牛頭刨床的綜合設(shè)計(jì)與分析機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1

1、牛頭刨床的綜合設(shè)計(jì)與分析目 錄一、設(shè)計(jì)題目與原始數(shù)據(jù) 1二、牛頭刨床示意圖 1三、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 2四、機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 3五、機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析 9六、飛輪設(shè)計(jì)14七、凸輪設(shè)計(jì)15八、齒輪設(shè)計(jì)17九、解析法191.導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)192.機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析193.機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析224.凸輪設(shè)計(jì)23十、本設(shè)計(jì)的思想體會(huì) 27十一、參考文獻(xiàn)36一、設(shè)計(jì)題目與數(shù)據(jù)1題目牛頭刨床的綜合設(shè)計(jì)與分析2原始數(shù)據(jù)刨頭的行程 h=600mm行程速比系數(shù) k=1.8機(jī)架長(zhǎng) lo2o3=370mm質(zhì)心與導(dǎo)桿的比值 lo3s4/lo3b=0.5連桿與導(dǎo)桿的比值 lbf/lo3b=0.3刨頭重心至f點(diǎn)距離 xs6=210mm

2、導(dǎo)桿的質(zhì)量 m4=20刨頭的質(zhì)量 m6=52導(dǎo)桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 js4=0.9切割阻力 fc=1400n切割阻力至o2的距離 yp=165mm構(gòu)件2的轉(zhuǎn)速 n2=80許用速度不均勻系數(shù) =1/30齒輪z1、z2的模數(shù) m12=16小齒輪齒數(shù) z1=18大齒輪齒數(shù) z2=42凸輪機(jī)構(gòu)的最大擺角 max=18º凸輪的擺桿長(zhǎng) lo4c=130mm凸輪的推程運(yùn)動(dòng)角 0=60º凸輪的遠(yuǎn)休止角 01=10º凸輪的回程運(yùn)動(dòng)角 0'=60º凸輪機(jī)構(gòu)的機(jī)架長(zhǎng) lo2o4=140mm凸輪的基圓半徑 ro=50mm凸輪的滾子半徑 rr=15mm二、牛頭刨床示意圖 圖1三、

3、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)1、已知：行程速比系數(shù) k=1.8刨頭的行程 h=600mm機(jī)架長(zhǎng)度 lo2o3=370mm連桿與導(dǎo)桿的比 lbf/lo3b=0.32、各桿尺寸設(shè)計(jì)如下a、求導(dǎo)桿的擺角：max =180°×（k-1）/（k+1）=180°×（1.8-1）/（1.8+1）=51° b、求導(dǎo)桿長(zhǎng)：lo3b1=h/2sin（max/2）=600/2sin（51°/2）=691.43mm c、求曲柄長(zhǎng)：lo2a =lo2o3×sin（max/2）=370×sin25.5°=161mm d、求連桿長(zhǎng)lbf=lo3b&#

4、215;lbf/lo3b=691.43×0.3=207.4mm e、求導(dǎo)路中心到o3的距離lo3m =lo3b-lde/2=lo3b1-1-cos(max/2)/2=658mm f、取比例尺 l=0.005m/mm 在a1圖紙中央畫機(jī)構(gòu)位置圖，大致圖形如下： 圖2四、機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析已知：曲柄轉(zhuǎn)速n2=80rpm各構(gòu)件的重心： 構(gòu)件6的重心：xs6=210mm第3點(diǎn)：a、速度分析求va3va3 =va2=lo2an/30=0.161×80/30=1.34m/s 求va4 = + 大?。?？ 1.34 ？方向：o3a o2a o3a取v=va3/pa3=0.02 在a1圖的左下

