机械原理课程设计偏置直动滚子从动杆盘型凸轮机构

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1、目录（一）机械原理课程设计的目的和任务 2（二）设计题目及设计思路 3（三）凸轮基圆半径及滚子尺寸的确定 5（四）从动杆的运动规律及凸轮轮廓线方程7（五）计算程序框图8（六）计算机源程序 11（七）计算机程序结果及分析14（八）凸轮机构示意简图20（九）体会心得20（十）参考资料21（一）机械原理课程设计的目的和任务一、机械原理课程设计的目的：1、机械原理课程设计是一个重要实践性教学环节。其目的在于：进一步巩固和加深所学知识；2、培养学生运用理论知识独立分析问题、解决问题的能力；3、使学生在机械的运动学和动力分析方面初步建立一个完整的概念；4、进一步提高学生计算和制图能力， 及运用电子计算机的

2、运算能力。二、机械原理课程设计的任务：1、偏置直动滚子从动杆盘型凸轮机构2、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：符号 方案h5015025 035 04从动杆运动规律推程回程I701501012080o简谐正弦加速ooo度3、设计要求： 升程过程中，限制最大压力角a maxc 30o ,确定凸轮基园半径r0 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;A2 用反转法绘制凸轮理论廓线和实际廓线，并标注全部尺寸（用图纸） 将机构简图、原始数据、尺寸综合方法写入说明书4、用解析法设计该凸轮轮

3、廓，原始数据条件不变，要写出数学模型,编制程序并打印出结果备注：凸轮轮廓曲率半径与曲率中心x x()& dx/d& d2x/d理论轮廓方程y y（），其中&dy/dX d2y/d其曲率半径为:；曲率中心位于:&(X2 牟、&8 r1 ;另一方面，滚子的尺寸还受其强度， 结构的限制，不能太小，通常我们取滚子半径；r1= (0.1 0.5 ) * r0 依题意，原始数据如下：1、已知量：(未标明的单位为 mmd仁150推程运动结束的凸轮总转角，其中(d1- d0)为推程角5 01d2=160远休止运动结束时总转角，其中(d2-d1)为远程休止角5 02d3=280回程运动结束的凸轮总转角，其中(d

4、3- d2)为回程角5 03d4=360远休止运动结束总转角，其中(d4-d3)为远程休止角5 04e=20mm 偏距 20mmh=50mm 推杆的行程50mmw=1 rad / s 此处设凸轮角速度为1 rad/ sr0 =50mm此处设凸轮基园半径50mm2、设计所求量：F:偏置直动滚子从动杆的角位移V:偏置直动滚子从动杆的角速度a:偏置直动滚子从动杆的角加速度以凸轮的中心为原点，竖直和水平方向分别为x,y轴，建立平面直角坐标系如图（四）从动杆的运动规律及凸轮轮廓线方程从动杆运动规律： 推程过程：0v d 150cossin2hcos 远休止过程：150v d 160偏置杆角位移s= h偏

5、置杆角速度：v=0偏置杆角加速度：a= 0S -esin SS -ecos S在推程和远休止过程中凸轮的理论轮廓轨迹:x=( s0 +s)s iny=( s0 +s)cos其中e为偏距，s0=Vr02-e2 回程过程：160v d2801 . sin 2 近休止过程：280v d 360偏置杆角位移：s=0偏置杆角速度：v=0偏置杆角加速度：a= 0在回程和近休止过程中凸轮轮廓轨迹：x=( s0 +s)sin S -ecos Sy=( s0 +s)cos S -esin S其中e为偏距，s0=Vr 0 2-e 2y为凸轮轮廓的轨迹的y坐标点(五) 计算程序框图续前页输入参数:h（从动件行程）r

6、 b（凸轮基圆半径）rr（滚子半径）a（推程许用压力角）a （回程许用压力角）p a（凸轮实际廓线的曲率半径）（凸轮旋转角速度）（推程运动角）（远休止角）输出参数：SVAaP e （机构偏心距）（从动件位移）从动件运动速度） 从动件运动加速度）（机构压力角）（理论廓线曲率半径）x， y） （理论轮廓坐标）x ， y ） （实际轮廓坐标）六）计算机源程序#include #include #include #include main()FILE *fp;int a,step;float r0=40,rr=10,e=20,h=70;double pi=3.14159,s,s0,x,y,x1,y1,

7、a0,a1,a2,a3;double b,b1,b2,c1,c2;char filename20;printf(please input filename you want to save date:); 输入需要保存数据结果的文件名(不需要加类型后缀) gets(filename);strcat(filename,.txt);fp=fopen(filename,w);输入起始角度printf(input start angle and step angle:);/ 和计算间隔即步进角度scanf(%d%d,&a,&step);for(a;a=0&a=0&a150&a160&a280&a=36

