課程設(shè)計(jì)牛頭刨床的綜合設(shè)計(jì)與分析

1、目 錄一、設(shè)計(jì)題目與原始數(shù)據(jù) 1二、牛頭刨床示意圖 2三、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 2四、機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 3五、機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析 9六、飛輪設(shè)計(jì)15七、凸輪設(shè)計(jì)16八、齒輪設(shè)計(jì)18九、解析法 201.導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)202.機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析203.凸輪設(shè)計(jì)22十、課程設(shè)計(jì)總結(jié) 25參考文獻(xiàn)26附錄 27一、設(shè)計(jì)題目與數(shù)據(jù)1題目牛頭刨床的綜合設(shè)計(jì)與分析2原始數(shù)據(jù)刨頭的行程 H=320mm行程速比系數(shù) K=1.2機(jī)架長(zhǎng) LO2O3=650mm質(zhì)心與導(dǎo)桿的比值 LO3S4/LO3B=0.5連桿與導(dǎo)桿的比值 LBF/LO3B=0.25刨頭重心至F點(diǎn)距離 XS6=250mm導(dǎo)桿的質(zhì)量 m4=16kg刨頭的質(zhì)量 m6=6

2、8kg導(dǎo)桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 JS4=1.6kgm切割阻力 FC=1600N切割阻力至O2的距離 YP=160mm構(gòu)件2的轉(zhuǎn)速 n2=80rpm許用速度不均勻系數(shù) =1/25齒輪Z1、Z2的模數(shù) m12=12mm小齒輪齒數(shù) Z1=18大齒輪齒數(shù) Z2=60凸輪機(jī)構(gòu)的最大擺角 max=15º凸輪的擺桿長(zhǎng) LO4C=120mm凸輪的推程運(yùn)動(dòng)角 0=70º凸輪的遠(yuǎn)休止角 01=10º凸輪的回程運(yùn)動(dòng)角 0'=70º凸輪機(jī)構(gòu)的機(jī)架長(zhǎng) Lo2o4=136mm凸輪的基圓半徑 ro=50mm凸輪的滾子半徑 rr=15mm二、牛頭刨床示意圖 圖1三、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)1、已知：

3、行程速比系數(shù) K=1.2刨頭的行程 H=320mm機(jī)架長(zhǎng)度 LO2O3=650mm連桿與導(dǎo)桿的比 LBF/LO3B=0.252、各桿尺寸設(shè)計(jì)如下A、求導(dǎo)桿的擺角：max =180°×（K-1）/（K+1）=180°×（1.2-1）/（1.2+1）=16.36° B、求導(dǎo)桿長(zhǎng)：LO3B1=H/2sin（max/2）=320/2sin（16.4°/2）=1142.86mm C、求曲柄長(zhǎng)：LO2A =LO2O3×sin（max/2）=650×sin8.2°=92.48mm D、求連桿長(zhǎng)LBF=LO3B×

4、;LBF/LO3B=1121.8×0.25=285.72mm E、求導(dǎo)路中心到O3的距離LO3M =LO3B-LDE/2=LO3B1-1-cos(max/2)/2=1137.15mm F、取比例尺 L=0.005m/mm 在A1圖紙中央畫(huà)機(jī)構(gòu)位置圖，大致圖形如圖2： 圖2四、機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析已知：曲柄轉(zhuǎn)速n2=80rpm各構(gòu)件的重心： 構(gòu)件6的重心：XS6=180mm第1點(diǎn)：A、速度分析求VA3VA3 =VA2=LO2A(n/30)2 =92.48×80/30=0.77m/s 求VA4 = + 大?。?？ 0.77 ？方向：O3A O2A O3A取V=VA3/Pa3=0.01

