河北工程大学机械原理内燃机课程设计郑新波

1、真诚为您提供优质参考资料，若有不当之处，请指正。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 100201028 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

2、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

3、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 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。 取，2.3齿轮基本参数的计算啮合角标准中心距实际中心距中心距变位系数齿高变动系数分度圆半径与节圆半径相等基圆半径分度圆的齿厚齿顶圆半径齿根圆半径齿顶圆上的压力角重合度小齿轮（齿轮2）的齿顶厚2.4主要计算结果计算项目计算结果计算项目计算结果0.543.291.78

4、32.17mm095.46mm0.1764747mm047.412mm52mm87mm28mm92mm48.864mm26.311mm1.4686.452mm1.3555.46mm3.01 第3章 连杆机构设计和运动分析sL1O1ABL23.1杆件尺寸确定由于活塞的冲程H=245mm，偏心距e=0则：O1A=122.5mm，取 AB=2O1A=245mm3.2解析法分析机构运动 （1）位移：(其中l为122.5mm) （2）速度：对上式求导得 （） （3）加速度 对上式求导得 3.3图解法分析机构的三个瞬时位置 （见附录） 第4章 凸轮机构设计4.1解析法分析凸轮运动推程时回程时（1）推程：(

5、2)远休： （3）回程：（4）近休止： ; 4.2解析法求凸轮理论轮廓曲线滚子半径取 5 mm滚子中心处于B点的直角坐标其中e=0，r0=35mm，=35mm（1）推程： （2）远休： (3)回程： (4)近休止： 4.3实际轮廓曲线的计算(1)推程：(2)远休：(3)回程：(4)近休止时即时理论轮廓数据： x 0 -3.0681 -6.2155 -9.5053 -12.9704 -16.6040 -20.3558 Y 35.0000 35.0686 35.2499 35.4743 35.6359 35.6074 35.2573 -24.1344 -27.8162 -31.2586 -34.3

6、168 -36.8618 -38.9711 -40.6003 34.4675 33.1500 31.2586 28.7953 25.8109 22.5000 18.9322 -41.5403 -41.7998 -41.4378 -40.5567 -39.2884 -37.7786 -36.1678 15.1194 11.2002 7.3066 3.5482 0.0000 -3.3052 -6.3774 - 34.5741 -33.0796 -31.7208 -30.3109 -28.6703 -26.8116 -24.7487 -9.2641 -12.0400 -14.7916 -17.500

7、0 -20.0752 -22.4976 -24.7487 -22.4976 -20.0752 -17.5000 -14.7916 -11.9707 -9.0587 -6.0777 -26.8116 -28.6703 -30.3109 -31.7208 -32.8892 -33.8074 -34.4683 -3.0505 -0.0000 3.0505 6.0777 9.0587 11.9707 14.7916 -34.8668 -35.0000 -34.8668 -34.4683 -33.8074 -32.8892 -31.7208 17.5000 20.0752 22.4976 24.7487

8、 26.8116 28.6703 30.3109 -30.3109 -28.6703 -26.8116 -24.7487 -22.4976 -20.0752 -17.5000 31.7208 32.8892 33.8074 34.4683 34.8668 35.0000 34.8668 -14.7916 -11.9707 -9.0587 -6.0777 -3.0505 -0.0000 3.0505 34.4683 33.8074 32.8892 31.7208 30.3109 28.6703 26.8116 6.0777 9.0587 11.9707 14.7916 17.5000 20.07

9、52 22.4976 24.7487 22.4976 20.0752 17.5000 14.7916 11.9707 9.0587 24.7487 26.8116 28.6703 30.3109 31.7208 32.8892 33.8074 6.0777 3.0505 0 34.4683 34.8668 35.0000实际轮廓数据： x 0 -3.2828 -6.5541 -9.8201 -13.0952 -16.3776 -19.6336 y 30.0000 30.0732 30.2614 30.4842 30.6375 30.6125 30.3097 -22.7967 -25.7784

10、-28.4856 -30.8358 -32.7661 -34.6410 -35.8762 29.6498 28.5841 27.0980 25.2061 22.9431 20.0000 17.2941 -36.5976 -36.8005 -36.5061 -35.7674 -34.6658 -33.3012 -31.7783 14.3646 11.2830 8.1302 4.9846 1.9057 -1.0797 -3.9831 -30.1961 -28.6429 -27.1892 -25.9808 -24.5746 -22.9813 -21.2132 -6.8490 -9.7342 -12.

