辽宁工业大学课程设计说明书(论文)
f54R544R233AG4PI4fi4BR74MI4O3f4
R45 + R23 + PI4 + G4 + R74 = O 向O3点取矩求R23 R23LO3+P’14hP+G4h4=R54h54
3.取构件2为示力体可得到方程式:
f32R32Af2O2PbfpbG2PR72 R32 + Pb + G2 + R72=0 源程序及运行结果(见附表) 4.凸轮设计 已知:
(1)从动件8的运动规律及δ0、δ01、δ′; (2)从动件8的长度Lo4c; (3)从动件的最大摆角Φmax (4)从动件与凸轮的中心距LO2O4;
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(5)凸轮理论轮廓的基圆半径r0; (6)滚子半径rr;
(7)凸轮与曲柄共轴,顺时针回转。 1.建立数学模型
y-wBφrrB0OA0Xr0LAδa 选取OXY坐标系如图所示,B0 点为凸轮起始点。开始时推杆滚子中心处于B0点处,当凸轮转过δ角度时,推杆相应地产生角位移φ。根据反转法原理,此时滚子中心应处于B点,其直角坐标为:
y = a sinδ- Lsin(δ-φ-φ0) a x = a cosδ- Lcos(δ-φ-φ0) b
式中 a 为凸轮轴心O与摆动推杆轴心A之间的距离,L为摆动推杆的长度。在ΔOAOB0中 φ0=arc cos(a2+L2-r20)/2aL c a式和b式即为凸轮理论廓线的方程式。
凸轮的实际廓线与理论廓线的距离处处相等,为其理论廓线的等距曲线且等于滚子半径rr,故当以知理论廓线上任意一点B(x,y)时,只要沿理论廓线在该点的法线方向取距离为rr,
即得实际廓线上的相应点B′(X′、Y′)。由高等数学知,理论廓线 B 点处法线 nn 的斜率(与切线斜率互为负到数),应为:
tgθ= -dx/dy = -(dx/dδ)/(dy/dδ) d
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式中dx/dδ、dy/dδ可根据a式和b式求得:
dy/dδ= acosδ- Lcos(δ-φ-φ0 )(1-dφ/dδ) e dx/dδ= -asinδ+ Lsin(δ-φ-φ0)(1-dφ/dδ) f 代入 d 式可求出θ。
此处应注意:θ角在00至3600 之间变化,当式中分子分母均大于 0 时,θ角在 00 至 900 之间;分子分母均小于 0 时,θ角在 1800 至 2700 之间;如果 dy/dδ< 0 ,(-dx/dδ)> 0 则θ角在 900 至1800 之间;又如(-dx/dδ)< 0,dy/dδ> 0,则θ角在 2700 至 3600 之间。
当求出θ角后,实际廓线上对应 B′(x′,y′)的坐标可由下式求出: x′= x rr cosθ g y′= y rr sinθ h
式中“-”号为内等距曲线,“+”号为外等距曲线。g式和h式即为凸轮的实际廓线方程式。
在 e 式和 f 式中的φ即为给定的运动规律中的摆动推杆的角位移, dφ/dδ为φ 对凸轮转角δ的导数,根据给定的等加速等减速上升和等加速等减速返回的运动规律其公式如下: 1.推程
①推杆在等加速运动阶段的方程式(δ在 0 至δ0/2 之间变化) φ= 2φ
max
(δ/δ0)2
max
dφ/dδ= 4φδ/δ02
②推杆在等减速运动阶段的方程式(δ在δ0/2 至δ0 之间变化) φ=φ
max
- 2φ
max
(δ0-δ)2/δ02
dφ/dδ= 4φ2.回程
max
(δ0-δ)/δ02
①推杆在等加速运动阶段的方程式(δ在 0 至 δ0′/ 2 之间变化) φ= φ
max
- 2φ
max
(δ/δ0)2
max
dφ/dδ= - 4φδ/δ02
②推杆在等减速运动阶段的方程式(δ在δ0'/ 2 至δ0' 之间变化) φ=2φ
max
(δ0'- δ)2 / δ'02
max
dφ/dδ= 4φ
(δ0'-δ)/δ0'2
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理论廓线的极坐标(向径)和理论廓线及实际廓线的直角坐标计算程序如下: ( 程序中 F 代表δ; q 代表φ; st 代表 θ;) 源程序及运行结果(见附表)
十、设计体会
通过半个月来的课程设计,使我们将课本的知识得到了巩固同时也将课本的知识进一步深化,比如说速度和加速度图的画法,凸轮的运动规律,力分析,和齿轮的啮合等等。理解到了”温故而知新”真正含义,把在课内学的知识应用到了实际,得到了学以致用!
在此课设的过程中,使我们同学间的团队精神得到了体现,例如画曲线图时需要同组
同学的共同数据的结合大大的增加了画图的速度。同时也提高了我们的动手能力,将理论知识转化为图形,实践中应用,也应该是课设的一个目的吧!
在课设过程中,我还知道了,无论做什么事都应该细心,有耐心,这样才能有条不紊的将任务完成得更好!要时刻培养我们的吃苦耐劳求实精神!在今后的生活中继续努力为自己的未来加油!打拼吧!
十一、参考文献
[1] 机械原理课程设计指导书 机械学教研室 辽宁工业大学 2008年3月
[2] 西北工业大学、孙恒、陈作模主编、机械原理(第七版)、高等教育出版社2006.5 [3] 徐雅斌主编、计算机基础与应用、辽宁科学技术出版社、1994.8
[4]辽宁高校计算机基础课教材编委会 组编、C语言程序设计、大连理工大学出版社2002.8
十二、附录
Ⅰ、导杆机构设计源程序
源程序:
#include
{float pi,p,k,H,L1,BFO3B,QMAX,L4,L2,L5,Y; pi=3.14159265; p=pi/180; k=1.6; H=0.550; L1=0.400; BFO3B=0.30;
QMAX=180*(k-1)/(k+1)*p; L4=H/(2*sin(QMAX/2));
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L2=L1*sin(QMAX/2); L5=L4*BFO3B;
Y=L4-L4*(1-cos(QMAX/2))/2;
printf(\,L1,L2);
printf(\,L4,L5,Y); }
运行结果:
Ⅱ、机构的运动分析源程序 #include
float pi,p,K,H,L1,BFO3B,QMAX,L4,L2,L5,fq,Y;
float f2,f40,g,f50,n,f4,i,fz,w2,s,w4,v,ak,ar,e4; float L,f5,w5,e5,xf,vf,af,LS,at,an,as,fs; gan()
{pi=3.1415926; p=pi/180; K=1.6; H=0.550; L1=0.400; BFO3B=0.30;
QMAX=180*(K-1)/(K+1)*p; L4=H/(2*sin(QMAX/2)); L2=L1*sin(QMAX/2); L5=L4*BFO3B;
Y=L4-L4*(1-cos(QMAX/2))/2; fq=180+QMAX/2/p; fz=360-QMAX/2/p;} main() {gan(); f2=fq*p;
f40=atan((L1+L2*sin(f2))/L2/cos(f2)); f40=180*p+f40;
g=Y/L5-L4/L5*sin(f40); f50=atan(-g/sqrt(1-g*g)); f50=180*p+f50;
printf(\);
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