机械原理课程设计偏置直动滚子从动杆盘型凸轮机构Word文档下载推荐.docx
- 文档编号:17555020
- 上传时间:2022-12-07
- 格式:DOCX
- 页数:20
- 大小:197.74KB
机械原理课程设计偏置直动滚子从动杆盘型凸轮机构Word文档下载推荐.docx
《机械原理课程设计偏置直动滚子从动杆盘型凸轮机构Word文档下载推荐.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《机械原理课程设计偏置直动滚子从动杆盘型凸轮机构Word文档下载推荐.docx(20页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
4、列出必要的计算公式,写出图解法的向量方程,写出解析法的数
学模型,计算流程和计算程序,打印结果;
5、分析讨论。
(二)设计题目及设计思路
一、设计题目
偏置直动滚子从动杆盘型凸轮机构
工作要求当凸轮逆时针转过140o时,从动件上升50mm;
当凸轮继续转过20o时,从动件停歇不动;
当凸轮再转100o时,从动件返回原处。
已知凸轮以等角速度ω=1rad/s转动,工作要求机构为柔性冲击。
凸轮机构以等角速度逆时针方向旋转,推杆轴线在凸轮回转中心右侧,偏距e=20mm。
二、设计思路
1、要求从动件作往复移动,因此可选择偏置直动滚子从动件盘型凸轮机构。
2、根据工作要求选择从动件的运动规律。
为了保证机构为柔性冲击,从动件推程和回程可分别选用等加速等减速运动规律和简谐运动规律。
推程运动角φ=140o,回程运动角φˊ=100o,停歇角φs=20o。
3、根据滚子的结构和强度等条件,滚子半径rr=10mm。
4、根据机构的结构空间,选基圆半径rr=50mm。
5、进行计算机辅助设计。
为保证机构有良好的受力状况,推程
许用压力角[α]=38o,回程许用压力角[αˊ]=70o,设计过程中要保证α推程≤[α]=38o,α回程≤[αˊ]=70o,为保证机构不产生运动失真和避免凸轮廓线应力集中,取凸轮实际廓线的许用曲率半径[ρa]=3mm,设计过程中要保证凸轮理论廓线外凸部分的曲率半径ρ≥[ρa]+rr=3+8=11mm。
(三)凸轮基圆半径及滚子尺寸的确定
一、确定凸轮基园半径
由尖端移动从动件凸轮机构压力角的表达式可知r0同α的关系
tan[]
如果升程过程中,限制最大压力角αmax≤38o,此时对应的基圆半径即为最小基圆半径rmin。
假设机构在αmax位置是对应的从动件位移为sp,类速度为
,那么r0min的表达式为
在应用上式计算r0min时,要精确求解到φp值有时较为困难,为此可用经验值近似替代φp,如从动件作等加等减速运动、简谐运动时均可取φp为0.4Φ处的φ值(Φ为凸轮推升程运动角)。
再按上
述计算出的r0min作为初值,然后校核各位置的压力角α是否满足[α]的要求,否则应加大r0再重新校核。
在此,取r0=50mm。
二、滚子半径rr的选择
我们用ρ1表示凸轮工作廓线的曲率半径,用ρ表示理论廓线的曲率半径.所以有ρ1=ρ±
r1;
为了避免发生失真现象,我们应该使p的最小值大于0,即使ρ>
r1;
另一方面,滚子的尺寸还受其强度,结构的限制,不能太小,通常我们取滚子半径;
r1=(0.1~0.5)*r0依题意,原始数据如下:
1、已知量:
(未标明的单位为mm)
d1=150°
推程运动结束的凸轮总转角,其中(d1-d0)为推程角δ01
d2=160°
远休止运动结束时总转角,其中(d2-d1)为远程休止角δ02
d3=280°
回程运动结束的凸轮总转角,
03
d4=360°
远休止运动结束总转角,其
中(d4-d3)为远程休止角δ04
e=20mm偏距20mm
h=50mm推杆的行程50mm
w=1rad/s此处设凸轮角速度为1rad/
s
r0=50mm此处设凸轮基园半径50mm
rr=10mm此处设滚子半径为10mm
2、设计所求量:
F:
偏置直动滚子从动杆的角位移
V:
偏置直动滚子从动杆的角速度
a:
偏置直动滚子从动杆的角加速度以凸轮的中心为原点,竖直和水平方向分别为x,y轴,建立平面直角坐标系如图
4)从动杆的运动规律及凸轮轮廓线方程
从动杆运动规律:
①推程过程:
0°
<
d≤150h1cos
1cos
2
sin
20
cos
2h2
202
2远休止过程:
150°
d≤160°
偏置杆角位移s=h偏置杆角速度:
v=0偏置杆角加速度:
a=0在推程和远休止过程中凸轮的理论轮廓轨迹:
x=(s0+s)sinδ-esinδy=(s0+s)cosδ-ecosδ其中e为偏距,s0=√r02-e2
3
回程过程:
160°
d≤280°
v1cos
4近休止过程:
280°
d≤360
偏置杆角位移:
s=0
偏置杆角速度:
v=0
偏置杆角加速度:
a=0
在回程和近休止过程中凸轮轮廓轨迹:
x=(s0+s)sinδ-ecosδ
y=(s0+s)cosδ-esinδ其中e为偏距,s0=√r02-e2
y为凸轮轮廓的轨迹的y坐标点
五)计算程序框图
转下页续前页
φ=φ+5o
输入参数:
(从动件行程)
rb
(凸轮基圆半径)
rr
(滚子半径)
[α]
(推程许用压力角)
[α`]
(回程许用压力角)
ρa
(凸轮实际廓线的曲率半径)
ω
(凸轮旋转角速度)
Φ
(推程运动角)
Φ`
