课程设计摆动从动件杆盘型凸轮机构Word下载.docx

1、1按给定条件综合连杆机构，确定连杆机构各构件的尺寸，以满足不同的实际工作的要求；2对机构进行运动分析；（图解法及解析法两种方法）3设计凸轮轮廓曲线，绘制凸轮从动件位移曲线。 二、机械原理课程设计题目及其设计要求课程设计题目：设计要求1、采用图解法设计：凸轮中心到摆杆中心A的距离为160mm，凸轮以顺时针方向等速回转，摆杆的运动规律如表：h01020304r0从动杆运动规律推程回程2401500200120070040等加等减简谐2、设计要求：确定合适摆杆长度合理选择滚子半径rr选择适当比例尺，用几何作图法绘制从动件位移曲线，并画于图纸上；用反转法绘制凸轮理论廓线和实际廓线，并标注全部尺寸（用A

2、2图纸）将机构简图、原始数据、尺寸综合方法写入说明书，并打印出结果。3、用解析法设计凸轮轮廓，原始数据不变，要求写出数学模型，编制主程序并打出结果。备注：1、尖底（滚子）摆动从动件盘形凸轮机构压力角:在推程中，当主从动件角速度方向不同时取“-”号，相同时取“+”号。三、凸轮机构的运动说明及机构运动简图凸轮机构的运动说明：凸轮运动分为四个阶段：第一阶段，推程阶段：从动件以等加等减规律运动，凸轮转过角度为1500，摆杆上摆过240；第二阶段（即远休止）凸轮转过角度为200，摆杆静止；第三阶段（即回程段）从动件以简谐规律运动，凸轮转过角度为1200，摆杆下摆过240；第四阶段（即近休止）凸轮转过角度

3、为700，摆杆静止。机构运动简图如下：四、机械原理课程设计方案以及原始数据、设计方案：符号方案 01241502012070、原始数据：凸轮中心到摆杆中心的距离：a=160mm摆杆行程角：=24凸轮推程运动角：01=150凸轮远休止角： 02=20凸轮回程运动角：03=120凸轮近休止角： 04=70基圆半径：r0=40mm滚子半径rr的选择：凸轮工作廓线的曲率半径表示为a ,用表示理论廓线的曲率半径,即有a=rr；为了避免发生失真现象，我们应该使p的最小值大于0，即使rr ；另一方面，滚子的尺寸还受其强度和结构的限制，不能太小，通常我们取滚子半径：rr=（0.1 0.5）*r0在此，可以取r

4、1=0.25*r0=10mm。摆杆长度的选择：摆动推杆取许用压力角a= 3545因此杆长取150mm 五、图解法设计摆杆的运动规律：（1）第一个运动阶段，推程段：摆杆推程运动是等加等减运动，根据多项式运动规律，推杆的多项式运动规律的一般表达式为=C0+C1+C22 +Cnn 式中为凸轮转角；为摆杆位移； C0、C1、C2、Cn为待定系数，可利用边界条件来确定。运动规律是二项式运功规律，其表达式为=C0+C1+C22 由式可见，为了保证凸轮机构运动的平稳性，通常应使推杆先作加速运动。设在加速段和减速段凸轮机构的运动角及推杆的行程各占一半（即各为0/2及/2）。这时，推程加速段的边界条件为 在始点

5、处=00，=00， 在终点处=750，=120， 将其代入，可求得C0 =0 ,C1 =0, C2 =2/ （01 ）2,且=240，故摆杆等加速推程段的运动方程为=22/（01 ）2式中，变化范围为00750。推程减速段的边界条件为在始点处=750, =120,在终点处 =1500, =240,故摆杆等减速推程段的运动方程为=-2（01-）2/（01）2 式中的变化范围为7501500。（2）第三阶段，回程段：简谐运动规律，其摆杆回程时的运动方程为=1+cos（/03）/2式中的变化范围为17002900。（2）第二、四阶段分别是远休止和近休止，故摆杆运动方程都为=00 （3）初始角：0=a

