西工大机械原理大作业2凸轮机构作业.docx

1、西工大机械原理大作业2凸轮机构作业大作业（二）凸轮机构设计（题号： 1-A ）班 级_ _ _学 号_ _姓 名_ _成 绩_同 组 者_ _ _完成日期 2014 年 1 月 2日目录1.题目及原始数据 32.推杆的运动规律及凸轮廓线方程. 33.计算程序 44.计算结果及分析 115.凸轮机构图 136.体会与建议 147.参考书 148.附录 15凸轮机构设计1.题目及原始数据利用计算机辅助设计完成下列偏置式直动滚子推杆盘形构件（推杆的移动副导路位于凸轮盘回转中心右侧）或摆动滚子推杆盘形凸轮机构的设计，设计已知数据如下表所示，机构中凸轮沿着逆时针方向作匀速转动。表1 凸轮机构的从动件运动

2、规律直动推杆组题号推程运动规律回程运动规律1等加速等减速运动余弦加速度运动表2 凸轮机构的推杆在近休、推程、远休及回程阶段的凸轮转角题号近休凸轮转角推程凸轮转角远休凸轮转角回程凸轮转角A06060180180270270360表3 偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构的已知参数题号初选基圆半径r0/mm偏距e/mm滚子半径rr/mm推杆行程h/mm许用压力角许用最小曲率半径amin12A15+5102830700.3rr2.推杆的运动规律及凸轮廓线方程推程： 等加速 等减速远休: 回程: 余弦加速度运动近休: 理论轮廓廓线方程 实际廓线方程实际廓线方程3.计算程序 C语言计算坐标程序#include#

3、include#include #define PI 3.141592653double fact722;double theory722;int Revit_degree13=120,165,180,Revit_degree23=210,215,250,Revit_degree33=300,315,330; /已知参数double Revit_h3=28,30,35,Revit_rb3=14,19,21;double Revit_A13=30,30,35,Revit_A23=70,75,65;double Revit_P3=13,18.2,24.3,Revit_e3=5,10,14;doub

4、le Revit_r3=10,14,18;double b=1;int k=0; /选择组别 0-A 1-B 2-Cint ang1= Revit_degree1k,ang2= Revit_degree2k,ang3= Revit_degree3k;double h=Revit_hk, rb=Revit_rbk;double A1=Revit_A1k*PI/180,A2=Revit_A2k*PI/180;double r=Revit_rk,e=Revit_ek,P=Revit_Pk;double So;double S(int I) double s; double A; double B;

5、if(Iang1/2)&(I=ang1) A=I*PI/180; B=ang1*PI/180; s=h-2*h*pow(B-A)/B,2); else if(I=ang2)s=h; else if(I=ang3) A=(I-ang2)*PI/180; B=(ang3-ang2)*PI/180; s=h*(1+cos(PI*A/B)/2; else s=0; return(s);double ds(int Q) double A,B,C; if(Qang1/2)&(Q=ang1) A=Q*PI/180; B=ang1*PI/180; C=4*h*(B-A)/(B*B); else if(Q=an

6、g2) C=0; else if(Q=ang3) A=(Q-ang2)*PI/180; B=(ang3-ang2)*PI/180; C=-PI*h*sin(PI*A/B)/(2*B); else C=0; return C;double dss(int B3) double A,B,C; if(B3ang1/2&B3=ang1) A=B3*PI/180; C=ang1*PI/180; B=-4*h/(C*C); else if(B3=ang2)B=0; else if(B3=ang3) A=(B3-ang2)*PI/180; C=(ang3-ang2)*PI/180; B=-PI*PI*h*c

7、os(PI*A/C)/(2*C*C); else B=0; return(B);void xy(int ang) /计算点坐标 double A,B,C,E,F,dx,dy; A=ang*PI/180; B=S(ang); C=ds(ang); dx=(So+B)*cos(A)+sin(A)*(C-e); dy=-sin(A)*(So+B)+cos(A)*(C-e); E=-r*dy/sqrt(dx*dx+dy*dy); F=r*dx/sqrt(dx*dx+dy*dy); theoryang/50=(So+B)*sin(A)+e*cos(A); theoryang/51=(So+B)*cos(