5、方畫速度多邊形求vb用速度影像求vb=75×0.02=1.50m/s求vf = + 大?。?？ 1.50 ？方向： 水平 導(dǎo)路 bf接著畫速度多邊形由速度多邊形求得：vf=v=72×0.02=1.44m/s 方向水平向右求44=3=va4/lo3a=2.17rad/s 求va4a3va4a3= ×v=42×0.02=0.84m/s 方向如速度圖a1 左下b 4所示 b、加速度分析求aka4a3aka4a3=24va4a3=2.19m/s2 求aa3aa3=aa2=22×lo2a=11.28m/s2 方向：ao2 求ana4ana4=23

6、5;lo3a=2.86m/s2 方向：ao3 求aa4 + = + + 大?。?.86 ？ 11.28 2.19 ?方向：ao3 o3a o3a o3a取a=aa3/pa3=0.11 在a1圖的左下方畫加速度多邊形 大致圖形如a1圖c 4aa4=pa4×a=3.74m/s2 求ab方向如a1圖c 4所示用加速度影像求ab=3.8m/s2 = + + 大?。?？ 10.4 0.01 ?方向：水平 fb bf接著畫加速度多邊形由加速度多邊形求得：af=pf×a=10.53m/s2 水平向右 第4點(diǎn)：a、速度分析求va3va3 =va2=lo2an/30=0.0927×

7、80/30=0.78m/s = + 大小： ？ 0.78 ？方向：o3a o2a o3a取v=va3/pa3=0.015 在a1圖的左下方畫速度多邊形 大致圖形如a1圖b 5所示求vb用速度影像求vb=3.74m/s;求vf = + 大?。?？ .1.275 ？方向：水平 導(dǎo)路 bf vf = v=1.28m/s 求4 4=3=va4/lo3a=1.03rad/s 求va4a3va4a3 = ×v=0.12m/s b、加速度分析求aka4a3aka4a3=24va4a3=0.3m/s2 求aa3aa3=aa2=22×lo2a=6.5m/s2 方向：ao2 求ana4ana4

8、=23×lo3a=0.77m/s2 方向：ao3 求aa4 + = + + 大小 0.79 ？ 6.5 0.3 ?方向：ao3 o3a 如圖6 o3a取a=aa3/=0.035 在a1圖的左下方畫加速度多邊形 大致圖形如a1圖c5所示aa4=pa4×a=1.05m/ s2 求ab 用加速度影像求ab=44×0.035=1.54m/s2 方向如a1圖c 5所示 求af = + + 大?。?？ 1.5 0.05 ?方向：水平 fb bf接著畫加速度多邊形由加速度多邊形得：af=×a=1.1m/s2 方向：水平向右 第9點(diǎn)：a、速度分析求va3va3 =va2

9、=lo2an/30=0.0927×80/30=0.78m/s 求va4 = + 大小 ? 0.78 0方向：o3a o2a o3a取v=va3/pa3=0.015 在a1圖的左下方畫速度多邊形大致圖形如a1圖b 11所示求vb用速度影像求vb=66×0.015=0.99m/s求vf= + 大?。?? 0.99 ?方向：水平 導(dǎo)路 bfvf=v=0.98m/s 方向水平向左 求44=3=va4/lo3a=0.8rad/s 方向：順時(shí)針求va4a3va4a3=×v=0.66m/s 方向如速度a1圖b 11所示 b、加速度分析求aka4a3aka4a3 =24va4a3

10、=2×0.8×0.66=1.0m/s2方向如速度a1圖c 11所示 求aa3aa3=aa2=22×lo2a=6.5m/s2 方向：ao2求ana4ana4 =23×lo3a=0.45m/s2 方向：ao3求aa4 圖8 + = + + 大?。?.45 ？ 6.5 1.0 ?方向：ao3 o3a 如圖 o3a取a=aa3/pa3 =0.05 在a1圖的左下方畫加速度多邊形 大致圖形如該a1圖c 11所示aa4= ×a=5.5m/s2 求ab用加速度影像求ab=212×0.05=10.6m/s2 方向如a1圖c 11所示求af = + +

