机械原理课程设计-牛头刨床凸轮机构(共15页).doc
精选优质文档-倾情为你奉上装订线机械原理课程设计设计题目 牛头刨床凸轮机构班级 加工06-1姓名 李龙指导教师 席本强 何凡目录 1 设计任务及要求-2 数学模型的建立-3 程序框图-4 程序清单及运行结果-5 设计总结-6 参考文献 -1设计任务与要求已知摆杆9为等加速等减速运动规律，其推程运动角=70，远休止角s=10，回程运动角=70，摆杆长度l09D=125,最大摆角max=15，许用压力角=40，凸轮与曲线共轴。（1） 要求：计算从动件位移、速度、加速度并绘制线图（用方格纸绘制），也可做动态显示。（2） 确定凸轮的基本尺寸，选取滚子半径，画出凸轮的实际廓线，并按比例绘出机构运动简图。（3） 编写计算说明书。2机构的数学模型（1） 推程等加速区当时（角位移）（角速度）（角加速度）（2） 推程等减速区当时（角位移）（角速度）（角加速度）（3） 远休止区当时（角位移） （角速度） （角加速度）（4） 回程等加速区当时（角位移）（角速度）（角加速度）（5） 回程等减速区当时（角位移）（角速度）（角加速度）（6） 近休止区（角位移）（角速度）（角加速度）如图选取xOy坐标系，B1点为凸轮轮廓线起始点。开始时推杆轮子中心处于B1点处，当凸轮转过角度时，摆动推杆角位移为，由反转法作图可看出，此时滚子中心应处于B点,其直角坐标为： 因为实际轮廓线与理论轮廓线为等距离，即法向距离处处相等，都为滚半径rT.故将理论廓线上的点沿其法向向内测移动距离rr即得实际廓线上的点B(x1,y1).由高等数学知，理论廓线B点处法线nn的斜率应为 根据上式有：可得实际轮廓线上对应的点B(x,y)的坐标为此即为凸轮工作的实际廓线方程，式中“-”用于内等距线，“+”用于外等距线。3程序框图输出数据，结束程序调用子函数，画线图画坐标系清屏画摆杆磙子圆心坐标值清屏调用子函数，画圆心及实际包络线轨迹调用子函数1，对凸轮分段符合判断压力角，曲率半径理论廓线曲率半径取压力角调用子函数1，带出数值初始角判断中心距范围输入：远休止，近休止，摆长定义主函数开始4程序清单及运行结果#include<math.h>#include<dos.h>#include<graphics.h>#include<conio.h>#include<stdio.h>#define l 125.0#define Aa 40#define r_b 50#define rr 6#define K (3./180)#define dt 0.25float Q_max,Q_t,Q_s,Q_h;float Q_a;double L,pr;float e1500,f1500,g1500;void Cal(float Q,double Q_Q3)Q_max=15,Q_t=70,Q_s=10,Q_h=70;if(Q>=0&&Q<=Q_t/2) Q_Q0=K*(2*Q_max*Q*Q/(Q_t*Q_t); Q_Q1=4*Q_max*Q/(Q_t*Q_t); Q_Q2=4*Q_max/(Q_t*Q_t);if(Q>Q_t/2&&Q<=Q_t) Q_Q0=K*(Q_max-2*Q_max*(Q-Q_t)*(Q-Q_t)/(Q_t*Q_t); Q_Q1=4*Q_max*(Q_t-Q)/(Q_t*Q_t); Q_Q2=-4*Q_max/(Q_t*Q_t);if(Q>Q_t&&Q<=Q_t+Q_s) Q_Q0=K*Q_max; Q_Q1=0; Q_Q2=0;if(Q>Q_t+Q_s&&Q<=Q_t+Q_s+Q_h/2) Q_Q0=K*(Q_max-2*Q_max*(Q-Q_t-Q_s)*(Q-Q_t-Q_s)/(Q_h*Q_h); Q_Q1=-4*Q_max*(Q-Q_t-Q_s)/(Q_h*Q_h); Q_Q2=-4*Q_max/(Q_h*Q_h);if(Q>Q_t+Q_s+Q_h/2&&Q<=Q_t+Q_s+Q_h) Q_Q0=K*(2*Q_max*(Q_h-Q+Q_t+Q_s)*(Q_h-Q+Q_t+Q_s)/(Q_h*Q_h); Q_Q1=-4*Q_max*(Q_h-Q+Q_t+Q_s)/(Q_h*Q_h); Q_Q2=4*Q_max/(Q_h*Q_h);if(Q>Q_t+Q_s+Q_h&&Q<=360) Q_Q0=K*0; Q_Q1=0; Q_Q2=0;void Draw(float Q_m) float tt,x,y,x1,y1,x2,y2,x3,y3,x4,y4,dx,dy;double