機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 牛頭刨床凸輪機(jī)構(gòu)

1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書（二）姓名 柳柏魁 專業(yè) 液壓傳動(dòng)與控制 班級(jí) 液壓09-1 學(xué)號(hào) 0907240110 一、設(shè)計(jì)題目：牛頭刨床凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)二、系統(tǒng)簡(jiǎn)圖：三、工作條件已知：擺桿9為等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律，其推程運(yùn)動(dòng)角，遠(yuǎn)休止角，回程運(yùn)動(dòng)角，擺桿長(zhǎng)度，最大擺角，許用壓力角（參見表2-1）；凸輪與曲柄共軸。四、原始數(shù)據(jù)凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)°°1513542751070五、要求：1）計(jì)算從動(dòng)件位移、速度、加速度并繪制線圖。 2）確定凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸，選取滾子半徑，畫出凸輪實(shí)際廓線，并按比例繪出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。以上內(nèi)容作在A2或A3圖紙上。3）編寫出計(jì)算說明書。指導(dǎo)教師：開始日期： 2

2、011 年 6 月 26 日 完成日期： 2011 年 7 月 1 日目 錄 1 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求-2 數(shù)學(xué)模型的建立-3 程序框圖-4 程序清單及運(yùn)行結(jié)果-5 設(shè)計(jì)總結(jié)-6 參考文獻(xiàn) -1設(shè)計(jì)任務(wù)與要求已知擺桿9為等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律，其推程運(yùn)動(dòng)角=75，遠(yuǎn)休止角s=10，回程運(yùn)動(dòng)角=70，擺桿長(zhǎng)度l09D=135,最大擺角max=15，許用壓力角=42，凸輪與曲線共軸。要求：（1） 計(jì)算從動(dòng)件位移、速度、加速度并繪制線圖（用方格紙繪制），也可做動(dòng)態(tài)顯示。（2） 確定凸輪的基本尺寸，選取滾子半徑，畫出凸輪的實(shí)際廓線，并按比例繪出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。（3） 編寫計(jì)算說明書。2數(shù)學(xué)模型（1） 推程等加速

3、區(qū)當(dāng)時(shí) （角位移） （角速度）（角加速度）（2） 推程等減速區(qū)當(dāng)時(shí) （角位移） （角速度） （角加速度）（3） 遠(yuǎn)休止區(qū)當(dāng)時(shí) （角位移） （角速度）（角加速度）（4） 回程等加速區(qū)當(dāng)時(shí) （角位移）（角速度）（角加速度）（5） 回程等減速區(qū)當(dāng)時(shí) （角位移）（角速度） （角加速度）（6） 近休止區(qū)（角位移） （角速度）（角加速度）如圖選取xOy坐標(biāo)系，B1點(diǎn)為凸輪輪廓線起始點(diǎn)。開始時(shí)推桿輪子中心處于B1點(diǎn)處，當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過角度時(shí)，擺動(dòng)推桿角位移為，由反轉(zhuǎn)法作圖可看出，此時(shí)滾子中心應(yīng)處于B點(diǎn),其直角坐標(biāo)為：因?yàn)閷?shí)際輪廓線與理論輪廓線為等距離，即法向距離處處相等，都為滾半徑rT.故將理論廓線上的點(diǎn)沿其法向

4、向內(nèi)測(cè)移動(dòng)距離rT即得實(shí)際廓線上的點(diǎn)B(x1,y1).由高等數(shù)學(xué)知，理論廓線B點(diǎn)處法線nn的斜率應(yīng)為 根據(jù)上式有： 可得 實(shí)際輪廓線上對(duì)應(yīng)的點(diǎn)B(x,y)的坐標(biāo)為此即為凸輪工作的實(shí)際廓線方程，式中“-”用于內(nèi)等距線，“+”于外等距線。3程序框圖輸出數(shù)據(jù)，結(jié)束程序調(diào)用子函數(shù)，畫線圖畫坐標(biāo)系清屏畫擺桿磙子圓心坐標(biāo)值清屏調(diào)用子函數(shù)，畫圓心及實(shí)際包絡(luò)線軌跡調(diào)用子函數(shù)1，對(duì)凸輪分段符合判斷壓力角，曲率半徑理論廓線曲率半徑取壓力角調(diào)用子函數(shù)1，帶出數(shù)值初始角判斷中心距范圍輸入：遠(yuǎn)休止，近休止，擺長(zhǎng)定義主函數(shù)開始 程序清單及運(yùn)行結(jié)果4程序清單及運(yùn)行結(jié)果#include<math.h>#inclu

5、de<dos.h>#include<graphics.h>#include<conio.h>#include<stdio.h>#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=

6、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_

7、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);

8、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

9、,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(

10、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=

11、(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

12、=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+

13、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

14、-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

15、_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),3

16、00,(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

17、+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,

18、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

19、<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);/*壓力角*/pr=(pow(L*L+l*l*(1+QQ11)*(1+QQ11)-2.0*L*l*(1+QQ11*cos(Q_a+QQ10),3.0/2)/*曲率半徑*/(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&

20、&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),

21、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&#

22、39;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

23、);closegraph();運(yùn)行結(jié)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 5.333333 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 64.21898

24、740 84.666664 102.781303 64.21898745 102.000000 88.098267 -64.21898750 116.666664 73.415222 -64.21898755 128.666672 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 0.0000

25、0085 150.000000 0.000000 0.00000090 148.469391 -16.855536 -73.72077995 143.877548 -33.711071 -73.72077995 143.877548 -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 73.72