单缸四冲程柴油机凸轮机构设计之欧阳科创编.docx

1、单缸四冲程柴油机凸轮机构设计之欧阳科创编时间：2021.02.05创作：欧阳科1，设计任务及要求12，设计思想及数学模型的建立23，程序框图64，程序清单及运行结果75，总结186，参考文献18一、设计任务及要求机械原理课程设计任务书（六）姓名XXX专业 机械电子工程班级机电XX-X学号XX一、设计题目：单缸四冲程柴油机凸轮机构设计二、系统简图：三、工作条件已知：从动件冲程为，推程的许用压力角，回程的许用压力角，推程运动角，远休止角，回程运动角，从动件的运动规律。四、要求：1）计算从动件位移和速度。绘制线图（坐标纸或计算机绘制）。 2）用计算机语言按照许用压力角确定凸轮机构的基本尺寸，选滚子半

2、径，画凸轮的实际轮廓曲线，并按比例绘出机构运动简图（A2图纸）。3）编写出计算说明书。指导教师：YYY YY开始日期： XX年XX月XX日完成日期：XX年 XX 月XX日。二、设计过程及数学模型的建立21、设计思想1）首先，任取一个基圆半径r0，计算出位移s、速度v、加速度a,画出位移s、速度v、加速度a随旋转角变化的曲线图；其次，把圆周分为72等份，算出静态时的凸轮理论和实际轮廓线各点坐标值，将其分别放入x、y、xx、yy数组中；然后，再利用坐标旋转（x=x*cos+y*sin；y=x*sin-y*cos），从而模拟出凸轮的运动。22基圆半径选择因为基圆半径r035mm，所以选基圆半径r0=

3、40mm。23数学模型推程时：等加速：05/36 ， ， 等减速：5/365/18，远休止：s=h， v=0， a=0回程时：等加速：05/36，等减速：5/365/18，近休止：s=0， v=0， a=0如图所示，已知从动件运动规律为s=s（），基圆半径为r0，滚子半径为Rt，偏心距为e，设计盘行凸轮机构。如图，选取xOy坐标系，B0点为凸轮轮廓线起点。开始时滚子中心处于B0点处，当凸轮转过角度时，推杆位移为s。由反转法作图可看出，此时滚子中心处于B点，其坐标为x=(r0+s)sin,y=(r0+s)cos（1）即凸轮的理论轮廓线方程。因为实际轮廓线与理论轮廓线为等距线，即法向距离处处相等，

4、都为滚子半径Rt。故将理论轮廓线上的点沿法向内侧移动距离Rt，即得实际轮廓线上的点B（x，y）。由高等数学知，理论轮廓线B点处法线nn的斜率（与切线斜率互为负倒数）应为（2）根据（1）式子有（3）(3)可得（4）（4）实际轮廓线上对应点B(x,y)的坐标为（5）三、程序框图凸轮工作一周时，从0到2变化，每一个对应一个轮廓上的点，所以有无穷多点，计算机编程时不能都计算出来，只能计算出有限多个点，首先应将0到2离散为N个点，i=2/N,(I=0,1,2，N-1)，N越大，则精度越高。输入从动件运动规律s=s（）输入精度控制数N输入基圆半径r0，滚子半径Rt,偏置距e作循环，for(I=0;j=N-

5、1;j+)求B(x,y)坐标，注意到i=2/N,(I=0,1,2，N-1)手算ds/d表达式，并带入（4）式求B(x,y)存储计算结果输出计算结果建立坐标轴绘制凸轮轮廓曲线四、程序清单及运行结果#include#include#include#include#include#define p 3.1415926#define h 20#define r0 40.0#define rt 10.0int plot(s,x,y,xx,yy)float s75,x75,y75,xx75,yy75; int i,j,n=73,gd=DETECT,gmode=0,linestyle,k; float dt

6、; initgraph(&gd,&gmode,c:tc);for(k=0;k3;k+) for(j=0;jn;j+) delay(1000); dt=1.0/36.0*p*j;cleardevice(); setlinestyle(2,4,1); line(200,250,400,250); line(300,150,300,350); setlinestyle(0,4,1); setcolor(4); circle(2*(x0)+300,2*(-y0)+250-2*sj,2*10); line(2*(x0)+300,150,2*(x0)+300,40*(-y0)+25040*sj); set

