機械原理課程設計---自動打印機

1、<p><b>　　機械原理創(chuàng)新設計</b></p><p><b>　　自動打印機</b></p><p>　　一、總功能及設計參數</p><p>　　自動打印機的功能是將輸入的產品包裝盒打印上某種標記，然后輸出。</p><p>　　自動打印機的設計參數</p><

2、;p><b>　　二、功能分解</b></p><p>　　主要有兩個過程，一是將包裝盒傳輸到某個位置，打印上標記后將其輸出，要求實現間歇傳動。二是在包裝盒上打印標記。</p><p><b>　　三、機構選型</b></p><p>　　對于包裝盒的輸送和輸出，選用皮帶傳動，間歇傳動有不完全齒輪實現。對包裝盒的打印

3、過程先有凸輪實現運動形式的轉換再由連桿機構實現打印過程。</p><p><b>　　四、運動循環(huán)圖</b></p><p>　　運動循環(huán)時間T=1s。</p><p><b>　　五、總體方案設計</b></p><p>　　電動機的轉速為1500r/min，由蝸桿蝸輪將轉速降為60r/min，偏

4、心輪O2實現桿L1的上下運動，O4上的不完全齒輪實現皮帶上的工作臺的間歇運動。</p><p><b>　　六、尺寸確定</b></p><p>　　蝸桿的頭數為2，蝸輪的齒數是50，m=2。Ro2=40mm，O1O2=20mm。O1到皮帶的距離是64.34mm。O1，O3、O4上的齒輪是齒數為26，m=2的標準齒輪。O4上的不完全齒輪的齒數為6，m=4。滾子的半徑為

5、10mm。L1=300，L2=135mm，L3=L4=90mm，L5=128mm。</p><p><b>　　七、運動分析</b></p><p>　　編寫程序對O2、L1、L2、L3L4、L5組成的機構進行運動分析。主程序如下：</p><p>　　#include "stdio.h"</p><p&

6、gt;　　#include "math.h"</p><p>　　#include "conio.h"</p><p>　　void bark(n1,n2,n3,k,r1,r2,gam,t,w,e,p,vp,ap)</p><p>　　int n1,n2,n3,k;</p><p>　　double r

7、1,r2,gam;</p><p>　　double p[20][2],vp[20][2],ap[20][2];</p><p>　　double t[10],w[10],e[10];</p><p><b>　　{</b></p><p>　　double rx2,ry2,rx3,ry3;</p><

8、;p><b>　　if(n2!=0)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　rx2=r1*cos(t[k]);</p><p>　　ry2=r1*sin(t[k]);</p><p>　　p[n2][1]=p[n1][1]+rx2;</p><

9、p>　　p[n2][2]=p[n1][2]+ry2;</p><p>　　vp[n2][1]=vp[n1][1]-ry2*w[k];</p><p>　　vp[n2][2]=vp[n1][2]+rx2*w[k];</p><p>　　ap[n2][1]=ap[n1][1]-ry2*e[k]-rx2*w[k]*w[k];</p><p>

10、　　ap[n2][2]=ap[n1][2]+rx2*e[k]-ry2*w[k]*w[k];</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　if(n3!=0)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　rx3=r2*cos(t[k]

11、+gam);</p><p>　　ry3=r2*sin(t[k]+gam);</p><p>　　p[n3][1]=p[n1][1]+rx3;</p><p>　　p[n3][2]=p[n1][2]+ry3;</p><p>　　vp[n3][1]=vp[n1][1]-ry3*w[k];</p><p>　　vp[n3

12、][2]=vp[n1][2]+rx3*w[k];</p><p>　　ap[n3][1]=ap[n1][1]-ry3*e[k]-rx3*w[k]*w[k];</p><p>　　ap[n3][2]=ap[n1][2]+rx3*e[k]-ry3*w[k]*w[k];</p><p><b>　　}</b></p><p>

13、<b>　　}</b></p><p>　　/****************rrpk********************************************/</p><p>　　void rrpk(m,n1,n2,n3,k1,k2,k3,r1,r2,vr2,ar2,t,w,e,p,vp,ap)</p><p>　　int m

