抽油機(jī)畢業(yè)課程設(shè)計(jì)

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告：姓 名：石維亮學(xué) 號(hào)：02001433指導(dǎo)教師：錢(qián)瑞明日 期：2004.9.19日目錄：1 設(shè)計(jì)任務(wù)*(1)2 設(shè)計(jì)內(nèi)容*(2)3 方案分析*(2)4 設(shè)計(jì)目標(biāo)*(3)5 設(shè)計(jì)分析*(3)6 電機(jī)選擇*(7)7 v帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)*(10)8 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)*(11)9 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)*(19)10軸承壽命校核*(21)11心得與總結(jié)*(25)12附錄*(26)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)： 抽油機(jī)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 抽油機(jī)是將原油從井下舉升到地面的主要采油設(shè)備之一。常用的有桿抽油設(shè)備由三部分組成：一是地面驅(qū)動(dòng)設(shè)備即抽油機(jī)；二是井下的抽油泵，它懸掛在油井油管的下端；三是抽油桿，它將地面設(shè)備的

2、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給井下抽油泵。抽油機(jī)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)減速傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)（將轉(zhuǎn)動(dòng)變換為往復(fù)移動(dòng)）帶動(dòng)抽油桿及抽油泵柱塞作上下往復(fù)移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)將原油從井下舉升到地面的目的。 懸點(diǎn)執(zhí)行系統(tǒng)與抽油桿的聯(lián)結(jié)點(diǎn)懸點(diǎn)載荷p(kn)抽油機(jī)工作過(guò)程中作用于懸點(diǎn)的載荷抽油桿沖程s(m)抽油桿上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的最大位移沖次n(次/min)單位時(shí)間內(nèi)柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的次數(shù)懸點(diǎn)載荷p的靜力示功圖在柱塞上沖程過(guò)程中，由于舉升原油，作用于懸點(diǎn)的載荷為p1，它等于原油的重量加上抽油桿和柱塞自身的重量；在柱塞下沖程過(guò)程中，原油已釋放，此時(shí)作用于懸點(diǎn)的載荷為p2，它就等于抽油桿和柱塞自身的重量。假設(shè)電動(dòng)機(jī)作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，抽油桿（或執(zhí)行系

3、統(tǒng)）的運(yùn)動(dòng)周期為t。油井工況為：上沖程時(shí)間下沖程時(shí)間沖程s(m)沖次n(次/min)懸點(diǎn)載荷p(n)8t/157t/151.314設(shè)計(jì)內(nèi)容：1. 根據(jù)任務(wù)要求，進(jìn)行抽油機(jī)機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)，確定減速傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)的組成，繪制系統(tǒng)方案示意圖。2. 根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)和設(shè)計(jì)要求，采用優(yōu)化算法進(jìn)行執(zhí)行系統(tǒng)(執(zhí)行機(jī)構(gòu))的運(yùn)動(dòng)尺寸設(shè)計(jì)，優(yōu)化目標(biāo)為抽油桿上沖程懸點(diǎn)加速度為最小，并應(yīng)使執(zhí)行系統(tǒng)具有較好的傳力性能。3. 建立執(zhí)行系統(tǒng)輸入、輸出(懸點(diǎn))之間的位移、速度和加速度關(guān)系，并編程進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，繪制一個(gè)周期內(nèi)懸點(diǎn)位移、速度和加速度線圖(取抽油桿最低位置作為機(jī)構(gòu)零位)。4. 選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)，分配減速傳動(dòng)系統(tǒng)

