机械原理课程设计 牛头刨床凸轮机构

机械原理课程设计

编程说明书

设计题目：牛头刨床凸轮机构的设计及运动分析

指导教师：席本强 何凡 设 计 者： 姜正禄 学 号：0607070208 班 级：加工06-2班

2008年7.10日 辽宁工程技术大学

目 录

一、 计任务及要求 二、 数学模型的建立 三、 程序框 四、 程序中符号说明 五、 程序清单及运行结果 六、 课程设计总结 七、 参考文献

凸轮机构的设计

一、 基本条件与要求

已知： 从动件的最大摆角 ?max 许用压力角[?]，从动件的长度lo9D，推

?程运动角?，远休止角

s，回程运动角?从动件见运动规律为等加、

,等减速运动，凸轮与曲柄共轴。

要求： 1） 计算从动件位移、速度、加速度并绘制线图，也可做动态显示。

2) 确定凸轮机构的基本尺寸，选取滚子半径，画出凸轮实际轮廓线，

并按比例绘出机构运动简图，以上内容作在2号图纸上。

3) 编写说明书

二 、根据运动分析写出与运动方程式

1．设从动件起始角?0?30.

2．1）???1/2,升程加速区，其运动方程为：

??2*?max?*?/(?1*?2):??4*?max*?/(?1*?1):??4*?max/(?1*?1);

2）?1/2?????1, 属于升程减速区，其运动方程为：

???max?2*?max*(?1??)*(?1??)/(?1*?1):??4*?max*(?1??)/?1*?1:???4*?max/?1*?1:

3）?1?????1??2,，属于远休止区，其运动方程为：

???max:??0:??0:

4）(?1??2)????(?1??2??3/2),属于回程加速区，其运动方程为：

???max?2*?max?[??(?1??2)]*[??(?1??2)]/(?3*?3):??4*?max*[??(?1??2)]/(?3*?3):???4*?max/(?3*?3):

5）(?1??2??3/2)????(?1??2??3)，属于回程减速区，其运动方程为：

??2*?max*(?1??2??3??)*(?1??2??3??)/(?3*?3):???4*?max*(?1??2??3??)/(?3*?3):??4*?max/(?3*?3):

6）(?1??2??3)????360 ，于近休止区，其运动方程为

??0:??0:??0:

三 流程图

四、源程序

#include #include #include

#include #include #define l 130.0 #define Aa 40 #define r_b 55 #define rr 7.5

#define K (3.1415926/180) #define dt 0.25

float Q_max,Q_t,Q_s,Q_h; float Q_a; double L,pr;

float e[1500],f[1500],g[1500]; void Cal(float Q,double Q_Q[3]) {

Q_max=15,Q_t=75,Q_s=10,Q_h=65; if(Q>=0&&Q<=Q_t/2) {

Q_Q[0]=K*(2*Q_max*Q*Q/(Q_t*Q_t)); Q_Q[1]=4*Q_max*Q/(Q_t*Q_t); Q_Q[2]=4*Q_max/(Q_t*Q_t); }

if(Q>Q_t/2&&Q<=Q_t) {

Q_Q[0]=K*(Q_max-2*Q_max*(Q-Q_t)*(Q-Q_t)/(Q_t*Q_t)); Q_Q[1]=4*Q_max*(Q_t-Q)/(Q_t*Q_t); Q_Q[2]=-4*Q_max/(Q_t*Q_t); }

if(Q>Q_t&&Q<=Q_t+Q_s) {

Q_Q[0]=K*Q_max;

Q_Q[1]=0; Q_Q[2]=0; }

if(Q>Q_t+Q_s&&Q<=Q_t+Q_s+Q_h/2) {

Q_Q[0]=K*(Q_max-2*Q_max*(Q-Q_t-Q_s)*(Q-Q_t-Q_s)/(Q_h*Q_h)); Q_Q[1]=-4*Q_max*(Q-Q_t-Q_s)/(Q_h*Q_h); Q_Q[2]=-4*Q_max/(Q_h*Q_h); }

if(Q>Q_t+Q_s+Q_h/2&&Q<=Q_t+Q_s+Q_h) {

Q_Q[0]=K*(2*Q_max*(Q_h-Q+Q_t+Q_s)*(Q_h-Q+Q_t+Q_s)/(Q_h*Q_h)); Q_Q[1]=-4*Q_max*(Q_h-Q+Q_t+Q_s)/(Q_h*Q_h); Q_Q[2]=4*Q_max/(Q_h*Q_h); }

