机械原理课程设计-牛头刨床凸轮机构

1、貝机械原理课程设计设计题目牛头刨床凸轮机构班级加工06-1姓名李龙指导教师 席本强何凡目录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<1>=70,远休 止角4）尸10,回程运动角（I）?=70,摆杆长度1。9尸125,最大摆角 “皿=15,许用压力角a二40,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

2、机构的数学模型（1）推程等加速区当 0<d<（p/2 时ni = 2（pm.-/（p1 （角位移）3 =1E （角速度）£ = 4久/0'（角加速度）（2）推程等减速区当（p/2 <d <（p 时加l=0max20max（卩一 »）'/卩2 （角位移）3 = 4（PzW-»l（p、（角速度）£ =（角加速度）（3）远休止区当+ p 时m =（pmax （角位移）ty = O （角速度） £ = 0 （角加速度）（4）回程等加速区当（p +（ps <d <（p +（ps +©72 时加

3、1 = °max 一 20max（» - ® -（P$ W （角位移）” =-4卩陀二/一0 一久）/0'（角速度）£ = -4©max/0'（角加速度）（5）回程等减速区当 0 + 0S + 0 / 2 V 3 S 卩 + 0$ + 0 时加l = 20max（0 + e +0-3）2/02 （角位移）“二-4 卩 max（0 + P +0 /）/0'（角速度）£ = 4仏0、（角加速度）（6）近休止区 加1=0 （角位移）Q = 0 （角速度）£ = 0 （角加速度）如图选取xOy坐标系，B1点为

4、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 = t/sin J-/sin(J +(p +(p0)y = «cosJ-/cos(J + 0 + 00)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，都为滚半径讥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(xl.yl).由高等数学知，理论廓线 B 点处法线 nn 的斜率应为= dx! dy = (dx!(16)/(- dy / J J) = sin / cos 0根据上式有:dx! d5 = acosd 一

5、 /cos(J + 0 + 久)(1 + d® )dyldd = -asin 3 +1sm(J +(p +(pQ>)( + d(p!dd)可徉sin 0 = (dxldd)l J耐+(心/奶 cos6> = _(©/§)/ y(dx/ci3)2 +(dy/dd)2实际轮廓线上对应的点B(x,y)的坐标为4程序清单及运行结果# includeO# includeO# includeO# includeO# includeO#define 1#define Aa 40#define r_b 50#define rr 6#define K 180)#defi

6、ne dtfloat 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 max=15.Q_t=70,Q s=10,Q h二70 ；if(Q>=0&&Q<=Q_t/2)Q Q0=K*(2*Q max*Q*Q/(Q t*Q t)；Q_Q1=4*Q_max*Q/(Q_t*Q_t)；Q Q2=4*Q max/(Q_t*Q t)；if(Q>Q_t/2&&Q<=Q_t)Q_QO=K*(Q max-2*Q max

7、*(Q-Q_t)*(Q-Q_t)/(Q_t*Q t)；Q Q1=4*Q max*(Q _t-Q)/(Q _t *Q t)；Q Q2=-4*Q max/(Q _t*Q t)；if(Q>Q t&&Q"Q_t+Q_s)Q QO=K*Q max；Q_Q1=O；Q_Q2=0；if(Q>Q _t+Q_s&&Q二Q_t+Q一s+Q _h/2)Q QO=K*(Q max-2*Q max*(Q-Q_t-Q s)*(Q-Q_t-Q_s)/(Q _h*Q h)；Q Q1=-4*Q max*(Q-Q_t-Q s)/(Q h*Q h)；Q Q2=-4*Q max/(

8、Q _h*Q h)；if (QQ +Q_s+Q h/2&&QUQ _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 (Q>Q_t+Q_s+Q h&&Q<=360)Q QO=K*O；Q_Q1=O；Q_Q2=0；void Draw(float Q m)float tt, x, y, xl, yl, x2, y2, x3, y3, x4,

9、 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)；1ineto(240+20*cos(240*K),240-20*sin(240*K)；1ineto (260+20*cos(240*K),240-20*sin(240*K)；1ineto(240,240)；moveto(240+L*sin(50*K)+4*cos(240*K),240+L*cos(50*K)-4*sin(240*K)；1ineto(