11、 大?。?？ 10.6 0.01 ?方向：水平 fb bf接著畫加速度多邊形由加速度多邊形得：af= ×a =10.6m/s2 方向：水平向左 在a1圖紙左上角繪制刨頭的運(yùn)動(dòng)線圖。大致圖形如a1圖左上d所示 曲柄位置名稱 結(jié)果1234456sf00.020.0680.1400.160.2120. 276vf00.61.01.281.21.120.92af10.538.14.21.1-0.03-2.4-0.6 曲柄位置名稱 結(jié)果788910101112sf0.3040.3120.320.2640.1880.20.1000.016vf0.44-0.280-0.98-1.4-1.6-1.2

12、8-0.68af-10.5-12-11.3-10.6-2.7-0.047.212.6五、機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析已知:導(dǎo)桿的質(zhì)量 m4=16kg 刨頭的質(zhì)量 m6=68kg (其余質(zhì)量忽略不計(jì)) 導(dǎo)桿繞重心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 js4=1.6kgm 切削阻力為常數(shù)大小為 fc=1600n1.確定慣性力、慣性力矩第4點(diǎn)：f16=-m6×af=-68×1.1=-74.8nf14=-m4×as=-16×0.77=-12.32nm14=-1.6×4=-1.1nmh =m14/f14=1.1/12.32=0.09m 第9點(diǎn)：f16=-m6×af=-68

13、5;10.6=720.8n f14=-m4×as=-16×5.5=-88n m14=-js4×4 =-7.79nmh =m14/f14=7.79/88=0.09m 將計(jì)算結(jié)果匯總在如下表中：曲柄位置導(dǎo)桿4刨頭f14m14lh4f164點(diǎn)12.321.10.0974.89點(diǎn)887.790.09720.82.確定齒輪2的重量查指導(dǎo)書(shū)得齒輪2的重量g2=500n 3.確定各運(yùn)動(dòng)副反力 第4點(diǎn):a、取構(gòu)件5、6為示力體在機(jī)構(gòu)位置圖上方繪制示力體圖，如右：比例尺為：l=0.005m/mm大致圖形如圖10： + + + + =0上式中只有fr45、fr76的大小未知取力比例尺

14、：p=fc/=20n/mm 在機(jī)構(gòu)位置圖下面畫力多邊形 大致圖形如a1圖h 5求得：fr45=×p=1680n 方向與力多邊形中的方向一致 fr76=×p=32×20=640n方向：垂直導(dǎo)路向上mf=0：fc（lo2m-yp）+g6×xs6=fr76h76h76=fc×(lo2m-yp)+g6×xs6/r76 =0. 0206m b、取構(gòu)件3、4為示力體在機(jī)構(gòu)位置圖右側(cè)繪制示力體圖,比例尺為：l=0.005m/mm 大致圖形如a1圖f 5其平衡方程為： + + + + = 0 mo3=0 (確定fr23的大小)：fr23h23+f14

15、hp+g4h4=fr54h54量得:hi4 =0.078m ；h4=0.002m； h54=0.223mfr23=(fr54h54+f'14hp+g4h4)/h23=2580n 矢量式中fr74的大小和方向未知 仍取力比例尺p=20n/mm 接著畫力多邊形圖求得:fr74=×p=43×20=860n 方向與力多邊形中he的方向一致 b、取構(gòu)件2為示力體在機(jī)構(gòu)位置圖右方繪示力體圖，比例尺為:l=0.005m/mm 大致圖形如a1圖g 5 其平衡方程為： + + + = 0mo2=0 （確定pb的大?。篺r32h32=pbrb量得:h32=0.02m 算得:rb =0

16、.06m pb=fr32h32/rb=860n 式中的r72大小和方向未知仍然取力比例尺p=20n/mm 接著畫力多邊形圖，求得： fr72=×p=140×20=2800n 方向與為多邊形中ij的方向一致 第9點(diǎn):a、取構(gòu)件5、6為示力體 在機(jī)構(gòu)位置圖上方繪制示力體圖, 如a1圖e 11所示： 比例尺為：l=0.005m/mm + + + =0上式中只有r45、r76的大小未知取力比例尺：p=fi6/=15n/mm在機(jī)構(gòu)位置圖下面畫力多邊形圖，大致圖形如a1圖h 11 求得：fr45=×p=48×15=720n 方向與力多邊形中的方向一致 fr76=&#