8、0)a0=80*pi/180;s=0;printf(s= %fn,s);b=0;printf(ds/dS = %fn,b);x=(s0+s)*sin(a1)+e*cos(a1);printf(x= %fn,x); y=(s0+s)*cos(a1)-e*sin(a1);printf(y= %fn,y);b1=(b-e)*sin(a1)+(s0+s)*cos(a1);printf(dx/d= %fn,b1);b2=(b-e)*cos(a1)-(s0+s)*sin(a1);printf(dy/d= %fn,b2);c1=b1/sqrt(b1*b1+b2*b2);printf(sin c2=-b2/s

9、qrt(b1*b1+b2*b2);printf(cos x1=x-rr*c2;printf(x= %fn,x1); y1=y-rr*c1;printf(y= %fn,y1);= %fn,c1);= %fn,fprin tf(fp,8 =%d,s=%7.3f,x=%7.3f,x=%7.3f, y=%7.3fn,a,s,x,y,x1,y1);y=%7.3f,else printf（ 输出错误 n）;fclose（fp）;七）程序计算结果及其分析3 =0, s= 0.000, x= 20.000, y= 34.641, x= 15.000, y= 25.9813=5, s= 0.192, x= 22

10、.960, y= 32.957, x= 18.090, y=24.2233=10, s= 0.765, x= 25.844, y= 31.395, x= 21.203, y= 22.5373=15, s= 1.713, x= 28.728, y= 29.939, x= 24.355, y=20.9463=20, s= 3.026, x= 31.677, y= 28.555, x= 27.541, y=19.4503=25, s= 4.689, x= 34.748, y= 27.193, x= 30.753, y= 18.0253=30, s= 6.684, x= 37.983, y= 25.7

11、89, x= 33.991, y=16.6203=35, s= 8.990, x= 41.409, y= 24.269, x= 37.265, y=15.1683=40, s= 11.580, x= 45.031, y= 22.552, x= 40.591, y=13.5923=45, s= 14.427, x= 48.839, y= 20.555, x= 43.976, y=11.8173=50, s= 17.500, x= 52.798, y= 18.195, x= 47.415, y=9.767S =55, s= 20.764, x= 56.857, y= 15.396, x= 50.8

12、86, y=7.374S=60, s= 24.184, x= 60.944, y= 12.092, x= 54.348, y=4.576S =65, s= 27.723, x= 64.973, y= 8.230, x= 57.741, y=1.324S=70, s= 31.341, x= 68.844, y= 3.774, x= 60.992, y=-2.419S=75, s= 35.000, x= 72.444, y= -1.294, x= 64.013, y=-6.672S =80,s= 38.658,x=75.659,y= -6.968,x=66.713,y=-11.436S =85,s

13、= 42.277,x=78.368,y=-13.220,x=68.991,y=-16.694S =90,s= 45.816,x=80.457,y=-20.000,x=70.750,y=-22.406S =95,s= 49.236,x=81.814,y=-27.234,x=71.897,y=-28.514S =100,s= 52.500,x=82.344,y=-34.828,x=72.345,y=-34.940S =105,s= 55.572,x=81.963,y=-42.667,x=72.022,S =110,s= 58.420,x=80.608,y=-50.622,x=70.869,y=-4

14、8.351S =115,s= 61.010,x=78.237,y=-58.550,x=68.850,y=-55.104S =120,s= 63.316,x=74.833,y=-66.299,x=65.944,y=-61.718S =125,s= 65.311,x=70.404,y=-73.713,x=62.156,y=-68.059S =130,s= 66.974,x=64.986,y=-80.638,x=57.513,y=-73.993S =135,s= 68.287,x=58.639,y=-86.923,x=52.066,y=-79.387S =140,s= 69.235,x=51.450

15、,y=-92.429,x=45.885,y=-84.120S =145,s= 69.808,x=43.527,y=-97.031,x=39.065,y=-88.082S =150, s= 70.000, x= 35.000, y=-100.622, x= 31.715, y=-91.177S =155, s= 70.000, x= 26.097, y=-103.289, x= 23.648, y=-93.594S =160, s= 70.000, x= 16.996, y=-105.171, x= 15.400,y=-95.299S =165, s= 70.872, x= 7.991, y=-

16、107.094, x= 8.124,y=-97.095S =170, s= 70.263, x= -1.480, y=-106.783, x= -0.933,y=-96.798S =175, s= 70.033, x=-10.801, y=-106.019, x= -9.683,y=-96.082S =180, s= 70.000, x=-20.000, y=-104.641, x=-18.122,y=-94.819S =185, s= 69.967, x=-29.041, y=-102.467, x=-26.213,y=-92.875S =190,s= 69.737,x=-37.821,y=

