机械原理课程设计报告凸轮设计

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 0807100309 专业 机械工程及自动化 班级机械08-3班学号 三、工作条件 摆杆长度I09D，最大摆角max，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 max*OgD 1 4 7 1 7 5 125 0 0 0 0 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。 -、设计题目 :牛头刨床凸轮机构设计 二、系统简图： C65 已知：摆杆9为等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， 指导教师： 开始日期：2010年07月10 g 完成日期：2010年07月16 B -15 程序框 程序清单及 - - - -6 设计总 14 弓录 一设计任务 - - - - - 2 及要求 运行结 -15 六参考 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(p=70，远休止角 卩=10，回程运动角(p?=70，摆杆长度I o9D=125最大摆角(p 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 希【J)，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。 机构的数学模型 1 推程等加速区 当0 /2时 角位移ml 2 max2/2 角速度4 max/2角加速度4 max/2 2 推程等减速区 当/2时 角位移 ml max 2 max( )? / ? 角速度4max( )/2角加速度4 max/$ 3 远休止区当s时 角位移FT11 max角速度0角加速度0 4回程等加速区 角速度4 max( s )/ 2角加速度4 max/2 当ss/2时 角位移 ml max 2 max( 角速度4max( 5回程等减速区 当s/2s时 角位移ml 2 max( s)2/2 )八角加速度4 max/ 6近休止区 角位移ml 0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，由反转法作图可看 出，此时滚子中心应处于B点,其直角坐标为： x asin Isin o y acos I cos o 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tg dx/dy dx/d / dy/d sin /cos ，”，.， dbod acos I cos Q 1 d /d 很抿上式灯 dy/d asin I sin o 1 d /d sin dx/ d / dx/d 2 dy /d 2 cos dy/d / dx/ d dy/d 可得 实际轮廓线上对应的点B(x,y)的坐标为 x x1 rr cos y y1 rrsin 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。 四程序清单及运行结果 #include #include #include #include #include #define I 125.0 #define Aa 40 #define r_b 50 #define rr 7.5 #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 e1500,f1500,g1500; void Cal(float Q,double Q_Q3) ( Q_rnax=15,Q_t=70,Q_s=10,Q_h=70; if(Q=0&Qv=Q_t/2) ( Q_Q0=K*(2*Q_max*Q*Q/(Q_t*Q_t); Q_Q1 =4*Q_max*Q/(Q_t*Q_tj; Q_Q2=4*Q_max/(Q_t*Q_t); if(QQ_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_tQ_t&Qv=Q_t+Q_s) Q_QO=K*Q_max; Q2QI=O； Q_Q2=0; if(QQ_t+Q_s&QQ_t+Q_s+Q_h/2&Qv=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(QQ_t+Q_s+Q_h&Qv=360) ( Q_QO=K*O; Q_Q1=0; Q_Q2=0; void Draw(float Q_m) ( 一 float tt,x,y,x1 ,y15x2,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(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(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=(QQ1-1)*l*sin(Q_a+QQ0-tt*K)-L*sin(tt*K);dy=(QQ1- 1 )*rcos(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=0; for(t=0;t=360/dt;t+) =0)&(av=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- 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(aQ_t/2)&(av=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_t52)*pow( 10,8.5); putpixel(100+a,300- yU); 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/25300,100+Q_t/2,300-y3); if(aQ_t)&(av=Q_t+Q_s) ( y1=Q_max*10; y2=o； y3=o； 