17、215;p=44.4×15=666n 方向：垂直導(dǎo)路向上 mf=0：g6×xs6=fr76h76h76=g6×xs6/fr76=0. 05m b、取構(gòu)件3、4為示力體在機(jī)構(gòu)位置圖右側(cè)繪制示力體圖,比例尺為：l=0.005m/mm 大致圖形如a1圖f 11其平衡方程為： + + + + = 0mo3=0 (確定fr23的大小)：fr54h54+fi4hi4+g4h4=fr23l23量得:hi4 =0.112m； h4=0.012m； h54=0.222m 圖15fr23=(fr54h54+ p14hp+g4h4)/lo3a=1155n 矢量式中fr74的大小和方向未

18、知 仍取力比例尺p=15n/mm接著畫力多邊形圖,求得:fr74=×p=22×15=330n 方向與力多邊形中ef的方向一致b、取構(gòu)件2為示力體在機(jī)構(gòu)位置圖右下方繪示力體圖 比例尺為:l=0.005m/mm大致圖形如a1圖g 11：其平衡方程為： + + + = 0mo2=0 （確定pb的大?。篺r32h32=pbrb量得:h32=0.15m 算得:rb =0.06m pb=fr32h32/rb=315n 仍然取力比例尺p=15n/mm 接著畫力多邊形圖,求得：fr72=×p=122×20=2440n 方向與為多邊形中if的方向一致 4、將各運(yùn)動(dòng)副反力

19、匯總?cè)缦拢?位置反力指定的兩個(gè)位置第4點(diǎn)第9點(diǎn)fr7228001125fr74860330fr76640666fr451680720fr2325801155 fr32258011555、計(jì)算平衡力偶矩并匯總?cè)缦拢呵恢?23456mb0160240240208152曲柄位置789101112mb-163211232-96-72 6、繪制平衡力偶矩曲線mb-2該曲線在a1圖的右上角 縱坐標(biāo)比例尺：mb=8nm/mm 橫坐標(biāo)比例尺：2=2度/毫米 見(jiàn)a1圖 i六、飛輪設(shè)計(jì)已知：許用速度不均勻系數(shù) =1/25 平衡力矩曲線 mb-2 驅(qū)動(dòng)力矩為常數(shù) 曲柄的轉(zhuǎn)數(shù) n2=80rpm 飛輪裝在齒輪z1的

20、o1軸上1、作等效阻力矩曲線mr-r由于飛輪準(zhǔn)備裝在z1的o1軸上，因此|mr|=|mb/i12|可由mb-2曲線直接畫出mr-1曲線（見(jiàn)a1圖i）。為了使圖形一樣，其比例尺選為：mr=mb/i12=2.4nm/mm 2、求功曲線wr-1取極距h=50mm 圖解積分mr-1得wr-1曲線。縱坐標(biāo)比例尺為：w =m××h×/180°=2.4×6.2×50×/180°=13.8j/mm 3、求功曲線wd-1根據(jù)一個(gè)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)中能量變化為零，以及md=常數(shù)的條件可作出wd-1曲線。比例尺仍為：w=13.8j/mm4、求

21、驅(qū)動(dòng)力矩曲線md-1仍取極距h=50 mm縱坐標(biāo)比例尺為：m=2.4nm/mm 得驅(qū)動(dòng)力矩：md =h×m=11×2.4=26.4nm 5、確定最大盈虧功為：w=20×13.8=276j 6、求飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量jf=900w/2n2=(900×276×25)/(3.142 ×266.672)=8.9kgm 7、確定飛輪尺寸b=4gjf/d3h材料用灰鑄鐵=7×104n/m3取飛輪直徑 d=0.5m 取輪緣的高寬比為h/b=1.5 b2=4gjf/d3h=(4×9.8×8.9)/(3.14×1.5b

