河北工程大学机械原理课程设计摆动从动件杆盘型凸轮机构3..doc

河北工程大学机电学院机械原理课程设计 说明书 设计题目：摆杆从动件盘型凸轮机构 指导教师：关志刚 班级： 姓名： 学号： 目录 （一）机械原理课程设计的目的及其任务……………………3 （二）机械原理课程设计题目及其要求………………………4 （三）摆杆及滚子尺寸的确定 …………………………………5 (四)凸轮机构的运动说明及机构运动简图 …………………5 （五）原始数据分析……………………………………………7 (六）图解法设计 ………………………………………………7 （七）解析法设计 ………………………………………………10 （八）计算程序框图……………………………………………12 （九）计算机源程序及运行结果………………………………13 （十）心得体会 …………………………………………………17 （十一）参考文献………………………………………………18 （一）机械原理课程设计的目的及其任务 一、机械原理课程设计的目的： 1、机械原理课程设计是一个重要实践性教学环节。其目的在于：进一步巩固和加深所学知识； 2、培养学生运用理论知识独立分析问题、解决问题的能力； 3、使学生在机械的运动学和动力分析方面，初步建立一个完整的概念； 4、进一步提高学生计算和制图能力，以及运用电子计算机的运算能力。 二、机械原理课程设计的任务： 按给定条件综合连杆机构，确定连杆机构各构件的尺寸，以满足不同的实际工作的要求； 对机构进行运动分析；（图解法及解析法两种方法） 设计凸轮轮廓曲线，绘制凸轮从动件位移曲线。 三、课程设计采用方法： 对于上面所提任务，要用图解法和解析法两种方法。图解法形象，直观，应用图解法可进一步提高学生绘图能力，在某些方面，如凸轮设计中，图解法是解析法的出发点和基础；但图解法精度低，而解析法则可应用计算机进行运算，精度高，速度快。在本次课程设计中，可将两种方法所得的结果加以对照。 四、编写说明书： 设计题目（包括设计条件和要求）； 机构运动简图及设计方案的确定，原始数据； 机构运动学综合； 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； 分析讨论。 （二）机械原理课程设计题目及其要求 一、设计题目：摆动从动件杆盘型凸轮机构 二、设计要求 1、采用图解法设计：凸轮中心到摆杆中心A的距离为160mm，凸轮以顺时针方向等速回转，摆杆的运动规律如表： 符号 φ δ01 δ02 δ03 δ04 r0 从动杆运动规律 推程 回程 数据 24o 150o 25o 120o 65o 40 等加等减 简谐 3、设计要求： ①确定合适摆杆长度 ②合理选择滚子半径rr ③选择适当比例尺，用几何作图法绘制从动件位移曲线，并画于图纸上； ④用反转法绘制凸轮理论廓线和实际廓线，并标注全部尺寸（用A2图纸）。 ⑤将机构简图、原始数据、尺寸综合方法写入说明书，并打印出结果。 4、用解析法设计该凸轮轮廓，原始数据条件不变，要写出数学模型，编制程序并打印出结果。 备注： 1、尖底（滚子）摆动从动件盘形凸轮机构压力角: 在推程中，当主从动件角速度方向不同时取“-”号，相同时取“+”号。 （三）摆杆及滚子尺寸的确定 1、初始位置角φ0和摆杆长度l的确定： φ0=arcos[(a2+l2-r02)/2a*l］ 注：当主从动件角速度方向不同时取“-”号，相同时取“+”号。 由此我们可以取到：l=150mm；此时摆杆的初始摆角：0≈14.362° 2、滚子半径r1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 在此，我们可以取r1=0.2*r0=10mm。 (四)凸轮机构的运动说明及机构运动简图 一、凸轮机构的运动说明： 凸轮运动分为四个阶段： 第一阶段，推程阶段：从动件以等加等减规律运动，凸轮转过角度为1500，摆杆上摆过240； 第二阶段（即远休止）凸轮转过角度为250，摆杆静止； 第三阶段（即回程段）从动件以简谐规律运动，凸轮转过角度为1200，摆杆下摆过240； 第四阶段（即近休止）凸轮转过角度为650，摆杆静止。 二、机构运动简图如下： （五）原始数据分析 原始数据：凸轮中心到摆杆中心A的距离为160mm，即a=160 mm，凸轮以顺时针方向等速回转。 摆杆形成角：φ=24o 凸轮推程运动角：δ01 =150o 凸轮远休止角：δ02 =25o 凸轮回程运动角：δ03=120o 凸轮近休止角：δ04=65o 初