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设计思想及数学模型的建立 2
程序框图 6
程序清单及运行结果 7
总结 18
参考文献 18
一、设计任务及要求
机械原理课程设计任务书(大)
XXX专业机械电子工程班级机电XX-X学号XX
一、设计题目:单缸四冲程柴油机凸轮机构设计
二、系统简图:
三、工作条件
已知:从动件冲程为h=20mm,推程的许用压力角la]=30。,回程的许用压力角[J=75。,推程运动角甲=50。,远休止角中=10〃,回程
S
运动角甲'=50。,从动件的运动规律。
四、要求:
1)计算从动件位移和速度。绘制线图(坐标级或计算机绘制)。
2) 用计算机语言按照许用压力角确定凸轮机构的基本尺寸,选滚子半径,画凸轮的实际轮廓曲线,并按比例绘出机构运动简图(A2图纸)。
3) 编写出计算说明书。
指导教师:YYYYY
开始日期:XX年XX月XX日
完成日期:XX年XX月XX日。
二、设计过程及数学模型的建立
2・1、设计思想
1)首先,任取一个基圆半径ro,计算出位移s、速度v、加速度a画出位移,、速度v、加速度a随旋转角5变化的曲线图;其次,把圆周分为72等价,算出静态时的凸轮理论和实际轮廓线各点坐标值,将其分别放人乂[]、尸[]、乂乂[]、尸尸[]数组中;然后,再利用坐标旋转(x=x*cos0+y*sin0;y=x*sin0-y*cos0),从而模拟出凸轮的运动。

因为基圆半径r0m35mm,所以选基圆半径r0=40mm。

推程时:
等加速:0w5w5n/36
2h§2v_4^8 街?2
, ,
等减速:5n/36w5w5n/18
,2h$-8*s_h- ±
6
远休止:
s=h, v=0, a=0
回程时:等加速:0WSw5n/36
4hs8
等减速:5n/36wsw5n/18
2h®—8)2 _4hs如-8) 4hs2
s_M,v_— 6f2 ,a_~6"^
件运动规律为s=s(5),基圆半径为r0,滚子半径为Rt,偏心距为e,设计盘行凸轮机构。
如图,选取xOy坐标系,B0点为凸轮轮廓线起点。开始时滚子中心处于B0,§处,当凸轮转过5角度时,推杆位移为,。由反转法作图可看出,此时滚子中心处于B,§,其坐标为
x=(r0+s)sin5,
y=(r0+s)cos5(1)
即凸轮的理论轮廓线方程。
因为实际轮廓线与理论轮廓线为等距线,即法向距离处处相等,都为滚子半径Rt。故将理论轮廓线上的点沿法向内侧移动距离Rt,即得实际轮廓线上的点B'(x',v')。由高等数学知,理论轮廓线B点处法线nn的斜率(与切线斜率互为负倒数)应为
dx
tan6=—dX=~至二顼(2)
dydy cos0
dS
根据(1)式子有
华=*sinS+(r+s)cosSo\
dSdSo (o)
dy=挡cosS-(r+s)sinS/o\dSdS o(o)
可得
sin0=
住dsj
(4)
cos5M儒""幻(4)
实际轮廓线上对应点B'(x‘y)的坐标为
x'=x-rTCOSO(5)
y,=y-rTsin0
三、程序框图
凸轮工作一周时,5从0到2n变化,每一个5对应一个轮廓上的点,所以有无穷多点,计算机编程时不能都计算出来,只能计算出有限多个点,首先应将0到2^离散为村个点,5i=2n/N,(I=0,1,2……,N-1),N越大,则精度越高。
输入从动件运动规律s=s(5)
输入精度控制数N
输入基圆半径『0,滚子半径Rt,偏置距e
作循环,for(I=0;j<=N-1;j++)
求B(x,y)坐标,注意到5i=2n/N,(I=0,1,2……,N-1)
手算ds/d5表达式,并带入(4)式
求B,(x,y)
存储计算结果
输出计算结果
建立坐标轴
绘制凸轮轮廓曲线
四、程序清单及运行结果
#include<>
#include<>
#include<>
#include<>
#include<>
#
#defineh20
#
#
intplot(s,x,y,xx,yy)
floats[75],x[75],y[75],xx[75],yy[75];
{inti,j,n=73,gd=DETECT,gmode=0,linestyle,k;
floatdt;
initgraph(&gd,&gmode,"c:\\tc");
for(k=0;k<3;k++)
{for(j=0;j<n;j++)
{delay(1000);
dt=*p*j;
cleardevice();
setlinestyle(2,4,1);
line(200,250,400,250);
line(300,150,300,350);
setlinestyle(0,4,1);
setcolor(4);
