机械原理大作业-凸轮机构

二、凸轮机构

一、运动分析

凸轮的运动分为4个阶段：推程运动、远休程、回程运动、近休程。该凸轮机构4个阶段的运动角分别为推程运动角90?、远休止角100 ?、回程运动角50 ?、近休止角120 ?。推程运动阶段的运动规律为正弦加速度运动，回程运动的运动规律为4-5-6-7多项式运动。凸轮的简图如图1所示。

图1

对该机构进行简单的运动分析：

1. 升程阶段采用正弦加速度的运动规律，从动件的位移、速度、加速度、压力角的计算公式如下：

计算时将相应的量带入公式即可得到。类速度可以直接将位移方程对凸轮转角?求导得到。

2. 远休程阶段的位移不变，与凸轮升程阶段最后的位移相等，速度、加速度则变为0。

3. 回程阶段位移、速度、加速度可通过代入4-5-6-7多项式的方程求得。

4. 近休程阶段的位移与回程阶段最后的位移相等，且为0，速度、加速度均变为0.

二、流程框图

开始

确定凸轮4个运动阶段对应的角

度、凸轮的角速度、升程和回程

运动规律及许用压力角

选择合适的步长、基

圆半径、偏距

计算并输出升程运动中从动件的

位移、速度、加速度、类速度及

理论轮廓的压力角、曲率半径

否 凸轮转角>升程运动角

是 计算并输出远休程运动中从动件 的位移、速度、加速度、类速度及 理论轮廓的压力角、曲率半径 否 凸轮转角>升程运动角+远休止角

是 计算并输出回程运动中从动件的 位移、速度、加速度、类速度及 理论轮廓的压力角、曲率半径

否 转角>升程角+远休角+回程角

是 计算并输出近休程运动中从动件

的位移、速度、加速度、类速度

及理论轮廓的压力角、曲率半径

绘制图形

结束

图2

三、运用VC编程

#include #include

#define pi 3.141592654 //定义全局变量 int main() //主函数 {

int i,j,k,l;

double s; //定义位移量 double v; //定义速度量 double a; //定义加速度量

double r; //定义弧度制角度量

double d,o,m,t=40,x1,x2,y1,y2,d1,d2; //定义中间变量 double p; //定义角度制角度量 double w=1; //定义并角速度量赋值 double R=50; //定义基圆半径 double e=30; //定义偏距 double n; //定义压力角 double u; //定义曲率半径

double Rr=17; //定义滚子半径并赋值

double x,y,X,Y; //定义实际与理论廓线上点的坐标 r=0;

for(i=0;i<20;i++) {

s=20/pi*(4*r-sin(4*r)); x=-(t+s)*sin(r)-e*cos(r); y=(t+s)*cos(r)-e*sin(r); d1=-(s+t)*cos(r)+e*sin(r); d2=-(s+t)*sin(r)-e*cos(r);

X=x-Rr*d2/pow(d1*d1+d2*d2,0.5); Y=y+Rr*d1/pow(d1*d1+d2*d2,0.5); d=80/pi*(1-cos(4*r)); v=80/pi*(1-cos(4*r)); a=320/pi*sin(4*r);

m=atan(fabs(d-e)/(s+t)); n=180*m/pi;

x1=(t+s)*cos(r)+v/w*sin(r)-e*sin(r); y1=-(t+s)*sin(r)+v/w*cos(r)-e*cos(r);

x2=-(t+s)*sin(r)+v/w*cos(r)+a/(w*w)*sin(r)+v/w*cos(r)-e*cos(r);

y2=-(t+s)*cos(r)-v/w*sin(r)+a/(w*w)*cos(r)-v/w*sin(r)+e*sin(r); u=pow(x1*x1+y1*y1,1.5)/fabs(x1*y2-y1*x2); r=r+pi/40;

p=180/pi*r;

printf(\p,s,v,a,d,n,u,x,y,X,Y); }

r=pi/2;

for(j=0;j<5;j++) {

s=s;

x=-(t+s)*sin(r)-e*cos(r); y=(t+s)*cos(r)-e*sin(r); d1=-(s+t)*cos(r)+e*sin(r); d2=-(s+t)*sin(r)-e*cos(r);

