插床凸轮机构的设计

1/16机械原理课程设计任务书（九）姓名赵冬专业机械设计制造及其自动化班级机自13-2学号29一、设计题目：插床凸轮机构的设计二、系统简图：1356212DBCAOOO4O4yybcaxHsszz3521三、工作条件已知从动件的最大摆角max，许用压力角，从动件长度4ODl，从动件运动规律为等加、等减速运动，凸轮与曲柄共轴。四、原始数据凸轮机构的设计max4ODls从动杆加速度规律°mm01540125601060余弦加速五、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Tr绘制凸轮机构简图（A2图纸）。4）编写说明书。指导教师：席本强曲辉开始日期：2015年7月5日完成日期：2015年7月10日2/16目录1.设计任务及要求·····················32.数学模型的建立·····················33.程序框图···························64.程序清单及运行结果·················75.设计总结···························156.参考文献···························163/161、设计任务及要求已知：从动件的最大摆角Ψmax，许用压力角[α]，从动件长度LO4D,从动件运动规律为余弦运动，凸轮与曲柄共轴。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。3）选取滚子半径绘制凸轮机构简图（A2图纸）。4）编写说明书。2、数学模型如图所示，取摆动推杆的轴心Ao与凸轮轴心O之连线为坐标系的y轴，在反转运动中，当推杆相对于凸轮转过δ角时，摆动推杆处于图示AB位置，其角位移为φ，则B点的坐标为：)cos(cos)sin(sin00laylax式中，0为推杆的初始位置角，其值为0=alrlaab2cos222,上式即为凸轮的理论廓线方程。因为实际廓线与理论廓线为等距线，即法向距离处处相等，都为滚子半径Tr。故将理论廓线上的点沿其法向内侧移动距离Tr即得实际廓线上的点B’（x’,y’）。由高等数学知，理论廓线B点处的法线nn的斜率即为：4/16cossinddydydxtan2根据1式有)cos(sin)cos(cos00laddyladdx3得：2222)()(/)(cos)()(/)(sinddyddxddxddyddxddx4实际廓线上对应点B’(x’,y’)点的坐标为sin'cos'TTryyrxx曲率半径：K1K=[acos)cos(0l][)cos(cosa0l]-[-asin+lsin(0)][)sin(sin0a]/{[)cos(cos0la]2+[-a20lsinsin）（]}23=)cos(21022ala式中：cos2a202lrrl如果0r，则：))(cos(2022minala；如果0r，则：min=0r；5/16（1）推程阶段：2/]3cos1[]3,0[360111001hs（2）远休止阶段：00]18,0[18102222002avhs（3）回程阶段：333330033sin232/]3cos1[]3,0[360hvhs（4）近休止阶段：000]1823,0[182323044404004avs基本数值cos20202lrrlacossinarctan00rl6/163．程序框图输入从动件运动规律s=s(δ)输入精度控制数N输入基圆半径0r、滚子半径Tr作循环，for（j=0;j=N-1;j++）求B（x，y）坐标，注意到2,1,0N2ii，（···，N-1）手算）式表达式，并代入（4dsd求B’（x’，y’）存贮计算结果输出计算结果建立坐标系绘制凸轮轮廓曲线盘型凸轮机构的设计N-S流程图7/164、程序清单及运行结果（1）．程序清单#includeconio.h#includegraphics.h#includemath.h#includestdio.h#definePI3.1415926#defineMPI/180#definel1125#definel2150#defineQ1(60*M)#defineQs(10*M)#defineQ2(60*M)#defineW(2*PI)#defineAA40#defineQm(15*M)#defineh(2*l1*sin(Qm/2))#defineRb40#defineQ0(acos((l1*l1+l2*l2-Rb*Rb)/(2*l1*l2)))#defineRr0.1*Rb#definew1.0voiddtmn();voidpirot(floatx0,floaty0,floatl);voidsgd();voidtulun();voidcur();main(){inti=0,j=0;floatQ9,Q91,w9,Q911,a9,A,xc,yc,xn,yn,Q;floatQ_[360],Q_9[360],w_9[360],a_9[360];8/16FILE*fl;if((fl=fopen(mydata.txt,w))==NULL){printf(mydata.txtcannotopen!