机械原理课程设计 牛头刨床凸轮机构.docx

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1、机械原理课程设计 牛头刨床凸轮机构机械原理课程设计 设计题目 牛头刨床凸轮机构 班级 姓名 指导教师 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=75，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。 要求： 计算从动件位移、速度、加速度并绘制线图，也可做动态显示。 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。 编写计算说明书。 2数学模型 推

2、程等加速区 当0dj/2时 m1=2jmaxd2/j2 w=4jmaxd/j2 e=4jmax/j2 推程等减速区 当j/2dj时 m1=jmax-2jmax(j-d)2/j2 w=4jmax(j-d)/j2 e=-4jmax/j2 远休止区 当jdj+js时 m1=jmax w=0 e=0 回程等加速区 当j+jsdj+js+j/2时 m1=jmax-2jmax(d-j-js)2/j2 w=-4jmax(d-j-js)/j2e=-4jmax/j2 回程等减速区 当j+js+j/2dj+js+j时 m1=2jmax(j+js+j-d)2/j2 w=-4jmax(j+js+j-d)/j2 e=4

3、jmax/j2 近休止区 m1=0 w=0 e=0 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： x=asind-lsin(d+j+j0)y=acosd-lcos(d+j+j0)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 tgq=dx/dy=(dx/dd)/(-dy/dd)=sinq/cosq 根据上式有：

4、 dx/dd=acosd-lcos(d+j+j0)(1+dj/dd)dy/dd=-asind+lsin(d+j+j0)(1+dj/dd)(dx/dd)2+(dy/dd)2可得 22cosq=-(dy/dd)/(dx/dd)+(dy/dd)实际轮廓线上对应的点B(x,y)的坐标为 x=x1mrTcosqy=y1mrTsinqsinq=(dx/dd)/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 开始 定义主函数 输入：远休止，近休止，摆长 判断中心距范围 初始角 调用子函数1，带出数值 取压力角 理论廓线曲率半径 判断压力角，曲率半径 调用子函数1，对凸

5、轮分段 程序清单及运行结果 符合 调用子函数，画圆心及实际包络线轨迹 清屏 磙子圆心坐标值 画摆杆 清屏 画坐标系 调用子函数，画线图 输出数据，结束程序 4. 程序清单及运行结果 #include #include #include #include #include #define l 125.0 #define Aa 40 #define r_b 50 #define rr 7.5 #define K (3.1415926/180) #define dt 0.25 float Q_max,Q_t,Q_s,Q_h; float Q_a; double L,pr; float e1500,f

6、1500,g1500; void Cal(float Q,double Q_Q3) Q_max=15,Q_t=75,Q_s=10,Q_h=75; 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_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*

7、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(

8、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_

9、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,YELL

10、OW); 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_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+QQ

11、11)*(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(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(

12、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); lin

13、e(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(nnnnnnnnnnnnnnttttttttt); Curvel; getch; printf(nnnnnnnnnn); for(i=0;i=1440;i=i+20) delay(1000); printf(%d %f %f %f

14、n,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 10倍角速度 10倍角加速度 4.88.5175-360 0.00000000 0.0000000 0.0000000 5设计总结 通过这次设计，了解了当代机械已非简单的纯机械设计，今天的机械已和计算机紧密连接起来，通过对计算机的编程，实现机械设计的精确化、简单化、流程化。 本次设计对我以后的机械学习和设计有很大的帮助，在设计之出，自己对设计不是很了解，对一些参数不知道如何处理，例如基圆半径r

15、b、推杆的初始角度0、凸轮中心到固定铰支链中心的中心距a，对于这三个参数，自己不知道如何确定，最后通过查找资料和老师的指导，了解了所谓设计是在给定的条件下，通过对一些参数的设定来完成设计。 在设计中，掌握和了解了更多的计算机知识和应用方法，要用C语言作好一个凸轮程序要分许多步骤，第一要先确定其设计方法，从几个方法里找出较好的一个并进行一定的优化处理，找出一个较简单程序设计方法。 凸轮的基圆半径，推杆的滚子半径是设定的，而实际设计时要考虑机构的受力情况是否良好。我们首先找出摆杆的运动规律，然后根据其确定数学模型，在编写程序时，先写出程序框图然后在编写程序。在编写时要集中精力，不要中途停顿。因为长

16、时间不看就要把程序从头看起，很浪费时间。 从输出结果可以看出，在75-85度时，其处在远休止。在160-360时，此过程为进休止。进入休止时 ，其角速度为0。 通过这次设计，感触最深刻的一点就是了解计算机在机械行业中的有很重要的作用和地位，这次设计之后，自己对机械设计有一定的了解和认识，对以后的学习指明了学习方向，明白机械设计的一般方法和设计流程，相信这次设计会对我们未来的学习和工作有很大的帮助。 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，2006.5 2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 3C语言设计 谭浩强 清华大学出版社 1995.3 4C语言典型零件CAD 王占勇 东北大学出版社 2000.9 5计算机图形学 罗笑南 王若梅 中山大学出版社 1996