14、,n1,n2,n3,k1,k2,k3;</p><p>　　double r1,*r2,*vr2,*ar2;</p><p>　　double p[20][2],vp[20][2],ap[20][2];</p><p>　　double t[10],w[10],e[10];</p><p><b>　　{</b><

15、/p><p>　　double dx12,dy12,dx31,dy31,dx32,dy32;</p><p>　　double ssq,phi,ep,u,fp,cb,sb,ct,st,q,ev,fv,ea,fa;</p><p>　　t[k2]=t[k3];</p><p>　　dx12=p[n1][1]-p[n2][1];</p>

16、<p>　　dy12=p[n1][2]-p[n2][2];</p><p>　　ssq=dx12*dx12+dy12*dy12;</p><p>　　phi=atan2(dy12,dx12);</p><p>　　ep=sqrt(ssq)*cos(phi-t[k3]);</p><p>　　u=sqrt(ssq)*sin(phi-

17、t[k3]);</p><p>　　if((r1-fabs(u))<0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　printf("\n RRP can't be assembled.\n");</p><p><b>　　}</b></p&

18、gt;<p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　fp=sqrt(r1*r1-u*u);</p><p><b>　　if(m>0)</b></p><p><b>　　{</b>&

19、lt;/p><p>　　*r2=ep+fp;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　*r2=ep-fp;</p><p>&l

20、t;b>　　}</b></p><p>　　cb=cos(t[k3]);</p><p>　　sb=sin(t[k3]);</p><p>　　p[n3][1]=p[n2][1]+(*r2)*cb;</p><p>　　p[n3][2]=p[n2][2]+(*r2)*sb;</p><p>　　dx3

21、1=p[n3][1]-p[n1][1];</p><p>　　dy31=p[n3][2]-p[n1][2];</p><p>　　dx32=p[n3][1]-p[n2][1];</p><p>　　dy32=p[n3][2]-p[n2][2];</p><p>　　t[k1]=atan2(dy31,dx31);</p><

22、p>　　ct=cos(t[k1]);</p><p>　　st=sin(t[k1]);</p><p>　　q=dy31*sb+dx31*cb;</p><p>　　ev=vp[n2][1]-vp[n1][1]-(*r2)*w[k3]*sb;</p><p>　　fv=vp[n2][2]-vp[n1][2]+(*r2)*w[k3]*cb

23、;</p><p>　　w[k1]=(-ev*sb+fv*cb)/q;</p><p>　　*vr2=-(ev*dx31+fv*dy31)/q;</p><p>　　vp[n3][1]=vp[n1][1]-r1*w[k1]*st;</p><p>　　vp[n3][2]=vp[n1][2]+r1*w[k1]*ct;</p>&l

24、t;p>　　ea=ap[n2][1]-ap[n1][1]+w[k1]*w[k1]*dx31-w[k3]*w[k3]*(*r2)*cb;</p><p>　　ea=ea-2.0*w[k3]*(*vr2)*sb-e[k3]*dy32;</p><p>　　fa=ap[n2][2]-ap[n1][2]+w[k1]*w[k1]*dy31-w[k3]*w[k3]*(*r2)*sb;</p

25、><p>　　fa=fa+2.0*w[k3]*(*vr2)*cb-e[k3]*dx32;</p><p>　　e[k1]=(-ea*sb+fa*cb)/q;</p><p>　　*ar2=-(ea*dx31+fa*dy31)/q;</p><p>　　ap[n3][1]=ap[n1][1]-r1*w[k1]*w[k1]*ct-r1*e[k1]*s

26、t;</p><p>　　ap[n3][2]=ap[n1][2]-r1*w[k1]*w[k1]*st+r1*e[k1]*ct;</p><p>　　w[k2]=w[k3];</p><p>　　e[k2]=e[k3];</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　

27、}</b></p><p>　　/***************rprk*******************************************/</p><p>　　void rprk(m,n1,n2,k1,k2,r1,r2,vr2,ar2,t,w,e,p,vp,ap)</p><p>　　int m,n1,n2,k1,k2;</p