if(Q>Q_t+Q_s+Q_h&&Q<=360) {

Q_Q[0]=K*0; Q_Q[1]=0; Q_Q[2]=0; } }

void Draw(float Q_m) {

float tt,x,y,x1,y1,x2,y2,x3,y3,x4,y4,dx,dy; double QQ[3]; circle(240,240,3);

circle(240+L*sin(50*K)+4*cos(240*K),240+L*cos(50*K)-4*sin(240*K),3); 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(50*K)+4*cos(240*K),240+L*cos(50*K)-4*sin(240*K)); lineto(240+L*sin(50*K)+20*cos(240*K),240+L*cos(50*K)-20*sin(240*K)); lineto(255+L*sin(50*K)+20*cos(240*K),240+L*cos(50*K)-20*sin(240*K)); lineto(240+L*sin(50*K)+4*cos(240*K),240+L*cos(50*K)-4*sin(240*K)); for(tt=0;tt<=720;tt=tt+2) {

Cal(tt,QQ);

x1=L*cos(tt*K)-l*cos(Q_a+QQ[0]-tt*K); y1=l*sin(Q_a+QQ[0]-tt*K)+L*sin(tt*K);

x2=x1*cos(Q_m*K+40*K)+y1*sin(Q_m*K+40*K); y2=-x1*sin(Q_m*K+40*K)+y1*cos(Q_m*K+40*K); putpixel(x2+240,240-y2,2);

dx=(QQ[1]-1)*l*sin(Q_a+QQ[0]-tt*K)-L*sin(tt*K); dy=(QQ[1]-1)*l*cos(Q_a+QQ[0]-tt*K)+L*cos(tt*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+40*K)+y3*sin(Q_m*K+40*K); y4=-x3*sin(Q_m*K+40*K)+y3*cos(Q_m*K+40*K); putpixel(x4+240,240-y4,YELLOW); } }

void Curvel() { int t;

float y1,y2,y3,a=0; for(t=0;t<=360/dt;t++) {

delay(300);

a=t*dt;

if((a>=0)&&(a<=Q_t/2)) {

y1=(2*Q_max*pow(a,2)/pow(Q_t,2))*10; y2=(4*Q_max*(dt*K)*a/pow(Q_t,2))*pow(10,4.8); y3=(4*Q_max*pow((dt*K),2)/pow(Q_t,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+Q_t/2,300-y3,100+Q_t/2,300); }

if((a>Q_t/2)&&(a<=Q_t)) {

y1=(Q_max-2*Q_max*pow((Q_t-a),2)/pow(Q_t,2))*10; y2=(4*Q_max*(dt*K)*(Q_t-a)/pow(Q_t,2))*pow(10,4.8); y3=((-4)*Q_max*pow((dt*K),2)/pow(Q_t,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+Q_t,300-y3,100+Q_t,300); line(100+Q_t/2,300,100+Q_t/2,300-y3); }

if((a>Q_t)&&(a<=Q_t+Q_s)) {

y1=Q_max*10; y2=0; y3=0;

putpixel(100+a,300-y1,1); putpixel(100+a,300-y2,2); putpixel(100+a,300-y3,4);

line((100+Q_t+Q_s),300,(100+Q_t+Q_s),300-y3); }

if((a>Q_t+Q_s)&&(a<=Q_t+Q_s+Q_h/2)) {

y1=(Q_max-2*Q_max*pow((a-Q_t-Q_s),2)/pow(Q_h,2))*10; y2=((-4)*Q_max*(dt*K)*(a-Q_t-Q_s)/pow(Q_h,2))*pow(10,4.8); y3=((-4)*Q_max*pow((dt*K),2)/pow(Q_h,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+Q_t+Q_s+Q_h/2),300,(100+Q_t+Q_s+Q_h/2),300-y3); line((100+Q_t+Q_s),300,(100+Q_t+Q_s),300-y3); }

if((a>Q_t+Q_s+Q_h/2)&&(a<=Q_t+Q_s+Q_h)) {

y1=(2*Q_max*pow((Q_h-a+Q_t+Q_s),2)/pow(Q_h,2))*10;

