机械原理课程设计

说 明 书

设计题目 内燃机机构设计及其运动分析

设计者: XXX 指导教师: XXX 2010 年06 月 16

日

目录

一、设计过程

（1）齿轮机构传动设计 （2）连杆机构设计和运动分析

（3）凸轮机构设计 二、连杆机构与凸轮机构运动相关图像 （1）连杆机构图像

（2）凸轮机构从动件运动图像 （3）凸轮理论廓线与实际廓线图像

三、相关电算数据（主要利用Matlab求得数据） （1）连杆机构程序运算结果

（2）凸轮机构轮廓线电算结果 四、相关程序及源代码

（1）连杆机构的MATLAB源代码 （2）凸轮轮廓曲线MATLAB源代码

（3）凸轮轮廓曲线C++源代码 （4）凸轮机构从动件源代码

五、主要参考文献

二、连杆机构与凸轮机构运动相关图像

（1）连杆机构图像

滑块位移~角度图像

滑块速度~角度图像

滑块加速度~角度图像

（2）凸轮机构从动件运动图像

从动件位移图像

从动件类速度图像

（3）凸轮理论廓线与实际廓线图像

凸轮理论廓线

凸轮实际廓线

内位理论廓线，外为实际廓线

三、相关电算数据（主要利用Matlab求得数据） （1）连杆机构程序运算结果

i=180.0 i=185.0 i=190.0 i=195.0 i=200.0 i=205.0 i=210.0 i=215.0 i=220.0 i=225.0 i=230.0 i=235.0 i=240.0 i=245.0 i=250.0 i=255.0 i=260.0 i=265.0 i=270.0 i=275.0 i=280.0 i=285.0 i=290.0 i=295.0 i=300.0 i=305.0 i=310.0 i=315.0 i=320.0 i=325.0 i=330.0 i=335.0 i=340.0 i=345.0 i=350.0 i=355.0 i=360.0

y=106.101 y=105.743 y=104.670 y=102.892 y=100.422 y=97.280 y=93.491 y=89.084 y=84.095 y=78.562 y=72.530 y=66.047 y=59.163 y=51.934 y=44.416 y=36.668 y=28.752 y=20.728 y=12.658 y=4.604 y=-3.373 y=-11.213 y=-18.858 y=-26.250 y=-33.337 y=-40.065 y=-46.385 y=-52.252 y=-57.623 y=-62.459 y=-66.724 y=-70.386 y=-73.421 y=-75.804 y=-77.519 y=-78.553 y=-78.899

v=-0.0 v=-4268.3 v=-8429.7 v=-12379.7 v=-16017.8 v=-19250.0 v=-21991.0 v=-24166.2 v=-25714.1 v=-26588.6 v=-26760.7 v=-26221.2 v=-24981.9 v=-23077.1 v=-20563.9 v=-17521.5 v=-14049.5 v=-10264.8 v=-6296.3 v=-2279.9 v=1648.3 v=5358.0 v=8730.8 v=11664.4 v=14076.5 v=15906.0 v=17114.2 v=17684.3 v=17619.8 v=16943.4 v=15694.7 v=13928.2 v=11710.9 v=9120.5 v=6243.1 v=3170.8 v=-0.0

a=-642860.024 a=-636116.505 a=-620777.067 a=-597254.513 a=-566068.143 a=-527830.496 a=-483236.831 a=-433058.608 a=-378141.816 a=-319410.128 a=-257871.445 a=-194624.448 a=-130859.640 a=-67847.792 a=-6908.675 a=50644.315 a=103582.212 a=150851.855 a=191663.829 a=225557.113 a=252424.174 a=272490.204 a=286252.761 a=294398.055 a=297713.708 a=297014.700 a=293091.832 a=286684.115 a=278470.649 a=269074.862 a=259073.984 a=249008.231 a=239386.284 a=230685.620 a=223347.647 a=217768.492 a=214286.675

（2）凸轮机构廓线电算结果

凸轮理论廓线

凸轮实际廓线

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130 135 140 145 150 155 160 165 170 175 180 185 190 195 200 205 210 215

x1=2.960 x1=5.883 x1=8.739 x1=11.506 x1=14.168 x1=16.705 x1=19.089 x1=21.290 x1=23.277 x1=25.021 x1=26.504 x1=27.713 x1=29.002 x1=29.756 x1=30.208 x1=30.352 x1=30.188 x1=29.721 x1=28.972 x1=27.967 x1=26.743 x1=25.339 x1=23.799 x1=22.165 x1=20.479 x1=19.151 x1=17.678 x1=16.070 x1=14.339 x1=12.500 x1=10.565 x1=8.551 x1=6.470 x1=4.341 x1=2.179 x1=0.000 x1=-2.179 x1=-4.341 x1=-6.470 x1=-8.551 x1=-10.565 x1=-12.500 x1=-14.339

