機械原理牛頭刨床課程設(shè)計說明書

1、一、設(shè)計題目與原始數(shù)據(jù)？錯誤!未定義書簽。 二、牛頭刨床示意圖？錯誤!未定義書簽。 錯誤!未定義書簽 三、導(dǎo)桿機構(gòu)設(shè)計 四、機構(gòu)得運動分析？錯誤!未定義書簽。 錯誤!未定義書簽 五、機構(gòu)動態(tài)靜力分析 六、飛輪設(shè)計13 - ?- 錯誤!未定義書簽 七、設(shè)計凸輪輪廓曲線 八、齒輪設(shè)計及繪制嚙合圖？錯誤!未定義書簽 九、解析法？錯誤!未定義書簽。 1。導(dǎo)桿機構(gòu)設(shè)計？錯誤!未定義書簽。 2 .機構(gòu)運動分析？錯誤!未定義書簽。 錯誤!未定義書簽 3.凸輪輪廓曲線設(shè)計 4 .齒輪機構(gòu)設(shè)計？錯誤!未定義書簽。 十、本設(shè)計得思想體會？錯誤!未定義書簽。 參考文獻？錯誤!未定義書簽。 附錄？錯誤!未定義書簽。

2、、設(shè)計題目與原始數(shù)據(jù) 1。題目 : 牛頭刨床得綜合設(shè)計與分析 2 .原始數(shù)據(jù)： 刨頭得行程 行程速比系數(shù) 機架長 質(zhì)心與導(dǎo)桿得比值 連桿與導(dǎo)桿得比值 刨頭重心至F點距離 導(dǎo)桿得質(zhì)量 刨頭得質(zhì)量 導(dǎo)桿得轉(zhuǎn)動慣量 切割阻力 切割阻力至 O2 得距離 構(gòu)件 2 得轉(zhuǎn)速 許用速度不均勻系數(shù) 齒輪 Z1、Z2 得模數(shù) 小齒輪齒數(shù) 大齒輪齒數(shù) 凸輪機構(gòu)得最大擺角 凸輪得擺桿長 凸輪得推程運動角 凸輪得遠(yuǎn)休止角 凸輪得回程運動角 凸輪機構(gòu)得機架長 凸輪得基圓半徑 凸輪得滾子半徑 H=550m m K=1. 6 L o 2O3=400mm L o 3 s4 /L o 3B= 0、5 Lbf/L O3b=0.3

3、 X s 6= 1 60 m m m4=15 m 6=58 Js4=0。7 Fc= 1 3 00N Y p=175mm n2=80 S=1 / 4 0 m 12=1 5 Z 1= 18 Z2=46 max=160 LO4c=140mm S 0= 6 0o S 01= 1 0o S 0 6 Oo L o 2o4= 1 50mm ro=55mm rr=1 5 mm 、牛頭刨床示意圖 如圖1所示 K= 1、6 H =5 5 Omm L o2O3=400mm Lbf/L o3b=03 三、導(dǎo)桿機構(gòu)設(shè)計 1、已知:行程速比系數(shù) 刨頭得行程 機架長度 連桿與導(dǎo)桿得比 2、各桿尺寸設(shè)計如下 A、求導(dǎo)桿得擺角

4、： 卄ax= 18 0X (K-1)/(K+1)=180 X (1。6- 1)/(1 o 6+1 ) = 42 B、求導(dǎo)桿長： LO3B1=H / 2 sin 代 max/2) = 5 50/2 s in(4 2/ 2) =7 7 6m m C、求曲柄長： L 02 A = L 0203 X sin(書 ma x/ 2)=40 OX si n 21 =1 42mm D、求連桿長： Lbf=Lo3b X Lbf/Lo3b = 776X 0.3= 2 3 3mm E、求導(dǎo)路中心到03得距離： L 03M =L 03B-L de/ 2 = L 03b 1- 1 cos max/2) /2 =750m

