偏置直動凸輪課程設計--活塞式油泵凸輪機構的設計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　概述……………………………………………2</p><p>　　一 機械原理課程設計的目的…………………… 2</p><p>　　二 機械原理課程設計的任務…………………… 2</p><p>　　三 設計題目及設計思路………………………… 2&l

2、t;/p><p>　　設計內容…………………………………… 3</p><p>　　一 從動桿的運動規(guī)律及凸輪輪廓線方程………… 3</p><p>　　二 實驗過程及結果分析……………………… 4</p><p>　　三 凸輪機構輪廓曲線圖……………………… 8</p><p>　?。ㄈ┬牡皿w會……

3、……………………………… 9</p><p>　　(四)參考資料…………………………………… 10</p><p><b>　　概述 </b></p><p>　　一、 機械原理課程設計的目的：</p><p>　　1、機械原理課程設計是高等工業(yè)學校機械類專業(yè)學生第一次較全面 的機械

4、運動學和動力學分析與設計的訓練。其目的在于：進一步鞏固和加深所學知識；</p><p>　　2、培養(yǎng)學生運用理論知識獨立分析問題、解決問題的能力；</p><p>　　3、使學生在機械的運動學和動力分析方面初步建立一個完整的概念；</p><p>　　4、進一步提高學生計算和制圖能力，及運用電子計算機的運算能力。</p><p>　　二、機械

5、原理課程設計的任務：</p><p>　　1、活塞式油泵凸輪機構（偏置直動滾子從動桿盤型凸輪機構） 2、采用圖解法設計：擺桿的運動規(guī)律如表： </p><p>　　注，rao=40mm經計算不能用，故取r0=55mm</p><p>　　借助電子計算機完成下列運算</p><p>　?、購膭蛹倪\動參數：位移，速

6、度，加速度。</p><p>　?、谟嬎阃馆喌睦碚撦喞€，實際廓線坐標。</p><p>　　③驗算凸輪廓線上各點壓力角和曲率半徑，最后確定凸輪應有的基圓半徑。</p><p>　?、芾L制凸輪輪廓線曲線。</p><p>　　4、課程設計采用方法：</p><p>　　利用C語言編程得出所求函數值 ，利用cad畫出凸輪

7、輪廓圖加手工制圖。 三 設計題目及設計思路</p><p><b>　　1、設計題目</b></p><p>　　活塞式油泵凸輪機構（偏置直動滾子從動桿盤型凸輪機構） </p><p><b>　　2、設計思路</b></p><p>

8、;　　（1）、要求從動件作往復移動，因此可選擇偏置直動滾子從動件盤型凸輪機構。</p><p>　?。?）、根據工作要求選擇從動件的運動規(guī)律。為了保證機構為柔性沖擊，從動件推程和回程可分別選用簡諧運動規(guī)律和正弦加速運動規(guī)律。</p><p>　?。?）、進行計算機輔助設計。為保證機構有良好的受力狀況，推程許用壓力角［α］=30º，回程許用壓力角［αˊ］=75º，設計過程

9、中要保證α推程≤［α］=30º，α回程≤［αˊ］=75º。</p><p><b>　?。ǘ┰O計內容</b></p><p>　　一 從動桿的運動規(guī)律及凸輪輪廓線方程</p><p>　　1 從動桿運動規(guī)律：</p><p>　　①推程過程：0°＜d≤120°（余弦推程）<

10、;/p><p>　　?????????????????????????</p><p>　?、谶h休止過程：120°＜d≤180°</p><p>　　偏置桿角位移s= h</p><p>　　偏置桿角速度：v=0</p><p>　　偏置桿角加速度：a= 0</p><p>　　

11、③回程過程：180°＜d≤300°（正弦回程）</p><p>　?、芙葜惯^程：300°＜d≤360°</p><p>　　偏置桿角位移：s=0</p><p>　　偏置桿角速度：v=0</p><p>　　偏置桿角加速度：a= 0</p><p><b>　　2凸輪

12、輪廓線方程</b></p><p>　　（1）理論廓線方程：</p><p>　　S0=sqrt(r02-e2)</p><p>　　x=(s0+s)sinδ+ecosδ</p><p>　　y=(s0+s)cosδ-esinδ</p><p><b>　　(2)實際廓線方程</b>&

13、lt;/p><p>　　先求x，y的一、二階導數</p><p>　　dx=(ds/dδ-e)*sin(δ)+(s0+s)*cos(δ);</p><p>　　dy=(ds/dδ-e)*cos(δ)-(s0+s)*sin(δ);</p><p>　　dxx=dss*sin(δ)+(ds/dδ-e)*cos(δ)+ds/dδ*cos(δ)-(s0+

14、s)*sin(δ);</p><p>　　dyy=dss*cos(δ)-(ds/dδ-e)*sin(δ)-ds/dδ*sin(δ)-(s0+s)*cos(δ);</p><p>　　x1=x-rr*coso;y1=y-rr*sino;</p><p>　　再求sinθ，cosθ</p><p>　　sinθ＝x’/sqrt((x’)2+(y’