22、×0.53×7×104)b=0.0085m=8.5mm h=1.5b=1.5×8.5=12.75mm 圖19七、設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線已知：推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律為等加速等減速上升和等加速等減速下降,凸輪與曲柄共軸,順時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)的最大擺角 max=15°凸輪的擺桿長(zhǎng) lo4c=120mm凸輪的推程運(yùn)動(dòng)角 0=70°凸輪的遠(yuǎn)休止角 01=10°凸輪的回程運(yùn)動(dòng)角 0'=70°凸輪機(jī)構(gòu)的機(jī)架長(zhǎng) lo2o4=136mm凸輪的基圓半徑 ro=50mm凸輪的滾子半徑 rr=15mm擺桿的角位移曲線以及凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)已繪制在a2圖

23、紙上. 圖20 八、齒輪設(shè)計(jì)及繪制嚙合圖已知：齒輪1的尺數(shù)z1=18齒輪2的尺數(shù)z2=60模數(shù)m12=12壓力角=20°齒頂高系數(shù)h*a=1徑向間隙系數(shù)c*=0.251、列表計(jì)算集合尺寸名稱符號(hào)計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果小齒輪分度圓直徑d1d1=mz1216大齒輪分度圓直徑d2d2=mz2720小齒輪齒頂圓直徑da1da1=d1+2ha240大齒輪齒頂圓直徑da2da2=d2+2ha744小齒輪齒根圓直徑df1df1=d1-2hf186大齒輪齒根圓直徑df2df2=d2-2hf690小齒輪基圓直徑db1db1=d1cos203大齒輪基圓直徑db2db2=d2cos676.6分度圓齒距pp=m3

24、7.7基圓齒距pbpb=pcos35.4分度圓齒厚ss=p/217.7分度圓齒槽寬ee=p/217.7徑向間隙cc=c*m3標(biāo)準(zhǔn)中心距aa=m(z1+z2)/2468實(shí)際中心距aa=a468傳動(dòng)比ii=z2/z13.3重合度=b1b2/pb1.53 圖21 九、解析法1導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)已知：（1）行程速比系數(shù)k；（2）刨頭和行程h；（3）機(jī)架長(zhǎng)lo2o3（4）連桿與導(dǎo)桿的比lbf/lo3b求解:(1)求導(dǎo)桿的擺角：max=180°×（k-1）/（k+1）(2)求導(dǎo)桿長(zhǎng)：lo3b1=h/2sin（max/2）(3)求曲柄長(zhǎng)：lo2a=lo2o3×sin（max/2）(4

25、)求連桿長(zhǎng)：lbf=lo3b×lbf/lo3b(5)求導(dǎo)路中心到o3的垂直距離lo3m：從受力情況（有較大的傳動(dòng)角）出發(fā)，刨頭導(dǎo)路o3b線常取為通過(guò)b1b2 撓度de的中點(diǎn)m.即： lo3m=lo3b-lde/2將上述已知條件和公式編入程序 見(jiàn)附錄與圖解法比較，誤差在毫米以下。不用修改。2機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析已知： (1)曲柄轉(zhuǎn)速2； (2)各構(gòu)件的長(zhǎng)度。求解：、建立機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方程式如圖所示：選定直角坐標(biāo)系xoy。標(biāo)出各桿的矢量和轉(zhuǎn)角。各構(gòu)件矢量所組成的封閉矢量方程式為: 圖22+ = a b其中令：ll=lo2o3；y=l03m；s=l03a；將a式分別投影在x和y軸上得l2co