5、m F、取比例尺： 卩 L=0.005m/mm 在1 #圖紙中央畫機構(gòu)位置圖，機構(gòu)位置圖見1井圖紙、大致圖形如下 圖2 四、機構(gòu) 得運動分 析 已知:曲柄 轉(zhuǎn)速:n2 = 8 0rpm 各構(gòu)件得重 構(gòu)件6得重心:Xs6=l 50m m 第3點：A、速度分析 求V A 3 、19m/s VA3 = VA2=LO2AX3 2= Lo2A Xnn /30 = 0。142 X 80X 3。14/30= 1 求VA4 = + 大?。?？1。19? 方向：丄O3A丄O2A/ O3A 取卩V = VA3/P a 3=0 . 0 2,在1#圖紙得左下方畫速度多邊形 求Vb 用速度影像求V b= 6 4X 0、0

6、 2 =1。28m/s 求V F 大小：？ 方向：水平 0、9 8 /導(dǎo)路 丄BF 方向:水平向右 方向:順時針 方向:如速度圖所示 方向:如速度圖所 方向:A O2? 方向:AO3? 接著畫速度多邊形，由速度多邊形求得 V f= pf 卩 v=6 4X 0。02=1、28m/ s 求3 4 co4= 3=Va4/LO3a=41 XDo 02/(98 X 0 0 5)= 1 . 6 7 rad/S 求V a 4A3 Va4a3 = X v= 3 7X 0.02= 0、74m/s B、加速度分析 求aKA4A 3 K2 aKA4A 3= 2 cd4Va 4A3=2 X 1、6 7 X 0.7 4

7、=2、47m/ s 示? 求a A3 aA3 = aA2= 32 XL O2A=8o 3 72 X 1 4 2/1 0 00=9.9 9 6m/s2 求a nA4 22 a nA4= 3 3XL O3a=1、67 X 98X 0.00 5 =1.3 6 6m/ s 大小:1.3 66 ？ 9.996 2.472 ? 方向:AO3 丄O 3A V 丄O3A / O3A 取 p a = a A3/pa3 = 9 .996/100=0、 10 求 aA4 + + + 在 1#圖得左下方畫加速度多邊形 , 由加速度多邊形求得 : a A4= Xp a=42X 0.10=4。2m/s2方向:如圖所示 求

8、aB :用加速度影像求aB=66X 0、10 = 6 .6m/s2方向:如圖所示 求 aF = + 大小 : ？ 6、 6 0.336? 方向 :水平 V FB丄 B F nA72, a FB= V BF/ L b f=(14 X0o 02) 2 / (233/100 0 ) = 0、33 6 m/s 2 接著畫加速度多邊形 ,由加速度多邊形求得 方向 : 水平向右 aF= p fX aa =6 7X0 .10=6。7 m/s2 0 點:A、速度分析 求V A3 V A3 =V A2 =LO2A X 32 = L02ax n/30=0.142X 8 0X 3 .14/ 3 0 = 1、 19m

9、 /s 方向：丄o 3a 丄O 2A /O3A 取卩 v=Va 3/Pa3= 0、 0 4 ,在1#圖紙得左下方畫速度多邊形 求 VA4 1、1 9 大小 : ？ 3。 76 /導(dǎo)路 BF 用速度影像求V b= 9 4X 0。0 4=3o7 6 m/s 求 VF =+ 大小 : ？ 方向 :水平 接著畫速度多邊形 ,由速度多邊形求得 方向 Vf = Vb = 3。76 m/s 水平向左 求34 W4=W3=VA4/L 03 A= 1。19/(0 .05 ox 5) = 4、67 求 VA4A3 V A 4 A 3=0 向:如速度圖所示 B、加速度分析 求aKA4 A3 K A4A3= 234V

10、A4A3=0 方向:如速度圖 所示 方向:AO2 求 aA3 anA4=3 3xL03A = 4。 67 2 x0。 050 x5 =0。 56 求 aA4 anA 4 + atA4= aA3 + k a A4 A3 + r a A4A3 大小 : 0 、5 6 ？ 9. 9 96 0 ? 方向 :A 03 丄O 3A V 如圖 / QA aA3 = aA2=322XL O2A = 8.372X42/1000=9。99 6 m/ s 2 求 anA4 取 (ja=a A3/p a3=0、1 在1圖紙得左下方畫加速度多邊形 aA4= x a=56X 0、1=5。6m/ s 2 求 aB 用加速度

