0.5500
89 44.5 68.0788 68.0543 0.0246 1.7417 0.5550 0.5548
90 45.0 68.6672 68.6397 0.0275 1.7500 0.5598 0.5596
91 45.5 69.2527 69.2224 0.0302 1.7583 0.5646 0.5644
92 46.0 69.8351 69.8024 0.0328 1.7667 0.5694 0.5691
93 46.5 70.4146 70.3796 0.0350 1.7750 0.5741 0.5738
94 47.0 70.9911 70.9541 0.0370 1.7833 0.5788 0.5785
95 47.5 71.5645 71.5259 0.0386 1.7917 0.5835 0.5831
96 48.0 72.1350 72.0950 0.0400 1.8000 0.5881 0.5878
97 48.5 72.7025 72.6616 0.0409 1.8083 0.5927 0.5924
98 49.0 73.2670 73.2255 0.0415 1.8167 0.5973 0.5970
99 49.5 73.8285 73.7869 0.0416 1.8250 0.6019 0.6016
100 50.0 74.3870 74.3457 0.0413 1.8333 0.6065 0.6061
101 50.5 74.9425 74.9019 0.0405 1.8417 0.6110 0.6107
102 51.0 75.4949 75.4557 0.0392 1.8500 0.6155 0.6152
103 51.5 76.0443 76.0069 0.0374 1.8583 0.6200 0.6197
104 52.0 76.5907 76.5557 0.0350 1.8667 0.6244 0.6242
105 52.5 77.1340 77.1021 0.0319 1.8750 0.6289 0.6286
106 53.0 77.6743 77.6460 0.0283 1.8833 0.6333 0.6330
107 53.5 78.2114 78.1875 0.0239 1.8917 0.6377 0.6375
108 54.0 78.7456 78.7267 0.0189 1.9000 0.6420 0.6419
109 54.5 79.2766 79.2635 0.0131 1.9083 0.6463 0.6462
110 55.0 79.8045 79.7979 0.0066 1.9167 0.6506 0.6506
111 55.5 80.3292 80.3300 -0.0008 1.9250 0.6549 0.6549
112 56.0 80.8509 80.8599 -0.0090 1.9333 0.6592 0.6592
113 56.5 81.3694 81.3874 -0.0180 1.9417 0.6634 0.6635
114 57.0 81.8847 81.9127 -0.0280 1.9500 0.6676 0.6678
115 57.5 82.3968 82.4357 -0.0389 1.9583 0.6718 0.6721
116 58.0 82.9058 82.9566 -0.0508 1.9667 0.6759 0.6763
117 58.5 83.4115 83.4752 -0.0637 1.9750 0.6800 0.6806
118 59.0 83.9140 83.9916 -0.0776 1.9833 0.6841 0.6848
119 59.5 84.4133 84.5059 -0.0927 1.9917 0.6882 0.6890
120 60.0 84.9092 85.0181 -0.1088 2.0000 0.6923 0.6931