y1=24.986 y1=24.934 y1=24.815 y1=24.590 y1=24.221 y1=23.671 y1=22.917 y1=21.945 y1=20.755 y1=19.358 y1=17.768 y1=16.000 y1=13.524 y1=11.520 y1=9.393 y1=7.162 y1=4.853 y1=2.493 y1=0.107 y1=-2.286 y1=-4.679 y1=-7.075 y1=-9.482 y1=-11.906 y1=-14.339 y1=-16.070 y1=-17.678 y1=-19.151 y1=-20.479 y1=-21.651 y1=-22.658 y1=-23.492 y1=-24.148 y1=-24.620 y1=-24.905 y1=-25.000 y1=-24.905 y1=-24.620 y1=-24.148 y1=-23.492 y1=-22.658 y1=-21.651 y1=-20.479

四、相关程序及源代码

（1）连杆机构的MATLAB源代码

for i=0:360; w=68.0678;

w0=2*3.141592654/(360*w); t=i*w0; c=w*t;

m= sqrt(185*185-92.5*92.5*sin(c)*sin(c)); y=-92.5*cos(c)+sqrt(m);

v=92.5*w*sin(c)-92.5*92.5*w*sin(2*c)/(2*sqrt(m));

a=w*w*92.5*cos(c)-(92.5*w)*(92.5*w)*cos(2*c)/sqrt(185*185 -92.5*92.5*sin(c))-0.25*(92.5*92.5*w)*(92.5*92.5*w)*sin(2*c) *sin(2*c)/(m*m*m); plot(c,v);

fprintf('i=%.1f,y=%.3f,v=%.1f,a=%.3f\n',i,y,v,a); hold on; end

（2）凸轮轮廓曲线MATLAB源代码 1、理论廓线源代码

for t=0:0.1:60;

x=(38.5-3.5*cos(3*(t*pi/180)))*sin(t*pi/180); y=(38.5-3.5*cos(3*(t*pi/180)))*cos(t*pi/180);

a=10.5*(sin(3*(t*pi/180)))*sin(t*pi/180)+(38.5-3.5*(cos(3*(t*pi/180))))*cos(t*pi/180);

b=10.5*(sin(3*(t*pi/180)))*cos(t*pi/180)-(38.5-3.5*(cos(3*(t*pi/180))))*sin(t*pi/180); x1=x+10*b/sqrt((a*a+b*b)); y1=y-10*a/sqrt((a*a+b*b));

plot(x,y);

fprintf('x=%.3f,y=%.3f\n',x,y); hold on; end

for t=60:0.1:125;

x=(38.5+3.5*cos(3*(t*pi/180-65*pi/180)))*sin(t*pi/180); y=(38.5+3.5*cos(3*(t*pi/180-65*pi/180)))*cos(t*pi/180); a=-10.5*(sin(3*(t*pi/180-65*pi/180)))*sin(t*pi/180)+(38.5+3.5*(cos(3*(t*pi/180-65*pi/180))))*cos(t*pi/180);

b=-10.5*(sin(3*(t*pi/180-65*pi/180)))*cos(t*pi/180)-(38.5+3.5*(cos(3*(t*pi/180-65*pi/180))))*sin(t*pi/180); x1=x+10*b/sqrt((a*a+b*b)); y1=y-10*a/sqrt((a*a+b*b)); plot(x,y);

fprintf('x=%.3f,y=%.3f\n',x,y); hold on; end

for t=125:0.1:360; x=35*sin(t*pi/180); y=35*cos(t*pi/180); a=35*cos(t*pi/180); b=(-35)* sin(t*pi/180);

x1=x+10*b/sqrt((a*a+b*b)); y1=y-10*a/sqrt((a*a+b*b)); plot(x,y);

fprintf('x=%.3f,y=%.3f\n',x,y); hold on; end

2、实际廓线源代码

for t=0:0.1:60;

x=(38.5-3.5*cos(3*(t*pi/180)))*sin(t*pi/180); y=(38.5-3.5*cos(3*(t*pi/180)))*cos(t*pi/180); a=10.5*(sin(3*(t*pi/180)))*sin(t*pi/180)+(38.5-3.5 *(cos(3*(t*pi/180))))*cos(t*pi/180);

b=10.5*(sin(3*(t*pi/180)))*cos(t*pi/180)-(38.5-3.5 *(cos(3*(t*pi/180))))*sin(t*pi/180); x1=x+10*b/sqrt((a*a+b*b)); y1=y-10*a/sqrt((a*a+b*b)); plot(x1,y1);

fprintf('x1=%.3f,y1=%.3f\n',x1,y1); hold on; end