偏置直動(dòng)凸輪課程設(shè)計(jì)--活塞式油泵凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　概述……………………………………………2</p><p>　　一 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的目的…………………… 2</p><p>　　二 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的任務(wù)…………………… 2</p><p>　　三 設(shè)計(jì)題目及設(shè)計(jì)思路………………………… 2&l

2、t;/p><p>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容…………………………………… 3</p><p>　　一 從動(dòng)桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及凸輪輪廓線(xiàn)方程………… 3</p><p>　　二 實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果分析……………………… 4</p><p>　　三 凸輪機(jī)構(gòu)輪廓曲線(xiàn)圖……………………… 8</p><p>　?。ㄈ┬牡皿w會(huì)……

3、……………………………… 9</p><p>　　(四)參考資料…………………………………… 10</p><p><b>　　概述 </b></p><p>　　一、 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的目的：</p><p>　　1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是高等工業(yè)學(xué)校機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生第一次較全面 的機(jī)械

4、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析與設(shè)計(jì)的訓(xùn)練。其目的在于：進(jìn)一步鞏固和加深所學(xué)知識(shí)；</p><p>　　2、培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力；</p><p>　　3、使學(xué)生在機(jī)械的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力分析方面初步建立一個(gè)完整的概念；</p><p>　　4、進(jìn)一步提高學(xué)生計(jì)算和制圖能力，及運(yùn)用電子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力。</p><p>　　二、機(jī)械

5、原理課程設(shè)計(jì)的任務(wù)：</p><p>　　1、活塞式油泵凸輪機(jī)構(gòu)（偏置直動(dòng)滾子從動(dòng)桿盤(pán)型凸輪機(jī)構(gòu)） 2、采用圖解法設(shè)計(jì)：擺桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如表： </p><p>　　注，rao=40mm經(jīng)計(jì)算不能用，故取r0=55mm</p><p>　　借助電子計(jì)算機(jī)完成下列運(yùn)算</p><p>　?、?gòu)膭?dòng)件的運(yùn)動(dòng)參數(shù)：位移，速

6、度，加速度。</p><p>　?、谟?jì)算凸輪的理論輪廓線(xiàn)，實(shí)際廓線(xiàn)坐標(biāo)。</p><p>　?、垓?yàn)算凸輪廓線(xiàn)上各點(diǎn)壓力角和曲率半徑，最后確定凸輪應(yīng)有的基圓半徑。</p><p>　?、芾L制凸輪輪廓線(xiàn)曲線(xiàn)。</p><p>　　4、課程設(shè)計(jì)采用方法：</p><p>　　利用C語(yǔ)言編程得出所求函數(shù)值 ，利用cad畫(huà)出凸輪

7、輪廓圖加手工制圖。 三 設(shè)計(jì)題目及設(shè)計(jì)思路</p><p><b>　　1、設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　活塞式油泵凸輪機(jī)構(gòu)（偏置直動(dòng)滾子從動(dòng)桿盤(pán)型凸輪機(jī)構(gòu)） </p><p><b>　　2、設(shè)計(jì)思路</b></p><p>

8、;　?。?）、要求從動(dòng)件作往復(fù)移動(dòng)，因此可選擇偏置直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤(pán)型凸輪機(jī)構(gòu)。</p><p>　?。?）、根據(jù)工作要求選擇從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。為了保證機(jī)構(gòu)為柔性沖擊，從動(dòng)件推程和回程可分別選用簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律和正弦加速運(yùn)動(dòng)規(guī)律。</p><p>　?。?）、進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。為保證機(jī)構(gòu)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(shè)計(jì)過(guò)程

9、中要保證α推程≤［α］=30º，α回程≤［αˊ］=75º。</p><p><b>　?。ǘ┰O(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　一 從動(dòng)桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及凸輪輪廓線(xiàn)方程</p><p>　　1 從動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律：</p><p>　?、偻瞥踢^(guò)程：0°＜d≤120°（余弦推程）<

10、;/p><p>　　?????????????????????????</p><p>　?、谶h(yuǎn)休止過(guò)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(guò)程：180°＜d≤300°（正弦回程）</p><p>　　④近休止過(guò)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(xiàn)方程</b></p><p>　　（1）理論廓線(xiàn)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(shí)際廓線(xiàn)方程</b>&

13、lt;/p><p>　　先求x，y的一、二階導(dǎo)數(shù)</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(shí)際廓線(xiàn)方程</b></p><p>　　x1=x-rr*cosθ;</p><p>　　y1=y-rr*sinθ;</p><p>　　(3)由尖端移動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)壓力角的表達(dá)式

16、可知r0同α的關(guān)系為</p><p>　　注 先取基圓半徑r0=40mm，經(jīng)程序計(jì)算推程段30°--70°之間出現(xiàn)壓力角>30°所以不能用，后經(jīng)過(guò)驗(yàn)算依次取45mm，50mm，55mm，當(dāng)取r0=55時(shí)滿(mǎn)足推程段和回程段規(guī)定的許用壓力角。</p><p>　　實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果分析（C語(yǔ)言編程得來(lái)）</p><p><b>