(远休止角)
Φs
(回程运动角)
△rb
(基圆修正量)
△e(
机构偏心距)
输出参数:
S
(从动件位移)
V
(从动件运动速度)
A
(从动件运动加速度)
α
(机构压力角)
ρ
(理论廓线曲率半径)
(x,y)
(理论轮廓坐标)
x'
,y'
)(实际轮廓坐标)
六)计算机源程序
#include<
stdio.h>
math.h>
stdlib.h>
string.h>
main()
{
FILE*fp;
inta,step;
floatr0=40,rr=10,e=20,h=70;
doublepi=3.14159,s,s0,x,y,x1,y1,a0,a1,a2,a3;
doubleb,b1,b2,c1,c2;
charfilename[20];
printf("
pleaseinputfilenameyouwanttosavedate:
"
);
//输入需要保存数据结果的文件名(不需要加类型后缀)
gets(filename);
strcat(filename,"
.txt"
fp=fopen(filename,"
w"
inputstartangleandstepangle:
//输入起始角度和计算间隔即步进角度
scanf("
%d%d"
&
a,&
step);
for(a;
a<
=360;
a=a+step)
{a1=a*pi/180;
s0=sqrt(r0*r0-e*e);
printf("
s0=%f\n"
s0);
if(a>
=0&
&
=360)
=150)
a0=150*pi/180;
s=h*(1-cos(pi*(a1/a0)))/2;
s=%f\n"
s);
b=pi*h*sin(pi*(a1/a0))/(2*a0);
ds/dδ=%f\n"
b);
}
150&
=160)
a0=10*pi/180;
s=70;
b=0;
ds/dδ=%f\n"
160&
=280)
{a0=120*pi/180;
a2=(a-180)*pi/180;
s=h*(1-(a2/a0)+sin(2*pi*a2/a0)/(2*pi));
b=h*(cos(2*pi*a2/a0)-1)/a0;
280&
a0=80*pi/180;
s=0;
x=(s0+s)*sin(a1)+e*cos(a1);
x=%f\n"
x);
y=(s0+s)*cos(a1)-e*sin(a1);
y=%f\n"
y);
b1=(b-e)*sin(a1)+(s0+s)*cos(a1);
dx/dδ=%f\n"
b1);
b2=(b-e)*cos(a1)-(s0+s)*sin(a1);
dy/dδ=%f\n"
b2);
c1=b1/sqrt(b1*b1+b2*b2);
sinθ=%f\n"
c1);
c2=-b2/sqrt(b1*b1+b2*b2);
cosθ=%f\n"
c2);
x1=x-rr*c2;
=%f\n"
x1);
y1=y-rr*c1;
y'
y1);
fprintf(fp,"
δ=%d,s=%7.3f,x=%7.3f,y=%7.3f,x'
=%7.3f,y'
=%7.3f\n"
a,s,x,y,x1,y1);
elseprintf("
输出错误\n"
}fclose(fp);
(七)程序计算结果及其分析
δ=0,s=0.000,x=20.000,y=34.641,x'
=15.000,y'
=
25.981
δ=5,
s=
0.192,
x=22.960,
y=
32.957,
=18.090,
24.223
δ=10,
0.765,
x=25.844,
y
=31.395,
=21.203,
22.537
δ=15,
1.713,
x=28.728,
=29.939,
=24.355,
20.946
δ=20,
3.026,
x=31.677,
=28.555,
=27.541,
=19.450
δ=25,
4.689,
x=34.748,
=27.193,
=30.753,
18.025
δ=30,
6.684,
x=37.983,
=25.789,
=33.991,
16.620
δ=35,
8.990,
x=41.409,
=24.269,
=37.265,
15.168
δ=40,
11.580,
x=45.031,
22.552,
=40.591,
13.592
δ=45,
14.427,
x=48.839,
20.555,
=43.976,
11.817
δ=50,
17.500,
x=52.798,
18.195,
=47.415,
9.767
δ=55,
20.764,
x=56.857,
15.396,
=50.886,
7.374
δ=60,
24.184,
x=60.944,
12.092,
=54.348,
4.576
δ=65,s=27.723,x=64.973,y=8.230,x'
=57.741,y'
1.324
δ=70,s=31.341,x=68.844,y=3.774,x'
=60.992,y'
=-2.419
δ=75,s=35.000,x=72.444,
y=-1.294,x'
=64.013,
=-6.672
δ=80,s=38.658,x=
75.659,
y=-6.968
x'
=66.713,
=-11.436
δ=85,s=42.277,x=
78.368,
y=-13.220,x'
=68.991,
