河北工程大学机械原理内燃机课程设计郑新波

机械原理课程设计任务说明书

指导教师郝爱云

班级10级机制十班

姓名郑新波

学号*********

目录

第1章设计要求

1.1 设计题目 (1)

1.2 机构示意图 (1)

1.3 原始数据 (1)

第2章齿轮机构传动设计

2.1机构传动比 (2)

2.2齿轮变位系数的选择 (2)

2.3齿轮基本参数的计算 (2)

2.4主要计算结果 (5)

第3章连杆机构设计和运动分析

3.1杆件尺寸确定 (6)

3.2解析法分析机构运动 (6)

3 .3图解法分析机构的三个瞬时位置 (7)

第4章凸轮机构设计

4.1解析法分析凸轮运动 (9)

4.2解析法求凸轮理论轮廓曲线 (10)

4.3解析法求凸轮实际轮廓曲线 (11)

附录A：理论轮廓线坐标程序

附录B：实际轮廓数据：

附录C：电算源程序(MATLAB)

附录D：滑块、凸轮运动曲线图

附件E：图解法分析连杆机构

附件F：图解法分析凸轮轮廓曲线

第1章设计要求

1.1 设计题目

内燃机机构设计及其运动分析

1.2 机构示意图

该机构由气缸（机架）中活塞（滑块B）驱动曲柄，曲柄轴上固联有齿轮1，通过齿轮2驱动凸轮上齿轮3，凸轮控制配气阀推杆运动。

1.3 原始数据

方案号：7

活塞冲程H：245mm 齿轮转速:650rpm

齿轮:26 齿轮:14 齿轮:46 模数m:4mm

距离:65mm 距离:110mm 基圆半径:35mm

升程角\deg：65 远休止角\deg：20 回程角\deg：55

近休止角\deg：220 汽阀冲程h：10mm

齿轮参数：压力角，齿顶高系数顶隙系数。气阀推杆运动规律：升程和回程均为简谐运动。

第2章 齿轮机构传动设计

2.1机构传动比

54.026

14

122112-=-=-==z z i ωω 29.314

462

33

223

-=-=-==z

z i ω

ω

78.1231213=⨯=i i i

2.2齿轮变位系数的选择

由于齿轮2的齿数为14，小于标准齿轮不发生根切的最少齿数17， 因此需要变位。

0.1764717

14171717*2=-=-≥a h z x

取0.17647,021==x x ，03=x 2.3齿轮基本参数的计算 啮合角

o o

o inv inv z z x x inv 33.202014260.1764720tan 2)(tan 212

212112='++⨯=+++='ααααo o

o inv inv z z x x inv 73.202060140.17647

20tan 2)(tan 223

323223='++⨯=+++='αααα

标准中心距

()80)2614(421

21121212=+⨯=+=+=z z m r r a

()120)4614(42

1

21323223=+⨯=+=+=z z m r r a

实际中心距

mm a a a a o

o

169.8033.20cos 20cos 80cos cos cos cos 121212121212

=='⋅='⋅='⋅'αααα mm a a a a o

o

569.12073

.20cos 20cos 120cos cos cos cos 232323232323

=='⋅='⋅='⋅'αααα 中心距变位系数

ym a a +='

m a

a y -'=

04225.04

80169.801212

12=-=-'=m a a y

14225.04

120569.1202323

23=-=-'=m a a y

()13422.004225.00.176********=-=-+=∆y x x y ()03422.014225.00.176********=-=-+=∆y x x y

y 23∆

∴齿高变动系数y ∆=13422.012=∆y

分度圆半径与节圆半径相等

mm

m z r mm

m z r mm

m z r 922

1842282

5625221042332211=========

基圆半径

mm

r r mm r r mm r r b b b 452.8620cos 9220cos 311.2620cos 2820cos 48.86420cos 5220cos 332211=⨯=︒==⨯=︒==⨯=︒=

分度圆的齿厚

28

.62

4tan 22 6.79

20tan 0.176474224tan 2228

.624

tan 22332211=⨯=+==︒⨯⨯⨯+⨯=+==⨯=

+=

παππαππαπm x m s m x m s m x m

s

齿顶圆半径

mm y x h z r a mm m y x h z r a mm m y x h z r a a a a a a a h r h r h

r 46.954)13422.012

46()2(3

17.324)13422.0176475.01214()2(246.554)13422.01226()2(1313

3212

2111

1

=⨯-+=∆-++=+==⨯-++=∆-++=+==⨯-+=∆-++=+=*

*

*

齿根圆半径

mm

m c h z r a f 474)25.0*1113(2**11=⨯--=⨯⎪⎭

⎫ ⎝⎛--=

()

mm

m

x c h z r a f 412.474)17647.0225.02214(222**

22=⨯⨯+⨯--=⨯+--=mm

m

c h z r a f 874)25.01123(2**33=⨯⨯--=⎪⎭

⎫ ⎝⎛--=

齿顶圆上的压力角

o

o

a a r r 28.23)46

.5520cos 52arccos()cos arccos(111===ααo

o

a a r r 35.13)17

.3220cos 28arccos()cos arccos(222

===αα