机械原理课程设计 牛头刨床凸轮机构(16页).doc

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1、-机械原理课程设计任务书（二）姓名 柳柏魁 专业 液压传动与控制 班级 液压09-1 学号 0907240110 一、设计题目：牛头刨床凸轮机构设计二、系统简图：三、工作条件已知：摆杆9为等加速等减速运动规律，其推程运动角，远休止角，回程运动角，摆杆长度，最大摆角，许用压力角（参见表2-1）；凸轮与曲柄共轴。四、原始数据凸轮机构设计1513542751070五、要求：1）计算从动件位移、速度、加速度并绘制线图。 2）确定凸轮机构的基本尺寸，选取滚子半径，画出凸轮实际廓线，并按比例绘出机构运动简图。以上内容作在A2或A3图纸上。3）编写出计算说明书。指导教师：开始日期： 2011 年 6 月 2

2、6 日 完成日期： 2011 年 7 月 1 日目 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=75，远休止角s=10，回程运动角=70，摆杆长度l09D=135,最大摆角max=15，许用压力角=42，凸轮与曲线共轴。要求：（1） 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数学模型（1） 推程等加速区当时 （角位移） （

3、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）一、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rT

4、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，“+”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 程序清单及运行结果4程序清单及运行结果#include#include#include#include#incl

5、ude#define l 135.0#define Aa 42#define r_b 40#define rr 8#define K (3.1415926/180)#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=75,Q_s=10,Q_h=70;if(Q=0&QQ_t/2&QQ_t&QQ_t+Q_s&QQ_t+Q_s+Q_h/2&QQ_t+Q_s+Q_h&Q=360) Q_Q0=K*0; Q

6、_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(

7、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*c

8、os(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=

9、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=0)&(aQ_t/2)&(aQ_t)&(aQ_t+Q_s)&(aQ_t+Q_s+Q_h/2)&(aQ_t+Q_s+Q_h)&(a360;)t-=360;if(flag=1)for(L=l-r_b+70;Ll+r_

10、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(aarr)flag=0;break;if(f

11、lag=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(1

12、40+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 gears movement);printf(nnnnn Q(w,a);printf(

13、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();运行结果 角度 10倍角位移 104.8倍角速度 108.5倍角加速度0 0.000000 0.000000 64.2189875 1.333333 14.683043 64.21898710 5

14、.333333 29.366087 64.21898715 12.000000 44.049033 64.21898720 21.333334 58.732174 64.21898725 33.333332 73.415222 64.21898730 48.000000 88.098267 64.21898735 65.333336 102.781303 64.21898740 84.666664 102.781303 64.21898745 102.000000 88.098267 -64.21898750 116.666664 73.415222 -64.21898755 128.6666

15、72 58.732174 -64.21898760 138.000000 44.049133 -64.21898765 144.666672 29.366087 -64.21898770 148.666672 14.683043 -64.21898775 150.000000 0.000000 -64.21898780 150.000000 0.000000 0.00000085 150.000000 0.000000 0.00000090 148.469391 -16.855536 -73.72077995 143.877548 -33.711071 -73.72077995 143.877

16、548 -33.711071 -73.720779100 136.224487 -50.566605 -73.720779105 125.510201 -67.422124 -73.720779110 111.734695 -84.277672 -73.720779115 94.897957 -101.133209 -73.720779120 75.000000 -117.988747 -73.720779125 55.102039 -101.133209 73.720779130 38.256305 -84.277672 73.720779135 24.489796 -67.422142 7

17、3.720779140 13.775510 -50.566605 73.720779145 6.122449 -33.711071 73.720779150 1.530612 -16.855536 73.720779155 0.000000 -0.000000 73.720779160-360 0.00000000 0.0000000 0.00000005设计总结通常此次繁忙的机械原理课程设计，让我受益颇多。首先我对牛头刨床凸轮机构的运动有了更深入的了解，用解析法设计凸轮轮廓曲线，用数学建模的方法研究凸轮机构在推程，远休止，回程和近休止各个运动阶段的运动特征和运动规律 建立轮廓上点的坐标与凸轮

18、转角之间的对应关系。其次在设计凸轮机构中，我学习到了许多C语言知识例如用于画图的许多函数，并且充分认识到C语言程序的机械设计中的重要作用，用程序进行运动状态的分析可以为我们的设计提供相当好的辅助，也是我们设计的关键环节，直接决定了我们设计的机构的可行性，促使我要更好的掌握C语言，提升自己的各方面能力。最后，在课程设计过程中，我发现了自己的不足之处和扎实基础知识的重要性，也考验了我将理论转化为实际的能力和综合分析能力，让我对未来有了明确的努力方向，激励我完善我的各方面能力。我同时也得到了许多同学和老师的帮助，让我深刻的体会到团结协作的重要性，每个人都有自己精通的方面，在合作过程中可以使我们自己的能力和知识得到提高，顺利完成课程设计的任务。6参考文献1机械原理孙恒，陈作模，葛文杰，高等教育出版社，2006.52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2011.63C程序设计谭浩强， 清华大学出版社 1995.34计算机图形学罗笑南，王若梅，中山大学出版社，1996.105C语言典型零件CAD王占勇，东北大学出版社，2000.9-第 15 页-