机械原理课程设计--六杆机构和凸轮机构设计(tt)

1目录第一章内容介绍1-1机构简介……………………………………..21-2设计数据……………………………………..21-3机构简图……………………..………………3第二章六杆机构设计2-1设计内容……………………..………………32-2设计数据…………………………..…………52-3设计运动分析…………………..……………5第三章凸轮设计3-1设计内容……………………..………………73-2图解法设计…………………..………………73-3凸轮机构的计算机辅助设计…………..……82第一章内容介绍1.机构简介压床是应用广泛的锻压设备，用于钢板矫直、压制零件等。如图所示为某压床的运动示意图。其中，六杆机构ABCDEF为其主体机构，电动机经联轴器带动减速器的三对齿轮（zl-z2,z3-z4,z5-z6）将转速降低，然后带动压床执行机构（六杆机构ABCDEF）的曲柄1转动，六杆机构使滑块5克服阻力Fr而上下往复运动，实现冲压工艺。为了减小主轴的速度波动，在曲轴A上装有飞轮，在曲柄轴的另一端装有供润滑连杆机构各运动副用的油泵凸轮。2.设计数据:设计数据见表1和表2。表1六杆机构的设计数据表2凸轮机构的设计数据参数转角(度)序号偏距e(mm)基圆半径0r(mm)滚子半径rr(mm)行程h(mm)推程运动角0()远休止角01()回程运动角'0()近休止角02()019371060103015030120602203810401035140609070321391030106014001507030422405308601400150705234156083090501507062442560123090502200457254356012301301022008264415501230150301206092745155010401206012060601028461550104018001800112947104510401800180012304810456501209090609013314910456501802016001432501070108018020160015335110701080120601206016345220658551203015060（为一偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构。从动件在推程作简谐运动、在回程作等加速等减速运动；其余设计数据见表2）312017355320658551503015030183654156010501703090703.机构简图第二章六杆机构设计1.设计内容图1-1六杆机构图1-2凸轮机构图1-3齿轮机构通过已知数据利用图解法按比例作出该六杆机构的运动简图的两个极限位置（如图2-1）4文字说明：先选定比例尺l=0.0015m/mm，根据所给参数，先在图上确定A、D亮点及滑块F运动轨迹所在直线。设杆3处于两极限位置时，E点分别对应于F和E两点，F点分别对应于F`、F``亮点，则四边形EFFE为平行四边形，故EE=FF=H/l=H=150mm，在EDE中，EDED，6033EDE°，在EDE为等边三角形，故DE=H=150mm。以D点为圆心，DE=210mm为半径作圆弧EE交杆3两极限位置所在直线于点E、E。根据21CDCE，在图上确定C、C两点，并以D点为圆心，DC为半径作圆弧CC。连接CA、CA，因当摇杆处于极限位置时，曲杆与连杆共线，故可知ABBCCA，ABBCCA。以点C为圆心，CA为半径作圆弧交CA于点K，即ABAK2，量取算得AB49.31mm。以点A为圆心，AB为半径作B点的轨迹圆，延长AC交该圆于点B，量得BC=223.172mm。图2-1根据转角45°在图中B点的轨迹图上确定B点的位置，以B点为圆心，BC223.172mm为半径画圆弧交圆弧CC于点C，进而根据比例关系确定点E。以点E为圆心，lEFlEF37.5mm为半径作圆弧交滑块F运动轨迹所在直线于点F，分别连接个点，即可得出机构运动简图52.设计数据3.设计运动分析1.作速度多边形由转速=100r/min，得==3.3π（逆时针），故==0.510m/s，方向：⊥AB，指向左上方。选定比例尺=0.005，在图幅上任取一点p为速度极点，作。由矢量方程：=+大小：？？方向：式中仅有两个未知量，可直接用图解法在图幅中作出，得C点，由速度影像原理可作出点e，量得：=73.5mm，=41.8mm==0.585m/s，=0.555m/s==20486rad/s（顺时针）==5085rad/s（顺时针）由矢量方程：=+大小：？?方向：∥⊥CD⊥EF式中仅有两个未知量，可直接用图解法在图幅上作图得f点，完成速度多边形。l*ABlAB49.31mml*BClBC223.172mml*DElDE150mmDECDll32100mmDECEll3150mmDEEFll4137.5mm62.作加速度多边形在速度多边形中量得：=48mm==0.24m/s=/=6.4rad/s（顺时针）因一定，故==5.54m/,方向：BA。由矢量方程：=++=+==大小：？？方向：B→AC→B⊥BCC→D⊥CD式中==1.38m/==3.42m/式中仅有两个未知量，直接用图解法求解。选定比例尺=0.025，并取p’点为加速度图极点，可作出各点：a’，d’，b’，c’，再由加速度影像原理作出e’点，再由矢量方程：=++大小：？?方向：∥→F→E⊥EF式中仅有两个未知量，==1.54m/，直接用图解法作图，得点f’,完成加速度多边形图2-27第三章凸轮设计3-1设计内容1．用图解法设计凸轮轮廓（用A2图幅）1）画出从动件位移线图；2）画出凸轮理论轮廓；3）画出凸轮实际轮廓。2．