5、 在A1圖的左下方畫(huà)速度多邊形求VB用速度影像求VB=0.01*V=0m/s求VF = + 大?。?？ 0 ？方向： 水平 O3A BF接著畫(huà)速度多邊形見(jiàn)A1圖的左下方 由速度多邊形求得：VF=V=0m/s 方向水平向右求44=3=VA4/LO3A=0 rad/S 求VA4A3VA4A3= ×V=0.78m/s 方向如速度圖所示 B、加速度分析求aKA4A3aKA4A3=24VA4A3=0m/s2 求aA3aA3=aA2=22×LO2A=6.50m/s2 方向：AO2 求anA4anA4=23×LO3A=6.50m/s2 方向：AO3 求aA4 + = + + 大

6、?。?.50 ？ 6.50 0 ?方向：AO3 O3A O3A O3A取a=aA3/pa3=0.1 在A1圖的左下方畫(huà)加速度多邊形 aA4=pa4×a=2.6m/s2 求af方向如加速度圖所示用加速度影像求aB=11.52m/s2 = + + 大?。?？ 11.3 0 ?方向：水平 FB BF接著畫(huà)加速度多邊形由加速度多邊形求得：aF=pf×a=11.50m/s2 水平向右第4點(diǎn)：A、速度分析求VA3VA3 =VA2=LO2An/30=0.0927×80/30=0.77m/s 求VA4 = + 大?。?？ 0.77 ？方向：O3A O2A O3A取V=VA3/Pa

7、3=0.01 在A1圖的左下方畫(huà)速度多邊形求VB用速度影像求VB=128×0.01=1.25m/s求VF = + 大?。?？ 1.28 ？方向： 水平 O3A BF接著畫(huà)速度多邊形由速度多邊形求得：VF=V=117×0.01=1.15m/s 方向水平向右求44=3=VA4/LO3A=1.03 rad/S方向；順時(shí)針 求VA4A3VA4A3= ×V=15×0.01=0.07m/s 方向如速度圖所示 B、加速度分析求aKA4A3aKA4A3=24VA4A3=0.14m/s2 求aA3aA3=aA2=22×LO2A=6.50m/s2 方向：AO2 求

8、anA4anA4=23×LO3A=0.79m/s2 方向：AO3 求aA4 + = + + 大?。?.79 ？ 6.50 0.14 ?方向：AO3 O3A AO2 O3A O3A取a=aA3/pa3=0.05 在A1圖的左下方畫(huà)加速度多邊形 aA4=pa4×a=1.00m/s2 方向如圖 求aB用加速度影像求aB=1.54m/s2 = + + 大?。?？ 1.54 0.00114 ?方向：水平 FB BF接著畫(huà)加速度多邊形由加速度多邊形求得：aF=pf×a=0.87m/s2 水平向右 第9點(diǎn)：A、速度分析求VA3VA3 =VA2=LO2An/30=0.0927&#

9、215;80/30=0.77m/S = + 大?。?？ 0.77 ？方向：O3A O2A O3A取v=VA3/Pa3=0.01 在A1圖的左下方畫(huà)速度多邊形 大致圖形如A1圖所示求VB用速度影像求VB=1.15m/s;求VF = + 大?。?？ 1.15 ？方向：水平 O3A BF VF = V=1.05m/s 求4 4=3=VA4/LO3A=1.00rad/s 方向；逆時(shí)針 求VA4A3VA4A3 = ×V=0.50m/s B、加速度分析求aKA4A3aKA4A3=24VA4A3=1.00m/s2 求aA3aA3=aA2=22×LO2A=6.50m/s2 方向：AO2 求

10、anA4anA4=23×LO3A=0.58m/s2 方向：AO3 求aA4 + = + + 大小 0.58 ？ 6.50 1.00 ?方向：AO3 O3A AO2 O3A O3A取a=aA3/=0.1 加速度多邊形大致圖形如A1圖所示aA4=pa4×a=4.8m/ s2 求aB 用加速度影像求aB=104.3×0.1=9.54m/s2 方向如加速度圖所示 求aF = + + 大?。?？ 9.54 0.05 ?方向：水平 FB BF接著畫(huà)加速度多邊形由加速度多邊形得：aF=×a=9.30m/s2 方向：水平向左 在A1圖紙左上角繪制刨頭的運(yùn)動(dòng)線(xiàn)圖。大致圖形