circle(2*(x[0])+300,2*(-y[0])+250-2*s[j],2*10);
line(2*(x[0])+300,150,2*(x[0])+300,40*(-y[0])+25040*s[j]);
setcolor(1);
setcolor(11);
circle(300,250,2*40);
moveto(2*(xx[0]*cos(dt)+yy[0]*sin(-dt))+300,2*(-(yy[0]*cos(dt)-xx[0]*sin(-dt)))+250);
setcolor(4);
for(i=0;i<n;i++)
{
lineto(2*(xx[i]*cos(dt)+yy[i]*sin(dt))+300,2*(yy[i]*cos(dt)-xx[i]*sin(-dt))+250);
}
moveto(2*(x[0]*cos(dt)+y[0]*sin(-dt))+300,2*(-(y[0]*cos(dt)-x[0]*sin(-dt)))+250);
setcolor(5);
for(i=0;i<n;i++)
{
lineto(2*(x[i]*cos(dt)+y[i]*sin(-dt))+300,2*(-(y[i]*cos(dt)-x[i]*sin(-dt)))+250);
}
moveto(2*(x[0]*cos(dt)+y[0]*sin(-dt))+300,2*(-(y[0]*cos(dt)-x[0]*sin(-dt)))+250);
}
}
getch();}
main()
{intgd=DETECT,gm;
inti,j,mm;
float
s[75],t1,x[75],y[75],dx[75],dy[75],xx[75],yy[75],si[75],co[75],v[75],a[75],w=;
initgraph(&gd,&gm,"");
t1=;
for(i=0;i<6;i++)
{s[i]=2*h*t1*t1/((5*p/18)*(5*p/18));
x[i]=(r0+s[i])*sin(t1);
y[i]=(r0+s[i])*cos(t1);
dx[i]=(4*h*t1/((5*p/18)*(5*p/18)))*sin(t1)+(r0+s[i])*cos(t1);
dy[i]=(4*h*t1/((5*p/18)*(5*p/18)))*cos(t1)-(r0+s[i])*sin(t1);
si[i]=dx[i]/sqrt(dx[i]*dx[i]+dy[i]*dy[i]);
co[i]=-dy[i]/sqrt(dx[i]*dx[i]+dy[i]*dy[i]);
xx[i]=x[i]-rt*co[i];
yy[i]=-(y[i]-rt*si[i]);
v[i]=4*h*w*t1/((5*p/18)*(5*p/18));
a[i]=4*h*w*w/((5*p/18)*(5*p/18));
t1=t1+*p;
}
for(i=6;i<11;i++)
{s[i]=h-2*h*(5*p/18-t1)*(5*p/18-t1)/((5*p/18)*(5*p/18));
x[i]=(r0+s[i])*sin(t1);
y[i]=(r0+s[i])*cos(t1);
dx[i]=(4*h*(5*p/18-t1)/((5*p/18)*(5*p/18)))*sin(t1)+(r0+s[i])*cos(t1);
dy[i]=(4*h*(5*p/18-t1)/((5*p/18)*(5*p/18)))*cos(t1)-(r0+s[i])*sin(t1);
si[i]=dx[i]/sqrt(dx[i]*dx[i]+dy[i]*dy[i]);
co[i]=-dy[i]/sqrt(dx[i]*dx[i]+dy[i]*dy[i]);
xx[i]=x[i]-rt*co[i];
yy[i]=-(y[i]-rt*si[i]);
v[i]=4*h*w*(5*p/18-t1)/((5*p/18)*(5*p/18));
a[i]=-4*h*w*w/((5*p/18)*(5*p/18));
t1=t1+*p;
}
for(i=11;i<13;i++)
{s[i]=h;
x[i]=(r0+s[i])*sin(t1);
y[i]=(r0+s[i])*cos(t1);
dx[i]=(r0+s[i])*cos(t1);
dy[i]=-(r0+s[i])*sin(t1);
si[i]=dx[i]/sqrt(dx[i]*dx[i]+dy[i]*dy[i]);
co[i]=-dy[i]/sqrt(dx[i]*dx[i]+dy[i]*dy[i]);
xx[i]=x[i]-rt*co[i];
yy[i]=-(y[i]-rt*si[i]);