26、sf2=s cos f4 cll+l2 sin f2=s sin f4 d兩式相除則得tgf4=(ll+l2sinf2)l2cosf2 (1)在三角形a0203中s2=llll+l2l22l1l2cos(90+f2) (2)將c d兩式對(duì)時(shí)間求導(dǎo)一次得l2w2sinf2=sw4sinf4+vrcosf4 el2w2cosf2=sw4cosf4+vrsinf4 f將坐標(biāo)xoy繞o點(diǎn)轉(zhuǎn)f4角(也就是將e f兩式中的f2角f4角分別減去f4)，經(jīng)整理后可分別得到vr=l2 w2sin(f2f4) (3)w4=l2 w2 cos(f2-f4)s (4) 再將e f二式方別對(duì)時(shí)同求導(dǎo)一次后，同樣將坐標(biāo)x

27、oy繞0點(diǎn)轉(zhuǎn)f4角(也就是將式中的f2角f4角分別成去f4)，經(jīng)整理后可分別得到ar=sw4w4l2w2w2cos(f2f4) (5)ak=2 vr w4 (6)e4=2 vr w 4+ l2w2w2sin(f2一f4) (7)將b式分別投|影在x和y軸上得x：l4 cos f4十l5 cos f5 (8)y：l4 sin f4十l5 sin f5 (9)由(9)式可直接得sin f5=（yl4sinf4）l5 （10）對(duì)(9)式求導(dǎo)，一次可得l4w4cosf4=l5w5cosf5 于是由g式可得w5=(l4w4cosf4)l5cosf5 （11）對(duì)g式求導(dǎo)一次經(jīng)整理可得e5=（l4e4cos

28、f4+l4w4 w4sinf4+l5w5w5sinf5)l5cosf5 （12）(8)式中的x是坐標(biāo)值，要想得到f點(diǎn)的位移xf應(yīng)該是xf=xx0xf=l4 cos f4+l5 cos f5一(l4 cos f40+l5 cos f50) （13）式中f40 f50是導(dǎo)桿4處在左極限位置l時(shí)。導(dǎo)桿4和連桿5與坐標(biāo)的正向夾角對(duì)（13）式求導(dǎo)一次可得：vf=l4w4sinf4l5 w5sinf5 （14）對(duì)（14）式求導(dǎo)一次可得af=l4cosf4w4w4l4sinf4e4l5cosf5 w5w5l5sinf5e5 (15)角度的分析關(guān)于f4和f5兩個(gè)角度的分析 當(dāng)曲柄2運(yùn)動(dòng)到第一象限和第四象限時(shí)，

29、導(dǎo)桿4在第一象限。此時(shí)得出的f4就是方位角。當(dāng)曲柄2運(yùn)動(dòng)到第二象限和第三象限時(shí)導(dǎo)桿4是在第二象限，得出的f4是負(fù)值，所以方位角應(yīng)該是f4=180+f4由于計(jì)算機(jī)中只有反正切，由（10）式是不能直接求出f5因此要將其再轉(zhuǎn)換成反正切的形式f5=atn(gsqr(1g*g) （16）式中g(shù)=sin f5=(yl4*sin f4) l5無(wú)論曲柄2運(yùn)動(dòng)到第幾象限。連桿5都是在第二第三象限，由于在第二象限時(shí)f5是負(fù)值，在第三象限時(shí)f5是正值，因此在轉(zhuǎn)換方位角時(shí)可以用一個(gè)公式來(lái)表示即：f5=180+f5 （17）開(kāi)始計(jì)算是在左極限l的位置。因此f2的初值應(yīng)該是： f2=fq=195°(fq為起始角

30、)運(yùn)行到8時(shí)導(dǎo)桿處在右極限終止位置，因此f2的數(shù)值應(yīng)該是：f2=fz=345° (fz為終止角)編寫程序及運(yùn)行結(jié)果見(jiàn)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(diǎn)誤差外其余各結(jié)果均無(wú)誤差。因此驗(yàn)證了圖解法和解析法的運(yùn)算結(jié)果都是正確的。加速度的誤差盡管很小但也進(jìn)行了查找修正3機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析已知:(1)各構(gòu)件的質(zhì)量； (2)導(dǎo)桿繞自身t心曲轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為j。l； (3)切削阻力f的變化規(guī)律； (4)齒輪2的重量g=500 n。求解： 一、建立直角坐標(biāo)系(與運(yùn)動(dòng)分析時(shí)的坐標(biāo)相一致如圖23所示) 二、求出刨頭6和導(dǎo)桿4質(zhì)心點(diǎn)的加速度和導(dǎo)桿4的角加速度。 圖23 三、確定刨頭6和導(dǎo)桿4的