11、如A1圖左上所示收集同組同學(xué)的位移、速度、加速度的數(shù)據(jù)并匯編在表1：表1 位移、速度、加速度數(shù)據(jù)匯總 曲柄位置名稱(chēng) 結(jié)果1234456SF（m）00.0100.0450.1400.1570.2250.250VF（m/s）00.310.951.251.121.300.94aF（m/s2）11.506.656.200.750.053.40-0.50 曲柄位置名稱(chēng) 結(jié)果788910101112SF（m）0.3100.3200.3250.2650.190.1650.0850.015VF（m/s） 0.3400-1.05-1.50-1.59-1.48-0.80aF（m/s2）-9.6-11.76-10-

12、9.30-9.76-0.152.0019.00五、機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析已知:導(dǎo)桿的質(zhì)量 m4=16Kg 刨頭的質(zhì)量 m6=68Kg (其余質(zhì)量忽略不計(jì)) 導(dǎo)桿繞重心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 JS4=1.6Kgm 切削阻力為常數(shù)大小為 FC=1600N1.確定慣性力、慣性力矩第4點(diǎn)：p16=-m6×aF=-68×0.80=-54.4Np14=-m4×as=-16×0.77=-12.4NM14=-Js4×4=-16×0.74=-1.19Nmh =M14/F14=-1.19/-12.4=0.097m 第9點(diǎn)：p16=-m6×aF=-68×

13、;9.3=-632.4N p14=-m4×aS=-16×4.75=-76N M14=-JS4×4 =-1.6×8.35=-13.36Nmh =M14/F14=-13.36/76=0.18m 將計(jì)算結(jié)果匯總在如下表中：表2結(jié)果匯總曲柄位置導(dǎo)桿4刨頭p14M14Lh4P164點(diǎn)12.41.190.19754.49點(diǎn)7613.360.180632.42.確定齒輪2的重量查指導(dǎo)書(shū)得齒輪2的重量G2=500N 3.確定各運(yùn)動(dòng)副反力 第4點(diǎn):A、取構(gòu)件5、6為示力體 如圖3比例尺為：L=0.005m/mm： + + + + =0上式中只有FR45、FR76的大小未知

14、 圖3取力比例尺：P=Fc/=10N/mm 在機(jī)構(gòu)位置圖下面畫(huà)力多邊形 大致圖形如A1圖求得：FR45=×P=1660N 方向與力多邊形中的方向一致 FR76=×P=26.×25=660N方向：垂直導(dǎo)路向上MF=0：FC（LO2M-YP）+G6×XS6=FR76h76h76=Fc×(LO2M-YP)+G6×XS6/R76 =0.41m B、取構(gòu)件3、4為示力體在機(jī)構(gòu)位置圖右側(cè)繪制示力體圖,比例尺為：L=0.005m/mm 大致圖形如圖4 圖4其平衡方程為： + + + + = 0 MO3=0 (確定FR23的大小)：FR23h23+F

15、14hp+G4h4=FR54h54量得:hI4 =0.22m ；h4=0.04m； h54=1.125mFR23=(FR54h54+F'14hP+G4h4)/h23=2503N 矢量式中FR74的大小和方向未知 仍取力比例尺P=10N/mm 接著畫(huà)力多邊形圖求得:FR74=×P=32×25=800N 方向與力多邊形中fe的方向一致 B、取構(gòu)件2為示力體在機(jī)構(gòu)位置圖右方繪示力體圖，比例尺為:L=0.005m/mm 大致圖形如圖5 圖5 其平衡方程為： + + + = 0MO2=0 （確定Pb的大?。篎R32h32=Pbrb量得:h32=0.095m 算得:rb =0