y2=((-4)*Q_max*(dt*K)*(Q_h-a+Q_t+Q_s)/pow(Q_h,2))*pow(10,4.8); y3=(4*Q_max*pow((dt*K),2)/pow(Q_h,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+Q_t+Q_s+Q_h),300-y3,(100+Q_t+Q_s+Q_h),300); line((100+Q_t+Q_s+Q_h/2),300,(100+Q_t+Q_s+Q_h/2),300-y3); }

if((a>Q_t+Q_s+Q_h)&&(a<=360)) { y1=0; y2=0; y3=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() {

int gd=DETECT,gm; int i,t,choice,x_1,y_1,flag=1; double QQ1[3],aa; FILE *f1;

if((f1=fopen(\ {

printf(\ exit(0); }

initgraph(&gd,&gm,\ cleardevice(); for(t=0;!kbhit();t++) { for(;t>360;) t-=360; if(flag==1)

for(L=l-r_b+70;L

Q_a=acos((L*L+l*l-r_b*r_b)/(2.0*L*l)); Cal(t,QQ1);

aa=atan(l*(1-QQ1[1]-L*cos(Q_a-QQ1[0]))/(L*sin(Q_a+QQ1[0])));/*压力角*/ pr=(pow((L*L+l*l*(1+QQ1[1])*(1+QQ1[1])-2.0*L*l*(1+QQ1[1]*cos(Q_a+QQ1[0]))),3.0/2))/*

曲

率

半

径

*//((1+QQ1[1])*(2+QQ1[1])*L*l*cos(Q_a+QQ1[0])+QQ1[2]*L*l*sin(Q_a+QQ1[0])-L*L-l*l*pow((1+QQ1[1]),3)); if(aa<=Aa&&pr>rr) flag=0; break; } if(flag==0) Cal(t,QQ1); Draw(t); cleardevice();

x_1=240+L*sin(50*K)-l*cos(Q_a+QQ1[0]+40*K); y_1=240+L*cos(50*K)-l*sin(Q_a+QQ1[0]+40*K); circle(x_1,y_1,rr);

line(240+L*sin(50*K),240+L*cos(50*K),x_1,y_1); moveto(240+L*sin(50*K),240+L*cos(50*K));

lineto(240+L*sin(50*K)+l*cos(Q_a+QQ1[0]+40*K),480+2*L*cos(50*K)-y_1); lineto(140+L+l*cos(Q_a+QQ1[0])*2,480+2*L*cos(50*K)-y_1); 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(\ Q(w,a)\

printf(\Curvel(); getch();

printf(\for(i=0;i<=1440;i=i+20) {

delay(1000);

printf(\ %f fprintf(f1,\ %f } getch(); fclose(f1); closegraph(); }

%f %f\\n\ %f %f\\n\

五、曲线图象及输出数据

六 课程设计总结

机械原理课程设计是对机器的主体结构进行分析或综合，是一个机械系统的设计必不可少的环节，是与实际的机械问题紧密相连的，使我们对机械原理课程的理解从抽象化到实际化的过度。通过一周的课程设计，让我对机械原理的知识内容得到巩固和加深。我们在设计中综合运用所学知识，学会了结合生产实践中的实际问题来解决机械工程问题，进行设计制造。通过对分析法进行机构设计的练习，训练了自己从工程中提炼数学模型的能力，以及利用计算机程序急C语言解决数学问题的方法。利用计算机知识进行比较全面的并且具有实际意义的课程设计。在课程设计过程中发现了自己还存在很多的不足，能力有限，多亏了老师的帮助，我能够顺利完成这项设计。在今后的学习生涯中，我会弥补自己的不足，多加实际操作，提高自己的水平。

七：参考文献

1、《机械原理》孙桓、陈作模，高等教育出版社，1995.8

2、《机械原理课程设计指导书》 徐萃萍 冷兴聚 3、《机械原理》电算课程设计指导书》 冷兴聚 4、《C语言设计》 谭浩强 清华大学出版社 1995.3 5、《C语言典型零件CAD》 王占勇 东北大学出版社 2000.9 6、《计算机图形学》 罗笑南 王若梅 中山大学出版社 1996

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/d8rr.html