4、中各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比，并進(jìn)行傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作能力設(shè)計(jì)計(jì)算。5. 對(duì)抽油機(jī)機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制裝配圖及關(guān)鍵零件工作圖。6. 編寫(xiě)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告。方案分析：1.根據(jù)任務(wù)要求，進(jìn)行抽油機(jī)機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)，確定減速傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)的組成。該系統(tǒng)的功率大，且總傳動(dòng)比大。減速傳動(dòng)系統(tǒng)方案很多，以齒輪減速器減速最為常見(jiàn)且設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，有時(shí)可以綜合帶傳動(dòng)的平穩(wěn)傳動(dòng)特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)減速系統(tǒng)。在這里我選用帶傳動(dòng)加上齒輪二級(jí)減速。執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)：輸入連續(xù)單向轉(zhuǎn)動(dòng)；輸出往復(fù)移動(dòng)輸入、輸出周期相同，輸入轉(zhuǎn)1圈的時(shí)間有急回。常見(jiàn)可行執(zhí)行方案有很多種，我選用“四連桿（常規(guī)）式抽油機(jī)”機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)目標(biāo)： 以上沖程懸點(diǎn)加速

5、度為最小進(jìn)行優(yōu)化，即搖桿cd順時(shí)針?lè)较驍[動(dòng)過(guò)程中的3max最小，由此確定a、b、c、d。設(shè)計(jì)分析：執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析： 設(shè)計(jì)要求抽油桿上沖程時(shí)間為8t/15，下沖程時(shí)間為7t/15，則可推得上沖程曲柄轉(zhuǎn)角為192，下沖程曲柄轉(zhuǎn)角為168。找出曲柄搖桿機(jī)構(gòu)搖桿的兩個(gè)極限位置。cd順時(shí)針擺動(dòng)c1c2，上 沖 程 ( 正 行 程 ) ， p1 ，=192，慢行程，b1 b2；cd逆時(shí)針擺動(dòng)c2c1，下 沖 程 ( 反 行 程 ) ， p2 ，=168，快行程，b2 b1。 = 。曲柄轉(zhuǎn)向應(yīng)為逆時(shí)針，型曲柄搖桿機(jī)構(gòu) a2 + d 2 b2 + c2設(shè)計(jì)約束：(1) 極位夾角（2）行程要求通常取e/c=1

6、.35 s = e =1.35c(3)最小傳動(dòng)角要求(4) 其他約束整轉(zhuǎn)副由極位夾角保證。各桿長(zhǎng)0。其中極位夾角約束和行程約束為等式約束，其他為不等式約束。型曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：若以為設(shè)計(jì)變量，因s=1.35c ，則當(dāng)取定時(shí)，可得c。根據(jù)c、作圖，根據(jù)作圓，其半徑為r。各式表明四桿長(zhǎng)度均為和的函數(shù)取和為設(shè)計(jì)變量根據(jù)工程需要：優(yōu)化計(jì)算：.在限定范圍內(nèi)取、，計(jì)算c、a、d、b，得曲柄搖桿機(jī)構(gòu)各構(gòu)件尺寸；.判斷最小傳動(dòng)角；.取抽油桿最低位置作為機(jī)構(gòu)零位：曲柄轉(zhuǎn)角=0，懸點(diǎn)位移s=0，求上沖程曲柄轉(zhuǎn)過(guò)某一角度時(shí)搖桿擺角、角速度和角加速度3（可按步長(zhǎng)0.5循環(huán)計(jì)算）；.找出上沖程過(guò)程中的最大值3max。

7、對(duì)于ii型四桿機(jī)構(gòu)，已知桿長(zhǎng)為a,b,c,d，原動(dòng)件a的轉(zhuǎn)角及等角速度為(,n 為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸入速度). 從動(dòng)件位置分析（如圖所示），為ad桿的角度機(jī)構(gòu)的封閉矢量方程式為：（1.1）歐拉公式展開(kāi)令方程實(shí)虛部相等（1.2）消去得，（1.3）其中又因?yàn)榇耄?.3）得關(guān)于的一元二次方程式，解得（1.4）b構(gòu)件角位移可求得（1.5）速度分析對(duì)機(jī)構(gòu)的矢量方程式求導(dǎo)數(shù)得（1.6）將上式兩邊分別乘以或得或（1.7）（1.8）加速度分析將（1.6）式對(duì)時(shí)間求導(dǎo)得（1.9）對(duì)上式兩邊同乘或得或應(yīng)用網(wǎng)格法編程計(jì)算可得（具體程序見(jiàn)附錄）a=0.4537圓整為0.454；b=1.2297圓整為1.230c=1.22