16、.325m Pb=FR32h32/rb=725N 式中的R72大小和方向未知仍然取力比例尺P=10N/mm 接著畫(huà)力多邊形圖，求得： FR72=×P=106×25=2660N 方向與為多邊形中ij的方向一致 第9點(diǎn):A、取構(gòu)件5、6為示力體 取力比例尺P=20N/mm在機(jī)構(gòu)位置圖上方繪制示力體圖, 如3圖所示： 比例尺為：L=0.005m/mm + + + =0上式中只有R45、R76的大小未知取力比例尺：P=FI6/=10N/mm在機(jī)構(gòu)位置圖下面畫(huà)力多邊形圖，大致圖形如A1圖 求得：FR45=×P=79×10 =790N 方向與力多邊形中的方向一致 F

17、R76=×P=78×10 =780N 方向：垂直導(dǎo)路向上MF=0：G6×XS6=FR76h76h76=G6×XS6/FR76=0.218m B、取構(gòu)件3、4為示力體在機(jī)構(gòu)位置圖右側(cè)繪制示力體圖,比例尺為：L=0.005m/mm 大致圖形如圖4其平衡方程為： + + + + = 0MO3=0 (確定FR23的大小)：FR54h54+FI4hI4+G4h4=FR23L23量得:hI4 =0.725m； h4=0.08m； h54=1.15m FR23=(FR54h54+ P14hP+G4h4)/LO3A=1470N 矢量式中FR74的大小和方向未知 仍取力比

18、例尺P=20N/mm接著畫(huà)力多邊形圖,求得:FR74=×P=65×10=650N 方向與力多邊形中g(shù)d的方向一致B、取構(gòu)件2為示力體在機(jī)構(gòu)位置圖右下方繪示力體圖 比例尺為:L=0.005m/mm大致圖形如圖5：其平衡方程為： + + + = 0MO2=0 （確定Pb的大小）：FR32h32=Pbrb量得:h32=0.055m 算得:rb =0.325m Pb=FR32h32/rb=249N 仍然取力比例尺P=20N/mm 接著畫(huà)力多邊形圖,求得：FR72=×P=139×10=1390N 方向與為多邊形中ih的方向一致 4、將各運(yùn)動(dòng)副反力匯總?cè)缦拢?表3結(jié)

19、果匯總 位置反力指定的兩個(gè)位置第4點(diǎn)第9點(diǎn)FR7226601390FR74800650FR76660780FR451200940FR2325031470 FR32250314705、計(jì)算平衡力偶矩并匯總?cè)缦拢罕?結(jié)果匯總曲柄位置123456Mb08150238188120曲柄位置789101112Mb608.2581 200-150-93.6 6、繪制平衡力偶矩曲線(xiàn)Mb-2該曲線(xiàn)在A1圖的右上角 縱坐標(biāo)比例尺：Mb=5Nm/mm 橫坐標(biāo)比例尺：2=2度/毫米 大致如圖6圖6六、飛輪設(shè)計(jì)已知：許用速度不均勻系數(shù) =1/25 平衡力矩曲線(xiàn) Mb-2 驅(qū)動(dòng)力矩為常數(shù) 曲柄的轉(zhuǎn)數(shù) n2=80rpm 飛

20、輪裝在齒輪Z1的O1軸上1、作等效阻力矩曲線(xiàn)Mr-r由于飛輪準(zhǔn)備裝在Z1的O1軸上，因此|Mr|=|Mb/i12|可由Mb-2曲線(xiàn)直接畫(huà)出Mr-1曲線(xiàn)（見(jiàn)A1圖I）。為了使圖形一樣，其比例尺選為：Mr=Mb/i12=1.5Nm/mm 2、求功曲線(xiàn)Wr-1取極距H=30mm 圖解積分Mr-1得Wr-1曲線(xiàn)?？v坐標(biāo)比例尺為：W =M××H×/180°=2×6.2×40×/180°=5.4J/mm 3、求功曲線(xiàn)Wd-1根據(jù)一個(gè)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)中能量變化為零，以及Md=常數(shù)的條件可作出Wd-1曲線(xiàn)。比例尺仍為：W=5.4J/m