17、;　　1 程序框圖</b></p><p><b>　　2、計(jì)算機(jī)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(shù)據(jù)結(jié)果的文件名（不需要加類(lèi)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(jì)算間隔即步進(jìn)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(biāo)*/</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(biāo)*/</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(shí)際軌跡x坐標(biāo)*/</p>

35、<p>　　printf("x'= %f\n",x1);</p><p>　　y1=y-rr*c1; /*確定的凸輪的實(shí)際軌跡y坐標(biāo)*/</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(cuò)誤\n");&

37、lt;/p><p>　　}fclose(fp);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　3、計(jì)算機(jī)程序結(jié)果及分析</p><p><b>　　1、運(yùn)算結(jié)果</b></p><p>　　自動(dòng)生成txt文本后再用wps做出成表格。</p><

38、p><b>　　2、結(jié)果分析</b></p><p>　　經(jīng)C語(yǔ)言編程得出結(jié)果，從壓力角Q可以看出在推程段滿(mǎn)足壓力角小于許用壓力角，回程段也滿(mǎn)足。由此可以看出選取基圓半徑為55mm是對(duì)的。</p><p>　　3、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果（另附圖紙）</p><p><b>　　凸輪機(jī)構(gòu)輪廓曲線(xiàn)圖</b></p>

39、<p>　　用cad畫(huà)圖軟件，編寫(xiě)畫(huà)凸輪的lsp程序，然后調(diào)用經(jīng)C語(yǔ)言計(jì)算后的x，y x’，y’坐標(biāo)值，在cad工具欄加載lsp程序，加載成功后運(yùn)行，在cad畫(huà)圖頁(yè)面鍵入draw回車(chē)即可得到凸輪機(jī)構(gòu)。</p><p><b>　　截圖</b></p><p>　　2、凸輪輪廓線(xiàn)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(jié)束while</p><p>　　(command "c")</p><p>　　(CLOSE fp)</p><p>　　) ;_ 結(jié)

43、束defun</p><p><b>　　3、活塞式油泵圖</b></p><p><b>　　凸輪輪廓線(xiàn)(手畫(huà))</b></p><p><b>　　注 另附圖紙</b></p><p><b>　?。ㄈ┬牡皿w會(huì)</b></p><

44、p>　　通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，使我更加扎實(shí)的掌握了有關(guān)機(jī)械原理凸輪機(jī)構(gòu)方面的知識(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中雖然遇到了一些問(wèn)題，但經(jīng)過(guò)老師耐心的指導(dǎo)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(shí)欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足。實(shí)踐出真知，通過(guò)親自動(dòng)手制作，使我們掌握的知識(shí)用到實(shí)際中，三天的程序編造，最后敲出需要的數(shù)據(jù)，感覺(jué)有種小小成就感。 </p><p>　　課程設(shè)計(jì)誠(chéng)然是一門(mén)專(zhuān)業(yè)課，給我很多專(zhuān)業(yè)知識(shí)以及專(zhuān)業(yè)技能上

45、的提升。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我掌握了凸輪機(jī)構(gòu)相關(guān)知識(shí)；熟悉了如何制作凸輪輪廓線(xiàn)；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(yǔ)言編程的方法和cad畫(huà)圖技術(shù)，通過(guò)查詢(xún)資料，也了解了凸輪工作原理。 </p><p>　　我認(rèn)為，在這學(xué)期的實(shí)驗(yàn)中，不僅培養(yǎng)了獨(dú)立思考、動(dòng)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(shí)驗(yàn)課上，我們學(xué)會(huì)了很多學(xué)習(xí)的方法。而這是日后最實(shí)用的，真的是受益匪淺。要面對(duì)

46、社會(huì)的挑戰(zhàn)，只有不斷的學(xué)習(xí)、實(shí)踐，再學(xué)習(xí)、再實(shí)踐。這對(duì)于我們的將來(lái)也有很大的幫助。以后，不管有多苦，我想我們都能變苦為樂(lè)，找尋有趣的事情，發(fā)現(xiàn)其中珍貴的事情。就像中國(guó)提倡的艱苦奮斗一樣，我們都可以在實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后變的更加成熟，會(huì)面對(duì)需要面對(duì)的事情?；仡櫰鸫苏n程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，從理論到實(shí)踐，在這段日子里，可以說(shuō)得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)

47、這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，但可喜的是最終都得到了解決。 </p><p>　　實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，也對(duì)團(tuán)隊(duì)精神的進(jìn)行了考察，讓我們?cè)诤献髌饋?lái)更加默契，在成功后一起體會(huì)喜悅的心情。果然是團(tuán)結(jié)就是力量，只

48、有互相之間默契融洽的配合才能換來(lái)最終完美的結(jié)果。</p><p><b>　　（四）參考資料</b></p><p>　　1.《機(jī)械原理》（第八版）————孫恒, 陳作模，葛文杰等主編 </p><p>　　2.《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》————熊綺華，周春國(guó)編著</p><p&g