11、影像求a b= 8 3X 0。1=8。3 m/s2 方向:如圖所示 求 aF = + + 大小 : ? 8。 30？ 方向 :水平 VFBB F anFb= V2BF/ L BF= 0 接著畫加速度多邊形 ,由加速度多邊形得 aF= p fX a=10X). 1 =1、0 m/s2方向：水平向左 第6點:A、速度分析? 求 VA3 Va3 =Va2=Lo2a X 皿=L02A X nn/30 =0。1 42 X 8 0X3、14/30=1.19m/s 求Va 4 = + 大小 ?1 。 19？ 方向：丄O3A丄O2A/ O3A 取卩 v=Va3/ Pa3= 0 .02 在1 #圖紙得左下方畫速

12、度多邊形 求 VB 用速度影像求V b= 8 3、5X 0、0 2=1.67m/s 求 VF = + 大?。?？1、6 7? 方向:水平/導(dǎo)路 丄BF VF=pf 卩 v=81 X 0。0 2 =1、6 2 m/s方向:水平 向右 求04 4=33= V A 4/ LO3A = 53X0、0 2/( 1 0 4X0。005)= 2、04 rad/S方向：順時針 求 VA4a3 Va4a3 = X v=27X0 .02 =0o 5 4 m/s方向:如速度 圖所示 B、加速度分析 求aKA 4A3 a KA4A3 = 2o4Va4A3 =2X 2、04X 0。54=2。203m/s2方向:如速度 圖

13、所示 求 aA3 aA3=aA2= o22 x Lo2a =8、3 72x 142/100 0 = 9。996 m/s 2方向：A 02 求an A4 方向：A O 求aA4 + = + + 大小:2.1 6 4? 9、996 方向:A O 3丄O3A V 取卩 a=aA3/pa3 =0.10 在1#圖紙得左下方畫加速度多邊形 由加速度多邊形求得： a A4= X a=33 X 0.10= 3、 3m/s2 求aB 用加速度影像求aB=52X 0.1 =5.2m/s2 2.203? 如圖/ O3A 方向:如圖所示 a nA4= 323X L03A = 2、042 X 1 0 4X 0、0 05

14、=2.1 6 4m/s2 = + + 大?。?？ 5 .2 0。3 6 方向:水平 V FB 求a f 方向:水平向左 丄BF anF b= V2bf/ Lbf=(1 3 X 02) 2 /(2 3 3/1 0 00)=0。29 m/s2 接著畫加速度多邊形 由加速度多邊形得： 2 aF= X a= 4 1X010= 4。1m/ s 收集同組同學(xué)得位移、速度、加速度得數(shù)據(jù)并匯編在如下表一一 并且在1#圖紙左上角繪制刨頭得運動線圖。刨頭得運動線圖見1#圖紙 表 曲柄 位置 名稱結(jié)果 1 2 3 4 4 5 6 Sf 0 0、04 0。1 0.19 0.2 6 0。3 0、 4 Vf 0 0、91

15、1、28 1o 66 1 .7 1o 69 1o 62 aF 18 6 11、1 3 6.7 1、2 2、2 2o 5 5 -4.5 曲柄位 置 名稱結(jié)果 7 8 8 9 1 O 10 11 Sf 0o4 7 5 0o 544 0.5 5 O .52 0、4 0.275 0o2 1 V F 1o 185 0、48 0 -1 2 .88 -3、76 3、45 aF 7o 18 -16o 7 -20 o 1 -27 o4 4.8 1、0 1 2、8 m4 =15K g m 6=58Kg 五、機構(gòu)動態(tài)靜力分析 已知:導(dǎo)桿得質(zhì)量 刨頭得質(zhì)量 （其余質(zhì)量忽略不計） 導(dǎo)桿繞重心得轉(zhuǎn)動慣量 J S4=O。7

16、Kgm 切削阻力為常數(shù)大小為 Fc= 1 300N 1、確定慣性力、慣性力矩 P 16 =m6X aF= 58 8、8=3 8 8。6N P i4 = m4 as=15X3、4=51N M 1 4= JS4 X a =- Oo 7X8、1 6 = 5。17 1 4 N m Lh4 =M14/ P I4=0o 112 m 第6點： P16 =m6Xa f=58X|、5 = 23 2 P14=m4X as=15X2. 6 =39N M14=Js4X a4 =3、O9 6Nm h =M 14/F 14= Oo 08m 將計算結(jié)果匯總在如下表中 表二 曲柄 位置 導(dǎo)桿4 刨頭 P I 4 M 14 L