21、m4、求驅(qū)動(dòng)力矩曲線(xiàn)Md-1仍取極距H=30mm 圖解微分Wd-1得Md-1曲線(xiàn)?？v坐標(biāo)比例尺為：M=1.5Nm/mm 得驅(qū)動(dòng)力矩：Md =h×M=9×1.5=13.5Nm 5、確定最大盈虧功為：W=40×5.4= 216J6、求飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JF=900W/2n2=(900×216×25)/(3.142 ×2662)=6.93Kgm 7、確定飛輪尺寸b=4gJF/D3H材料用灰鑄鐵=7×104N/m3取飛輪直徑 D=0.5m 取輪緣的高寬比為H/b=1.5 b2=4gJF/D3H=(4×9.8×6.93

22、)/(3.14×1.5×0.53×7×104)b=0.080m=80mm H=1.5b=1.5×80=120mm 圖7七、設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線(xiàn)已知：推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律為等加速等減速上升和等加速等減速下降,凸輪與曲柄共軸,順時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)的最大擺角 max=15°凸輪的擺桿長(zhǎng) LO4C=120mm凸輪的推程運(yùn)動(dòng)角 0=70°凸輪的遠(yuǎn)休止角 01=10°凸輪的回程運(yùn)動(dòng)角 0'=70°凸輪機(jī)構(gòu)的機(jī)架長(zhǎng) Lo2o4=136mm凸輪的基圓半徑 ro=50mm凸輪的滾子半徑 rr=15mm擺桿的角位移曲線(xiàn)以及凸輪輪廓曲線(xiàn)

23、的設(shè)計(jì)繪制在A2圖紙上.大致如圖8 圖8 八、齒輪設(shè)計(jì)及繪制嚙合圖已知：齒輪1的尺數(shù)Z1=18齒輪2的尺數(shù)Z2=60模數(shù)m12=15壓力角=20°齒頂高系數(shù)h*a=1繪制齒輪嚙合圖徑向間隙系數(shù)C*=0.251、 列表計(jì)算集合尺寸表5齒輪結(jié)構(gòu)的幾何尺寸名稱(chēng)符號(hào)計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果小齒輪分度圓直徑d1d1=mz1216大齒輪分度圓直徑d2d2=mz2720小齒輪齒頂圓直徑da1da1=d1+2ha240大齒輪齒頂圓直徑da2da2=d2+2ha744小齒輪齒根圓直徑df1df1=d1-2hf186大齒輪齒根圓直徑df2df2=d2-2hf690小齒輪基圓直徑db1db1=d1cos203大齒

24、輪基圓直徑db2db2=d2cos676.6分度圓齒距PP=m37.7基圓齒距pbpb=pcos35.4分度圓齒厚ss=p/218.9分度圓齒槽寬ee=p/218.9徑向間隙cc=c*m3標(biāo)準(zhǔn)中心距aa=m(z1+z2)/2468實(shí)際中心距aa=a468傳動(dòng)比ii=z2/z13.33重合度=B1B2/Pb1.69繪制齒輪嚙合圖 如圖9 圖9 九、解析法1導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)已知：（1）行程速比系數(shù)K；（2）刨頭和行程H；（3）機(jī)架長(zhǎng)LO2O3（4）連桿與導(dǎo)桿的比LBF/LO3B求解:(1)求導(dǎo)桿的擺角：max=180°×（K-1）/（K+1）(2)求導(dǎo)桿長(zhǎng)：LO3B1=H/2sin

25、（max/2）(3)求曲柄長(zhǎng)：LO2A=LO2O3×sin（max/2）(4)求連桿長(zhǎng)：LBF=LO3B×LBF/LO3B(5)求導(dǎo)路中心到O3的垂直距離LO3M：從受力情況（有較大的傳動(dòng)角）出發(fā)，刨頭導(dǎo)路O3B線(xiàn)常取為通過(guò)B1B2 撓度DE的中點(diǎn)M.即： LO3M=LO3B-LDE/2將上述已知條件和公式編入程序 見(jiàn)附錄與圖解法比較，誤差在毫米以下。不用修改。2機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析已知： (1)曲柄轉(zhuǎn)速2； (2)各構(gòu)件的長(zhǎng)度。求解：、建立機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方程式如圖所示：選定直角坐標(biāo)系XOY。標(biāo)出各桿的矢量和轉(zhuǎn)角。各構(gòu)件矢量所組成的封閉矢量方程式為: 圖10+ = a b其中