用解析法设计凸轮轮廓（通过计算机辅助设计完成）1）求出凸轮理论轮廓和实际轮廓上各点的坐标值（每隔10度计算一点）；2）求出推程最大压力角max的数值并指出其位置（即凸轮多少度转角处）；3）用计算机绘制出凸轮轮廓。3-2图解法设计凸轮的图解法设计如A1图纸上所示，其作图过程如下：1.在推程过程中，推杆作简谐运动，根据余弦加速度运动规律作出位移曲线图；在回程过程中，推杆作等加速等减速运动，根据等加速等减速运动规律作出位移曲线图。2.作凸轮的基圆、偏距圆，根据位移图画出理论轮廓线。3.以理论轮廓线上的一点为圆心，以滚子半径画足够多的圆，然后作出这8些圆的内、外包容线，即为凸轮实际轮廓。3-3轮机构的计算机辅助设计9h1011二、程序编制VisualBasic语言程序PrivateSubCommand2_Click()Rem凸轮的计算机辅助设计(适用于：凸轮逆时针方向回转，从动件位于凸轮回转中心的右侧)Rem变量符号说明Remu--凸轮转角u1--推程运动角u2--远休止角u3--回程运动角u4--近休止角Reme--偏距r0--基圆半径rr--滚子半径h--升程alpamax--推程最大压力角Rems()--位移数组ds()--表示ds/duRemx()、y()--理论轮廓的直角坐标数组（以垂直于初始导路且过O点为X轴）Remxtn()、ytn()--实际轮廓的直角坐标数组（内等距轮廓）Remxtw()、ytw()--实际轮廓的直角坐标数组（外等距轮廓）Remalpa()--压力角数组Remss()--ss(i)=s0+s(i)Remdx()--表示dx/dudy()--表示dy/dudsin()--表示中间变量dcos()--表示中间变量Constpi=3.1415926u1=Val(Text1.Text)u2=Val(Text2.Text)u3=Val(Text3.Text)u4=Val(Text4.Text)h=Val(Text5.Text)e=Val(Text6.Text)r0=Val(Text7.Text)rr=Val(Text8.Text)Dims(90),ds(90),x(90),y(90)Dimxtn(90),ytn(90),xtw(90),ytw(90),beta(90)Dimalpa(90)',lamda(90),detaq(90)Dimss(90),dx(90),dy(90),dsin(90),dcos(90)Form1.ScaleMode=3Clsalpamax=0u=0Dimi%Dims0',beta0Dimj,xy,x0,y0,xmax,ymaxAsIntegerx0=200:y0=300Dimxo,yo,kx,ky,kxyxrmax=0:yrmax=0s0=Sqr(r0*r0-e*e)12Openvbcam.txtForOutputAs#1Print#1,凸轮转角,理论轮廓坐标值,实际轮廓坐标值,压力角;位移Print#1,Print#1,Print#1,q;x;y;xtn;ytn;xtw;ytw;alpa;sPrint#1,Rem/*每隔10度求位移值和ds/du值*/Fori=0To36u=10*iIf(uu1)Thens(i)=h/2*(1-Cos(pi*u/u1))ds(i)=h/2*pi/(u1*pi/180)*Sin(pi*u/u1)ElseIf(uu1+u2)Thens(i)=hds(i)=0ElseIf(uu1+u2+u3)ThenIf(u=u1+u2+u3/2)Thens(i)=h-2*h*(u-u1-u2)*(u-u1-u2)/(u3*u3)ds(i)=-4*h*(u-u1-u2)/(u3*u3*pi/180)Else:s(i)=2*h*(u3+u2+u1-u)*(u3+u2+u1-u)/(u3*u3)ds(i)=-4*h*(u3+u2+u1-u)/(u3*u3*pi/180)EndIfElse:s(i)=0ds(i)=0EndIfRem/*求理论轮廓坐标*/ss(i)=s0+s(i)x(i)=ss(i)*Sin(u*pi/180)+e*Cos(u*pi/180)y(i)=ss(i)*Cos(u*pi/180)-e*Sin(u*pi/180)Rem/*找推程的最大压力角*/alpa(i)=Atn((ds(i)-e)/(s(i)+s0))If(uu1)ThenIf(Abs(alpa(i))alpamax)Thenalpamax=Abs(alpa(i))ElseEndIfElseEndIfRem/*求实际轮廓坐标*/dx(i)=(ds(i)-e)*Sin(u*pi/180)+ss(i)*Cos(u*pi/180)dy(i)=(ds(i)-e)*Cos(u*pi/180)-ss(i)*Sin(u*pi/180)13dsin(i)=dx(i)/Sqr(dx(i)*dx(i)+dy(i)*dy(i))dcos(i)=-dy(i)/Sqr(dx(i)*dx(i)+dy(i)*dy(i))xtn(i)=x(i)-rr*dcos(i)ytn(i)=y(i)-rr*dsin(i)xtw(i)=x(i)+rr*dcos(i)ytw(i)=y(i)+rr*dsin(i)Rem/*将数据保存到文件vbcam.txt*/Print#1,Format(u,0);Format(x(i),0000.000);Format(y(i),0000.000);Format(xtn(i),0000.000);Format(ytn(i),0000.000);Format(xtw(i),0000.000);Format(ytw(i),0000.000);Format(Abs(alpa(i))*180/pi,0000.000);Format(s(i),0000.000)NextiPrint#1,Print#1,Print#1,推程最大压力角=;alpamax*180/pi;(度)Close#1Rem/*绘制凸轮轮廓*/xmax0=750:ymax