8、61圓整為1.226；d=1.8539圓整為1.854則e=1.3/0.7854=1.655電機(jī)選擇：matlab分析，懸點(diǎn)最大速度在上沖程且rad/s，則m/s。根據(jù)工況初采用展開(kāi)式二級(jí)圓柱齒輪減速，聯(lián)合v型帶傳動(dòng)減速，選用三相籠型異步電機(jī) ，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380vy型由電機(jī)至抽油桿的總傳動(dòng)效率為：其中，分別為帶傳動(dòng)、軸承、齒輪傳動(dòng)、聯(lián)軸器和四連桿執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率。取0.94，取0.98，取0.97，取0.99，取0.90。預(yù)選滾子軸承，8級(jí)斜齒圓柱齒輪，考慮到載荷較大且有一定沖擊，兩軸線同軸度對(duì)系統(tǒng)有一定影響，可考慮用齒輪聯(lián)軸器。則則電動(dòng)機(jī)所需工作功率根據(jù)手冊(cè)推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取v

9、帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為，二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比，則總傳動(dòng)比的合理范圍為，故電機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為 r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750，1000，1500 r/min考慮速度太小的電機(jī)價(jià)格、體積、重量等因素，不宜選取電機(jī)型號(hào)功率kw轉(zhuǎn)速r/min380v時(shí)電流a效率%功率因素額定轉(zhuǎn)矩額定電流最大額矩dbdb/a凈重kgy250m-655983104.2910.871.86.52.087465y225m-4551476103.691.50.881.87.02.089380比較后綜合考慮，選定電機(jī)型號(hào)為y250m-6，其外形及安半裝尺寸如下：機(jī)座號(hào)abcdefxgdgh250m406349168751

10、4020x1267.5250kaaabacadbbhahdl2410051055041045530600825確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比分配傳動(dòng)比，初選v帶，以致其外廓尺寸不致過(guò)大，則減速器傳動(dòng)比為則展開(kāi)式齒輪減速器，由手冊(cè)展開(kāi)式曲線查得高速級(jí)，則計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)將傳動(dòng)裝置各軸由高速至低速依次定為i、ii、iii軸以及為相鄰兩軸間的傳動(dòng)比為相鄰兩軸間的傳動(dòng)效率為各軸的輸入功率（kw）為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩（kw）為各軸的轉(zhuǎn)速（r/min）則各軸轉(zhuǎn)速：i軸ii軸iii軸曲柄轉(zhuǎn)軸各軸輸入功率：i軸ii軸iii軸曲柄轉(zhuǎn)軸各軸輸出功率分別為輸入功率乘軸承效率0.98，則各軸輸入轉(zhuǎn)矩：電機(jī)

11、輸出轉(zhuǎn)矩i軸ii軸iii軸曲柄轉(zhuǎn)軸iiii軸的輸出轉(zhuǎn)矩則分別為各軸輸入轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩乘軸承效率0.98v帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)： 初選普通v帶查表，由于載荷變動(dòng)較大取1.3，p51kw故 選取為d型帶，小帶輪355400mm。查表初選375mm大輪準(zhǔn)直徑，在允許范圍內(nèi)取 驗(yàn)算帶速v 在1020之間，故能充分發(fā)揮v帶的傳動(dòng)能力。 確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度初定中心距帶長(zhǎng)初選 查表取 實(shí)際中心距實(shí)際中心距調(diào)節(jié)范圍推薦值為： 驗(yàn)算小帶輪包角包角合適 確定帶的根數(shù)因 傳動(dòng)比 i=2.8，由表線性插值得 則 取z=4 根 確定初拉力f。單根普通v帶的初拉力 d帶q=0.6kg/m 計(jì)算帶輪軸所受壓力 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(如下)小