X=x-Rr*d2/pow(d1*d1+d2*d2,0.5); Y=y+Rr*d1/pow(d1*d1+d2*d2,0.5); d=0; v=0; a=0;

m=atan(fabs(d-e)/(s+t)); n=180*m/pi;

x1=(t+s)*cos(r)+v/w*sin(r)-e*sin(r); y1=-(t+s)*sin(r)+v/w*cos(r)-e*cos(r);

x2=-(t+s)*sin(r)+v/w*cos(r)+a/(w*w)*sin(r)+v/w*cos(r)-e*cos(r);

y2=-(t+s)*cos(r)-v/w*sin(r)+a/(w*w)*cos(r)-v/w*sin(r)+e*sin(r); u=pow(x1*x1+y1*y1,1.5)/fabs(x1*y2-y1*x2); r=r+pi/9; p=180/pi*r;

printf(\p,s,v,a,d,n,u,x,y,X,Y); }

r=(19*pi)/18; for(k=0;k<20;k++) {

o=(18*r-19*pi)/(5*pi);

s=40*(1-35*pow(o,4)+84*pow(o,5)-70*pow(o,6)+20*pow(o,7)); x=-(t+s)*sin(r)-e*cos(r); y=(t+s)*cos(r)-e*sin(r); d1=-(s+t)*cos(r)+e*sin(r); d2=-(s+t)*sin(r)-e*cos(r);

X=x-Rr*d2/pow(d1*d1+d2*d2,0.5); Y=y+Rr*d1/pow(d1*d1+d2*d2,0.5);

d=18*40/5/pi*(-35*4*pow(o,3)+84*5*pow(o,4)-70*6*pow(o,5)+20*7*pow

(o,6));

v=-80/pi*(140*pow(o,3)-420*pow(o,4)+420*pow(o,5)-140*pow(o,6));

a=-160/pi*(420*pow(o,2)-1680*pow(o,3)+2100*pow(o,4)-840*pow(o,5));

m=atan(fabs(d-e)/(s+t)); n=180*m/pi;

x1=(t+s)*cos(r)+v/w*sin(r)-e*sin(r); y1=-(t+s)*sin(r)+v/w*cos(r)-e*cos(r);

x2=-(t+s)*sin(r)+v/w*cos(r)+a/(w*w)*sin(r)+v/w*cos(r)-e*cos(r);

y2=-(t+s)*cos(r)-v/w*sin(r)+a/(w*w)*cos(r)-v/w*sin(r)+e*sin(r); u=pow(x1*x1+y1*y1,1.5)/fabs(x1*y2-y1*x2); r=r+pi/72; p=180/pi*r;

printf(\p,s,v,a,d,n,u,x,y,X,Y); }

r=(4*pi)/3;

for(l=0;l<5;l++) {

s=s;

x=-(t+s)*sin(r)-e*cos(r); y=(t+s)*cos(r)-e*sin(r); d1=-(s+t)*cos(r)+e*sin(r); d2=-(s+t)*sin(r)-e*cos(r);

X=x-Rr*d2/pow(d1*d1+d2*d2,0.5); Y=y+Rr*d1/pow(d1*d1+d2*d2,0.5); d=0; v=0; a=0;

m=atan(fabs(d-e)/(s+t)); n=180*m/pi;

x1=(t+s)*cos(r)+v/w*sin(r)-e*sin(r); y1=-(t+s)*sin(r)+v/w*cos(r)-e*cos(r);

x2=-(t+s)*sin(r)+v/w*cos(r)+a/(w*w)*sin(r)+v/w*cos(r)-e*cos(r);

y2=-(t+s)*cos(r)-v/w*sin(r)+a/(w*w)*cos(r)-v/w*sin(r)+e*sin(r); u=pow(x1*x1+y1*y1,1.5)/fabs(x1*y2-y1*x2); r=r+2*pi/15; p=180/pi*r;

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/r91h.html