28、><p>　　double r1,*r2,*vr2,*ar2;</p><p>　　double p[20][2],vp[20][2],ap[20][2];</p><p>　　double t[10],w[10],e[10];</p><p><b>　　{</b></p><p>　　double

29、 dx21,dy21,test,phi,alpha,ct,st,q,vx21,vy21,ea,fa;</p><p>　　dx21=p[n2][1]-p[n1][1];</p><p>　　dy21=p[n2][2]-p[n1][2];</p><p>　　test=dx21*dx21+dy21*dy21-r1*r1;</p><p>　　i

30、f(test<0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　printf("\n RPR can't be assembled.\n");</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b>

31、</p><p><b>　　{</b></p><p>　　*r2=sqrt(test);</p><p>　　phi=atan2(dy21,dx21);</p><p>　　alpha=atan(r1/(*r2));</p><p><b>　　if(m>0)</b>

32、;</p><p><b>　　{</b></p><p>　　t[k1]=phi+alpha;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></

33、p><p>　　t[k1]=phi-alpha;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　t[k2]=t[k1];</p><p>　　ct=cos(t[k1]);</p><p>　　st=sin(t[k1]);</p><p>　　q=dx21*ct+d

34、y21*st;</p><p>　　vx21=vp[n2][1]-vp[n1][1];</p><p>　　vy21=vp[n2][2]-vp[n1][2];</p><p>　　w[k1]=(vy21*ct-vx21*st)/q;</p><p>　　w[k2]=w[k1];</p><p>　　*vr2=(vy21

35、*dy21+vx21*dx21)/q;</p><p>　　ea=ap[n2][1]-ap[n1][1]+w[k1]*w[k1]*dx21+2.0*w[k1]*(*vr2)*st;</p><p>　　fa=ap[n2][2]-ap[n1][2]+w[k1]*w[k1]*dy21-2.0*w[k1]*(*vr2)*ct;</p><p>　　e[k1]=-(ea*s

36、t-fa*ct)/q;</p><p>　　e[k2]=e[k1];</p><p>　　*ar2=(ea*dx21+fa*dy21)/q;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　static double p[2

37、0][3],vp[20][3],ap[20][3],del,t[10],w[10],e[10];</p><p>　　static int ic;</p><p>　　double r12,r23,r45,r56,r67,l1,l2;</p><p>　　double pi,dr;</p><p>　　double r2,vr2,ar2;&l

38、t;/p><p><b>　　int i,m;</b></p><p><b>　　main()</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　FILE *fp;</b></p><p>　　pi=3.14

39、15926; dr=pi/(180.0);</p><p>　　r12=20; r23=40; r45=135; r56=90; r67=90; l1=300; l2=128;</p><p>　　p[1][1]=0.0; p[1][2]=0.0;</p><p>　　p[5][1]=-135.0; p[5][2]=334.64;&

40、lt;/p><p>　　p[8][1]=-265.0; p[8][2]=334.64;</p><p>　　t[1]=0.0; w[1]=2*pi; e[1]=0.0;</p><p>　　t[9]=90.0*dr; w[9]=0.0; e[9]=0.0;</p><p>　　t[8]=-90.0*dr; w[8]=0.0;

41、e[8]=0.0;</p><p><b>　　del=10.0;</b></p><p>　　printf("NO THETAI S7 V7 A7\n");</p><p>　　printf(" deg m

42、m mm/s mm/s/s\n");</p><p>　　if((fp=fopen("zuoye","w"))==NULL)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　printf("can't find\n")

43、;</p><p><b>　　exit(0);</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　fprintf(fp,"NO THETAI S7 V7 A7\n");</p><p>　　fpr

44、intf(fp," deg mm mm/s mm/s/s\n");</p><p>　　ic=(int)360.0/del;</p><p>　　for(i=0;i<=ic;i++)</p><p><b>　　{</b></p>&

45、lt;p>　　t[1]=i*del*dr;</p><p>　　bark(1,2,0,1,r12,0.0,0.0,t,w,e,p,vp,ap); /*調用單級桿件運動分析子程序*/</p><p>　　rrpk(1,2,1,3,2,3,9,r23,&r2,&vr2,&ar2,t,w,e,p,vp,ap); /*