11、6785 -15.0000 -17.2073 -19.2836 -21.2132 -19.2836 -17.2073 -15.0000 -12.6785 -10.2606 -7.7646 -5.2094 -22.9813 -24.5746 -25.9808 -27.1892 -28.1908 -28.9778 -29.5442 -2.6147 -0.0000 2.6147 5.2094 7.7646 10.2606 12.6785 -29.8858 -30.0000 -29.8858 -29.5442 -28.9778 -28.1908 -27.1892 15.0000 17.2073 19.

12、2836 21.2132 22.9813 24.5746 25.9808 -25.9808 -24.5746 -22.9813 -21.2132 -19.2836 -17.2073 -15.0000 27.1892 28.1908 28.9778 29.5442 29.8858 30.0000 29.8858 -12.6785 -10.2606 -7.7646 -5.2094 -2.6147 -0.0000 2.6147 29.5442 28.9778 28.1908 27.1892 25.9808 24.5746 22.9813 5.2094 7.7646 10.2606 12.6785 1

13、5.0000 17.2073 19.2836 21.2132 19.2836 17.2073 15.0000 12.6785 10.2606 7.7646 21.2132 22.9813 24.5746 25.9808 27.1892 28.1908 28.9778 5.2094 2.6147 -0.0000 29.5442 29.8858 30.0000 附 录 A电算源程序(MATLAB)1）滑块机构的位移程序x=0:0.1:360; s=107.5*cos(x*pi/180)+107.5*sqrt(4-(sin(x*pi/180).2); plot(x,s);2)滑块机构的速度程序x=0

14、:0.01:360;v=0-107.5*68.0333333*(sin(x*pi/180)+0.5*sin(2*x*pi/180)./sqrt(4-(sin(x*pi/180).2);plot(x,v);3)滑块机构的加速度程序x=0:0.001:360;y1=cos(2*x*pi/180);y2=4-(sin(x*pi/180).2 ;y3=(sin(2*x*pi/180).2;y4=y2.1.5;y=0-107.5*68.033332*(cos(x*pi/180)+(y1.*y2-0.25*y3)./y4);plot(x,y);4)凸轮滚子中心位移程序x=0:0.0001:150;a=5*

15、(1-cos(pi*x/65).*(0x&x65);b=0*(65x&x85);c=5*(1+cos(pi*(x-85)/65).*(85x&x140);d=0*(140x&x360);y=a+b+c+d;plot(x,y);5)凸轮滚子中心速度程序x=0:0.0001:150;a=476.7*sin(pi*x/65).*(0x&x65);b=0*(65x&x85);c=476.7*sin(pi*(x-85)/65).*(85x&x140);d=0*(140x&x360);v=a+b+c+d;plot(x,v);6)凸轮滚子中心加速度程序x=0:0.0001:150;a=51538.7*cos

16、(pi*x/65).*(0x&x65);b=0*(65x&x85);c=0-51538.7*cos(pi*(x-85)/65).*(85x&x140);d=0*(140x&x360);y=a+b+c+d;plot(x,y);（7)凸轮理论和实际轮廓曲线程序z=0:0.0001:360;a=sin(z*pi/180);b=cos(z*pi/180);x1=(0-40+5*cos(pi*z/65).*a.*(0=z&z65);y1=(40-5*cos(pi*z/65).*b.*(0=z&z65);x2=0-45*a.*(65=z&z85);y2=45*b.*(65=z&z85);x3=(0-40-

17、5*cos(pi*(z-85)/65).*a.*(85=z&z140);y3=(40+5*cos(pi*(z-85)/65).*b.*(85=z&z140);x4=0-35*a.*(140=z&z360);y4=35*b.*(140=z&z=360);x=x1+x2+x3+x4;y=y1+y2+y3+y4;plot(x,y);hold on;dx1=(0-40+5*cos(pi*z/65).*b-180*5*sin(pi*z/65).*a/65).*(0=z&z65);dy1=(0-40+5*cos(pi*z/65).*a+180*5*sin(pi*z/65).*b/65).*(0=z&z65

18、);dx2=(0-45*b).*( 65=z&z85);dy2=(0-45*a).*( 65=z&z85);dx3=(0-40-5*cos(pi*(z-85)/65).*b+180*5*sin(pi*(z-85)/65).*a/65).*(85=z&z140);dy3=(0-40-5*cos(pi*(z-85)/65).*a-180*5*sin(pi*(z-85)/65).*b/65).*(85=z&z140);dx4=(0-35*b).*(140=z&z=360);dy4=(0-35*a).*(140=z&z=360);xx=x-5*(dy1./sqrt(dx1+0.000001).2+(dy1+0.000001).2)+dy2./sqrt(dx2+0.000001).2+(dy2+0.000001).2)+dy3./sqrt(dx3+0.000001).2+(dy3+0.000001).2)+dy4./sqrt(dx4+0.000001).2+(dy4+0.000001).2);yy=y+5*(dx1./sqrt(dx1+0.0