17、 h 4 P1 6 2點 5 1 5。1 7 4 0 .112 38 8 .6 9點 39 3. 0 96 0、08 261 2、確定齒輪2得重量 查指導(dǎo)書得齒輪2得重量G2 =50 0 N 3、確定各運動副反力 第3點： A、取構(gòu)件5、6為示力體 在機構(gòu)位置圖上方繪制示力體圖 比例尺為:卩l(xiāng) =0.0 0 5m/mm 大致圖形如圖： + + + + =0 上式中只有F R4 5、FR76得大小未知 取力比例尺：yp = F c/ab= 3 ON /mm 在機構(gòu)位置圖下面畫力多邊形 大致圖形如圖 求得： F R45=de Xy p =57 X 3 0 =1 7 1 ON 方向與力多邊形中得方向

18、一致 F R76=eaXy p=17X 30=51 ON方向:垂直導(dǎo)路向上 EM F=0： F c(L0 2 m Y p)+ G 6X Xs6 = F r76h76 h 76=F cX (L o2m-Y p)+ G6XXs6 /R76 =0、6 2 4m B、取構(gòu)件3、4為示力體 在機構(gòu)位置圖右側(cè)繪制示力體圖 比例尺為：y l =0。00 5 m/mm 大致圖形如圖 其平衡方程為:+=0 E Mo3= 0 (確定Fr23得大小): F R23h 2 3 +F 14 h p+G 4h4=FR54h54 量得:hp =0O 472m ;h4=0.0 8 5m; h54= 0、76m F R23=(

19、Fr54 h54 + F i4hP+G 4h4)/h23=2 6 8 0 N 矢量式中Fr?4得大小與方向未知仍取力比例尺卩p = 30N/mm 接著畫力多邊形圖求得 : F R74=X p = 32X 30= 960N 方向與力多邊形中得方向一致 B、取構(gòu)件2為示力體 在機構(gòu)位置圖右下方繪示力體圖 比例尺為：卩l(xiāng)= 0o 00 5m / mm 其平衡方程為 : + + = 0 刀Mo2= 0 (確定Pb得大小): F R32h32=Pbr b pb=FR32h 32 /rb=907N 式中得R； 2大小與方向未知 仍然取力比例尺卩p= 3 0N/mm,接著畫力多邊形圖，求得： Fr 72 =

20、 X p=97 X 30= 2 9 1 0N 方向與為多邊形中得方向一致 第6點 : A、取構(gòu)件5、6為示力體 在機構(gòu)位置圖上方繪制示力體圖 比例尺為：卩l(xiāng) =0、0 0 5 m/m m + + =0 上式中只有R 45、R76得大小未知 取力比例尺：卩p = F c/ab=2 0 N/mm在機構(gòu)位置圖下面畫力多邊形圖 求得:Fr45 = cdXy p =5 1X 20 =1120N 方向 ： 垂直導(dǎo)路向上 方向與力多邊形中得方向一致 FR76=bdX p =26 X 20 = 5 2 0 N 刀 M f=0： G6XX S6+=F R76 h 76 h76= G 6 X Xs6 + /F R

21、；6= 0。616m E、取構(gòu)件3、4為示力體 在機構(gòu)位置圖右側(cè)繪制示力體圖 比例尺為：卩l(xiāng)= 0.0 0 5 m/mm大致圖形如圖 其平衡方程為： + + + + = 0 Em03=0（確定R23得大小）： Fr5 4h54+ FI4 h 14+ G 4h4= F R23L23 量得:hp = 0 .165m ; h4=0o 080m ; h54= 0 .745m FR23=（Fr54h54+ P14hP+G4h4）/L O3A=1569N 矢量式中Fr74得大小與方向未知仍取力比例尺卩P=20N/mm 接著畫力多邊形圖，求得： Fr74 = X P= 31 X 20=620N方向與力多邊形

