机械原理课程设计

说 明 书

 

设计题目：牛头刨床传动机构设计

及其运动分析

 

 

 

机电学院   班  学号

 

 

                      设计者  

                      指导教师   

                      2007年6月21日

 

（1）机构运动简图及原始数据和要求：

牛头刨床传动机构示意图：

 

原始数据：

齿轮转速n1（rpm）	模数m（mm）	齿数Z1	齿数Z2	距离L1（mm）	滑枕冲程H（mm）	行程数比系数K	距离L2（mm）	中心距O2O3
230	6	15	55	176	500	1.65	360	350

 

 

（2）设计过程及主要计算结果：

由K=（180°+θ）/（180°-θ）=1.65 得：θ=180°·(K-1)/（K+1）=44.15°

由α=（180°-θ）/2=67.92° 及cosα= O2A/O2O3 得：O2A=131.54㎜

由sin(90°-α)=0.5H/O3B  得：O3B=665.20㎜

又由机构分析得

S=-Lo3b*sin(j2)

     w1=2*PI*n1/(60)

     w2=w1*z1/z2

     w3=Lo2a*w2*cos(j1-j2)/Lo3a

     V=-w3*Lo3b*cos(j2)

     Va=-Lo2a*w2*sin(j1-j2)

     aj=-(2*Va*w3+Lo2a*w2*w2*sin(j1-j2))/Lo3a

     at=Lo3b*aj*cos(j2)

     an=Lo3b*w3*w3*sin(j2)

     a=an-at

可得出机构刨刀滑枕位移s速度v及加速度a。

 

（3）计算原程序及注释：

#include <math.h>

#include <stdio.h>

#define PI 3.1415926

int i;

float n1=230,m=6,z1=15,z2=55,L1=176,H=500,K=1.65,L2=360,Lo23=350,Lo3b=665.20,Lo2a=131.54;

float j1,j2,tanj2,S,Lo2a,Lo3b,Lo3a,w1,w2,w3,V,Va,aj,at,an,a;

PRINT(float j1)

  {  FILE *fp;

     fp=fopen("d:\\NTB5.txt","a");

     tanj2=(Lo2a*sin(j1))/(Lo23+Lo2a*cos(j1));

     j2=atan(tanj2);                

     Lo3a=sqrt((Lo23+Lo2a*cos(j1))*(Lo23+Lo2a*cos(j1))+(Lo2a*sin(j1))*(Lo2a*sin(j1)));

     S=-Lo3b*sin(j2);

     w1=2*PI*n1/(60);

     w2=w1*z1/z2;

     w3=Lo2a*w2*cos(j1-j2)/Lo3a;    

     V=-w3*Lo3b*cos(j2);              

     Va=-Lo2a*w2*sin(j1-j2);          

     aj=-(2*Va*w3+Lo2a*w2*w2*sin(j1-j2))/Lo3a;

     at=Lo3b*aj*cos(j2);            

     an=Lo3b*w3*w3*sin(j2);        

     a=an-at;                         

     printf("-.3f.3f.3f.3f\n",i,j1/PI*180,S,V,a);

     fprintf(fp,"-.3f.3f.3f.3f\n",i,j1/PI*180,S,V,a);

     fclose(fp);

  }

 main()

  {  FILE *fp;

     if((fp=fopen("d:\\NTB5.txt","w+"))==NULL)

     exit(0);

     printf(" NO:\t j1\t\t S\t\t V\t\t a\n\n");

     for(j1=0,i=1;j1<=2*PI;j1=j1+(10*PI/180),i++)   

      { PRINT(j1);

        if(i ==0)

        system("pause");}

        fclose(fp);

     system("pause");

  }

 

（4）程序运行结果及图表分析：

系列      角度          位移 (mm)        速度(mm/s)       加速度(mm/s2)

1      0.000            -0.000         -1193.611             0.000

 2       10.00           -31.649         -1186.250           554.774

 3      20.000           -62.906         -1164.052          1118.385

 4      30.000           -93.372         -1126.651          1700.996

 5      40.000          -122.636         -1073.379          2315.608

 6      50.000          -150.262         -1003.161          2979.941

 7      60.000          -175.780          -914.367          3718.907

 8      70.000          -198.666          -804.569          4567.833

 9      80.000          -218.318          -670.223          5576.401

10      90.000          -234.020          -506.229          6812.479

11      100.00          -244.894          -305.427          8362.836

12     110.000          -249.840           -58.197         10322.220

13     120.000          -247.470           247.287         12750.268

14     130.000          -236.077           622.807         15555.744

15     140.000          -213.705          1073.216         18256.818

16     150.000          -178.519          1581.651         19648.859

17     160.000          -129.655          2088.243         17756.873

18     170.000           -68.554          2480.597         10913.576

19     180.000            -0.000          2631.014             0.026

20     190.000            68.554          2480.598        -10913.534

21     200.000           129.655          2088.246        -17756.855

22     210.000           178.519          1581.653        -19648.863

23     220.000           213.705          1073.218        -18256.828

24     230.000           236.077           622.808        -15555.753

25     240.000           247.470           247.288        -12750.276

26     250.000           249.840           -58.196        -10322.226

27     260.000           244.894          -305.427         -8362.841

28     270.000           234.020          -506.229         -6812.483

29     280.000           218.318          -670.223         -5576.404

30     290.000           198.666          -804.568         -4567.836

31     300.000           175.780          -914.366         -3718.910

32     310.000           150.262         -1003.161         -2979.944

33     320.000           122.636         -1073.379         -2315.610

34     330.000            93.373         -1126.651         -1700.998

35     340.000            62.906         -1164.052         -1118.387

36     350.000            31.649         -1186.250          -554.776

37     360.000             0.000         -1193.611            -0.002

运行结果的图表分析：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

（5）图解法检验：

     取3个位置分别为α1=0°,90°, 40°,分别用图解法求位移，速

 度，加速度，如图，经检验，所得结果与上述结果在允许误差范

 围内一致，故结果正确。