26、令：Ll=LO2O3；Y=L03M；S=L03A；將a式分別投影在x和y軸上得L2cosF2=S cos F4 cLl+L2 sin F2=S sin F4 d兩式相除則得tgF4=(Ll+L2sinF2)L2cosF2 (1)在三角形A0203中S2=LlLl+L2L22L1L2cos(90+F2) (2)將c d兩式對(duì)時(shí)間求導(dǎo)一次得L2W2sinF2=SW4sinF4+VrcosF4 eL2W2cosF2=SW4cosF4+VrsinF4 f將坐標(biāo)XOY繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)F4角(也就是將e f兩式中的F2角F4角分別減去F4)，經(jīng)整理后可分別得到Vr=L2 W2sin(F2F4) (3)W4=L2

27、W2 cos(F2-F4)S (4) 再將e f二式方別對(duì)時(shí)同求導(dǎo)一次后，同樣將坐標(biāo)XOY繞0點(diǎn)轉(zhuǎn)F4角(也就是將式中的F2角F4角分別成去F4)，經(jīng)整理后可分別得到ar=SW4W4L2W2W2cos(F2F4) (5)ak=2 Vr W4 (6)e4=2 Vr W 4+ L2W2W2sin(F2一F4) (7)將b式分別投|影在x和y軸上得X：L4 cos F4十L5 cos F5 (8)Y：L4 sin F4十L5 sin F5 (9)由(9)式可直接得sin F5=（YL4sinF4）L5 （10）對(duì)(9)式求導(dǎo)，一次可得L4W4cosF4=L5W5cosF5 于是由g式可得W5=(L4

28、W4cosF4)L5cosF5 （11）對(duì)g式求導(dǎo)一次經(jīng)整理可得e5=（L4e4cosF4+L4W4 W4sinF4+L5W5W5sinF5)L5cosF5 （12）(8)式中的X是坐標(biāo)值，要想得到F點(diǎn)的位移XF應(yīng)該是XF=XX0XF=L4 cos F4+L5 cos F5一(L4 cos F40+L5 cos F50) （13）式中F40 F50是導(dǎo)桿4處在左極限位置l時(shí)。導(dǎo)桿4和連桿5與坐標(biāo)的正向夾角對(duì)（13）式求導(dǎo)一次可得：VF=L4W4sinF4L5 W5sinF5 （14）對(duì)（14）式求導(dǎo)一次可得aF=L4cosF4W4W4L4sinF4e4L5cosF5 W5W5L5sinF5e5

29、 (15)角度的分析關(guān)于F4和F5兩個(gè)角度的分析 當(dāng)曲柄2運(yùn)動(dòng)到第一象限和第四象限時(shí)，導(dǎo)桿4在第一象限。此時(shí)得出的F4就是方位角。當(dāng)曲柄2運(yùn)動(dòng)到第二象限和第三象限時(shí)導(dǎo)桿4是在第二象限，得出的F4是負(fù)值，所以方位角應(yīng)該是F4=180+F4由于計(jì)算機(jī)中只有反正切，由（10）式是不能直接求出F5因此要將其再轉(zhuǎn)換成反正切的形式F5=atn(gsqr(1g*g) （16）式中g(shù)=sin F5=(YL4*sin F4) L5無(wú)論曲柄2運(yùn)動(dòng)到第幾象限。連桿5都是在第二第三象限，由于在第二象限時(shí)F5是負(fù)值，在第三象限時(shí)F5是正值，因此在轉(zhuǎn)換方位角時(shí)可以用一個(gè)公式來(lái)表示即：F5=180+F5 （17）開(kāi)始計(jì)算是