31、慣性力和導(dǎo)桿4的慣性力矩。 四、遠(yuǎn)離原動(dòng)件拆基本桿組建立機(jī)構(gòu)的力方程式根據(jù)已知條件求出各運(yùn)動(dòng)副反力及加在原動(dòng)件上的平衡力和平衡力矩。 1取構(gòu)件56為示力體可得到方程式： (在回程和工作行程的兩端0.05h處fc=0) 向x軸投影 r45×cos(f45)+p16fc=0 向y軸投影r45×sin（f45）+r76g6=0向f點(diǎn)取距r76×h76=fc·(l02my p)+g6*xs62取構(gòu)件34為示力體可得到方程式： 向o3點(diǎn)取矩求r23r23lo3+p14hp+g4h4=r54h54 3取構(gòu)件2為示力體可得到方程式： 源程序及運(yùn)行結(jié)果見(jiàn)附錄結(jié)果分析：

32、上述結(jié)果與圖解法比較，除某個(gè)運(yùn)動(dòng)副反力略有點(diǎn)誤差外其余各結(jié)果均無(wú)誤差。因此驗(yàn)證了圖解法和解析法的運(yùn)算結(jié)果都是正確的。力的誤差盡管很小但也進(jìn)行了查找修正.4凸輪機(jī)構(gòu)的輪廓曲線設(shè)計(jì)已知(1)從動(dòng)件8的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及0、01、(2)從動(dòng)件8的長(zhǎng)度lo4c(3)從動(dòng)件的最大擺角max=16º(4)從動(dòng)件與凸輪的中心距l(xiāng)o2o4(5)凸輪理論輪廓的基圓半徑r0(6)滾子半徑rr(7)凸輪與曲柄共軸,順時(shí)針回轉(zhuǎn)1.建立數(shù)學(xué)模型選取xoy坐標(biāo)系，b0點(diǎn)為凸輪起始點(diǎn)。開(kāi)始時(shí)推桿滾子中心處于b0點(diǎn)處，當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過(guò)角度時(shí)，推桿相應(yīng)地產(chǎn)生位移角。根據(jù)反轉(zhuǎn)法原理,此時(shí)滾子中心應(yīng)處于b點(diǎn)，其直角坐標(biāo)為：y = a

33、sinlsin(0) ax = a coslcos(0) b式中a為凸輪軸心o與擺動(dòng)推桿軸心a之間的距離,l為擺動(dòng)推桿的長(zhǎng)度。在oa0b0中0=arc cos (a2l2r20)/2al ca式和b式即為凸輪理論輪廓線的方程式。凸輪的實(shí)際廓線與理論廓線的距離處處相等，為其理論廓線的等距曲線，且等于滾子半徑rr，故當(dāng)已知理論廓線上任意一點(diǎn)b(x，y)時(shí)，只要沿理論廓線在該點(diǎn)的法線方向取距離為rr，即得實(shí)際廓線上得相應(yīng)點(diǎn)b(x,y)。由高等數(shù)學(xué)知，理論廓線b點(diǎn)處法線nn得斜率(與切線斜率互為負(fù)倒數(shù))，應(yīng)為：tgdx/dy(dx/d)/(dy/d) d式中dx/d、dy/d可根據(jù)a式和b式求得：dy