=-16.694
δ=90,s=45.816,x=
80.457,
y=-20.000,x'
=70.750,
=-22.406
δ=95,s=49.236,x=
81.814,
y=-27.234,x'
=71.897,
=-28.514
δ=100,
52.500,
x=
82.344,
y=-34.828,
=72.345,
=-34.940
δ=105,
55.572,
81.963,
y=-42.667,
=72.022,
=-41.589
δ=110,
58.420,
80.608,
y=-50.622,
=70.869,
=-48.351
δ=115,
61.010,
78.237,
y=-58.550,
=68.850,
=-55.104
δ=120,
63.316,
74.833,
y=-66.299,
=65.944,
=-61.718
δ=125,
65.311,
70.404,
y=-73.713,
=62.156,
=-68.059
δ=130,
66.974,
64.986,
y=-80.638,
=57.513,
=-73.993
δ=135,
68.287,
58.639,
y=-86.923,
=52.066,
δ=140,
s=69.235,
x=51.450,
y=-92.429,
45.885,
=-84.120
δ=145,
69.808,
43.527,
y=-97.031,
39.065,
=-88.082
δ=150,
70.000,
35.000,
y=-100.622,
31.715,
=-91.177
δ=155,
26.097,
y=-103.289,
23.648,
=-93.594
δ=160,
16.996,
y=-105.171,
15.400,
=-95.299
δ=165,
70.872,
7.991,
y=-107.094,
8.124,
=-97.095
δ=170,
70.263,
-1.480,
y=-106.783,
-0.933,
=-96.798
δ=175,
70.033,
x=-10.801,
y=-106.019,
-9.683,
=-96.082
δ=180,
x=-20.000,
y=-104.641,
=-18.122,
=-94.819
δ=185,
69.967,
x=-29.041,
y=-102.467,
=-26.213,
=-92.875
δ=190,
69.737,
x=-37.821,
y=-99.320,
=-33.882,
δ=195,
69.128,
x=-46.176,
y=-95.057,
=-41.023,
=-86.487
δ=200,
67.982,
x=-53.893,
y=-89.593,
=-47.507,
=-81.898
δ=205,
66.178,
x=-60.734,
y=-82.921,
=-53.193,
=-76.353
δ=210,
63.641,
x=-66.461,
y=-75.115,
=-57.932,
=-69.894
δ=215,
60.345,
x=-70.864,
y=-66.336,
=-61.582,
=-62.617
δ=220,
56.315,
x=-73.786,
y=-56.821,
=-64.018,
=-54.679
δ=225,
51.628,
x=-75.143,
y=-46.859,
=-65.159,
=-46.296
δ=230,
46.404,
x=-74.940,
y=-36.774,
=-64.985,
=-37.726
δ=235,
40.800,
x=-73.269,
y=-26.888,
=-63.551,
=-29.247
δ=240,
x=-70.311,
y=-17.500,
=-60.992,
=-21.128
δ=245,
29.200,
x=-66.312,
y=-8.854,
=-57.509,
δ=250,
23.596,
x=-61.566,
-1.125,
=-53.348,
-6.823
δ=255,
18.372,
x=-56.383,
5.597,
=-48.776,
-0.893
δ=260,
13.685,
x=-51.065,
11.304,
=-44.047,
4.180
δ=265,
9.655,
x=-45.871,
16.063,
=-39.375,
8.460
δ=270,
6.359,
x=-41.000,
20.000,
=-34.912,
12.067
δ=275,
3.822,
x=-36.574,
23.276,
=-30.743,
15.152
δ=280,
2.018,
x=-32.630,
26.062,
=-26.900,
17.866
δ=285,
0.000,
x=-28.284,
28.284,
=-21.213,
21.213
δ=290,
x=-25.712,
30.642,
=-19.284,
22.981
δ=295,
x=-22.943,
32.766,
=-17.207,
24.574
δ=300,
34.641,
x
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 机械 原理 课程设计 偏置 滚子 从动 杆盘型 凸轮 机构