30、在左極限l的位置。因此F2的初值應(yīng)該是： F2=Fq=195°(Fq為起始角)運(yùn)行到8時(shí)導(dǎo)桿處在右極限終止位置，因此F2的數(shù)值應(yīng)該是：F2=FZ=345° (FZ為終止角)編寫(xiě)程序及運(yùn)行結(jié)果見(jiàn)附錄：結(jié)果分析： 上述結(jié)果與圖解法比較，除加速度略有點(diǎn)誤差外其余各結(jié)果均無(wú)誤差。因此驗(yàn)證了圖解法和解析法的運(yùn)算結(jié)果都是正確的。加速度的誤差盡管很小但也進(jìn)行了查找修正3凸輪機(jī)構(gòu)的輪廓曲線(xiàn)設(shè)計(jì)已知(1)從動(dòng)件8的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及0、01、(2)從動(dòng)件8的長(zhǎng)度LO4C(3)從動(dòng)件的最大擺角max=16º(4)從動(dòng)件與凸輪的中心距LO2O4(5)凸輪理論輪廓的基圓半徑r0(6)滾子半徑rr

31、(7)凸輪與曲柄共軸,順時(shí)針回轉(zhuǎn) 圖111.建立數(shù)學(xué)模型選取XOY坐標(biāo)系，B0點(diǎn)為凸輪起始點(diǎn)。開(kāi)始時(shí)推桿滾子中心處于B0點(diǎn)處，當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過(guò)角度時(shí)，推桿相應(yīng)地產(chǎn)生位移角。根據(jù)反轉(zhuǎn)法原理,此時(shí)滾子中心應(yīng)處于B點(diǎn)，其直角坐標(biāo)為：y = a sinLsin(0) ax = a cosLcos(0) b式中a為凸輪軸心O與擺動(dòng)推桿軸心A之間的距離,L為擺動(dòng)推桿的長(zhǎng)度。在OA0B0中0=arc cos (a2L2r20)/2aL ca式和b式即為凸輪理論輪廓線(xiàn)的方程式。凸輪的實(shí)際廓線(xiàn)與理論廓線(xiàn)的距離處處相等，為其理論廓線(xiàn)的等距曲線(xiàn)，且等于滾子半徑rr，故當(dāng)已知理論廓線(xiàn)上任意一點(diǎn)B(x，y)時(shí)，只要沿理論廓線(xiàn)

32、在該點(diǎn)的法線(xiàn)方向取距離為rr，即得實(shí)際廓線(xiàn)上得相應(yīng)點(diǎn)B(X,Y)。由高等數(shù)學(xué)知，理論廓線(xiàn)B點(diǎn)處法線(xiàn)nn得斜率(與切線(xiàn)斜率互為負(fù)倒數(shù))，應(yīng)為：tgdx/dy(dx/d)/(dy/d) d式中dx/d、dy/d可根據(jù)a式和b式求得：dy/da cosLcos(0)(1-d/d) edx/da sinLcos(0)(1-d/d) f代入d式可求出。此處應(yīng)注意：角在0°至360°之間變化，當(dāng)式中分子分母均大于0時(shí)，角在0°至90°之間；分子分母均小于0時(shí)，角在180°至270°之間；如果dy/d<0，dx/d>0則角在90

33、6;至180°之間；又如dy/d>0，dx/d<0，則角在270°至360°之間。當(dāng)求出角后，實(shí)際廓線(xiàn)上對(duì)應(yīng)B(x,y)的坐標(biāo)可由下式求出：x=x±rrcos gy=y±rrcos h式中“”號(hào)為內(nèi)等距曲線(xiàn)，“”號(hào)為外等距曲線(xiàn)。g式和h式即為凸輪的實(shí)際輪廓線(xiàn)方程式。在e式和f式中的即為給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律中的擺角推桿的角位移，d/d為對(duì)凸輪轉(zhuǎn)角的導(dǎo)數(shù)，根據(jù)給定的等加速等減速上升和等加速等減速返回的運(yùn)動(dòng)規(guī)律其公式如下：1推程推桿在等加速運(yùn)動(dòng)階段的方程式(在0至0/2之間變化)=2max(/0)2d/d=4max/02推桿在等減速運(yùn)動(dòng)階段的方