34、/da coslcos(0)(1-d/d) edx/da sinlcos(0)(1-d/d) f代入d式可求出。此處應(yīng)注意：角在0°至360°之間變化，當(dāng)式中分子分母均大于0時(shí)，角在0°至90°之間；分子分母均小于0時(shí)，角在180°至270°之間；如果dy/d<0，dx/d>0則角在90°至180°之間；又如dy/d>0，dx/d<0，則角在270°至360°之間。當(dāng)求出角后，實(shí)際廓線上對(duì)應(yīng)b(x,y)的坐標(biāo)可由下式求出：x=x±rrcos gy=y±

35、rrcos h式中“”號(hào)為內(nèi)等距曲線，“”號(hào)為外等距曲線。g式和h式即為凸輪的實(shí)際輪廓線方程式。在e式和f式中的即為給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律中的擺角推桿的角位移，d/d為對(duì)凸輪轉(zhuǎn)角的導(dǎo)數(shù)，根據(jù)給定的等加速等減速上升和等加速等減速返回的運(yùn)動(dòng)規(guī)律其公式如下：1推程推桿在等加速運(yùn)動(dòng)階段的方程式(在0至0/2之間變化)=2max(/0)2d/d=4max/02推桿在等減速運(yùn)動(dòng)階段的方程式(在0/2至0之間變化)max2max(0)2/02d/d=4max(0)/022推程推桿在等加速運(yùn)動(dòng)階段的方程式(在0至0/2之間變化)=2max(/0)2d/d=4max/02推桿在等減速運(yùn)動(dòng)階段的方程式(在0/2至0之間變

36、化)max2max(0)2/02d/d=4max(0)/02理論廓線的極坐標(biāo)(向徑)和理論廓線及實(shí)際廓線的直角坐標(biāo)計(jì)算程序和運(yùn)行結(jié)果見(jiàn)附錄附錄1導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)程序及運(yùn)行結(jié)果#include<math.h>main()float pi,p,k,h,l1,bfo3b,qmax,l4,l2,l5,y;pi=3.1415926;p=pi/180;k=1.6;h=0.55;l1=0.40;bfo3b=0.3;qmax=180*(k-1)/(k+1)*p;l4=h/(2*sin(qmax/2);l2=l1*sin(qmax/2);l5=l4*bfo3b;y=l4-l4*(1-cos(qmax/2

37、)/2;printf("l1=%.4fnl2=%.4fn",l1,l2);printf("l4=%.4fnl5=%.4fny =%.4fn",l1,l4,l5,y);getch ();運(yùn)行結(jié)果：l1=0.4000l2=0.1418l4=0.4000l5=0.7755y =0.23272機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析源程序及運(yùn)行結(jié)果#include<math.h>float pi,p,k,h,l1,bfo3b,qmax,l4,l2,l5,fq,y;float f2,f40,g,f50,n,f4,i,fz,w2,s,w4,v,ak,ar,e4;float l,f5

38、,w5,e5,xf,vf,af,ls,at,an,as,fs;gan()pi=3.1415926;p=pi/180;k=1.6;h=0.55;l1=0.4;bfo3b=0.3;qmax=180*(k-1)/(k+1)*p;l4=h/(2*sin(qmax/2);l2=l1*sin(qmax/2);l5=l4*bfo3b;y=l4-l4*(1-cos(qmax/2)/2;fq=180+qmax/2/p;fz=360-qmax/2/p;main()gan();f2=fq*p;f40=atan(l1+l2*sin(f2)/l2/cos(f2);f40=180*p+f40;g=y/l5-l4/l5*s

39、in(f40);f50=atan(-g/sqrt(1-g*g);f50=180*p+f50;printf(" n f4 ak");printf(" w4 sf vf af");printf(" w4 as fsn");for(n=1;n<=13;n=+n-0.5)if(n=4.5)f2=90*p;f4=90*p;elseif(n=10.5)f2=270*p;f4=90*p;elseif(n=8.5)f2=fz*p;f4=atan(l1+l2*sin(f2)/l2/cos(f2);elseif(n!=4.5&&n!=8.5&&n!=10.5)i=30*(n-1);f2=(fq-i)*p;if(f2<0