QQ3;circle(240,240,3);circle(240+L*sin(50*K)+4*cos(240*K),240+L*cos(50*K)-4*sin(240*K),3);moveto(240,240);lineto(240+20*cos(240*K),240-20*sin(240*K);lineto(260+20*cos(240*K),240-20*sin(240*K);lineto(240,240);moveto(240+L*sin(50*K)+4*cos(240*K),240+L*cos(50*K)-4*sin(240*K);lineto(240+L*sin(50*K)+20*cos(240*K),240+L*cos(50*K)-20*sin(240*K);lineto(255+L*sin(50*K)+20*cos(240*K),240+L*cos(50*K)-20*sin(240*K);lineto(240+L*sin(50*K)+4*cos(240*K),240+L*cos(50*K)-4*sin(240*K);for(tt=0;tt<=720;tt=tt+2) Cal(tt,QQ); x1=L*cos(tt*K)-l*cos(Q_a+QQ0-tt*K); y1=l*sin(Q_a+QQ0-tt*K)+L*sin(tt*K); x2=x1*cos(Q_m*K+40*K)+y1*sin(Q_m*K+40*K); y2=-x1*sin(Q_m*K+40*K)+y1*cos(Q_m*K+40*K); putpixel(x2+240,240-y2,2); dx=(QQ1-1)*l*sin(Q_a+QQ0-tt*K)-L*sin(tt*K); dy=(QQ1-1)*l*cos(Q_a+QQ0-tt*K)+L*cos(tt*K); x3=x1-rr*dy/sqrt(dx*dx+dy*dy); y3=y1+rr*dx/sqrt(dx*dx+dy*dy); x4=x3*cos(Q_m*K+40*K)+y3*sin(Q_m*K+40*K); y4=-x3*sin(Q_m*K+40*K)+y3*cos(Q_m*K+40*K); putpixel(x4+240,240-y4,YELLOW);void Curvel() int t; float y1,y2,y3,a=0;for(t=0;t<=360/dt;t+) delay(300); a=t*dt; if(a>=0)&&(a<=Q_t/2) y1=(2*Q_max*pow(a,2)/pow(Q_t,2)*10; y2=(4*Q_max*(dt*K)*a/pow(Q_t,2)*pow(10,4.8); y3=(4*Q_max*pow(dt*K),2)/pow(Q_t,2)*pow(10,8.5); putpixel(100+a,300-y1,1); putpixel(100+a,300-y2,2); putpixel(100+a,300-y3,4); line(100+Q_t/2,300-y3,100+Q_t/2,300);if(a>Q_t/2)&&(a<=Q_t)y1=(Q_max-2*Q_max*pow(Q_t-a),2)/pow(Q_t,2)*10;y2=(4*Q_max*(dt*K)*(Q_t-a)/pow(Q_t,2)*pow(10,4.8);y3=(-4)*Q_max*pow(dt*K),2)/pow(Q_t,2)*pow(10,8.5);putpixel(100+a,300-y1,1);putpixel(100+a,300-y2,2);putpixel(100+a,300-y3,4);line(100+Q_t,300-y3,100+Q_t,300);line(100+Q_t/2,300,100+Q_t/2,300-y3);if(a>Q_t)&&(a<=Q_t+Q_s) y1=Q_max*10; y2=0; y3=0; putpixel(100+a,300-y1,1); putpixel(100+a,300-y2,2); putpixel(100+a,300-y3,4); line(100+Q_t+Q_s),300,(100+Q_t+Q_s),300-y3);if(a>Q_t+Q_s)&&(a<=Q_t+Q_s+Q_h/2) y1=(Q_max-2*Q_max*pow(a-Q_t-Q_s),2)/pow(Q_h,2)*10; y2=(-4)*Q_max*(dt*K)*(a-Q_t-Q_s)/pow(Q_h,2)*pow(10,4.8); y3=(-4)*Q_max*pow(dt*K),2)/pow(Q_h,2)*pow(10,8.5); putpixel(100+a,300-y1,1); putpixel(100+a,300-y2,2); putpixel(100+a,300-y3,4); line(100+Q_t+Q_s+Q_h/2),300,(100+Q_t+Q_s+Q_h/2),300-y3); line(100+Q_t+Q_s),300,(100+Q_t+Q_s),300-y3);if(a>Q_t+Q_s+Q_h/2)&&(a<=Q_t+Q_s+Q_h) y1=(2*Q_max*pow(Q_h-a+Q_t+Q_s),2)/pow(Q_h,2)*10; y2=(-4)*Q_max*(dt*K)*(Q_h-a+Q_t+Q_s)/pow(Q_h,2)*pow(10,4.8); y3=(4*Q_max*pow(dt*K),2)/pow(Q_h,2)*pow(10,8.5); putpixel(100+a,300-y1,1); putpixel(100+a,300-y2,2); putpixel(100+a,300-y3,4); line(100+Q_t+Q_s+Q_h),300-y3,(100+Q_t+Q_s+Q_h),300); line(100+Q_t+Q_s+Q_h/2),300,(100+Q_t+Q_s+Q_h/2),300-y3);if(a>Q_t+Q_s+Q_h)&&(a<=360) y1=0; y2=0; y3=0; putpixel(100+a,300,1); putpixel(100+a,300,2); putpixel(100+a,300,4);et=y1;ft=y2;gt=y3;main() int