12、帶輪大帶輪齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)：a高速級(jí)設(shè)計(jì)輸入功率p=47.94kw,小齒輪轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比。1. 選取齒輪的材料、熱處理及精度設(shè)工作壽命10年（每年工作300天）(1)齒輪材料及熱處理大小齒輪材料選用20crmnti。齒面滲碳淬火，齒面硬度為hrc，有效硬化層深0.50.9mm。有圖查得，齒面最終成型工藝為磨齒。(2)齒輪精度級(jí)初步設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)的主要尺寸因所選為硬齒面?zhèn)鲃?dòng)，它具有較強(qiáng)的齒面抗點(diǎn)蝕能力，故先按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度。(1) 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩(2) 確定齒數(shù)z取，傳動(dòng)比誤差 允許(3) 初選齒寬系數(shù)按非對(duì)稱布置，由表查得=0.6(4) 初選螺旋角 (5) 載荷系數(shù)

13、 k使用系數(shù)，由表查得動(dòng)載荷系數(shù),估計(jì)齒輪圓周速度v=5m/s,則由圖表查得=1.2； 齒向載荷系數(shù)，預(yù)估齒寬 b=40mm,由表查得，初取b/h=6,再查圖得=1.15； 齒間載荷分配系數(shù)，由表查得 載荷系數(shù)k (6) 齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù) 當(dāng)量齒數(shù) 查表(7) 重合度系數(shù)端面重合度近似為：則(8) 螺旋角系數(shù)軸向重合度 (9) 許用彎曲應(yīng)力安全系數(shù)由表查得小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查表得壽命系數(shù) ，實(shí)驗(yàn)齒輪應(yīng)力修正系數(shù) 由圖表預(yù)取尺寸系數(shù) 許用彎曲應(yīng)力 比較取(10)計(jì)算模數(shù)按表圓整模數(shù)，取(11)初算主要尺寸初算中心距 , 取a=356mm修正螺旋角 分度圓直徑 齒寬 ，取

14、齒寬系數(shù) (12)驗(yàn)算載荷系數(shù) k 圓周速度 ，由圖查得按，由表查得，又因b/h=b/(2.25)=59/(2.25*5)=5.3由圖查得，不變又和不變，則k=2.90也不變故無(wú)須校核大小齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。3校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度(1)確定載荷系數(shù)載荷系數(shù) (2) 確定各系數(shù)材料彈性系數(shù) ，由表查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 重合度系數(shù) 螺旋角系數(shù) (3) 許用接觸應(yīng)力試驗(yàn)齒輪的齒面疲勞極限 壽命系數(shù) ，由圖查得尺寸系數(shù) ，；安全系數(shù)則許用接觸應(yīng)力取(4) 校核齒面接觸強(qiáng)度 滿足齒面接觸強(qiáng)度4計(jì)算幾何尺寸 b低速級(jí)設(shè)計(jì)輸入功率p=45.57kw,小齒輪轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比。0 選取齒輪的材料、熱處理及精度設(shè)工作壽

15、命10年（每年工作300天）(1)齒輪材料及熱處理大小齒輪材料選用20crmnti。齒面滲碳淬火，齒面硬度為hrc，有效硬化層深0.50.9mm。有圖查得，齒面最終成型工藝為磨齒。(2)齒輪精度級(jí)初步設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)的主要尺寸因所選為硬齒面?zhèn)鲃?dòng)，它具有較強(qiáng)的齒面抗點(diǎn)蝕能力，故先按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度。(1) 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩(2) 確定齒數(shù)z取，傳動(dòng)比誤差 允許(3) 初選齒寬系數(shù)按非對(duì)稱布置，由表查得=0.6(4) 初選螺旋角 (5) 載荷系數(shù) k使用系數(shù)，由表查得動(dòng)載荷系數(shù),估計(jì)齒輪圓周速度v=5m/s,則由圖表查得=1.03； 齒向載荷系數(shù)，預(yù)估齒寬 b=120m

