机械设计 插床凸轮机构的设计

机械原理课程设计任务书（九）

姓名 张晓光 专业 液压传动与控制 班级 液压09-1班 学号 0907240127

一、设计题目：插床凸轮机构的设计 二、系统简图：

三、工作条件

等减速运动，凸轮与曲柄共轴。

五、要求：

1）按许用压力角 确定凸轮机构的基本尺寸。 2）求出理论廓线外凸曲线的最小曲率半径 min。 3）选取滚子半径rT绘制凸轮实际廓线。 4）编写说明书。

指导教师：郝志勇 席本强

开始日期： 2011 年 6 月 26 日 完成日期： 2011 年 6 月 30 日

目录

1． 设计任务及要求

2． 数学模型的建立

3． 程序框图

4． 程序清单及运行结果

5． 设计总结

6． 参考文献

7． 中期检查报告

1、设计任务及要求

凸轮机构的设计

已知：

从动件的最大摆角 max，许用压力角[ ]，从动件的长度lo4d从动件的运动规律为等加，等减速运动，凸轮与曲柄共轴。

数据如下： max 15,[ ] 40,lo4d 125, 1 60, 2 10, 3 60 要求：1)按许用压力角 [ ]确定凸轮的基圆半径r0；

2)求出理论轮廓线外凸的最小曲率半径 min

3)选取滚子半径rT绘制凸轮实际轮廓线，并动态显示机构； 4)用计算机打印出说明书

2、机构的数学模型

如图选取xOy坐标系，B1点为凸轮轮廓线起始点。开始时推杆轮子中心处于B1点处，当凸轮转过角度时，摆动推杆角位移为，由反转法作图可看出，此时滚子中心应处于B2点,其直角坐标为：

x asin lsin 0 y acos lcos 0

因为实际轮廓线与理论轮廓线为等距离，即法向距离处处相等，都为滚半径rT故将理论廓线上的点沿其法向向内测移动距离rT即得实际廓线上的点B(x1,y1).由高等数学知，理论廓线B点处法线nn的斜率应为

tg dx/dy dx/d / dy/d sin /cos 根据上式有： 可得

dx/d acos lcos 0 1 d /d dy/d asin lsin 0 1 d /d

sin dx/d /

dx/d 2 dy/d 2

22

cos dy/d /dx/d dy/d x x1 rTcos y y1 rTsin

实际轮廓线上对应的点B(x,y)的坐标为

此即为凸轮工作的实际廓线方程，式中“-”用于内等距线，“+”用于二 、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:

外等距线。

3、程序框图

4、程序清单及运行结果

#include<math.h> #include<dos.h> #include<graphics.h> #include<conio.h> #include<stdio.h> #define I 125.0 #define Aa 40 #define rb 50 #define rr 5

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

float Qmax,Q1,Q2,Q3; float Q_a;double L,pr;

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

{

Qmax=15,Q1=60,Q2=10,Q3=60; if(Q>=0&&Q<=Q1/2) {

Q_Q[0]=K*(2*Qmax*Q*Q/(Q1*Q1)); Q_Q[1]=4*Qmax*Q/(Q1*Q1); Q_Q[2]=4*Qmax/(Q1*Q1);} if(Q>Q1/2&&Q<=Q1) {

Q_Q[0]=K*(Qmax-2*Qmax*(Q-Q1)*(Q-Q1)/(Q1*Q1)); Q_Q[1]=4*Qmax*(Q1-Q)/(Q1*Q1); Q_Q[2]=-4*Qmax/(Q1*Q1); }

if(Q>=Q1&&Q<=Q1+Q2) {

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

if(Q>Q1+Q2&&Q<=Q1+Q2+Q3/2) {

Q_Q[0]=K*(Qmax-2*Qmax*(Q-Q1-Q2)*(Q-Q1-Q2)/(Q3*Q3)); Q_Q[1]=-4*Qmax*(Q-Q1-Q2)/(Q3*Q3); Q_Q[2]=-4*Qmax/(Q3*Q3); }

if(Q>Q1+Q2+Q3/2&&Q<Q1+Q2+Q3) {

Q_Q[0]=K*(2*Qmax*(Q3-Q+Q1+Q2)*(Q3-Q+Q1+Q2)/(Q3*Q3)); Q_Q[1]=-4*Qmax*(Q3-Q+Q1+Q2)/(Q3*Q3);

Q_Q[2]=4*Qmax/(Q3*Q3); }

if(Q>Q1+Q1+Q3&&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,x4,y3,y4,dx,dy; double QQ[3]; circle(240,240,5);

circle(240+L*sin(60*K),240-L*cos(60*K),5);

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(60*K),240-L* cos(60*K));

lineto(240+L*sin(60*K)+20*cos(240*K),240-L*cos(60*K)-20*sin(240*K)); lineto(240+L*sin(60*K)+20*cos(60*K),240-L*cos(60*K)-20*sin(240*K)); lineto(240+L*sin(60*K),240-L*cos(60*K));

for(tt=0;tt<=720;tt=tt+2){Cal(tt,QQ);/*tulunlunkuoxian*/

x1=L*cos(tt*K-30*K)-I*cos(Q_a+QQ[0]+tt*K-30*K); y1=I*sin(Q_a+QQ[0]+tt*K- 30*K)-L*sin(tt*K-30*K);

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

dx=(QQ[1]+1)*I*sin(Q_a+QQ[0]+tt*K-30*K)-L*sin(tt*K-30*K); dy=(QQ[1]+1)*I*cos(Q_a+QQ[0]+tt*K-30*K)-L*cos(tt*K-30*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)-y3*sin(Q_m*K); y4=x3*sin(Q_m*K)+y3*cos(Q_m*K); putpixel(x4+240,240-y4,YELLOW); } }

void Curvel() { int t;

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

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