22、中得方向一致 B、取構(gòu)件2為示力體 在機構(gòu)位置圖右下方繪示力體圖比例尺為：卩l(xiāng)= 0o 005m/mm 其平衡方程為： + + + =0 E Mo2=0 （確定P b得大?。?Fr32 h3 2 = Pbrb 量得:h 32=0、13 5 m,:rb =0、445m P b=FR 32 h32/rb=476N 仍然取力比例尺卩p = 20N/mm,接著畫力多邊形圖 求得:FR72=hi Xy p=76X 2 0=1520N方向與力多邊形中得方向一致 4、將各運動副反力匯總?cè)缦卤砣?表三： 指定得兩個位置 置 反力 第3點 第6點 FR72 2 910 15 2 0 FR7 4 96 0 62

23、0 FR7 6 510 5 0 0 FR45 1710 1 02 0 FR3 4 2 680 14 20 FR23 2 680 1420 5、計算平衡力偶矩并匯總?cè)缦卤硭?表四： 曲柄位置 1 2 3 4 5 6 Mb 0 232、6 319。2 3 24 2 8 4.8 2 23.8 曲柄位置 7 8 9 1 0 11 1 2 Mb 135。7 47、2 175、8 5 95。7 -381。 7 -3 78、2 6、繪制平衡力偶矩曲線Mb-$2 該曲線在1#圖紙得右上角 縱坐標(biāo)比例尺：卩Mb=10Nm/mm 橫坐標(biāo)比例尺：卩 3度/毫米 平衡力偶矩曲線MbS 2見1井圖紙 六、飛輪設(shè)計 =1

24、/3 0 n 2=80rpm 已知:許用速度不均勻系數(shù) 平衡力矩曲線 驅(qū)動力矩為常數(shù) 曲柄得轉(zhuǎn)數(shù) 飛輪裝在齒輪 乙得O 1軸上 1、作等效阻力矩曲線 M r1- S 1 由于飛輪準(zhǔn)備裝在Z 1得O1軸上， 因此|Mr|=|M b/1121可由Mb-s 2曲線直接畫出 M r 1 S 1曲線（見1 #圖）。 為了使圖形一樣，其比例尺選為：卩Mr=y m b/ii2= 10/2、5=4 Nm/mm ii2 =Z2/ 乙=46/ 18=2.5 2、求功曲線Wr1- S i 取極距H=3 Om m 圖解積分Mri S i得Wri S 1曲線。 縱坐標(biāo)比例尺為：卩 W = MrXs 1X H Xn /1

25、80 = 4X 7、5X 3OXn /I 8 O = 1 5。7J /mm 3、求功曲線W d 1 S i 根據(jù)一個穩(wěn)定運轉(zhuǎn)循環(huán)中能量變化為零，以及Md=常數(shù)得條件 可作出W d1 S 1曲線。比例尺仍為：卩w =1 5、7J/mm 4、求驅(qū)動力矩曲線 M d 1S i仍取極距H =3 0mm 圖解微分Wd1-S 1得Md 1S 1曲線。 縱坐標(biāo)比例尺為：卩m r =4Nm/mm 得驅(qū)動力矩:M d 1=h X mr= iiX 4=i 1、6Nm 5、確定最大盈虧功 將功曲線變成動能曲線、量取 ：W,=30 mm 最大盈虧功為：W =30 Xi 5。7 =4 7 1 J 6、求飛輪得轉(zhuǎn)動慣量

26、n 1= n2X i12 = 80X 2 .5= 2 00 rpm Jf=9O 0 W / n 2n 12 S =90 OX 471 X 3 0/( n 2X 2 00)=32、2 Kgm 7、確定飛輪尺寸b=4g jF/n D3Hy 材料用灰鑄鐵丫 = 7X 104N/ m 3 取飛輪直徑 D= 0。5 m 取輪緣得高寬比為H /b =1。5 b2 = 4gJ F/1.5nD 3 丫 =4X 9、8X 32。2/( 3、i 4X 1、5XO、53 X 7X 104) b=175mm H=i、 5b=262、 5mm 飛輪大致圖形如下圖所示 ： 圖3 七、設(shè)計凸輪輪廓曲線 ,凸輪與曲柄共軸，順