8、A)-e*sin(A); factang/50=theoryang/50-E; factang/51=theoryang/51-F;double a(int B1) /计算压力角 double A,B; A=sqrt(ds(B1)-e)*(ds(B1)-e); B=S(B1); return atan(A/(B+So);double p(int B2) /计算曲率半径 double dx,dy,dxx,dyy; double A,B,C,D,E; A=B2*PI/180; B=ds(B2); C=S(B2); D=dss(B2); dx=(So+C)*cos(A)+sin(A)*B-e*sin

9、(A); dy=-sin(A)*(So+C)+B*cos(A)-e*cos(A); dxx=-(C+So)*sin(A)+cos(A)*B+D*sin(A)+(C-e)*cos(A); dyy=-cos(A)*(So+C)+D*cos(A)-sin(A)*B+(e-B)*sin(A); E=sqrt(pow(dx*dx+dy*dy,3)/sqrt(pow(dx*dyy-dxx*dy),2); return(E);void main() FILE *fp; int i=0; int k,h,l; double angle1max=0,angle2max=0,pmin=1000; if(fp=fo

10、pen(text.txt,w)=NULL) printf(Cannt open this file.n); exit(0); fprintf(fp, 理论坐标 实际坐标 n); fprintf(fp, x y x y );for(;i!=360;) /选择基圆半径 rb=rb+b; So=sqrt(rb*rb-e*e); for(i=0;iA1|p(i)P) break; if(ang1+5-i)continue; for(i=ang1+5;i=ang2;i=i+5) if(p(i)P)break; if(ang2+5-i)continue; for(i=ang2+5;iA2|p(i)P) b

11、reak; if(ang3+5-i)continue; for(i=ang3+5;i360;i=i+5) if(p(i)P) break; for(i=0;i360;i=i+5) /写入数组数据 xy(i); for(i=0;i=ang1;i=i+5) /选择压力角及最小曲率半径 if(angle1maxp(i) pmin=p(i); h=i; for(i=ang2;i=ang3;i=i+5) if(angle2maxp(i) pmin=p(i); h=i; for(i=0;i72;i+) fprintf(fp,n); fprintf(fp,%12.3ft%12.3ft%12.3ft%12.3

12、ft,theoryi0,theoryi1,facti0,facti1); fclose(fp); printf( 理论坐标(x,y) ); printf(实际坐标(x,y);printf(n); for(i=0;i72;i+) printf(%f ,theoryi0); printf( ); printf(%f ,theoryi1); printf( ); printf(%f ,facti0); printf( ); printf(%f ,facti1); printf(n); printf(基圆半径是:%fn,rb); printf(推程最大压力角是:%fn,angle1max*180/PI

13、); printf(此时角度是是:%dn,k); printf(回程最大压力角是:%fn,angle2max*180/PI); printf(此时角度是是:%dn,l); printf(最小曲率半径是:%fn,pmin); printf(此时角度是:%dn,h); Matlab绘图程序x=5 7.124 9.245 11.396 .;%理论廓线xy=24.495 .; %理论廓线yx1=3.; %实际廓线xy1=14.697.; %实际廓线yro=25 %基圆半径h=28 %推程rr=10 %滚圆半径hold ontext(ro+h+3,0,X) % 标注横轴text(0,ro+rr+3,Y)

14、 % 标注纵轴text(-5,5,O) % 标注直角坐标系原点title(偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构设计) % 标注图形标题plot(-(ro+h) (ro+h),0 0,k) % 横轴(黑色)plot(0 0,-(ro+h) (ro+rr),k) % 纵轴(黑色)ct = linspace(0,2*pi); % 画圆的极角变化范围plot(ro*cos(ct),ro*sin(ct),b) % 基圆(蓝色)plot(x,y,r-)plot(x1,y1,k)4.计算结果及分析理论坐标X理论坐标Y实际坐标X实际坐标Y524.495314.6977.12424.0635.14214.2619.24