46、調用rrp桿件運動分析子程序*/</p><p>　　p[3][2]+=l1;</p><p>　　rprk(1,5,3,4,5,0.0,&r2,&vr2,&ar2,t,w,e,p,vp,ap); /*調用rpr桿件運動分析子程序*/</p><p><b>　　t[5]+=pi;</b><

47、/p><p>　　bark(5,6,0,5,r56,0.0,0.0,t,w,e,p,vp,ap);</p><p>　　rrpk(1,6,8,7,7,8,8,r67,&r2,&vr2,&ar2,t,w,e,p,vp,ap);</p><p>　　p[7][2]-=l2;</p><p>　　printf("\n%

48、2d %12.3f %12.3f %12.3f %12.3f",i+1,t[1]/dr,p[7][2],vp[7][2],ap[7][2]);</p><p>　　fprintf(fp,"\n%2d %12.3f %12.3f %12.3f %12.3f",i+1,t[1]/dr,p[7][2],vp[7][2],ap[7][2]);</p><p><

49、b>　　}</b></p><p>　　fclose(fp);</p><p><b>　　getch();</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　得到如下數據：</b></p><p>　　NO

50、 THETAI S7 V7 A7</p><p>　　deg mm mm/s mm/s/s</p><p>　　1 0.000 126.017 -83.775 -265.212</p><p>　　2

51、 10.000 123.603 -89.418 -134.303</p><p>　　3 20.000 121.087 -90.947 27.645</p><p>　　4 30.000 118.594 -87.804 198.017</p><p>

52、　　5 40.000 116.252 -80.078 354.381</p><p>　　6 50.000 114.182 -68.389 481.583</p><p>　　7 60.000 112.481 -53.647 574.046</p>&

53、lt;p>　　8 70.000 111.221 -36.802 633.740</p><p>　　9 80.000 110.448 -18.692 666.134</p><p>　　10 90.000 110.188 0.000 676.270<

54、/p><p>　　11 100.000 110.448 18.692 666.134</p><p>　　12 110.000 111.221 36.802 633.740</p><p>　　13 120.000 112.481 53.647

55、574.046</p><p>　　14 130.000 114.182 68.389 481.583</p><p>　　15 140.000 116.252 80.078 354.381</p><p>　　16 150.000 118.594 8

56、7.804 198.017</p><p>　　17 160.000 121.087 90.947 27.645</p><p>　　18 170.000 123.603 89.418 -134.303</p><p>　　19 180.000 126.

57、017 83.775 -265.212</p><p>　　20 190.000 128.229 75.107 -350.903</p><p>　　21 200.000 130.173 64.714 -390.247</p><p>　　22 210.00

58、0 131.819 53.767 -392.974</p><p>　　23 220.000 133.163 43.088 -373.340</p><p>　　24 230.000 134.220 33.110 -344.448</p><p>　　25

59、 240.000 135.010 23.950 -315.640</p><p>　　26 250.000 135.557 15.521 -292.468</p><p>　　27 260.000 135.877 7.623 -277.766</p><

60、;p>　　28 270.000 135.983 0.000 -272.757</p><p>　　29 280.000 135.877 -7.623 -277.766</p><p>　　30 290.000 135.557 -15.521 -292.468<

61、/p><p>　　31 300.000 135.010 -23.950 -315.640</p><p>　　32 310.000 134.220 -33.110 -344.448</p><p>　　33 320.000 133.163 -43.088 -

62、373.340</p><p>　　34 330.000 131.819 -53.767 -392.974</p><p>　　35 340.000 130.173 -64.714 -390.247</p><p>　　36 350.000 128.229 -7

63、5.107 -350.903</p><p>　　37 360.000 126.017 -83.775 -265.212</p><p>　　可知打印裝置的最低位置為距O1 110.188mm，最高位置為135.983mm。</p><p>　　工作臺每次移動的距離為6*4*3.14=75.36mm，于是便可實現工作臺每