34、程式(在0/2至0之間變化)max2max(0)2/02d/d=4max(0)/022推程推桿在等加速運(yùn)動(dòng)階段的方程式(在0至0/2之間變化)=2max(/0)2d/d=4max/02推桿在等減速運(yùn)動(dòng)階段的方程式(在0/2至0之間變化)max2max(0)2/02d/d=4max(0)/02理論廓線(xiàn)的極坐標(biāo)(向徑)和理論廓線(xiàn)及實(shí)際廓線(xiàn)的直角坐標(biāo)計(jì)算程序和運(yùn)行結(jié)果見(jiàn)附錄十、課程設(shè)計(jì)總結(jié)時(shí)間過(guò)的真快，一轉(zhuǎn)眼緊張、繁忙而又愉快的機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)就要結(jié)束了，回顧這倆周的課程設(shè)計(jì)，我感到受益匪淺：通過(guò)這次設(shè)計(jì)，不但使我進(jìn)一步鞏固了課堂上所學(xué)過(guò)得理論知識(shí)，而且提高了我對(duì)這些知識(shí)的綜合運(yùn)動(dòng)的能力。比如我們學(xué)

35、過(guò)的連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、結(jié)構(gòu)分析、運(yùn)動(dòng)分析、受力分析以及飛輪設(shè)計(jì)等參考文獻(xiàn)1遼寧工業(yè)大學(xué)、機(jī)械學(xué)教研室、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)、2012.32西北工業(yè)大學(xué)、孫恒、陳作模、葛文杰主編、機(jī)械原理（第七版）、高等教育出版社2005.123徐雅斌主編、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)與應(yīng)用、遼寧科學(xué)技術(shù)出版社、1994.84遼寧高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課教材編委會(huì) 組編、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、大連理工大學(xué)出版社2002.8附錄1導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)程序及運(yùn)行結(jié)果#include<math.h>#include<stdio.h>main()float pi,p,K,H,L1,BFO3B,QMAX,L4,L2,L5,

36、Y;pi=3.1415926;p=pi/180;K=1.2;H=0.32;L1=0.65;BFO3B=0.25;QMAX=180*(K-1)/(K+1)*p;L4=H/(2*sin(QMAX/2);L2=L1*sin(QMAX/2);L5=L4*BFO3B;Y=L4-L4*(1-cos(QMAX/2)/2;printf("L1=%.4fnL2=%.4fn",L1,L2);printf("L4=%.4fnL5=%.4fnY =%.4fn",L4,L5,Y);運(yùn)行結(jié)果：2機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析源程序及運(yùn)行結(jié)果#include<math.h>#include

37、<stdio.h>void main();float pi,p,K,H,L1,BFO3B,QMAX,L4,L2,L5,fq,Y;float f2,f40,g,f50,n,f4,i,fz,w2,s,w4,v,ak,ar,e4;float L,f5,w5,e5,xf,vf,af,LS,at,an,as,fs;gan()pi=3.1415926;p=pi/180;K=1.2;H=0.32;L1=0.65;BFO3B=0.25;QMAX=180*(K-1)/(K+1)*p;L4=H/(2*sin(QMAX/2);L2=L1*sin(QMAX/2);L5=L4*BFO3B;Y=L4-L4*(

38、1-cos(QMAX/2)/2;fq=180+QMAX/2/p;fz=360-QMAX/2/p;void main()gan();f2=fq*p;f40=atan(L1+L2*sin(f2)/L2/cos(f2);f40=180*p+f40;g=Y/L5-L4/L5*sin(f40);f50=atan(-g/sqrt(1-g*g);f50=180*p+f50;printf(" n f4 ak");printf(" w4 sf vf af");printf(" w4 as fsn");for(n=1;n<=13;n=+n-0.5)if(n=4.5)f2=90*p;f4=