机械原理课程设计凸轮设计

1、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 08-32010年 7月 15日辽宁工程技术大学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：C6 52/工件145h6 C5BB673n274工作台27'2z"D1'8O"n2O2A 18'棘轮12932 O1310A11O'99O81114电动机O4E10Fz' z1 z12三、工作条件已知：摆杆 9 为等

2、加速等减速运动规律，其推程运动角，远休止角s ，回程运动角' ，摆杆长度 l 09 D ，最大摆角m ax ，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°mm°maxlO9 DS1471751250000五、 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：2010年 07月 10 日完成日期：2010年 07月 16 日目录一设计任务及要求-2二数学模型的建立-2三程序框

3、图-5四程序清单及运行结果-6五设计总结-14六参考文献-15一 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 =70 ，远休止角s=10 ，回程运动角? =70 ，摆杆长度 l 09D =125, 最大摆角 max =15 ，许用压力角 =40 ，凸轮与曲线共轴。（ 1） 要求：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。二 机构的数学模型1 推程等加速区当0/2时角位移m1 2max2 /2角速度4max/2角加速度4 max

4、/2 推程等减速区当 / 2时角位移m1max2 max () 2 /2角速度4max () /2角加速度42max /23 远休止区当s 时角位移 m1max角速度0角加速度04 回程等加速区当ss/ 2 时角位移m1max2 max (s )2 /2角速度4max (s ) /2角加速度4max /25 回程等减速区当s/ 2s时角位移m12 max (s) 2/2角速度4max (s) /2角加速度4max /26 近休止区角位移m10角速度0角加速度0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

5、作图可看出，此时滚子中心应处于 B 点,其直角坐标为：xa sinl sinya cosl cos00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 rr 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 tgdx / dydx / d /dy / dsin / cos根据上式有： dx / dacosl cos01d/ ddy / da sinl sin01d/ dsindx / d/dx / d可得cosdy / d/dx / d22dy / d22dy / d实际轮廓线上

6、对应的点B(x,y) 的坐标为x x1 rr cosy y1 rr sin此即为凸轮工作的实际廓线方程，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判断压力角，曲率半径四 程序清单及运行结果#include<math.h>#include<dos.h>#include<graphics.h>#include<conio.h>#include<stdio.h>#define l 125.0#define Aa 40#

7、define r_b 50#define rr 7.5#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=70,Q_s=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

8、*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_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

9、_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); 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_Q

10、2=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(240+L*sin(5

11、0*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)-

12、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=y1+rr*dx/sqrt(dx*

13、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<=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

14、_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/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)*po

15、w(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-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(10

16、0+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_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

17、,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),300,(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)/p

18、ow(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),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

19、=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,t,choice,x_1,y_1,flag=1;double QQ13,aa;FILE *f1;if(f1=fopen("liminghao.txt","w")=NULL)printf("liminghao.txt cannot open!n");exit(0);initgraph(&a

20、mp;gd,&gm," ");cleardevice();for(t=0;!kbhit();t+)for(;t>360;)t-=360;if(flag=1)for(L=l-r_b+70;L<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);/*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/

21、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(aa<=Aa&&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)

22、,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);line(100,80,98,90);line(100,80,102,90);li

23、ne(520,298,530,300);line(520,302,530,300);setcolor(2);outtextxy(300,150,"The analysis of the worm gear's movement");printf("nnnnnQ(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);closegraph();角度10倍角位移104.8 倍角速度108.5 倍角加速度235-360 0.0000000.0000000.000000五 总结机械原理课程设计是工科院校学生在大学期间利用已学过的知识和计算机工具第一次比较全面的，具有