16、m,由表查得，初取b/h=6,再查圖得=1.16； 齒間載荷分配系數(shù)，由表查得 載荷系數(shù)k (6) 齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù) 當(dāng)量齒數(shù) 查表(7) 重合度系數(shù)端面重合度近似為：則(8) 螺旋角系數(shù)軸向重合度 (9) 許用彎曲應(yīng)力安全系數(shù)由表查得小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查表得壽命系數(shù) ，實(shí)驗(yàn)齒輪應(yīng)力修正系數(shù) 由圖表預(yù)取尺寸系數(shù) 許用彎曲應(yīng)力 比較取(10)計(jì)算模數(shù)按表圓整模數(shù)，取(11)初算主要尺寸初算中心距 , 取a=476mm修正螺旋角 分度圓直徑 齒寬 ，取 齒寬系數(shù) (12)驗(yàn)算載荷系數(shù) k 圓周速度 ，由圖查得按，由表查得，又因b/h=b/(2.25)=115/(2.25*6

17、)=8.5由圖查得，不變又和不變，則k=2.51也不變故無(wú)須校核大小齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。3校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度(1)確定載荷系數(shù)載荷系數(shù) (2) 確定各系數(shù)材料彈性系數(shù) ，由表查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 重合度系數(shù) 螺旋角系數(shù) (3) 許用接觸應(yīng)力試驗(yàn)齒輪的齒面疲勞極限 壽命系數(shù) ，由圖查得尺寸系數(shù) ，；安全系數(shù)則許用接觸應(yīng)力取(4) 校核齒面接觸強(qiáng)度 滿足齒面接觸強(qiáng)度4計(jì)算幾何尺寸 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：i軸：1.選擇軸材料 45鋼 調(diào)質(zhì)217255hbs2.初算軸徑 取a=110 得 因軸上要開(kāi)鍵槽，故將軸徑增加4%5%,取軸徑為60mm。3.擬定軸的布置方案(如圖)選取31314圓錐滾子軸承ii軸：1.

18、選擇軸材料 45鋼 調(diào)質(zhì)217255hbs2.初算軸徑 取a=110 得 因鍵槽影響，故將軸徑增加4%5%,取軸徑為107mm。3.擬定軸的布置方案(如圖)選取32222圓錐滾子軸承iii軸：1.選擇軸材料 45鋼 調(diào)質(zhì)217255hbs2.初算軸徑 取a=110 得 因鍵槽影響，故將軸徑增加4%5%,取軸徑為150mm。3.擬定軸的布置方案(如圖)選取32032圓錐滾子軸承軸承壽命校核：i軸：由手冊(cè)查得30314 ，取(1) 計(jì)算附加軸向力 (2)計(jì)算軸承所受軸向載荷 i軸右端軸承被“放松” (3) 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷左： 查表知 x=0.40 y=1.7則右： 查表知 x=1 y=0則(4)

19、軸承壽命計(jì)算 按左軸承計(jì)算 所選軸承合格ii軸：由手冊(cè)查得32222 ，取(1) 計(jì)算附加軸向力 (2)計(jì)算軸向載荷 ii軸右端軸承被“放松” (3) 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷左： 查表知 x=1 y=0則右： 查表知 x=0.4 y=1.4則(4) 軸承壽命 按右軸承計(jì)算 滿足工程要求iii軸：由手冊(cè)查得32032 ，取(2) 計(jì)算附加軸向力 (2)計(jì)算軸向載荷 iii軸左端軸承被“放松” (3)計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷左： 查表知 x=1 y=0則右： 查表知 x=0.4 y=1.3則(4)軸承壽命 按右軸承計(jì)算 滿足工程要求綜上可得，該設(shè)計(jì)符合工程要求。 心得與總結(jié) 終于在我的不懈的努力下，課程設(shè)計(jì)完成了。

