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机械原理课程设计报告 专 业 班 级 机械* 班 级 序 号 * 学 生 姓 名 * 2012 2013 学年 第 2 学期长江大学机械工程学院一、 原始数据:班级序号柱塞行程S(mm)偏心距e(mm)最大压力角()柴油机转速c(rmp)冲次N(冲/分)柱塞直径d2(mm)排出压力P1(MPa)十字头导轨摩擦系数f十字头质量ms(kg)曲柄质量mQ(kg)连杆质量m2(kg)1630542056130011570400.15506050二、 往复泵传动方案设计:(1) 齿轮设计采用压力角为20的直齿圆柱齿轮,根据相关资料查得:齿轮的最小齿数不得小于17,否则会发生根切,且直齿圆柱齿轮的传动比一般在3-6,最大不会超过8(2) 齿轮传动的基本简图:(3)传动比的具体分配方案:依题意有:n1=1300r/min,n4=115r/min I14=(-1)mZ2Z3Z4/Z1Z2Z3=Z4/Z1=n1/n4=1300/115=260/23因为传动比大于8,所以应采取如图分级传动,在此,取齿轮1的齿数为23,则齿轮4的齿数为260,具体传动比分配如下: I12=Z2/Z1=5=n1/n2Z2=115,n2=260r/min 2和3在同一根轴上,则有:n3=n2=260r/min I34=Z4/Z3=n3/n=2.261Z3=115,n4=115r/min综上所述:传动比的分配方案为,I12=5,I34=2.261三、曲柄滑块机构的设计(使用到VB)如图所示:点B运动到B1、B2位置是曲柄滑块机构运动的两极限位置,当点B运动到B3位置(B3在A点正下方),压力角取最大值。由几何关系有: Sin(max)=( LAB+e)/ LBC(LAB+ LBC)2-e2=( LBC - LAB)2-e21/2+s2整理得:LBC=( LAB+e)/ sin(max)LBC=(4S2LAB2-4S2e2- S4)/(16LAB2-4S2)1/2VB程序编写Private Sub Command1_Click()Const PI = 3.141592e = 20s = 305a = 56Text1 = Val(Text2) * Sin(a * PI / 180) - eText2 = Sqr(4 * s * s * Val(Text1) * Val(Text1) - 4 * s * s * e * e - s * s * s * s) / (16 * Val(Text1) * Val(Text1) - 4 * s * s) End Sub截图所以 Lab =108.62mm,Lbc=155.14mm四、往复泵的运动分析:整个曲柄滑块机构在任意角处的运动简图如下:(P为速度瞬心)0由图可知:d=(L-R)2-e2)1/2=42.00mm, 1=2N/60=12.04, 1LAB=2LBP,则:2=Rcos1/Lcos(1)位置分析:有几何关系有:x=Rcos+Lcos+d其中,Rsin+e=Lsin故:sin= (Rsin+e)/L , cos=1-(Rsin+e)2/L21/2因此,x=Rcos+L1-(Rsin+e)2/L21/2+d(2)速度分析:V=dx/dt=-Rsin1-Lsin2 =-Rsin1- LsinRcos1/Lcos =-Rsin1-(Rsin+e)Rcos1/L)/1-(Rsin+e)2/L21/2(3)加速度分析;a=dv/dt=-R12cos-L(cos22+sin)=R1(-sincos1+ sincos2)/(Lcos2) =R1-sin1-(Rsin+e)2/L21/21+(Rsin+e)/L cos2/ L1-(Rsin+e)2/L2因此,a=-R12cos-L(cos22+sinR1-sin1-(Rsin+e)2/L21/21+(Rsin+e)/L cos2/ L1-(Rsin+e)2/L2)(4)表格数据如下: S mmV mm/sa mm/s20304.405-170.026-15742.82915 294.350-750.484-15206.40630272.195-1271.749-13633.69445239.983-1663.000-11131.86860201.412-1841.732-7871.42775162.065-1722.642-4074.56090128.706-1307.546-1.995105105.849-803.3424074.52012092.812-423.0017871.38913586.399-186.14611131.84015084.094-35.79413633.67316584.55073.64915206.39518087.205170.02515742.82919587.205 272.30315206.41721099.209396.99213633.715225109.536560.76011131.899240123.980777.1267871.465255143.6921041.6344074.601270169.3021307.5405.986285199.9071484.340-4074.478300232.5801487.604-7871.355315263.1191288.388-11131.812330287.309910.558-13633.651345129.914404.540-15206.385360129.914-170.014-15742.829(5)运动线图a.