27、時回 升與等加速等減速下降 已知:推桿得運動規(guī)律為等加速等減速 轉(zhuǎn)：凸輪機構(gòu)得最大擺角 凸輪得擺桿長 凸輪得推程運動角 凸輪得遠(yuǎn)休止角 凸輪得回程運動角 凸輪機構(gòu)得機架長 凸輪得基圓半徑 凸輪得滾子半徑 繪制擺桿得角位移曲線與凸輪輪廓曲線圖形 max= 16 Lo4c=140mm S 0= 6 0 S 01=1 0 S 0 = 60 Lo24=150mm ro= 5 5mm rr= 15m m ，圖形見2#圖紙。 八、齒輪設(shè)計及繪制嚙合圖 已知:齒輪1得尺數(shù)Zi=18 齒輪2得尺數(shù)Z2=46 模數(shù)m12=15 壓力角a =20 齒頂咼系數(shù)h a= 1 徑向間隙系數(shù)C* = 0.2 5 1、列表

28、計算幾何尺寸等 表五： 名稱 符號 計算公式 計算結(jié)果 小齒輪分度圓直徑 d 1 d1=mz1 27 0 大齒輪分度圓直徑 d2 d2 = m z2 69 0 小齒輪齒頂圓直徑 d a1 da 1 d+2h a 300 大齒輪齒頂圓直徑 da 2 da2 d 2 +2 h a 720 小齒輪齒根圓直徑 d f i df1=di -2hf 23 2 大齒輪齒根圓直徑 d f 2 d f 2= d 2 2h f 65 2、5 小齒輪基圓直徑 db1 d b 1=d1 COS a 2 53。 72 大齒輪基圓直徑 d b2 db2 = d2COs a 64 8. 3 9 分度圓齒距 P P= nm

29、50。3 基圓齒距 Pb p b= p c Os a 47、12 分度圓齒厚 s s=p/2 23。5 6 分度圓齒槽寬 e e= p /2 23、5 6 徑向間隙 c * c=c m 3、75 標(biāo)準(zhǔn)中心距 a a= m(Z1+z2)/2 4 80 實際中心距 a a = a 4 80 傳動比 i i =Z2/Z1 2。56 重合度 =BB2/ p b 1、51 2、繪制齒廓嚙合圖 在2#圖紙上繪制齒廓嚙合圖、取比例尺為：卩l(xiāng)=0。001m/m m 齒廓嚙合圖見2 #圖紙。 九、解析法 1 .導(dǎo)桿機構(gòu)設(shè)計 已知：(1)行程速比系數(shù)K; (2) 刨頭與行程H; (3) 機架長Lo 2 03 (4

30、) 連桿與導(dǎo)桿得比Lbf/Lo3B 求解：(1)求導(dǎo)桿得擺角:書max=180X (K-1 )/(K+ 1 ) (2) 求導(dǎo)桿長:L03Bi=H/ 2 sinmax/2) (3) 求曲柄長:L02 a=L 0203X si n ( max/2 ) (4) 求連桿長:Lbf =L03bXL bf/L03b (5) 求導(dǎo)路中心到O 3得垂直距離L03M:從受力情況(有較大得傳動角)出發(fā),刨頭導(dǎo) 圖四 路03B線常取為通過B1B2撓度DE得 中點 M.即：Lo3M = L03B l de/2 將上述已知條件與公式編入程序。 (源程序與運行結(jié)果見附錄) 結(jié)果分析：與圖解法比較,誤差在毫米以下 不用修改

31、。 2。機構(gòu)運動分析 已知：(1 )曲柄轉(zhuǎn)速n2; (2 )各構(gòu)件得長度。 求解:、建立機構(gòu)得運動方程式 如圖所示:選定直角坐標(biāo)系X OY、標(biāo)出各桿 得矢量與轉(zhuǎn)角。各構(gòu)件矢量所組成得封閉矢 量 方程式為： + = a 其中令:L 1= L020 3 ;Y = L0 3 M;S= L 03A; 將a式分別投影在x與y軸上得 L 2 cosF 2 = S cos F4 c L 1 +L2 sin F 2 =S sin F 4 d 兩式相除則得 tgF4=(LI+ L 2sinF2)/L2cosF 2 在三角形A0 2 03中 S2=LlL 1 +L2L2- 2 L1L2cos( 9 0+ F 2)