17、-99.320,x=-33.882,y=-90.128S =195,s=69.128,x=-46.176,y=-95.057,x=-41.023,y=-86.487S =200,s=67.982,x=-53.893,y=-89.593,x=-47.507,y=-81.898S =205,s=66.178,x=-60.734,y=-82.921,x=-53.193,y=-76.353S =210,s=63.641,x=-66.461,y=-75.115,x=-57.932,y=-69.894S =215,s=60.345,x=-70.864,y=-66.336,x=-61.582,S =220,

18、s= 56.315,x=-73.786,y=-56.821,x=-64.018,y=-54.679S =225,s=51.628,x=-75.143,y=-46.859,x=-65.159,y=-46.296S =230,s=46.404,x=-74.940,y=-36.774,x=-64.985,y=-37.726S =235,s=40.800,x=-73.269,y=-26.888,x=-63.551,y=-29.247S =240,s=35.000,x=-70.311,y=-17.500,x=-60.992,y=-21.128S =245,s=29.200,x=-66.312,y=-8.

19、854,x=-57.509,y=-13.598S =250,s=23.596,x=-61.566,y=-1.125,x=-53.348,y= -6.823S =255,s=18.372,x=-56.383,y=5.597,x=-48.776,y= -0.893S =260,s=13.685,x=-51.065,y=11.304,x=-44.047,y= 4.180S =265,s=9.655,x=-45.871,y=16.063,x=-39.375,y= 8.460S =270,s=6.359,x=-41.000,y=20.000,x=-34.912,S =275,s=3.822,x=-36.

20、574,y=23.276,x=-30.743,y= 15.152S =280,s=2.018,x=-32.630,y=26.062,x=-26.900,y= 17.866S =285,s=0.000,x=-28.284,y=28.284,x=-21.213,y= 21.213S =290,s=0.000,x=-25.712,y=30.642,x=-19.284,y= 22.981S =295,s=0.000,x=-22.943,y=32.766,x=-17.207,y= 24.574S =300,s=0.000,x=-20.000,y=34.641,x=-15.000,y= 25.981S =

21、305,s=0.000,x=-16.905,y=36.252,x=-12.679,y= 27.189S =310,s=0.000,x=-13.681,y=37.588,x=-10.261,y= 28.191S =315,s=0.000,x=-10.353,y=38.637,x= -7.765,y= 28.978S =320,s=0.000,x= -6.946,y=39.392, x=-5.210,y= 29.544S =325,s=0.000,x= -3.486,y=39.848, x=-2.615,8 =330, s= 0.000, x= -0.000, y= 40.000, x=-0.00

22、0,y= 30.0008 =335, s= 0.000, x= 3.486, y= 39.848, x= 2.615,y= 29.8868 =340, s= 0.000, x= 6.946, y= 39.392, x= 5.209,y= 29.5448 =345, s= 0.000, x= 10.353, y= 38.637, x= 7.764,y= 28.978（八）凸轮机构示意简图（见右 图）8 =350,s=0.000,x=13.681,y=:37.588,x=10.260,y= 28.1918 =355,s=0.000,x=16.905,y=:36.252,x=12.678,y= 27

23、.1898 =360,s=0.000,x=20.000,y=:34.641,x=15.000,y= 25.981（九）体会心得 美丽的花朵必须要通过辛勤的汗水浇灌 . 有开花才有结果 , 有付出 才有收获 .通过几天日日夜夜的奋斗，在老师亲切地指导下，在同学们的密切 配合下，当然也有自己的努力和辛酸 ,这份课程设计终于完成了 , 心里无 比的高兴 , 因为这是我们 努力的结晶 .在这几天中，我有很多的体验，同时也有我也找到许多的毛病，仅就计 算机辅助绘图而言，操作的就远远不够熟练，专业知识也不能熟练应用。 但是通过这次实践设计，我觉得我有了很打的提高。其次，通过这次设计我学会了查找一些相关的工

24、具书， 并初步掌握了一 些设计数据的计算方法；再次，自己的计算机绘图水平也有了一定的提高， 并对所学知识有了进 一步的理解。当然，作为自己的第一次设计，其中肯定有太多的不足，希望在今后的 设计中，能够得到改正，使自己日益臻于成熟，专业知识日益深厚。我在这次设计中感到了合作的力量， 增强了自己的团队精神。 这将使我 受益终生。“功到自然成 . ”只有通过不锻炼 ,自己才能迎接更大的挑战和机遇 , 我 相信我自己一定能够在锻炼成长 .十）参考资料1. 机械原理（第七版）孙恒 , 陈作模 等主编2. 材料力学（第四版）刘鸿文主编3. 机械设计课程设计图册 （第三版）哈尔滨工 业大学 龚桂义, 潘沛霖等主编4. 机械零件设计手册金工业出版社5. 互换性与技术测量 （ 第四版 ） 中国计量出版社 廖念钊 , 莫雨松等主编6. 机械原理课程设计高英武 , 杨文敏编著