\n);exit(0);}/*intgd=DETECT,gm;initgraph(&gd,&gm,c:\\tuboc2);cleardevice();*/clrscr();printf(jiaodujiaoweiyijiaoshudujiaojiashudu\n);for(Q=0.000000;Q=2.000000*PI;Q+=(5.000000*M)){i++;if(i%12==0){getch();printf(jiaodujiaoweiyijiaoshudujiaojiashudu\n);}if(Q=0.000000&&Q=Q1){Q9=2*asin(h*(1-cos(PI*Q/Q1))/(2*2*l1));Q91=PI*h*W*sin(PI*Q/Q1)/(2*Q1*l1*(cos(Q9/2.0)));w9=Q91;Q911=PI*h*W*W*cos(PI*Q/Q1)/(2*Q1*l1*cos(Q9/2.0));a9=Q911;}elseif(QQ1&&Q=(Q1+Qs)){Q9=Qm;w9=Q91=0;a9=Q911=0;}9/16elseif(Q(Q1+Qs)&&Q=(Q1+Qs+Q2)){doubleQx;Qx=(Q-Q1-Qs);Q9=2*asin(h*(1+cos(PI*Qx/Q2))/(2*2*l1));Q91=-PI*h*W*sin(PI*Qx/Q2)/(2*l1*Q2*cos(Q9*M/2));w9=Q91;Q911=(-PI*h*W*W*cos(PI*Q/Q1))/(2*Q2*l1*cos(Q9/2));a9=Q911;}elseif(Q(Q1+Qs+Q2)&&Q=(2*PI)){Q9=0;w9=Q91=0;a9=Q911=0;}A=atan((l1*(1-w9))/(l2*sin(13*M+Q9))-1.000/tan(13*M+Q9));if(AAA){printf();exit(0);}a9=Q911;Q_[j]=Q;Q_9[j]=Q9;w_9[j]=w9;a_9[j]=a9;printf(%f%-6.3f%-6.3f%-6.3f\n,Q_[j],Q_9[j],w_9[j],a_9[j]);fprintf(fl,%f%-6.3f%-6.3f%-6.3f\n,Q_[j],Q_9[j],w_9[j],a_9[j]);j++;10/16}fclose(fl);cur();}voidcur(){floatQ9,Q91,w9,Q911,a9,A,xc,yc,xn,yn,Q;intgd=DETECT,gmode;initgraph(&gd,&gmode,c:\\turboc2);clrscr();for(Q=0.000000;Q=2.000000*PI;Q+=(0.500000*M)){if(Q=0.000000&&Q=Q1){Q9=2*asin(h*(1-cos(PI*Q/Q1))/(2*2*l1));/*printf(%f,Q9);*/Q91=PI*h*W*sin(PI*Q/Q1)/(2*Q1*l1*(cos(Q9/2.0)));w9=Q91;/*printf(%f,w9);*/Q911=PI*h*W*W*cos(PI*Q/Q1)/(2*Q1*l1*cos(Q9/2.0));a9=Q911;/*printf(%f,a9);*/}elseif(QQ1&&Q=(Q1+Qs)){Q9=Qm;w9=Q91=0;a9=Q911=0;}elseif(Q(Q1+Qs)&&Q=(Q1+Qs+Q2)){doubleQx;Qx=(Q-Q1-Qs);Q9=2*asin(h*(1+cos(PI*Qx/Q2))/(2*2*l1));/*printf(%f,Q9);*/11/16Q91=-PI*h*W*sin(PI*Qx/Q2)/(2*l1*Q2*cos(Q9*M/2));w9=Q91;/*printf(%f,w9);*/Q911=(-PI*h*W*W*cos(PI*Q/Q1))/(2*Q2*l1*cos(Q9/2));a9=Q911;/*printf(%f,a9);*/}elseif(Q(Q1+Qs+Q2)&&Q=(2*PI)){Q9=0;w9=Q91=0;a9=Q911=0;}line(100,200,500,200);setcolor(5);line(492,201,500,200);line(492,199,500,200);line(100,10,100,350);setcolor(5);line(99,18,100,10);line(101,18,100,10);putpixel(100+Q*20000/M,200-Q9*200,1);putpixel(100+Q*20000/M,200-w9*20,2);putpixel(100+Q*20000/M,200-a9*2,4);setcolor(4);}setcolor(10);settextjustify(CENTER_TEXT,0);outtextxy(300,300,RED---jiaoweiyi);outtextxy(300,330,GREEN---jiaosudu);outtextxy(300,360,BLUE---jiaojiasudu);outtextxy(300,390,JIAOWEIYI,JIAOSUDU,JIAOJIADUDUQUXIAN);getch();closegraph();}12/16（2）运行结果jiaodujiaoweiyijiaoshudujiaojiashudu0.0000000.0000.00015.4590.0872660.0040.63714.9320.1745330.0171.23013.3880.2617990.0381.74010.9330.3490660.0652.1327.7340.4363320.0972.3794.0060.5235990.1312.466-0.0000.6108650.1642.385-4.0150.6981320.1962.141-7.7670.