20、從開(kāi)始直到設(shè)計(jì)基本完成，我有許多感想。這是我們比較獨(dú)立的在自己的努力下做一個(gè)與課程相關(guān)的設(shè)計(jì)。首先要多謝老師給我們的這個(gè)機(jī)會(huì)，還要感謝諸多同學(xué)的幫助。我深切的感覺(jué)到，在這次設(shè)計(jì)中也暴露出我們的許多薄弱環(huán)節(jié)，很多學(xué)過(guò)的知識(shí)不能靈活應(yīng)用，在這次作業(yè)后才漸漸掌握，以前學(xué)過(guò)的東西自己并不是都掌握了，很多知識(shí)都已很模糊，經(jīng)過(guò)這次設(shè)計(jì)又回憶起來(lái)了。做作業(yè)的期間用到的手工制圖又得到了鞏固，autocad畫(huà)圖軟件也在不斷練習(xí)中進(jìn)一步深入，學(xué)會(huì)了如何去應(yīng)用工程手冊(cè)，我體會(huì)到錢(qián)老師的良苦用心。總的說(shuō)來(lái)，我感覺(jué)這次課程設(shè)計(jì)學(xué)到了很多東西，是很有意義的。附錄1優(yōu)化設(shè)計(jì)程序%找出最優(yōu)的四桿桿長(zhǎng)clearsyms q1

21、q2 p1; % q1為，q2為，p1為曲柄轉(zhuǎn)角p=0:0.5*pi/180:192*pi/180;qu1=45*pi/180:0.1*pi/180:55*pi/180;xm=inf;for i=1:length(qu1); q1=qu1(i); qu2=5*pi/180:0.1*pi/180:(pi/2-pi/9-q1/2-5*pi/180); for j=1:length(qu2); q2=qu2(j); c=1.3/1.35/q1; a=c*sin(q1/2)*(sin(q2+pi/15)-sin(q2)/sin(pi/15); b=c*sin(q1/2)*(sin(q2+pi/15)+

22、sin(q2)/sin(pi/15); r=c*sin(q1/2)/sin(pi/15); g=(c*sin(pi/15+q1/2)/sin(pi/15); d=sqrt(r2+g2-2*r*g*cos(2*q2+pi/15); m=pi-acos(b2+c2-(a+d)2)/2/b/c); if m40*pi/180; %判斷傳動(dòng)角條件 x=0; for k=1:length(p); p1=p(k); p4=acos(d2+(a+b)2-c2)/2/d/(a+b); a=d*cos(p4)-a*cos(p1); b=d*sin(p4)-a*sin(p1); d=(a2+b2+c2-b2)/(

23、-2)/c; p3=2*atan(b+sqrt(a2+b2-d2)/(a-d); p2=atan(b-c*sin(p3)/(a-c*cos(p3); w1=2*14*pi/60; w3=w1*a*sin(p1-p2)/c/sin(p2-p3); w2=w1*a*sin(p1-p3)/b/sin(p3-p2); x3=(-b*w22-a*w12*cos(p1-p2)-c*w32*cos(p3-p2)/c/sin(p3-p2); if abs(x3)x; x=abs(x3); %求出該種情況的最大角速度 end; end; if xxm; %找出最優(yōu)方案 xm=x; %最大加速度 n1=q1; %

24、 n2=q2; % end; end; end;end;%運(yùn)行結(jié)束后，輸入a,b,c,d表達(dá)式即可求解c=1.3/1.35/n1a=c*sin(n1/2)*(sin(n2+pi/15)-sin(n2)/sin(pi/15)b=c*sin(n1/2)*(sin(n2+pi/15)+sin(n2)/sin(pi/15)r=c*sin(n1/2)/sin(pi/15);g=(c*sin(pi/15+n1/2)/sin(pi/15);d=sqrt(r2+g2-2*r*g*cos(2*n2+pi/15)%運(yùn)行結(jié)果為c=1.2261 a=0.4537 b=1.2297 d=1.85392.繪出位移、速度、

