机械设计 插床凸轮机构的设计Word格式.docx
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指导教师：
郝志勇席本强
开始日期：
2011年6月26日完成日期：
2011年6月30日
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
7．中期检查报告
1、设计任务及要求
已知：
从动件的最大摆角
，从动件的长度lo4d从动件的运动规律为等加，等减速运动，凸轮与曲柄共轴。
数据如下：
要求：
1）按许用压力角
确定凸轮的基圆半径r0；
2）求出理论轮廓线外凸的最小曲率半径
3）选取滚子半径r
绘制凸轮实际轮廓线，并动态显示机构；
4）用计算机打印出说明书
2、机构的数学模型
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B2点,其直角坐标为：
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rT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
根据上式有：
可得
实际轮廓线上对应的点B（x,y）的坐标为
此即为凸轮工作的实际廓线方程，式中“-”用于内等距线，“+”用于二、根据运动分析写出与运动方程式
1．设从动件起始角
2．1）
升程加速区，其运动方程为：
2）
属于升程减速区，其运动方程为：
3）
，属于远休止区，其运动方程为：
4）
属于回程加速区，其运动方程为：
5）
，属于回程减速区，其运动方程为：
6）
，于近休止区，其运动方程为
外等距线。
3、程序框图
4、程序清单及运行结果
#include<
math.h>
dos.h>
graphics.h>
conio.h>
stdio.h>
#defineI125.0
#defineAa40
#definerb50
#definerr5
#defineK（3.1415926/180）
#definedt0.25
floatQmax,Q1,Q2,Q3;
floatQ_a;
doubleL,pr;
floate[1500],f[1500],g[1500];
voidCal（floatQ,doubleQ_Q[3]）
{
Qmax=15,Q1=60,Q2=10,Q3=60;
if（Q>
=0&
&
Q<
=Q1/2）
Q_Q[0]=K*（2*Qmax*Q*Q/（Q1*Q1））;
Q_Q[1]=4*Qmax*Q/（Q1*Q1）;
Q_Q[2]=4*Qmax/（Q1*Q1）;
}
Q1/2&
=Q1）
{
Q_Q[0]=K*（Qmax-2*Qmax*（Q-Q1）*（Q-Q1）/（Q1*Q1））;
Q_Q[1]=4*Qmax*（Q1-Q）/（Q1*Q1）;
Q_Q[2]=-4*Qmax/（Q1*Q1）;
}
=Q1&
=Q1+Q2）
Q_Q[0]=K*Qmax;
Q_Q[1]=0;
Q_Q[2]=0;
Q1+Q2&
=Q1+Q2+Q3/2）
Q_Q[0]=K*（Qmax-2*Qmax*（Q-Q1-Q2）*（Q-Q1-Q2）/（Q3*Q3））;
Q_Q[1]=-4*Qmax*（Q-Q1-Q2）/（Q3*Q3）;
Q_Q[2]=-4*Qmax/（Q3*Q3）;
Q1+Q2+Q3/2&
Q1+Q2+Q3）
Q_Q[0]=K*（2*Qmax*（Q3-Q+Q1+Q2）*（Q3-Q+Q1+Q2）/（Q3*Q3））;
Q_Q[1]=-4*Qmax*（Q3-Q+Q1+Q2）/（Q3*Q3）;
Q_Q[2]=4*Qmax/（Q3*Q3）;
Q1+Q1+Q3&
=360）
Q_Q[0]=K*0;
Q_Q[1]=0;
Q_Q[2]=0;
voidDraw（floatQ_m）
floattt,x,y,x1,y1,x2,y2,x3,x4,y3,y4,dx,dy;
doubleQQ[3];
circle（240,240,5）;
circle（240+L*sin（60*K）,240-L*cos（60*K）,5）;
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（60*K）,240-L*
cos（60*K））;
lineto（240+L*sin（60*K）+20*cos（240*K）,240-L*cos（60*K）-20*sin（240*K））;
lineto（240+L*sin（60*K）+20*cos（60*K）,240-L*cos（60*K）-20*sin（240*K））;
lineto（240+L*sin（60*K）,240-L*cos（60*K））;
for（tt=0;
tt<
=720;
tt=tt+2）{Cal（tt,QQ）;
/*tulunlunkuoxian*/
x1=L*cos（tt*K-30*K）-I*cos（Q_a+QQ[0]+tt*K-30*K）;
y1=I*sin（Q_a+QQ[0]+tt*K-
30*K）-L*sin（tt*K-30*K）;
x2=x1*cos（Q_m*K）-y1*sin（Q_m*K）;
y2=x1*sin（Q_m*K）+y1*cos（Q_m*K）;
putpixel（x2+240,240-y2,2）;
dx=（QQ[1]+1）*I*sin（Q_a+QQ[0]+tt*K-30*K）-L*sin（tt*K-30*K）;
dy=（QQ[1]+1）*I*cos（Q_a+QQ[0]+tt*K-30*K）-L*cos（tt*K-30*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）-y3*sin（Q_m*K）;
y4=x3*sin（Q_m*K）+y3*cos（Q_m*K）;
putpixel（x4+240,240-y4,YELLOW）;
voidCurvel（）
intt;
floaty1,y2,y3,a=0;
for（t=0;
t<
=360/dt;
t++）
delay（300）;
a=t*dt;
if（a>
a<
y1=（2*Qmax*pow（a,2）/pow（Q1,2））*10;
y2=（4*Qmax*（dt*K）*a/pow（Q1,2））*pow（10,4.8）;