15、)2)</p><p>　　cosθ＝-y’/sqrt((x’)2+(y’)2)</p><p><b>　　最后求實際廓線方程</b></p><p>　　x1=x-rr*cosθ;</p><p>　　y1=y-rr*sinθ;</p><p>　　(3)由尖端移動從動件凸輪機構壓力角的表達式

16、可知r0同α的關系為</p><p>　　注 先取基圓半徑r0=40mm，經程序計算推程段30°--70°之間出現壓力角>30°所以不能用，后經過驗算依次取45mm，50mm，55mm，當取r0=55時滿足推程段和回程段規(guī)定的許用壓力角。</p><p>　　實驗過程及結果分析（C語言編程得來）</p><p><b>

17、;　　1 程序框圖</b></p><p><b>　　2、計算機源程序</b></p><p>　　#include<stdio.h></p><p>　　#include<math.h></p><p>　　#include<stdlib.h></p>

18、<p>　　#include<string.h></p><p><b>　　main()</b></p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　FILE *fp;</b></p><p>　　int a,step;</p&

19、gt;<p>　　float r0=55,rr=15,e=10,h=80;</p><p>　　double pi=3.14159,s,s0,x,y,x1,y1,a0,a1,a2,a3,Q,R,w=20.9439333; /*角速度算法w=2*pi*n*/</p><p>　　double v,b1,b2,c1,c2,A;</p><p>　　char

20、 filename[20];</p><p>　　printf("please input filename you want to save date:");//輸入需要保存數據結果的文件名（不需要加類型后綴）</p><p>　　gets(filename);</p><p>　　strcat(filename,".txt"

21、;);</p><p>　　fp=fopen(filename,"w1");</p><p>　　printf("input start angle and step angle:");//輸入起始角度和計算間隔即步進角度</p><p>　　scanf("%d%d",&a,&step);&

22、lt;/p><p>　　for(a;a<=360;a=a+step)</p><p>　　{a1=a*pi/180;</p><p>　　s0=sqrt(r0*r0-e*e); printf("s0= %f\n",s0);</p><p>　　if(a>=0&&a<=360)</p>

23、;<p><b>　　{</b></p><p>　　if(a>=0&&a<=120)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　a0=120*pi/180;</p><p>　　s=h*(1-cos(pi*(a1/a0)))/2;pri

24、ntf("s= %f\n",s);</p><p>　　v=pi*h*w*sin(pi* (a1/a0))/(2*a0);printf("v= %f\n",v);</p><p>　　A=pi*pi*h*w*w*cos(pi* (a1/a0))/(2*a0*a0);printf("A= %f\n",A); </p>

25、<p><b>　　} </b></p><p>　　if(a>120&&a<=180)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　a0=60*pi/180;</p><p>　　s=h;printf("s= %f\n"

26、,s);</p><p>　　v=0;printf("v= %f\n",v);</p><p>　　A=0;printf("A= %f\n",A);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(a>180&&a<=300)</

27、p><p><b>　　{</b></p><p>　　a0=120*pi/180;</p><p>　　a2=(a-180)*pi/180;</p><p>　　s=h*(1-(a2/a0)+sin(2*pi*a2/a0)/(2*pi));printf("s= %f\n",s);</p>

28、<p>　　v=h*w*(cos(2*pi*a2/a0)-1)/a0;printf("v= %f\n",v); </p><p>　　A=-2*pi*h*w*w*sin(2*pi*a2/a0)/(a0*a0);printf("A= %f\n",A);</p><p><b>　　}</b></p>&l

29、t;p>　　if(a>300&&a<=360)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　a0=60*pi/180;</p><p>　　s=0;printf("s= %f\n",s);</p><p>　　v=0;printf("v=%f

30、\n",v);</p><p>　　A=0;printf("A= %f\n",A);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　R=(((s+s0)*(s+s0)+(v/w-e)*(v/w-e))*sqrt((s+s0)*(s+s0)+(v/w-e)*(v/w-e)))/((v/w-e)*(2*v

31、/w-e)-(s+s0)*(A/(w*w)-s0-s)); /*曲率半徑*/</p><p>　　printf("R= %f\n",R);</p><p>　　Q=atan((v/w-e)/(s0+s)); /*壓力角*/</p><p>　　Q=Q*180/pi;printf("Q= %f\n",Q);

32、</p><p>　　x=(s0+s)*sin(a1)+e*cos(a1); /*確定的凸輪的理論軌跡x坐標*/</p><p>　　printf("x= %f\n",x);</p><p>　　y=(s0+s)*cos(a1)-e*sin(a1); /*確定的凸輪的理論軌跡y坐標*/</p><p>　　prin

33、tf("y= %f\n",y);</p><p>　　b1=(v/w-e)*sin(a1)+(s0+s)*cos(a1);printf("dx/dδ= %f\n",b1);</p><p>　　b2=(v/w-e)*cos(a1)-(s0+s)*sin(a1);printf("dy/dδ= %f\n",b2);</p>