25、加速度圖%建立fun.m文件function pp3=fun(p1) %a=0.4537;b=1.2297;c=1.2261;d=1.8539;e=1.655;p4=acos(d2+(a+b)2-c2)/2/d/(a+b);a=d*cos(p4)-a*cos(p1);b=d*sin(p4)-a*sin(p1);d=(a2+b2+c2-b2)/(-2)/c;p3=2*atan(b+sqrt(a2+b2-d2)/(a-d);pp3=(pi-acos(c2+(c+a)2-d2)/2/c/(c+a)-p3)*e;p2=atan(b-c*sin(p3)/(a-c*cos(p3);w1=2*14*pi/6

26、0;w3=w1*a*sin(p1-p2)/c/sin(p2-p3);ww3=-w3*e;w2=w1*a*sin(p1-p3)/b/sin(p3-p2);x3=(-b*w22-a*w12*cos(p1-p2)-c*w32*cos(p3-p2)/c/sin(p3-p2);xx3=-x3*e;%在主程序中運(yùn)行fplot(fun,0,2*pi)如圖若將“”行替換為function ww3=fun(p1)則運(yùn)行fplot(fun,0,2*pi)后，若將“”行替換為function xx3=fun(p1)則運(yùn)行fplot(fun,0,2*pi)后，3.數(shù)值打印程序如下：p1=0:5*pi/180:2*pi

27、;s=p1; %存放位移v=p1; %存放速度x=p1; %存放加速度a=0.4537;b=1.2297;c=1.2261;d=1.8539;e=1.655;for i=1:length(p1);p4=acos(d2+(a+b)2-c2)/2/d/(a+b);a=d*cos(p4)-a*cos(p1(i);b=d*sin(p4)-a*sin(p1(i);d=(a2+b2+c2-b2)/(-2)/c;p3=2*atan(b+sqrt(a2+b2-d2)/(a-d);pp3=(pi-acos(c2+(c+a)2-d2)/2/c/(c+a)-p3)*e;s(i)=pp3;p2=atan(b-c*si

28、n(p3)/(a-c*cos(p3);w1=2*14*pi/60;w3=w1*a*sin(p1(i)-p2)/c/sin(p2-p3);ww3=-w3*e;v(i)=ww3;w2=w1*a*sin(p1(i)-p3)/b/sin(p3-p2);x3=(-b*w22-a*w12*cos(p1(i)-p2)-c*w32*cos(p3-p2)/c/sin(p3-p2);xx3=-x3*e;x(i)=xx3;end;s %輸出位移v x %輸出速度 加速度角度(。)位移m速度m/s加速度m2/s角度(。)位移m速度m/s加速度m2/s0-0.0042-0.02461.82991851.29170.08

29、41-1.01865-0.00090.05551.84251901.2952-0.0177-1.1265100.00900.13591.83371951.2948-0.1211-1.2107150.02550.21551.80242001.2900-0.2245-1.2647200.04850.29371.74842051.2805-0.3261-1.2837250.07760.36941.67232101.2659-0.4239-1.2661300.11250.44181.57622151.2459-0.5160-1.2135350.15260.51021.46292201.2205-0.6

30、007-1.1304400.19720.57391.33612251.1896-0.6764-1.0235450.24560.63261.20032301.1534-0.7424-0.9004500.29710.68601.06002351.1123-0.7980-0.7680550.35070.73390.91992401.0667-0.8434-0.6322600.40570.77630.78402451.0172-0.8787-0.4971650.46140.81360.65592500.9644-0.9046-0.3650700.51720.84570.53842550.9089-0.9218-0.2372750.572