15、523.6387.29413.8311.39623.2119.45313.40213.60822.76911.62212.96915.91122.2913.80612.51418.32821.74416.01812.01520.87821.118.27511.44423.57520.31720.59510.77126.42519.35322.9959.9629.42618.16425.4868.97332.56916.70128.0747.76935.83814.91730.7556.30539.02812.68232.684.95541.9039.93134.4723.23944.3946.

16、71936.0691.17946.4383.11137.411-1.19347.985-0.82138.449-3.83148.995-539.138-6.68449.438-9.34439.444-9.69249.297-13.7739.345-12.79248.567-18.1938.828-15.91847.254-22.5237.893-19.00245.375-26.67636.548-21.97742.962-30.57834.815-24.77940.133-34.20632.523-27.71936.999-37.57329.983-30.44833.584-40.65527.

17、215-32.94529.913-43.42724.24-35.19226.014-45.86921.081-37.17121.917-47.96217.761-38.86717.654-49.6914.306-40.26713.256-51.03910.742-41.368.757-527.096-42.1394.192-52.5663.397-42.597-0.406-52.731-0.329-42.731-5-52.495-4.052-42.54-9.556-51.859-7.744-42.025-14.04-50.829-11.377-41.19-18.416-49.412-14.92

18、4-40.042-22.653-47.619-18.357-38.589-26.717-45.463-21.65-36.842-30.578-42.962-24.779-34.815-34.084-39.959-26.929-32.973-37.031-36.353-28.764-30.726-39.329-32.258-30.224-28.122-40.918-27.807-31.257-25.227-41.773-23.146-31.825-22.12-41.9-18.417-31.911-18.895-41.341-13.761-31.521-15.649-40.168-9.299-30

19、.686-12.475-38.477-5.134-29.459-9.455-36.384-1.338-27.912-6.651-34.0142.043-26.122-4.098-31.4955-24.167-1.805-28.9487.552-22.1130.252-26.489.746-20.0032.128-24.17811.655-17.8543.908-22.10113.365-15.6615.715-20.2814.973-13.4297.689-18.71316.578-11.2289.947-17.19718.145-10.31810.887-15.5519.575-9.3311

20、.745-13.78520.856-8.27112.514-11.91521.978-7.14913.187-9.95422.933-5.97213.76-7.91723.713-4.7514.228-5.8224.313-3.49214.588-3.67924.728-2.20814.837-1.5124.954-0.90614.9730.67124.9910.40214.9952.84624.8371.70814.902分析：基圆半径是: 25推程最大压力角是:29.4534此时角度是是: 60回程最大压力角是:42.8902此时角度是是: 265最小曲率半径是:20.9250此时角度是:

21、 300VC程序运行结果：5.凸轮机构图6.体会及建议在解决大作业过程中不仅仅让自己更熟悉课本知识同时使得自己重温C语言让自己更加熟练与程序的设计，提高了自己的逻辑运用能力，这种对运行的机构的认识，我相信对以后的理论知识求解也有帮助。对于下一次的工程设计也充满了信心。通过对凸轮机构的编程设计：（1）熟悉了推杆的运动规律特别是等加速等减速和余弦加速度运动规律；（2）掌握了已知推杆运动规律用解析法对凸轮轮廓曲线的进行设计的方法以及设计时应该注意的各个性能要求；（3）通过matlab编程实现了凸轮轮廓线的绘制。7.参考书1 孙桓,陈作模,葛文杰. 机械原理M.8版.北京：高等教育出版社,2013 2 谭浩强C语言程序设计北京：清华大学出版社,2007 3 孙蓬.Matlab基础教程.北京：清华大学出版社,2011附录 程序框图