34、<p>　　c1=b1/sqrt(b1*b1+b2*b2);printf("sinθ= %f\n",c1);</p><p>　　c2=-b2/sqrt(b1*b1+b2*b2);printf("cosθ= %f\n",c2);</p><p>　　x1=x-rr*c2; /*確定的凸輪的實際軌跡x坐標*/</p>

35、<p>　　printf("x'= %f\n",x1);</p><p>　　y1=y-rr*c1; /*確定的凸輪的實際軌跡y坐標*/</p><p>　　printf("y'= %f\n",y1);</p><p>　　fprintf(fp,"δ=%d, s=%7.3f,

36、 v=%7.3f, A=%7.3f, x=%7.3f, y=%7.3f, x'=%7.3f, y'=%7.3f, R=%7.3f, Q=%7.3f\n ",a,s,v,A,x,y,x1,y1,R,Q);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　else printf("輸出錯誤\n");&

37、lt;/p><p>　　}fclose(fp);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　3、計算機程序結果及分析</p><p><b>　　1、運算結果</b></p><p>　　自動生成txt文本后再用wps做出成表格。</p><

38、p><b>　　2、結果分析</b></p><p>　　經C語言編程得出結果，從壓力角Q可以看出在推程段滿足壓力角小于許用壓力角，回程段也滿足。由此可以看出選取基圓半徑為55mm是對的。</p><p>　　3、實驗數據結果（另附圖紙）</p><p><b>　　凸輪機構輪廓曲線圖</b></p>

39、<p>　　用cad畫圖軟件，編寫畫凸輪的lsp程序，然后調用經C語言計算后的x，y x’，y’坐標值，在cad工具欄加載lsp程序，加載成功后運行，在cad畫圖頁面鍵入draw回車即可得到凸輪機構。</p><p><b>　　截圖</b></p><p>　　2、凸輪輪廓線lsp程序</p><p>　　(DEFUN c:dr

40、aw ()</p><p>　　(SETQ fp (OPEN "D:/he.txt" "r"))</p><p>　　(setvar "osmode" 0)</p><p>　　(command "pline")</p><p>　　(WHILE (SETQ s

41、(READ-LINE fp))</p><p>　　(setq i 0)</p><p>　　(while (/= " " (substr s (setq i (1+ i)) 1)))</p><p>　　(setq pt (list (atof (substr s 1 (1- i))) (atof (substr s (1+ i)))))<

42、;/p><p>　　(command pt)</p><p>　　(princ "\n")</p><p>　　) ;_ 結束while</p><p>　　(command "c")</p><p>　　(CLOSE fp)</p><p>　　) ;_ 結

43、束defun</p><p><b>　　3、活塞式油泵圖</b></p><p><b>　　凸輪輪廓線(手畫)</b></p><p><b>　　注 另附圖紙</b></p><p><b>　　（三）心得體會</b></p><

44、p>　　通過此次課程設計，使我更加扎實的掌握了有關機械原理凸輪機構方面的知識，在設計過程中雖然遇到了一些問題，但經過老師耐心的指導和自己思考終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經驗不足。實踐出真知，通過親自動手制作，使我們掌握的知識用到實際中，三天的程序編造，最后敲出需要的數據，感覺有種小小成就感。 </p><p>　　課程設計誠然是一門專業(yè)課，給我很多專業(yè)知識以及專業(yè)技能上

45、的提升。通過這次課程設計，我掌握了凸輪機構相關知識；熟悉了如何制作凸輪輪廓線；了解了解析法的精確性；以及如何提高精度等等，掌握了C語言編程的方法和cad畫圖技術，通過查詢資料，也了解了凸輪工作原理。 </p><p>　　我認為，在這學期的實驗中，不僅培養(yǎng)了獨立思考、動手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，在實驗課上，我們學會了很多學習的方法。而這是日后最實用的，真的是受益匪淺。要面對

46、社會的挑戰(zhàn)，只有不斷的學習、實踐，再學習、再實踐。這對于我們的將來也有很大的幫助。以后，不管有多苦，我想我們都能變苦為樂，找尋有趣的事情，發(fā)現其中珍貴的事情。就像中國提倡的艱苦奮斗一樣，我們都可以在實驗結束之后變的更加成熟，會面對需要面對的事情?；仡櫰鸫苏n程設計，至今我仍感慨頗多，從理論到實踐，在這段日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過

47、這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，但可喜的是最終都得到了解決。 </p><p>　　實驗過程中，也對團隊精神的進行了考察，讓我們在合作起來更加默契，在成功后一起體會喜悅的心情。果然是團結就是力量，只

48、有互相之間默契融洽的配合才能換來最終完美的結果。</p><p><b>　?。ㄋ模﹨⒖假Y料</b></p><p>　　1.《機械原理》（第八版）————孫恒, 陳作模，葛文杰等主編 </p><p>　　2.《機械原理課程設計》————熊綺華，周春國編著</p><p&g