6、rccos（a2+l2-r0）/（2al）=arccos（1602+1502-402）/（2160150）=14.3620 取计算间隔为100计算各分点的位移值，其结果如表：凸轮运动角（0）摆杆转角（0）0.00.00000010.00.21333320.00.85333330.01.92000040.03.41333350.05.33333360.07.68000070.010.45333380.013.54666790.016.320000100.018.666667110.020.586667120.022.080000130.023.146667140.023.786667150.02

7、4.000000160.0170.0180.023.591110190.022.392305200.020.485281210.018.000000220.015.105829230.012.000000240.08.894172250.06.000000260.03.514719270.01.607695280.00.408890290.0300.0310.0320.0330.0335.0340.0350.0360.0六、解析法计算摆杆的角位移并对凸轮转角求导：（1）在第一阶段当摆杆以等加等减运动规律上摆240，设在加速段和减速段凸轮的运动角及摆杆的行程角各占一半，故摆杆等加速推程段的运动方

8、程为： =2（）2/（01）2 d/d=4/（01）2 变化范围0750。摆杆推程减速段的运动方程为： =2（01）/（01）2 d/d=4（01-）/（01）2 =7501500。（2）第三阶段摆杆按简谐运动规律下摆240，故可列回程时的运动方程为：=1+cos（3/03）/2d/d= -sin（3/03）/（203 ）=001200,03=1200。计算凸轮的理论廓线和工作廓线： 凸轮理论廓线的直角坐标如下： x=a sinlsin（+0） y=a coslcos（+0）0为摆杆的初始位置角，其值为=arccos（a2+l2-r0*r0）/（2al）在第一阶段按等加等减规律，其摆杆推程加速

9、段坐标值对角的倒数为 dx/d=a cos-l cos（+0）1+4/（01）2 dy/d=-a sin+l sin（+0）1+4/（01）2其摆杆减速推程段坐标值对角的倒数为dx/d=a cos-l cos（+0）1+4（01-）/（01）2 dy/d=-a sin+lsin（+0）1+4（01-）/（01）2在第二阶段（运休止）时=01+2=15001700, =240；在第四阶段（近休止）时=01+02+03+4=29003600, =00。坐标值对角的倒数为dx/d=a cos-lcos（+0）dy/d=-a sin+lsin（+0）第三阶段按简谐运动规律=01+02+3，3=0012

10、00,坐标值对角的倒数为dx/d=acos-lcos（+0）（1-sin（3/03） /（203 ）dy/d=a sin+lsin（+0） （1-sin（3/03） /（203 ）则sin=（dx/d）/ （dx/d）2+（dy/d）21/2cos=（dy/d）/（dx/d）2+（dy/d）21/2 凸轮工作廓线的直角坐标 x=xr r cosy=yr r sin验证：根据尖底（滚子）摆动从动件盘形凸轮机构压力角:在推程中，当主从动件角速度方向不同时取“-”号，相同时取“+”号验证结果：压力角均在合理范围之内，该凸轮合格。七、计算程序框图八、计算机源程序及运行结果源程序：#include ma

11、th.hvoid main（ ） double d,d1,d2,d3,d0,r,r0,d4,d5, f,f0,h,pi,v,w,a,l,x,y,x0,y0,A1,B2,D1,D2,A2,B3,D3,D4,A3,B4,D5,D6,A4,B5,D7,D8,A5,B6,D9,D10,r1; int n; FILE *fp; fp = fopen（aa.txt,w）; d=0; /*凸轮运动初始角0度*/ d0=5; /*间隔角5度*/ d1=150; /*推程角150度*/ d2=170; d3=290; d4=360; d5=75; pi=3.1415926; r=160; /*凸轮中心到摆杆中心的距离160毫米*/ r0=40; /*基圆半径40毫米*/ l=150; /*摆杆长度150毫米*/ h=24; /*摆杆行程角24度*/ w=1;