10、240+L*sin(50*K) +20*cos(240*K), 240+L*cos(50*K) -20*sin(240*K) );1ineto(255+L*sin(50*K)+20*cos(240*K),240+L*cos(50*K)-20*sin(240*K);1ineto(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)；xl=L*cos(tt*K)-l*cos(Q a+QQ0-tt*K):yl=l*sin (Q_a+QQ|0-tt*K)+L*si

11、n(tt*K)； x2=xl*cos(Q m*K+40*K)+y1*s i n(Q m*K+40*K): y2=-xl*sin(Q m*K+40*K) +y l*cos (Q_m*K+40*K)； putpixel(x2+240,240-y2,2);dx=(QQl-l)*l*sin(Q_a+QQO-tt*K)-L*sin(tt*K)； dy=(QQl-l)*l*cos(Q_a+QQ0-tt*K)+L*cos(tt*K)； x3=xl-rr*dy/sqrt(dx*dx+dy*dy)； y3=yl+rr*dx/sqrt(dx*dx+dy*dy)；x4=x3*cos (Q m*K+40*K)+y3*

12、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 yl,y2,y3,a=0;for (t=0;t<=360/dt；t+)delay(300)；a=t*dt;if(a>=0)&&(a<-Q_t/2)yl=(2*Q max*pow(a,2)/pow(Q t,2)*10；y2=(4*Q max*(dt*K)*a/pow(Q_t,2)*pow(10,；y3=(4*Q max*pow(d

13、t*K),2)/pow(Q t,2)*pow(10,；putpixel (100+a,300-yl11)；putpixel (100+a,300-y2.2)；putpixel(100+a,300-y3,4)；line(100+Q_t/2,300-y3,100+Q_t/2,300)；i f(a>Q_t/2)&&(a<=Q_t)yl=(Q max2*Q max*pow(Q t-a),2)/pow(Q_t,2)*10; y2=(4*Q max*(dt *K)*(Q _ta)/pow(Q t,2)*pow(10,; y3=(-4)*Q max*pow( (dt*K), 2)

14、 /pow (Q t, 2) *pow (10,； putpixel(100+a,300-yl11)；putpixel (100+aT 300-y2,2)；putpixel (100+a,300-y3,4)；linedOO+Q_t,300-y3,1 OO+Q_t,300)；lined OO+Q_t/2,300,100+Q_t/2,300-y3)；if(a>Q_t)&&(a<=Q_t+Q_s)yl-Qjnax*10；y2=0；y3=0；putpixel(100+a,300-yl,1)；putpixel (100+a,300-y2,2)；putpixel (100+a,

15、300-y3,4);line(100+Q_t+Q_s),300,(100+Q_t+Q s) ,300-y3);)if(a>Q_t+Q_s)&&(a<=Q_t+Q 一s+Q_h/2)y1=(Q max2*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,:y3=(-4)*Q max*pow(dt*K),2)/pow(Q_h,2)*pow(10,；putpixel(100+a,300-yl ,1)；putpixel(100+a,300

16、-y2,2)；putpixel(100+a,300-y3.4)；line(100+Q_t+Q_s+Q_h/2),300,(100+Q_t+Q_s+Q_h/2),300-y3)；line(100+Q_t+Q_s),300,(100+Q_t+Q_s),300-y3)；if(a>Q_t+Q_s+Q_h/2)&&(a<=Q_t+Q_s+Q_h)yl=(2*Q max*pow(Q ha+Q t +Q_s),2)/pow(Q h,2)*10；y2=(-4)*Q max*(dt*K)*(Q ha+Q t+Q _s)/pow(Q_h,2)*pow(10,;y3=(4*Q max*p

17、ow(dt*K),2)/pow(Q h,2)*pow(10,:putpixel(100+a,300-yl,1)；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/2),300,(100+Q_t+Q s+Q_h/2),300-y3)；if(a>Q_t+Q_s+Q_h)&&(a<=360)yl=0；y2=0；y3=0；putpixel(100+a,300,1)；putpixel