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),300y3); if(aQ_t+Q_s)&(av=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,300-y1,1); putpixel(100+a,300-y2,2); putpixel(100+a,300-y3,4); line(100+Q_t+Q_s+Q_h ,300,(100+Q_t+Q_s+Q_h/2),300y3); line(100+Q_t+Q_s),300,(100+Q_t+Q_s),300-y3); uf(aQ_t+Q_s+Q_h/2) &(av=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- yU); 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 ,300,(100+Q_t+Q_s+Q_h ,300y3); if(aQ_t+Q_s+Q_h)&(av=360) yi=o； y2=o； y3=o； 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 i5t,choice,x_1 ,y_1 ,flag=1; double QQ13,aa; FILE *f1: if(f1=fopen(nliminghao.txtn,Hwn)=NULL) prin廿(liminghao.txt cannot open!rT); exit(O); initgraph(&gd,&gm, ”)； cleardevice(); for(t=0;!kbhit();t+) for(;t360;) t-=360; jf(flag=1) for(L=l-r_b+70;Ll+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-QQ1 0)/(L*sin(Q_a+QQ1 0);/* 压 力角*/ pr=(pow(L*L+l*l*(1 +QQ1 1)*(1 +QQ1 1)- 2.0*L*l*(1 +QQ1 1*cos(Q_a+Q Q1 0),3.0/2)/* 曲 率半径 */(1 +QQ1 1)*(2+QQ1 1 )*L*l*cos(Q_a+QQ1 0)+QQ1 2*L*l*sin(Q_a+Q Q1 0)- L*L-ITpow(1+QQ11),3); if(aarr) flag=O; break; if(flag=O) Cal(t,QQ1); Draw(t); cleardevice(); x_1 =240+L*sin(50*K)-l*cos(Q_a+QQ1 0+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)+rcos(Q_a+QQ1 0+40*K),480+2*L*cos(50*K)-y_ 1); lineto(140+L+rcos(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,nThe analysis of the worm gears movement); printf(nnnnn Q(w5a)n); printf (”nnnnnnnnnnnnnnttttttttt”)； Curvel(); getch(); printf(nnnnnnnnnnH); for(i=0;i=1440;i=i+20) ( delay(IOOO); printf(M%d %f %f %fnn,i/4,ei3fi,gi); fprintf(f 1 ,n%d %f %f %frT,i/4,ei,fi,gi) getch(); fclose(fl); closegraph(); 10倍角位移 1 4,8倍角速度 1 8-5倍角加速度 235-360 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，具有实际意义的课程设计，也是 机械原理课 程的一个重要的实践环节。 在设计之前，我按照老师的要求认真的阅读了机械原理课程设计这本 教材，在设计幵始的时候，我终于明白了提前预习的重要性。这次设计运用 到了很多以前学过的知识，在老师耐心帮助下完成了机构 运动简图。我又 学会了 Turbo C/C+软件的运用，又巩固了 CAXA的画图技巧，最重要的 也是最难的C语言编程在同组的同学帮助下顺利 的完成。C语言中遇到很 0.000000 0.000000 0.000000 多情况，比如头文件的辨别，定义与定位的技巧等等，又巩固了知识，也学 到了新知识。 在设计过程中培养了我的综合运用机械设计课程及其他课程理论知识 和利用生产时间知识来解决实际问题的能力，真正做到了学以致用。在此 期间我我们同学之间互相帮助，共同面对机械设计课程设计当中遇到的困 难，培养了我们的团队精神。在设计中有很多人的精神值得学习，比如 我的班长，人家的确有种耐得住寂寞的心态确实他 在学 习上取得了很多傲 人的成绩，但是我所赞赏的还是他追求的过程当遇到问题的时候，那种斟酌 的态度就值得我们每一位学习，人家是 在用心造就自己的任务，而且孜孜不 倦，追求卓越 在这些过程当中我充分的认识到自己在知识理解和接受应用方面的不 足，特别是自己的系统的自我学习能力的欠缺，将来要进一步 加强，今后 的学习还要更加的努力。本次课程设计不仅仅是对自己所 学的知识的一次 系统总结与应用，还是对自己体质的一次检验。六 参考文献 1. 机械原理课程设计指导书徐萃萍 冷兴聚 2. 机械原理电算课程设计指导书冷兴聚 3. 机械原理孙恒称作模，高等教育出版社，1995.8 4. C程序设计谭浩强，清华大学出版社,1995.3 5. C语言典型零件CAD王占勇，东北大学出版社2000.9 6. 计算机图形学罗笑南王若梅中L1J大学出版社1996.10 7. 机械原理课程设计指导书裘建新，高等教育出版社，2005.4