机械原理课程设计牛头刨床凸轮机构

机械原理课程设计任务书（二）

姓名柳柏魁专业液压传动与控制班级液压09-1 学号0907240110

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：2011 年 6 月26 日完成日期：2011 年7 月 1 日

目录

1．设计任务及要求------------------------------ 2．数学模型的建立------------------------------ 3．程序框图--------------------------------------- 4．程序清单及运行结果------------------------ 5．设计总结--------------------------------------- 6．参考文献--------------------------------------

1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φ=75，远休止角φs =10，回程运动角φ΄=70，摆杆长度l 09D =135,最大摆角φmax =15，许用压力角[α]=42，凸轮与曲线共轴。 要求：

（1） 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。

2数学模型

（1） 推程等加速区

当2/0ϕδ≤≤时 22max /21ϕδϕ=m （角位移） 2max /4ϕδϕω=（角速度）

2max /4ϕϕε=（角加速度）

（2） 推程等减速区

当ϕδϕ≤<2/时 22max max /)(21ϕδϕϕϕ--=m （角位移）

2max /)(4ϕδϕϕω-=（角速度） 2max /4ϕϕε-=（角加速度）

（3） 远休止区

当s ϕϕδϕ+≤<时 max 1ϕ=m （角位移） 0=ω （角速度）

0=ε（角加速度）

（4） 回程等加速区

当2/ϕϕϕδϕϕ'++≤<+s s 时 22max max /)(21ϕϕϕδϕϕ'---=s m （角位移）

2max /)(4ϕϕϕδϕω'---=s （角速度）2max /4ϕϕε'-=（角加速度）

（5） 回程等减速区

当ϕϕϕδϕϕϕ'++≤<'++s s 2/时 22max /)(21ϕδϕϕϕϕ'-'++=s m （角位移）

2max /)(4ϕδϕϕϕϕω'-'++-=s （角速度） 2max /4ϕϕε'=（角加速度）

（6） 近休止区

01=m （角位移） 0=ω（角速度）

0=ε（角加速度）

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，由反转法作图可看出，此时滚子中心应处于B 点,其直角坐标为：

()()

00cos cos sin sin ϕϕδδϕϕδδ++-=++-=l a y l a x

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rT 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 ()()θθδδθcos /sin ////=-==d dy d dx dy dx tg 根据上式有：

()()()()

δϕϕϕδδδδϕϕϕδδδd d l a d dy d d l a d dx /1sin sin //1cos cos /00++++-=+++-=

可得 ()()()()()()

2

22

2////cos ///

/sin δδδθδδδθd dy d dx d dy d dy d dx d dx +-=+=

实际轮廓线上对应的点B(x,y)的坐标为

θ

θsin 1cos 1T T r y y r x x ==

此即为凸轮工作的实际廓线方程，式中“-”用于内等距线，“+” 于外等距线。

3程序框图

程序清单及运行结果

4程序清单及运行结果#include

#include

#include

#include

#include

#define l 135.0

#define Aa 42

#define r_b 40

#define rr 8

#define K (3.1415926/180)

#define dt 0.25

float Q_max,Q_t,Q_s,Q_h;

float Q_a;

double L,pr;

float e[1500],f[1500],g[1500];

void Cal(float Q,double Q_Q[3])

{

Q_max=15,Q_t=75,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;

}

}

void Draw(float Q_m)

{

float tt,x,y,x1,y1,x2,y2,x3,y3,x4,y4,dx,dy;

double QQ[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);