18、(100+a,300,2)；putpixel(100+a,300,4)；et=yl；ft=y2；gt=y3；main()int gd二DETECT,gm；int i r t,choice,x 11 y_l,flag=l；double QQ13,aa；FILE *fl；if( (fl=fopen(ttW，"屛)=NULL)printf(，r cannot open!n")；exit (0);initgraph(&gd,&gm," ”)；cleardevice ()；for (t=0； ! kbhit () ； t+) for(；t>360；)

19、t-=360；if(flag=l)for(L=l-r_b+70;L<l+r_b；L+=2)Q_a=acos(L*L+l*l-r_b*r_b)/*L*1)；Cal(t.QQl)；aa=atan(1*(1-QQ11-L*cos(Q_a-QQ1O)/(L*sin(Q a+QQl0)；/* 压 力角*/pr=(pow(L*L+1*1*(1+QQ11)*(1+QQ11)*L*1*(1+QQ11*cos(Q _a+QQ10 ),2)/*曲率半径*/(1+QQ11) *(2+QQ11)*L*1*cos(Q _a+QQ10)+QQ12*L*1*s i n (Q a+Q Ql0)-L*L-1*1*pow(

20、1+QQ11),3)；if(aa<=Aa&&pr>rr)flag=0；break；if(flag=0)Cal(t.QQl)；Draw(t)；cleardevice()；x_l=240+L*sin(50*K)-l*cos(Q_a+QQl0+40*K)；y_l=240+L*cos(50*K)-l*sin(Q_a+QQl0+40*K)；circle (x 1,y_1,rr)；line(240+L*sin(50*K),240+L*cos(50*K),x 1,y_l)；moveto (240+L*sin(50*K),240+L*cos(50*K)；lineto(240+L*s

21、in(50*K)+l*cos(Q a+QQl0+40*K),480+2*L*cos(50*K)-y_1);lineto(140+L+l*cos(Q_a+QQ1O) *2,480+2*L*cos(50*K)-y_ 1)；delay (1)；getchO ；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,，

22、rThe analysis of the worm gear's movement,r):printf (，rnnnnnQ(w,a)")；printf("nnnnnnnnnnnnnnttttttttt")；Curvel ()； getchO ；printf("nnnnnnnnnn")； for(i=0；i<=1440；i=i+20)delay (1000)；printf (,r%d%f%f %fni/4,ei,f订gi)%f%f %fni/4,ei,fi,gi)；fprintf (fl t，r%dgetchO ;Q(w,a) nT

23、he analysis of the worn gear* s wovenent角度10倍角位移倍角速度倍角加速度00.0000000.000000100.3421715Z.083333Z乙 94ZZ5?100.342171108.33333345.884514100.34Z1711518.75000068.8Z6?6?100.34Z171Z033.33333Z91.7690Z8100.34Z171Z55Z.08333Z114.711Z81100.34Z1713075.000000137.653534100.34Z1713597.916664114.711Z81-100.34Z17140116

24、.66666491.7690Z8-100.34Z17145131.Z5000068.8Z676?-100.34Z17150141.66667Z45.884514-100.34Z17155147.91667ZZ乙 94ZZ57-100.34Z17160150.0000008.999900-100.34Z17165150.0000008.9900090.000000?0150.0000008.9990990.000000?514?.91S6?Z-Z乙 942257-100.34Z17180141.666672-45.884514-100.34217185131.250000-68.82676?-1

25、00.34217190116.666664-91.769028-100.3421719597.916664-114.711281-100.34217110075.000000-13?.653534-100.34217110552.08333Z-114.711281100.34217111033.333332-91.769028100.34217111518.750000-68.825767100.3421711208.333333-45.884514100.3421711Z5Z.083333-ZZ.94ZZ57100.34Z1711300.000000-0.000000100.3421711350.000000o.ooeaoa1400.000000a.aaaeaae.aoooae1450.000000a.0008801500.0000009.0009091550.0000000.8900080.0000031600.0000003.0000031650.0000000.3000331700.0000009.0009091750.0000000.8900080.0000031800.000000a.aaaaaa9.9999991850.000000a.aaaaaa9.9999991900.000000a.aaaaaa9.0999991950.