机械原理课程设计凸轮设计.docx

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机械原理课程设计凸轮设计
机械原理课程设计凸轮设计
机械原理课程设计
编程说明书
设计题目:牛头刨床凸轮机构
指导教师:王琦王春华
设计者:雷选龙
学号:0807100309
班级:机械08-3
2010年7月15日
辽宁工程技术大学
机械原理课程设计凸轮设计
机械原理课程设计凸轮设计
机械原理课程设计凸轮设计
机械原理课程设计任务书(二)
姓名雷选龙专业机械工程及自动化班级机械08-3班学号
0807100309
一、设计题目:牛头刨床凸轮机构设计
二、系统简图:
C
65
2
/
工件1
4
5
h
6C
5
B
B
6
7
3
n2
7
4
工作台
2
7'
2
z"
D
1'
8
O"
n2
O2
A1
8'
棘轮
12
9
3
2O
1
3
10
A
11
O'
9
9
O
8
1
11
4
电动机
O4
E
10
F
z'z1z
1
2
三、工作条件
已知:摆杆9为等加快等减速运动规律,其推程运动角
,远休止角
s,回程运动角
',
摆杆长度l09D,最大摆角
max,许用压力角
(拜见表
2-1);凸轮与曲柄共轴。
四、原始数据
凸轮机构设计
°
mm
°
maxlO9DS
1
4
7
1
7
5
125
0
0
0
0
五、要求:
1)计算从动件位移、速度、加快度并绘制线图。
)确立凸轮机构的基本尺寸,选用滚子半径,画出凸轮实质廓线,并按比率绘出机构
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:2010年07月10日达成日期:2010年07月16日
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目录
机械原理课程设计凸轮设计
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一

设计任务

及要

求
机械原理课程设计凸轮设计
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-----------------------------------------------2
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机械原理课程设计凸轮设计
二

数学模型

的建

立
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-----------------------------------------------2
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三程序框图
---------------------------------------------------
-----5
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机械原理课程设计凸轮设计
四

程序清

单及

运转结

果
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-----------------------------------------6
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五设计总结
---------------------------------------------------
----14
六参照文件
---------------------------------------------------
--15
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一设计任务与要求
已知摆杆9为等加快等减速运动规律,其推程运动角φ=70,远休止角φs=10,回程运动角φ?=70,摆杆长度l09D=125,最大摆角φmax=15,许用压力角[α]=40,凸轮与曲线共轴。
1)要求:计算从动件位移、速度、加快度并绘制线图(用方格纸绘制),也可做动向显示。
2)确立凸轮的基本尺寸,选用滚子半径,画出凸轮的实质廓线,并按比率绘出机构运动简图。
3)编写计算说明书。
二机构的数学模型
推程等加快区
当0/2时
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角位移
m12
max
2/
2
角速度
4
max
/
2
角加快度4max/
推程等减速区
当/2
时
角位移
m1
max
2max(
)2/
2
角速度
4
max(
)/
2
角加快度
4

2
max/

2
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远休止区
当
s时
角位移m1
max角速度
0角加快度
0
回程等加快区
当s
s
/2时
角位移
m1
max
2max(
s)2/
2
角速度
4
max(
s)/
2
角加快度
4
max/
2
回程等减速区
当s
/2
s
时
角位移
m1
2max(
s
)2
/
2
角速度
4
max(
s
)/
2
角加快度
4
max/
2
近休止区
角位移m10角速度0角加快度0
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如图选用xOy坐标系,B1点为凸轮轮廓线开端点。开始时推杆轮子中心处于B1点处,当凸轮转过角度时,摇动推杆角位移为,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:
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xasinlsin
yacoslcos

0
0
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由于实质轮廓线与理论轮廓线为等距离,即法向距离到处相等,(x1,y1).由高等数学知,理论廓线B点处法线nn的斜率
应为tgdx/dy
dx/d/
dy/d
sin/cos
依据上式有:dx/d
acos
lcos
0
1
d
/d
dy/d
asin
lsin
0
1
d
/d
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sindx/d/dx/d
可得
cosdy/d/dx/d

2
2
dy/d
2
2
dy/d
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实质轮廓线上对应的点B(x,y)的坐标为
x1rrcos
y1rrsin
此即为凸轮工作的实质廓线方程,式中“-”用于内等距线,“+”用
于外等距线。
三程序框图
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
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机械原理课程设计凸轮设计
判断压力角,曲率半径
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四程序清单及运转结果
机械原理课程设计凸轮设计
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#include<>
#include<>
#include<>
#include<>
#include<>
#
#defineAa40
#definer_b50
#
#defineK()
#
floatQ_max,Q_t,Q_s,Q_h;
floatQ_a;
doubleL,pr;
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floate[1500],f[1500],g[1500];
voidCal(floatQ,doubleQ_Q[3])
{
Q_max=15,Q_t=70,Q_s=10,Q_h=70;
if(Q>=0&&Q<=Q_t/2)
{
Q_Q[0]=K*(2*Q_max*Q*Q/(Q_t*Q_t));
Q_Q[1]=4*Q_max*Q/(Q_t*Q_t);
Q_Q[2]=4*Q_max/(Q_t*Q_t);
}
if(Q>Q_t/2&&Q<=Q_t)
{
Q_Q[0]=K*(Q_max-2*Q_max*(Q-Q_t)*(Q-Q_t)/(Q_t*Q_t));Q_Q[1]=4*Q_max*(Q_t-Q)/(Q_t*Q_t);Q_Q[2]=-4*Q_max/(Q_t*Q_t);}
if(Q>Q_t&&Q<=Q_t+Q_s)
{
Q_Q[0]=K*Q_max;
Q_Q[1]=0;
Q_Q[2]=0;
}
if(Q>Q_t+Q_s&&Q<=Q_t+Q_s+Q_h/2)
{
Q_Q[0]=K*(Q_max-2*Q_max*(Q-Q_t-Q_s)*(Q-Q_t-Q_s)/(Q_h*Q_h));Q_Q[1]=-4*Q_max*(Q-Q_t-Q_s)/(Q_h*Q_h);Q_Q[2]=-4*Q_max/(Q_h*Q_h);
}
if(Q>Q_t+Q_s+Q_h/2&&Q<=Q_t+Q_s+Q_h)
{
Q_Q[0]=K*(2*Q_max*(Q_h-Q+Q_t+Q_s)*(Q_h-Q+Q_t+Q_s)/(Q_h*Q_h));Q_Q[1]=-4*Q_max*(Q_h-Q+Q_t+Q_s)/(Q_h*Q_h);Q_Q[2]=4*Q_max/(Q_h*Q_h);
}
if(Q>Q_t+Q_s+Q_h&&Q<=360)
{
Q_Q[0]=K*0;
Q_Q[1]=0;
Q_Q[2]=0;
}
}
voidDraw(floatQ_m)
{
floattt,x,y,x1,y1,x2,y2,x3,y3,x4,y4,dx,dy;
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doubleQQ[3];
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+QQ[0]-tt*K);
y1=l*sin(Q_a+QQ[0]-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=(QQ[1]-1)*l*sin(Q_a+QQ[0]-tt*K)-L*sin(tt*K);
dy=(QQ[1]-1)*l*cos(Q_a+QQ[0]-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);
}
}
voidCurvel( )
{
intt;
floaty1,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,);y3=(4*Q_max*pow((dt*K),2)/pow(Q_t,2))*pow(10,);
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