牛頭刨床機械原理課程設(shè)計說明書

1、目 錄一、設(shè)計題目與原始數(shù)據(jù) 1二、牛頭刨床示意圖 1三、導(dǎo)桿機構(gòu)設(shè)計 2四、機構(gòu)的運動分析 3五、機構(gòu)的動態(tài)靜力分析 9六、飛輪設(shè)計14七、凸輪設(shè)計15八、齒輪設(shè)計17九、解析法191.導(dǎo)桿機構(gòu)設(shè)計192.機構(gòu)的運動分析193.機構(gòu)的動態(tài)靜力分析224.凸輪設(shè)計23十、本設(shè)計的思想體會 27十一、參考文獻36一、設(shè)計題目與數(shù)據(jù)1題目牛頭刨床的綜合設(shè)計與分析2原始數(shù)據(jù)刨頭的行程 H=600mm行程速比系數(shù) K=1.8機架長 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點距離 XS6=210mm導(dǎo)桿的質(zhì)量 m4=20刨

2、頭的質(zhì)量 m6=52導(dǎo)桿的轉(zhuǎn)動慣量 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凸輪機構(gòu)的最大擺角 max=18º凸輪的擺桿長 LO4C=130mm凸輪的推程運動角 0=60º凸輪的遠(yuǎn)休止角 01=10º凸輪的回程運動角 0'=60º凸輪機構(gòu)的機架長 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、導(dǎo)桿機構(gòu)設(shè)計1、已知：行

3、程速比系數(shù) K=1.8刨頭的行程 H=600mm機架長度 LO2O3=370mm連桿與導(dǎo)桿的比 LBF/LO3B=0.32、各桿尺寸設(shè)計如下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：LO3B1=H/2sin（max/2）=600/2sin（51°/2）=691.43mm C、求曲柄長：LO2A =LO2O3×sin（max/2）=370×sin25.5°=161mm D、求連桿長LBF=LO3B×LBF/LO3B

4、=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圖紙中央畫機構(gòu)位置圖，大致圖形如下： 圖2四、機構(gòu)的運動分析已知：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：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圖的左下方畫速度多邊形求VB用速

5、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×LO3A=2.86m

6、/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：A、速度分析求VA3VA3 =VA2=LO2An/30=0.0927×80/30=0.78m/

7、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=23×LO3

8、A=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：A、速度分析求VA3VA3 =VA2=LO2An/30=0.

9、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=2×0.8&

10、#215;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 = + + 大?。?？ 10.6

11、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動線圖。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788910101112SF0.3040.3120.320.2640.1880.20.1000.016VF0.44-0.280-0.98-1.4-1.6-1.28-0.68aF-10.

12、5-12-11.3-10.6-2.7-0.047.212.6五、機構(gòu)的動態(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) 導(dǎo)桿繞重心的轉(zhuǎn)動慣量 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：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：F16=-m6×aF=-68×10.6=720.8

13、N F14=-m4×aS=-16×5.5=-88N M14=-JS4×4 =-7.79Nmh =M14/F14=7.79/88=0.09m 將計算結(jié)果匯總在如下表中：曲柄位置導(dǎo)桿4刨頭F14M14Lh4F164點12.321.10.0974.89點887.790.09720.82.確定齒輪2的重量查指導(dǎo)書得齒輪2的重量G2=500N 3.確定各運動副反力 第4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，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：P=Fc/=20N/m

14、m 在機構(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+F14hp+G4h4=FR54

15、h54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?。篎R32h32=Pbrb量得:h32=0.02m 算得:rb =0.06m Pb=FR32

16、h32/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: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, 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=×P=44.4&#

17、215;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的大小和方向未知 仍取力比例尺P=15

18、N/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?。篎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、將各運動副反力匯總?cè)缦拢?位置反力指定

19、的兩個位置第4點第9點FR7228001125FR74860330FR76640666FR451680720FR2325801155 FR32258011555、計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A1圖 I六、飛輪設(shè)計已知：許用速度不均勻系數(shù) =1/25 平衡力矩曲線 Mb-2 驅(qū)動力矩為常數(shù) 曲柄的轉(zhuǎn)數(shù) n2=80rpm 飛輪裝在齒輪Z1的O1軸上1、作等效阻力矩

20、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)一個穩(wěn)定運轉(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、求驅(qū)動力矩曲線Md-1仍取

21、極距H=50 mm縱坐標(biāo)比例尺為：M=2.4Nm/mm 得驅(qū)動力矩：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×0.53&#

22、215;7×104)b=0.0085m=8.5mm H=1.5b=1.5×8.5=12.75mm 圖19七、設(shè)計凸輪輪廓曲線已知：推桿的運動規(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,順時凸輪機構(gòu)的最大擺角 max=15°凸輪的擺桿長 LO4C=120mm凸輪的推程運動角 0=70°凸輪的遠(yuǎn)休止角 01=10°凸輪的回程運動角 0'=70°凸輪機構(gòu)的機架長 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)計已繪制在A2圖紙上. 圖20 八、齒輪

23、設(shè)計及繪制嚙合圖已知：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、列表計算集合尺寸名稱符號計算公式計算結(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=m37.7基圓齒距pbpb=

24、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實際中心距aa=a468傳動比ii=z2/z13.3重合度=B1B2/Pb1.53 圖21 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）刨頭和行程H；（3）機架長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：LO3B1=H/2sin（max/2）(3)求曲柄長：LO2A=LO2O3×sin（max/2）(4)求連桿長：LBF=LO