32、 將c d兩式對時間求導(dǎo)一次得 -L2 W2sin F 2 = -SW4sin F 4+ Vrcos F 4 (1) L 2W2 c osF2= S W4cosF4 +Vrsin F 4 將坐標(biāo)XOY繞O點轉(zhuǎn)F4角（也就就是將e f兩式中得F 2角F4角分別減去F4） 經(jīng)整理后可分別得到 Vr=L2 W2sin(F2F4) (3) W 4 =L 2 W2 c os (F 2F 4)/ S (4) 再將e f二式方別對時同求導(dǎo)一次后，同樣將坐標(biāo)X OY繞0點轉(zhuǎn)F 4角(也就就是將式 中得F 2角F4角分別成去F 4 )，經(jīng)整理后可分別得到 ar= SW4 W 4-L 2W2W2c os (F2-

33、 F4)(5) ak=2 Vr W4 (6 ) e4= 2 Vr W 4 + L 2 W2W 2 sin(F2 F4) (7) 將b式分別投|影在x與y軸上得 X : L4 co s F 4 十 L5 co s F5 (8) Y:L4 s in F4 十 L 5 sin F5(9) 由(9 )式可直接得 sin F 5= (Y L 4 s in F4 )/L 5 (10) 對(9)式求導(dǎo) ,一次可得 L 4W4cosF 4=L5W 5 co sF5 于就是由 g 式可得 W5 =(-L4W4cosF 4)/L5 cosF 5 (11) 對 g 式求導(dǎo)一次經(jīng)整理可得 e5= ( L 4 e4c

34、osF4 +L 4 W4 W4si nF 4+L 5 W 5 W 5 s inF5) /L5co sF5 (12) (8)式中得X就是坐標(biāo)值，要想得到F點得位移XF 應(yīng)該就是X F = X X 0 X F =L 4 cos F4+L5 cos F5 一(L4 c os F4 0+L5 c o s F50) (13) 式中F40 F5 0就是導(dǎo)桿4處在左極限位置I時，導(dǎo)桿4與連桿5與坐標(biāo)得正向夾角 對 (13)式求導(dǎo)一次可得 : VF =L4W4sinF4L 5 W5sinF5 (1 4) 對 (14)式求導(dǎo)一次可得 : aF=-L4c os F4W4W 4L 4si n F4e4 L5cosF

35、5 W5W 5-L 5 s i nF5e5(15) 角度得分析 關(guān)于 F4 與 F5 兩個角度得分析 當(dāng)曲柄2運動到第一象限與第四象限時，導(dǎo)桿4在第一象限。此時得出得F4就就是 方位角。當(dāng)曲柄2運動到第二象限與第三象限時導(dǎo)桿4就是在第二象限 ，得出得F4就是 負(fù)值,所以方位角應(yīng)該就是F4=180+F4由于計算機中只有反正切，由(10)式就是不能直接 求出F5因此要將其再轉(zhuǎn)換成反正切得形式 F5=atn( g/sqr (1 g* g)(1 6 ) 式中 g =si n F5=(Y L4 * s i n F 4)/L5 無論曲柄2運動到第幾象限。連桿5都就是在第二第三象限，由于在第二象限時F5就

36、是負(fù)值，在第三象限時F5就是正值，因此在轉(zhuǎn)換方位角時可以用一個公式來表示即： F 5= 1 8 0+F5 (1 7) 開始計算就是在左極限I得位置、因此F2得初值應(yīng)該就是：F 2=Fq= 1 95 (Fq為起 始角 ) 運行到8時導(dǎo)桿處在右極限終止位置，因此F2得數(shù)值應(yīng)該就是:F 2= FZ=345 (FZ為終止角) 編寫程序。 (源程序與運行結(jié)果見附錄 ) 結(jié)果分析 ： 上述結(jié)果與圖解法比較 ,除加速度略有點誤差外其余各結(jié)果均無誤差。因此驗證了圖解 法與解析法得運算結(jié)果都就是正確得。加速度得誤差盡管很小但也進行了查找修正 3。凸輪機構(gòu)得輪廓曲線設(shè)計 已知(1)從動件8得運動規(guī)律及S o、S

