机械原理课程设计(中国石油大学(华东)油田用小型往复泵主体机构运动、动力分析、飞轮设计)

?中国石油大学（华东）机械原理课程设计
?题目：油田用小型往复泵主体机构运动、动力分析、飞轮设计

?

已知条件：

L1=0.063m,L2=0.333m,

曲柄组件质量

m1=40kg,质心在B点，转动惯量忽略不计，曲柄转速140r/min，

连杆组件质量	m2=26kg,	质心在	BC连线上距离			B点	C 3
0.111m处，绕质心转动惯量		J2=0.25kg		〃	m2；活塞组件质量
m3=16kg，质心在C点，活塞在吸入冲程受力忽略为零，在压 B 2 缩冲程受力4500N。A
任务：编程以实现	n1

4运动分析：每隔10°，求出各位置时连杆2的角位置、角速
度、角加速度，活塞3的位移、速度、加速度

动力分析：每隔10°，求出各位置时曲柄上平衡力矩和各运

动副反力的大小和方向

选曲柄为等效构件，并设等效驱动力矩为常数，许用运动不均匀系数[]=1/50，求安装在曲柄轴上飞轮的转动惯量。

C语言

#include<stdio.h>

#include<math.h>

voidmain()

{FILE*fp;
inti,j,k,p;
doublew1,PIB,ab,G1,G2,G3;
double1=0.063,l2=0.333,lk=0.111,PI=3.1415926,m1=40,m2=26,m3=15.6,g=9.8,J2=0.25; doubleQ1[37],Q2[37],w2[37],sc[37],vc[37],aa2[37],ac[37];
double
a2x[37],a2y[37],a2[37],pi2x[37],pi2y[37],MI2[37],pi3[37],pi1x[37],pi1y[37],R43[37],Mb0[37],Mb[37];
doubleR12[37],R12x[37],R12y[37],a12[37],b12[37];
doubleR23[37],R23x[37],R23y[37],a23[37],b23[37];
doubleR41[37],R41x[37],R41y[37],a41[37],b41[37];
doubleWr[37],Wd[37],WW[37];
doubleMd,WWmax,WWmin,EEmax,JF;
doubledt=0.02;

w1=2*140*PI/60;/*--	转速140转/分	--*/
ab=-l1*w1*w1;/*--	切向加速度--*/

PIB=-m1*ab;/*--求惯性力Pib--*/

G1=m1*g;

G2=m2*g;

G3=m3*g;

if((fp=fopen("c:\\wenjian.txt","w"))==NULL)
{printf("cannotopenfile.\n");
}

for(i=0;i<37;i++)
{

/*--运动分析--*/
Q1[i]=i*PI/18;/*-- 每次增加10度--*/
Q2[i]=asin(-l1*sin(Q1[i])/l2);/*--l2sin(Q2[i])=-l1*sin(Q1[i])--*/

sc[i]=l1*cos(Q1[i])+l2*cos(Q2[i]);
w2[i]=(-l1*cos(Q1[i])*w1)/(l2*cos(Q2[i]));
vc[i]=-l1*sin(Q1[i])*w1-l2*sin(Q2[i])*w2[i];
aa2[i]=(l1*sin(Q1[i])*w1*w1+l2*sin(Q2[i])*w2[i]*w2[i])/(l2*cos(Q2[i]));/*-- 求阿尔法2--*/
ac[i]=-l1*cos(Q1[i])*w1*w1-l2*cos(Q2[i])*w2[i]*w2[i]-l2*sin(Q2[i])*aa2[i];
/*--动力分析--*/

if(Q1[i]>=0&&Q1[i]<=PI)p=0;/*--	吸入冲程受力为	0--*/
elsep=4500;/*--压缩冲程受力	4500--*/

a2x[i]=l1*w1*w1*cos(PI+Q1[i])+lk*(ac[i]-l1*w1*w1*cos(PI+Q1[i]))/l2; a2y[i]=l1*w1*w1*sin(PI+Q1[i])+lk*(-l1*w1*w1*sin(PI+Q1[i]))/l2; a2[i]=sqrt(a2x[i]*a2x[i]+a2y[i]*a2y[i]);
pi2x[i]=-m2*a2x[i];
pi2y[i]=-m2*a2y[i];
MI2[i]=-J2*aa2[i];

pi3[i]=-m3*ac[i];

pi1x[i]=PIB*cos(Q1[i]);
pi1y[i]=PIB*sin(Q1[i]);

R43[i]=((pi3[i]-p)*l2*sin(Q2[i])+pi2x[i]*lk*sin(Q2[i])-(pi2y[i]-G2)*lk*cos(Q2[i])-MI2[i])/(l2*cos(Q2[i]))+G3;

/*--R12大小以及方向的确定 --*/
R12x[i]=p-pi3[i]-pi2x[i];
R12y[i]=G3+G2-pi2y[i]-R43[i];
R12[i]=sqrt(R12x[i]*R12x[i]+R12y[i]*R12y[i]);
{if(R12x[i]>=0&&R12y[i]>=0) a12[i]=atan(R12y[i]/R12x[i]); if(R12x[i]<=0) a12[i]=atan(R12y[i]/R12x[i])+PI;

if(R12x[i]>=0&&R12y[i]<=0) a12[i]=atan(R12y[i]/R12x[i])+2*PI;

a23[i]=atan(R23y[i]/R23x[i])+PI;

a41[i]=atan(R41y[i]/R41x[i])+2*PI;

{Wd[i]=Md*i*PI/18;

WW[i]=Wd[i]-Wr[i];
}
WWmax=WW[0];
WWmin=WW[0];
for(i=0;i<37;i++)
{if(WW[i]>WWmax) WWmax=WW[i];
if(WW[i]<WWmin)
WWmin=WW[i];}

EEmax=WWmax-WWmin;/*-- 求最大盈亏功--*/
JF=900*EEmax/(PI*PI*140*140*dt);

fputs("以下为运动分析结果			:\n",fp);	Vc		α2	ac\n",fp);
fputs("	φφ2	Sc	ω2

for(i=0;i<37;i++)

{fprintf(fp,"%-3d

%-8.2f

%-8.3f%-8.3f

%-8.3f

%-8.3f

%-8.3f\n",10*i,Q2[i]*180/PI,sc[i

],w2[i],vc[i],aa2[i],ac[i]);
}

fputs("\n以下为动力分析结果				:\n\n",fp);	R23	β2	R41	β3	Mb0
fputs("	φ1	R43	R12	β1

Mb\n",fp);
for(i=0;i<37;i++)

{fprintf(fp,"%3d%7.2f%7.2f%7.2f%7.2f%7.2f%7.2f%7.2f%7.2f%7.2f\n",10*i,R43[i],R12[i],b12[i],R23[i],b23[i],R41[i],b41[i],Mb0[i],Mb[i]);
}

fputs("\n以下为飞轮设计结果		:\n\n",fp);	%.2f\n最大盈亏功为	%.2f\n飞轮转动惯量
fprintf(fp,"动力矩	Md=%.2f\n	平均功率为

JF>=%.2f\n飞轮矩＝%.2f\n",Md,Md*w1,EEmax,JF,4*g*JF);

fputs("

φ1Wr

Wd

ΔＷ\n",fp);

for(i=0;i<37;i++)

{fprintf(fp,"%-3d

%-8.2f

%-7.2f

%-7.2f\n",10*i,(-1)*Wr[i],Wd[i],WW[i]);

}
fclose(fp);
}