位移图(横坐标为,纵坐标为S/dm):程序:Private Sub Command1_Click()Dim x!, y!Scale (-8, 4)-(8, -4)Line (-8, 0)-(8, 0)Line (0, 4)-(0, -4)CurrentX = 6.2: CurrentY = -0.2: Print X/radCurrentY = 3.9: CurrentX = 0.2: Print Y/dmFor x = 0 To 6.283 Step 0.0001 y = 1.0862 * Cos(x) + 1.5514 * Sqr(1 - (1.0862 * Sin(x) + 0.2) * (1.0862 * Sin(x) + 0.2) / (1.5514 * 1.5514) + 0.42 PSet (x, y)Next xEnd Sub截图:b.速度图(横坐标为,纵坐标为V(单位:dm/s))程序:Private Sub Command1_Click()Dim x!, y!, n!, m!Scale (-8, 15)-(8, -15)Line (-8, 0)-(8, 0)Line (0, 15)-(0, -15)CurrentX = 6.2: CurrentY = 0.2: Print X/radCurrentY = 15: CurrentX = 0.2: Print Y dm/sFor x = 0 To 6.283 Step 0.0001 n = (1.0862 * Sin(x) + 0.2) / 1.5514 m = 1.0862 * Cos(x) * 12.04 / (1.0862 * Sqr(1 - n * n) y = (-1.0862) * Sin(x) * 12.04 - 1.0862 * n * m PSet (x, y)Next xEnd Sub截图c.加速度图(横坐标为,纵坐标为a(单位:m/s2)程序:Private Sub Command1_Click()Dim x!, y!, n!, m!, w!Scale (-8, 20)-(8, -20)Line (-8, 0)-(8, 0)Line (0, 20)-(0, -20)CurrentX = 6.2: CurrentY = 0.2: Print X/radCurrentY = 20: CurrentX = 0.2: Print Y m/s2For x = 0 To 6.283 Step 0.0001 n = (0.10862 * Sin(x) + 0.02) / 0.10862 m = 0.10862 * Cos(x) * 12.04 / (0.10862 * Sqr(1 - n * n) w = 0.10862 * 12.04 * (-Sin(x) * Sqr(1 - n * n) * 12.04 + n * Cos(x) * m) / (0.10862 * (1 - n * n) y = (-0.10862) * 12.04 * 12.04 * Cos(x) - 0.10862 * (Sqr(1 - n * n) * m * m + n * w) PSet (x, y)Next xEnd Sub截图五、曲柄滑块机构的动力分析: 六、附件a.位移计算编程及截图:程序:Private Sub Command1_Click()Const PI = 3.14159Dim m!m = PI * Val(Text1) / 180Text2 = Val(108.6 * Cos(m) + 155.1 * Sqr(1 - (108.6 * Sin(m) + 20) * (108.6 * Sin(m) + 20) / (155.1 * 155.1) + 42#End SubPrivate Sub Command2_Click()Text1 = Text2 = End Sub截图b.速度计算及截图:Private Sub Command1_Click()Const PI = 3.14159Dim m!m = PI * Val(Text1) / 180Text2 = (-108.6) * Sin(m) * 12.04 - (108.6 * Sin(m) + 20) * 108.6 * Cos(m) * 12.04 / 155.1) / Sqr(1 - (108.6 * Sin(m) + 20) * (108.6 * Sin(m) + 20) / (155.1 * 155.1)End SubPrivate Sub Command2_Click()Text1 = Text2 = End Sub截屏c.加速度计算及截图:程序:Private Sub Command1_Click()Const PI = 3.14159Dim m!m = Val(Text6) * PI / 180Text1 = Val(108.7 * Sin(m) + 18) / 154.6)End SubPrivate Sub Command2_Click()Const PI = 3.14159Dim m!m = Val(Text6) * PI / 180Text2 = Val(Sqr(1 - Val(Text1) * Val(Text1)End SubPrivate Sub Command3_Click()Const PI = 3.14159Dim m!m = Val(Text6) * PI / 180Text3 = 108.6 * Cos(m) * 12.04 / (155.1 * Val(Text2)End SubPrivate Sub Command4_Click()Const PI = 3.14159Dim m!m = Val(Text6) * PI / 180Text4 = 108.6 * 12.04 * (-Sin(m) * Val(Text2) * 12.04 + Val(Text1) * Cos(m) * Val(Text3) / (155.1 * Val(Text2) * Val(Text2)End SubPrivate Sub Command5_Click()Const PI = 3.14159Dim m!m = Val(Text6) * PI / 18
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