25、3B×LBF/LO3B(5)求導(dǎo)路中心到O3的垂直距離LO3M：從受力情況（有較大的傳動角）出發(fā)，刨頭導(dǎo)路O3B線常取為通過B1B2 撓度DE的中點M.即： LO3M=LO3B-LDE/2將上述已知條件和公式編入程序 見附錄與圖解法比較，誤差在毫米以下。不用修改。2機構(gòu)運動分析已知： (1)曲柄轉(zhuǎn)速2； (2)各構(gòu)件的長度。求解：、建立機構(gòu)的運動方程式如圖所示：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L2cosF2=S cos F4

26、 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兩式對時間求導(dǎo)一次得L2W2sinF2=SW4sinF4+VrcosF4 eL2W2cosF2=SW4cosF4+VrsinF4 f將坐標(biāo)XOY繞O點轉(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二式方別對時同求導(dǎo)一次后，同樣將坐標(biāo)XOY繞0點轉(zhuǎn)F4角(也就

27、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(9)式求導(dǎo)，一次可得L4W4cosF4=L5W5cosF5 于是由g式可得W5=(L4W4cosF4)L5cosF5 （11）對g式求導(dǎo)一次經(jīng)整理可得e5=（L4e4cosF4+L4W4 W4si

28、nF4+L5W5W5sinF5)L5cosF5 （12）(8)式中的X是坐標(biāo)值，要想得到F點的位移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。導(dǎo)桿4和連桿5與坐標(biāo)的正向夾角對（13）式求導(dǎo)一次可得：VF=L4W4sinF4L5 W5sinF5 （14）對（14）式求導(dǎo)一次可得aF=L4cosF4W4W4L4sinF4e4L5cosF5 W5W5L5sinF5e5 (15)角度的分析關(guān)于F4和F5兩個角度的分析 當(dāng)曲柄2運動到第一象限和第四象限時，導(dǎo)桿4在第一象限。此時得

29、出的F4就是方位角。當(dāng)曲柄2運動到第二象限和第三象限時導(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由于計算機中只有反正切，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無論曲柄2運動到第幾象限。連桿5都是在第二第三象限，由于在第二象限時F5是負(fù)值，在第三象限時F5是正值，因此在轉(zhuǎn)換方位角時可以用一個公式來表示即：F5=180+F5 （17）開始計算是在左極限l的位置。因此F2的初值應(yīng)該是： F2=Fq=195°(Fq為起始角)運行到8時導(dǎo)桿處在右極

30、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。因此驗證了圖解法和解析法的運算結(jié)果都是正確的。加速度的誤差盡管很小但也進行了查找修正3機構(gòu)動態(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(與運動分析時的坐標(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的慣性力和導(dǎo)桿4的慣性力矩

31、。 四、遠(yuǎn)離原動件拆基本桿組建立機構(gòu)的力方程式根據(jù)已知條件求出各運動副反力及加在原動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： 源程序及運行結(jié)果見附錄結(jié)果分析： 上述結(jié)果與圖解法比較，除

32、某個運動副反力略有點誤差外其余各結(jié)果均無誤差。因此驗證了圖解法和解析法的運算結(jié)果都是正確的。力的誤差盡管很小但也進行了查找修正.4凸輪機構(gòu)的輪廓曲線設(shè)計已知(1)從動件8的運動規(guī)律及0、01、(2)從動件8的長度LO4C(3)從動件的最大擺角max=16º(4)從動件與凸輪的中心距LO2O4(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,順時針回轉(zhuǎn)1.建立數(shù)學(xué)模型選取XOY坐標(biāo)系，B0點為凸輪起始點。開始時推桿滾子中心處于B0點處，當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過角度時，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 sinLsin(0) a

33、x = a cosLcos(0) b式中a為凸輪軸心O與擺動推桿軸心A之間的距離,L為擺動推桿的長度。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B(x，y)時，只要沿理論廓線在該點的法線方向取距離為rr，即得實際廓線上得相應(yīng)點B(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：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/da cosLcos(

34、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，角在0°至90°之間；分子分母均小于0時，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，實際廓線上對應(yīng)B(x,y)的坐標(biāo)可由下式求出：x=x±rrcos gy=y±rrcos h式中“”號

35、為內(nèi)等距曲線，“”號為外等距曲線。g式和h式即為凸輪的實際輪廓線方程式。在e式和f式中的即為給定的運動規(guī)律中的擺角推桿的角位移，d/d為對凸輪轉(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動規(guī)律其公式如下：1推程推桿在等加速運動階段的方程式(在0至0/2之間變化)=2max(/0)2d/d=4max/02推桿在等減速運動階段的方程式(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動階段的方程式(在0至0/2之間變化)=2max(/0)2d/d=4max/02推桿在等減速運動階段的方程式(在0/2至0之間變化)max2max(0)

36、2/02d/d=4max(0)/02理論廓線的極坐標(biāo)(向徑)和理論廓線及實際廓線的直角坐標(biāo)計算程序和運行結(jié)果見附錄附錄1導(dǎo)桿機構(gòu)設(shè)計程序及運行結(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)/2;printf(&

37、quot;L1=%.4fnL2=%.4fn",L1,L2);printf("L4=%.4fnL5=%.4fnY =%.4fn",L1,L4,L5,Y);getch ();運行結(jié)果：L1=0.4000L2=0.1418L4=0.4000L5=0.7755Y =0.23272機構(gòu)運動分析源程序及運行結(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,w5,e5,xf,vf

38、,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*sin(f40);f50=

39、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)f2=360*p+f