7、color(1); setcolor(11); circle(300,250,2*40);moveto(2*(xx0*cos(dt)+yy0*sin(-dt)+300,2*(-(yy0*cos(dt)-xx0*sin(-dt)+250); setcolor(4); for(i=0;in;i+) lineto(2*(xxi*cos(dt)+yyi*sin(dt)+300,2*(yyi*cos(dt)-xxi*sin(-dt)+250); moveto(2*(x0*cos(dt)+y0*sin(-dt)+300,2*(-(y0*cos(dt)-x0*sin(-dt)+250); setcolor(

8、5); for(i=0;in;i+) lineto(2*(xi*cos(dt)+yi*sin(-dt)+300,2*(-(yi*cos(dt)-xi*sin(-dt)+250); moveto(2*(x0*cos(dt)+y0*sin(-dt)+300,2*(-(y0*cos(dt)-x0*sin(-dt)+250); getch(); main() int gd=DETECT,gm; int i,j,mm; float s75,t1,x75,y75,dx75,dy75,xx75,yy75,si75,co75,v75,a75,w=0.5; initgraph (&gd,&gm,); t1=0.

9、0; for(i=0;i6;i+) si=2*h*t1*t1/(5*p/18)*(5*p/18); xi=(r0+si)*sin(t1); yi=(r0+si)*cos(t1); dxi=(4*h*t1/(5*p/18)*(5*p/18)*sin(t1)+(r0+si)*cos(t1); dyi=(4*h*t1/(5*p/18)*(5*p/18)*cos(t1)-(r0+si)*sin(t1); sii=dxi/sqrt(dxi*dxi+dyi*dyi); coi=-dyi/sqrt(dxi*dxi+dyi*dyi); xxi=xi-rt*coi; yyi=-(yi-rt*sii); vi=4

10、*h*w*t1/(5*p/18)*(5*p/18); ai=4*h*w*w/(5*p/18)*(5*p/18); t1=t1+1.0/36.0*p; for(i=6;i11;i+) si=h-2*h*(5*p/18-t1)*(5*p/18-t1)/(5*p/18)*(5*p/18); xi=(r0+si)*sin(t1); yi=(r0+si)*cos(t1); dxi=(4*h*(5*p/18-t1)/(5*p/18)*(5*p/18)*sin(t1)+(r0+si)*cos(t1); dyi=(4*h*(5*p/18-t1)/(5*p/18)*(5*p/18)*cos(t1)-(r0+si

11、)*sin(t1); sii=dxi/sqrt(dxi*dxi+dyi*dyi); coi=-dyi/sqrt(dxi*dxi+dyi*dyi); xxi=xi-rt*coi; yyi=-(yi-rt*sii); vi=4*h*w*(5*p/18-t1)/(5*p/18)*(5*p/18); ai=-4*h*w*w/(5*p/18)*(5*p/18); t1=t1+1.0/36.0*p; for(i=11;i13;i+) si=h; xi=(r0+si)*sin(t1); yi=(r0+si)*cos(t1); dxi=(r0+si)*cos(t1); dyi=-(r0+si)*sin(t1)

12、; sii=dxi/sqrt(dxi*dxi+dyi*dyi); coi=-dyi/sqrt(dxi*dxi+dyi*dyi); xxi=xi-rt*coi; yyi=-(yi-rt*sii); vi=0; ai=0; t1=t1+1.0/36.0*p; for(i=13;i18;i+) si=h-2*h*(t1-p/3)*(t1-p/3)/(5*p/18)*(5*p/18); xi=(r0+si)*sin(t1); yi=(r0+si)*cos(t1); dxi=(-4*h*(t1-p/3)/(5*p/18)*(5*p/18)*sin(+t1)+(r0+si)*cos(t1); dyi=(-

13、4*h*(t1-p/3)/(5*p/18)*(5*p/18)*cos(t1)-(r0+si)*sin(t1); sii=dxi/sqrt(dxi*dxi+dyi*dyi); coi=-dyi/sqrt(dxi*dxi+dyi*dyi); xxi=xi-rt*coi; yyi=-(yi-rt*sii); vi=-4*h*w*(t1-p/3)/(5*p/18)*(5*p/18); ai=-4*h*w*w/(5*p/18)*(5*p/18); t1=t1+1.0/36.0*p; for(i=18;i23;i+) si=2*h*(5*p/18-t1+p/3)*(5*p/18-t1+p/3)/(5*p/18)*(5*p/18); xi=(r0+si)*sin(t1); yi=(