gd=DETECT,gm; int i,t,choice,x_1,y_1,flag=1; double QQ13,aa; FILE *f1; if(f1=fopen("liliangliang.txt","w")=NULL) printf("liliangliang.txt cannot open!n"); exit(0); initgraph(&gd,&gm," "); cleardevice(); for(t=0;!kbhit();t+) for(;t>360;)t-=360;if(flag=1)for(L=l-r_b+70;L<l+r_b;L+=2) Q_a=acos(L*L+l*l-r_b*r_b)/(2.0*L*l); Cal(t,QQ1); aa=atan(l*(1-QQ11-L*cos(Q_a-QQ10)/(L*sin(Q_a+QQ10);/*压力角*/pr=(pow(L*L+l*l*(1+QQ11)*(1+QQ11)-2.0*L*l*(1+QQ11*cos(Q_a+QQ10),3.0/2)/*曲率半径*/(1+QQ11)*(2+QQ11)*L*l*cos(Q_a+QQ10)+QQ12*L*l*sin(Q_a+QQ10)-L*L-l*l*pow(1+QQ11),3);if(aa<=Aa&&pr>rr)flag=0;break;if(flag=0)Cal(t,QQ1);Draw(t);cleardevice();x_1=240+L*sin(50*K)-l*cos(Q_a+QQ10+40*K);y_1=240+L*cos(50*K)-l*sin(Q_a+QQ10+40*K);circle(x_1,y_1,rr);line(240+L*sin(50*K),240+L*cos(50*K),x_1,y_1);moveto(240+L*sin(50*K),240+L*cos(50*K);lineto(240+L*sin(50*K)+l*cos(Q_a+QQ10+40*K),480+2*L*cos(50*K)-y_1);lineto(140+L+l*cos(Q_a+QQ10)*2,480+2*L*cos(50*K)-y_1);delay(1);getch();cleardevice();line(100,80,100,445);line(70,300,530,300);line(100,80,98,90);line(100,80,102,90);line(520,298,530,300);line(520,302,530,300);setcolor(2);outtextxy(300,150,"The analysis of the worm gear's movement");printf("nnnnn Q(w,a)");printf("nnnnnnnnnnnnnnttttttttt");Curvel();getch();printf("nnnnnnnnnn");for(i=0;i<=1440;i=i+20) delay(1000); printf("%d %f %f %fn",i/4,ei,fi,gi); fprintf(f1,"%d %f %f %fn",i/4,ei,fi,gi);getch();fclose(f1);closegraph();角度 10倍角位移 104.8倍角速度 108.5倍角加速度235-360 0.0. 0. 5总结这次机械原理课程设计是对这学期所学的有关机械原理知识的一次检验，更是一次实践，它让我们去亲自动手，去运用各种工具来解决问题，是一次比较综合的测试。在设计之前，我也浏览了机械原理并且仔细看了连杆及凸轮机构和齿轮机构，认为齿轮的最简单，不过老师分了凸轮机构（我认为最难的），也只好迎难而上，在设计的过程中反复翻看这部分内容，了解推杆的运动规律及凸轮的基圆半径r0磙子半径rr的选取和确定。感到所学的知识不能完全解决老师所布置的任务，所以又上网查找了有关这方面的知识，例如任意点压力角的公式，理论廓线任意点的曲率半径的公式等。而在推导了推杆的运动规律之后，用C语言编制程序是我们一大难题，这完全暴露了我们在大一时所学的C语言知识残缺。幸运的是，老师帮助了我们，他们加班加点的指导我们的设计，有的老师还说晚上也可以到他家里问，这让我感到了老师的伟大。这次设计还培养了我的合作意识，在实际设计中，确实存在着一个人不太可能完成的事情。一贯独立的我也获得了许多同学的帮助和好几名老师的指导，并且深深的感到了责任的重大，想做一名优秀的设计者，需要多方面的知识以及对问题的深入思考，从这次设计中也学到了一些课本以外的知识。这次课程设计对我大三学习的规划大有益处。6参考文献机械原理孙恒，陈作模，葛文杰，高等教育出版社，2006.5机械原理课程设计，辽宁工程技术大学机械设计基础教研室， 2006.11机械原理课程设计指导书 徐萃萍 冷兴聚机械原理电算课程设计指导书冷兴聚C程序设计 谭浩强 C语言典型零件CAD王占勇 计算机图形学 罗笑南 王若梅专心-专注-专业