y3=（4*Qmax*pow（（dt*K）,2）/pow（Q1,2））*pow（10,8.5）;
putpixel（100+a,300-y1,1）;
putpixel（100+a,300-y2,2）;
putpixel（100+a,300-y3,4）;
line（100+Q1/2,300-y3,100+Q1/2,300）;
if（（a>
Q1/2）&
（a<
=Q1））
y1=（Qmax-2*Qmax*pow（（Q1-a）,2）/pow（Q1,2））*10;
y2=（4*Qmax*（dt*K）*（Q1-a）/pow（Q1,2））*pow（10,4.8）;
y3=（（-4）*Qmax*pow（（dt*K）,2）/pow（Q1,2））*pow（10,8.5）;
putpixel（100+a,300-y1,1）;
putpixel（100+a,300-y2,2）;
line（100+Q1,300-y3,100+Q1,300）;
line（100+Q1/2,300,100+Q1/2,300-y3）;
Q1）&
=Q1+Q2））
y1=Qmax*10;
y2=0;
y3=0;
line（（100+Q1+Q2）,300,（100+Q1+Q2）,300-y3）;
Q1+Q2）&
=Q1+Q2+Q3/2））
y1=（Qmax-2*Qmax*pow（（a-Q1-Q2）,2）/pow（Q3,2））*10;
y2=（-4*Qmax*（dt*K）*（a-Q1-Q2）/pow（Q3,2））*pow（10,4.8）;
y3=（-4*Qmax*pow（（dt*K）,2）/pow（Q3,2））*pow（10,8.5）;
line（（100+Q1+Q2+Q3/2）,300,（100+Q1+Q2+Q3/2）,300-y3）;
line（（100+Q1+Q2）,300,100+Q1+Q2,300-y3）;
Q1+Q2+Q3/2）&
=Q1+Q2+Q3））
y1=（2*Qmax*pow（（Q3+Q2+Q1-a）,2）/pow（Q3,2））*10;
y2=（-4*Qmax*（dt*K）*（Q3+Q2+Q1-a）/pow（Q3,2））*pow（10,4.8）;
y3=（4*Qmax*pow（（dt*K）,2）/pow（Q3,2））*pow（10,8.5）;
line（（100+Q1+Q2+Q3）,300-y3,（100+Q1+Q2+Q3）,300）;
Q1+Q2+Q3）&
=360））
y1=0;
putpixel（100+a,300,1）;
putpixel（100+a,300,2）;
putpixel（100+a,300,4）;
e[t]=y1;
f[t]=y2;
g[t]=y3;
main（）
intgd=DETECT,gm;
inti,t,choice,x_I,y_I,flag=1;
doubleQQ1[3],aa;
initgraph（&
gd,&
gm,"
"
）;
cleardevice（）;
!
kbhit（）;
for（;
360;
）
t-=360;
if（flag==1）
for（L=I-rb+70;
L<
I+rb;
L+=2）
Q_a=acos（（L*L+I*I-rb*rb）/（2.0*L*I））;
Cal（t,QQ1）;
aa=atan（1*（1-QQ1[1]-L*cos（Q_a-QQ1[0]））/（L*sin（Q_a+QQ1[0]）））;
pr=（pow（（L*L+I*I*（1+QQ1[1]）*（1+QQ1[1]）-2.0*L*I*（1+QQ1[1]*cos（Q_a+QQ1[0]）））,3.0/2））
/（（1+QQ1[1]）*（2+QQ1[1]）*L*I*cos（Q_a+QQ1[0]）+QQ1[2]*L*I*sin（Q_a+QQ1[0]）-L*L-I*I*pow（1+QQ1[1],3））;
if（aa<
=Aa&
pr>
rr）
flag=0;
break;
if（flag==0）
Cal（t,QQ1）;
Draw（t）;
x_I=240+L*sin（60*K）-I*cos（Q_a+QQ1[0]-30*K）;
y_I=240-L*cos（60*K）-I*sin（Q_a+QQ1[0]-30*K）;
circle（x_I,y_I,rr）;
line（240+L*sin（60*K）,240-L*cos（60*K）,x_I,y_I）;
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,"
"
printf（"
\n\n\n\n\n\Q（w,t）"
printf（"
\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\t\t\t\t\t\t\t\tt"
Curvel（）;
getch（）;
\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n"
for（i=0;
i<
=1440;
i=i+20）
{
delay（1000）;
%d%f%f%f\n"
i/4,e[i],f[i],g[i]）;
}
closegraph（）;
5、设计总结：
为期一周的课程设计就这样结束了，在这一周里我觉得自己学会了很多东西。
虽然这几天遇到了很多困难，但是在完成了课程设计之后心里特别的激动。
这是一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，我希望能通过这次课程为将来工作奠定一些基础，并从中锻炼自己，为自己以后的生活打下一个良好的基础。
但这次课程设计的确有些力不从心的地方，刚开始的时候心里特别紧张总觉得这么做不行，那么弄也不合适。
心里有种恐惧感，后来随着困难的慢慢解决，这种心态才一点点消失。
虽然在这次设计中自己有所收获,但同时也存在一定的不足和缺陷,我想这正是本次设计的价值所在。
所以，在以后的学习和生活中，无论怎样首先都不能气馁，要对自己有信心，遇事沉着冷静，什么事情都是可以解决的！
6、参考文献
1、机械原理课程设计指导书徐翠萍冷兴聚
2、机械原理（第七版）孙恒陈作模葛文杰
3、c程序设计谭浩强
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