37、oi、S (2) 從動件8得長度L04 c; (3) 從動件得最大擺角 max =1 8o； (4 )從動件與凸輪得中心距Lo2O4； (5)凸輪理論輪廓得基圓半徑ro; (6 )滾子半徑rr; (7)凸輪與曲柄共軸，順時針回轉(zhuǎn)。 圖五 1、建立數(shù)學(xué)模型 選取XOY坐標(biāo)系,Bo點為凸輪起始點。開始時推桿滾子中心處于E o點處，當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過 S角度時，推桿相應(yīng)地產(chǎn)生位移角。根據(jù)反轉(zhuǎn)法原理，此時滾子中心應(yīng)處于B點,其直角 坐標(biāo)為： y = a sinS Lsi n(S - - 0) a x = a cos S Lcos( S - - - 0) 式中a為凸輪軸心O與擺動推桿軸心A之間得距離 丄為擺動推

38、桿得長度。在/OAoB 0 中 o = a rc cos(a2+L2 r 2o)/2aL c a式與b式即為凸輪理論輪廓線得方程式。 凸輪得實際廓線與理論廓線得距離處處相等 ,為其理論廓線得等距曲線 ,且等于滾子半徑 rr,故當(dāng)已知理論廓線上任意一點 B(x,y)時，只要沿理論廓線在該點得法線方向取距離為 rr, 即得實際廓線上得相應(yīng)點E X,Y 。 由高等數(shù)學(xué)知，理論廓線B點處法線nn得斜率(與切線斜率互為負(fù)倒數(shù)),應(yīng)為： t g 0= dx/ d y = -(dx/d S )/( d y / d S ) d 式中dx/d S、dy/d S可根據(jù)a式與b式求得： dy/d S = a cos

39、 S -L c os( S 0)(1 d /d S ) e d x /d S = a sin S +L c os( S - o)(1 d /d S ) f 代入 d 式可求出0、 此處應(yīng)注意： 0角在 0至360之間變化,當(dāng)式中分子分母均大于 0時,0角在0至 90之間 ;分子分母均小于 0時,0角在 180至 270之間;如果 dy/dS0,dx/dS 0 則0角在9 0至180。之間；又如dy/d S 0,dx/ dS ; For n = 1 T o 13 Step 0.5 Selec t Case n C ase 4 5 F2 = 90 * p F4 = 90 * p C a se 10

40、 . 5 F 2 =270 衣 p F 4 = 90 * p Cas e Format( n , 0。0” ); Spc(3); 0 rma t(F4, 0。0” ); $ c(3); F orm a t( ak ,”。0000); Spc (3); F orma t(w4, 0。000H);Spc(3);Format(xf,”0。 0 0 0);Sp c(3);F orma t (vf,”。0 00 ); Spc( 3);Forma t( af,0、000); S pc( 3 ); Fo rm at(e4, 0、0 0 0); S pc (3 ); F o rm at(a3, 0、0 00

41、); Spc(3); F orma t(fs, 0、 000 ) N ext n End Sub 說明:程序中得as由于與程序中語句沖突,所以用a 3代替 運行結(jié)果 q代表 ;st代表B Dim F2! ,S F!, CF !, X ! , Y !, dpd f !, dxd f !, d y d f!, st !, XI! ,R r! X2!, Y 2! P r i n t S pc(2); 凸輪轉(zhuǎn)角;Sp c(2);擺桿擺角;Spc(3); ” 理論廓線x y值 Spc(3); ” 理論廓線向徑”；Sp c(3); H內(nèi)實際廓線x y值; P r i nt S pc (3); ”外實際廓線

42、xy值 pi = 3.1415926 p = pi / 1 8 0 L 4 c =140 L24 = 150 FO = 60 F01 = 10 FO2 = 60 r 0 = 5 5 Rr = 1 5 qm =1 5 * p: F0 = F O * p: F01 = F 01 * p: F02 = F02 * p For i = 0 To 36 Step 1 F = 10 * i * p I f F F O A nd F v F O + F01 Th en q = qm: dqdf = 0 E 1 self F =F0 +F01 And F 二 F0 +F 01 +F0/ 2The n F2 = (F F 0 F01) /F02: q = qm * ( 12 * F2 * F2): dqdf= * q * F2 FO2 E1seIf F F0 + F01 + FO/ 2 And F= F0 +F01+FO Then F2 = (F02 - F+ F0+ FO 1)/ F02: q =2* qm* F2 *F2:dqd f 4* qm *