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机械原理大作业


机械原理课程设计 计算说明书

设计题目:平面搓丝机构执行机构 综合与传动装置





本设计为机械原理基础课程设计的内容,是先后学习过画法几 何、大学物理、材料力学、理论力学、机械原理等课程的背景之下进 行的一次综合性的练习和应用。 本设计说明书是对搓丝机传动装置设计计算的说明, 搓丝机是专

业生产螺丝的机器,使用广泛,本次设计是使用已知的参数自行设计 机构形式以及具体尺寸、运动与力的设计,并最终确定机构的形成与 运动过程。 通过设计,我们回顾了之前关于机械原理的课程,并加深了对很 多概念的理解, 并对设计的一些基本思路和方法有了初步的了解与掌 握。

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目 录
前言…………………………………………………………2 一、课程设计题目…………………………………………5
1.1、平面搓丝机构执行机构综合与传动装置的设计………5 1.1.1 机构介绍…………………………………………………5 1.1.2 使用条件…………………………………………………5 1.1.3 工作期限…………………………………………………5 1.2、要求数据表…………………………………………………6 1.3、设计任务……………………………………………………6

二、拟定传动方案及方案比较………………………………7
2.1 方案拟定 ………………………………………………………7 2.2 方案比较及筛选………………………………………………9 三、传动装置设计……………………………………………10 3.1 尺寸的确定和机构简图……………………………………10 3.1.1 齿轮及 V 型带设计…………………………………………10 3.1.2 杆长设计……………………………………………………10 3.1.3 尺寸数据表…………………………………………………10 3.2.1 滑块 C 的位移、 速度分析……………………………………14 3.2.2 滑块 C 的位移、 速度数据表…………………………………15 3.2.3 滑块 C 的位移、 速度图像……………………………………18
3

3.3 驱动力矩的分析………………………………………………18 3.4 电动机的功率与转速…………………………………………18 3.5 飞轮转动惯量的计算…………………………………………19

四、运动循环图……………………………………………20 五、总结与建议……………………………………………20 六、参考书目………………………………………………22

七、附件……………………………………………23

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一 课程设计题目
1、平面搓丝机构执行机构综合与传动装置的设计

图(1)平板搓丝机结构示意图 (1)机构介绍 上图为平板搓丝机结构示意图,该机器用于搓制螺纹。电动机 1 通过 V 带传动、齿轮传动 3 减速后,驱动曲柄 4 转动,通过连杆 5 驱动下搓丝板(滑块)6 往复运动,与固定上搓丝板 7 一起完成搓制 螺纹功能。 滑块往复运动一次, 加工一个工件。 送料机构 (图中未画) 将置于料斗中的待加工棒料 8 推入上、下搓丝板之间。 (2)工作条件 室内工作,动力源为三相交流电动机,电动机单向运转,载荷较 平稳。 (3)使用期限 工作期限为十年,每年工作 300 天;每日工作 8 小时。

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2、数据表
最大加 分组 参数 最大加工 工长度 直径/mm /mm 1 2 3 4 8 10 12 14 160 180 200 220 300-320 320-340 340-360 360-380 表(1) 8 9 10 11 /mm /kN /min) 40 32 24 20 滑块行程 搓丝力 /(件 生产率

3、设计任务
1)、针对图(1)所示的平板搓丝机传动方案,依据设计要求和已知 参数,确定各构件的运动尺寸,绘制机构运动简图。 2)、假设曲柄 AB 等速转动,画出滑块 C 的位移和速度的变化规律 曲线。 3)、 在工作行程中,滑块 C 所受的阻力为常数(搓丝动力),在 空回行程中,滑块 C 所受的阻力为常数 1kN;不考虑各处摩擦、其他 构件重力和惯性力的条件下,分析曲柄所需的驱动力矩。 4)、 确定电动机的功率与转速。 5)、 取曲柄轴为等效构件,确定应加于曲柄轴上的飞轮转动惯量。 6)、 编写课程设计说明书、制作 PPT。 7)、 感想与建议。

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二 拟定传动方案及方案比较
根据设计要求可知: 滑块每分钟要往复运动 24 次,所以机构系统的原动件的转速应为 24 r/min。以电动机作为原动机,则需要机构系统有减速功能。运动形 式为连续转动→往复直线运动。 根据上述要求, 有以下三种备选方案。 在所有方案中齿轮 1、2 都可以看作传动部分的最后一级减速齿轮 。 方案一:

图(2) 在电动机的带动下经带传动齿轮轮传动(减速器) ,通过曲柄将 动力传递给连杆再有连杆,有连杆带动滑块 C 的往复运动。 方案二:

图(3)
7

在电动机的带动下经带传动齿轮轮传动(减速器) ,通过凸轮将动力 传递给杆件 B,由连杆带动滑块 C 的往复运动。 方案三

图(4)

在电动机的带动下经带传动齿轮轮传动(减速器) ,通过曲柄摇 杆机构将动力传递给 滑块 C ,从而使 C 往复运动。 方案比较: 分组 方案 项目 采用了曲柄滑块机构,曲柄长度仅为滑块行 程的一半,故机构尺寸较小,结构简洁。利用曲 方案一 柄和连杆共线,滑块处于极限位置时,可得到瞬 时停歇的功能。同时该机构能承受较大的载荷。
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优缺点

采用凸轮机构,该机构随能满足运动规律, 然而系统要求的滑块行程为 340~360mm, 因而凸 方案二 轮的径向尺寸较大,于是其所需要的运动空间也 较大,同时很难保证运动速度的平稳性。

采用了曲柄摇杆机构, 利用 1 杆和 2 杆共 方案三 线,机构处于极限位置时,可得到瞬时停歇的功 能。但是由于机构的传力性能要求太高,对 2 杆 的前对要求太高,一般的材料无法满足其强度与 刚度要求。且机构太复杂易造成占用空间大等缺 点。

综合以上分析可知:方案一最为可行,应当选择曲柄滑块机构实 现运动规律。整个搓丝机由电动机、带传动、二级减速器、曲柄滑块 机构、最终执行机构组成。以完成预定的设计目的。

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三、 传动装置设计
1 尺寸设计 (1) 齿轮设计及 V 型带设计
电 动 机
带轮传动 带轮

齿轮 3

齿轮 2’

齿轮 2 曲柄飞轮

齿轮 1

曲柄的转速 n=24r/min 齿轮 1 齿数 20 齿轮 2 齿数 128 传动比 1:6.4

V 型带传动比:1:7

(2) 杆长设计:
根据滑块行程求出一系列的曲柄、连杆尺寸,以及在此尺寸下的各项 运动参数,极位夹角、传动角等如下表。
R2 160 170 180 190 差角 25.104731 -2.773459 10.924547 19.405888 最小传动角 11.053109 1.164992 5.143811 9.919881 K 2.041585 2.88042 2.060652
10

极位夹角 61.64065 87.226541 72.025496 62.377995

偏距 17.031983 29.96486 39.275104 47.159426

200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630

25.303897 29.695583 33.118401 35.875188 38.151426 40.067903 41.707078 43.127396 44.371572 45.471623 46.452079 47.332075 48.126784 48.848407 49.506873 50.110358 50.665656 51.178464 51.6536 52.095166 52.506681 52.891178 53.25129 53.589313 53.907258 54.206898 54.489797 54.757346 55.010782 55.251211 55.479627 55.69692 55.903898 56.101287 56.289749 56.469884 56.642239 56.807314 56.965567 57.117417 57.26325 57.40342 57.538255 57.668057

13.780347 17.015968 19.792545 22.215581 24.357194 26.269245 27.990448 29.550564 30.973004 32.276539 33.476457 34.585379 35.613847 36.570751 37.463658 38.299058 39.082557 39.819026 40.512725 41.167397 41.786348 42.372507 42.928486 43.456616 43.958991 44.437493 44.893822 45.329517 45.745975 46.144465 46.526149 46.892084 47.243244 47.580519 47.904728 48.21663 48.51692 48.806244 49.085201 49.354343 49.614188 49.865214 50.107867 50.342564

1.891937 1.775624 1.689681 1.623093 1.569691 1.525727 1.48878 1.457211 1.429868 1.405912 1.384721 1.365819 1.348835 1.333479 1.319516 1.306756 1.295044 1.28425 1.274265 1.264999 1.256373 1.24832 1.240784 1.233714 1.227067 1.220804 1.214893 1.209302 1.204007 1.198984 1.194211 1.18967 1.185344 1.181217 1.177276 1.173508 1.169902 1.166447 1.163134 1.159953 1.156898 1.15396 1.151133 1.14841
11

55.515973 50.299427 46.155119 42.757451 39.905349 37.466768 35.350793 33.492431 31.84378 30.368619 29.038968 27.832814 26.732555 25.723925 24.795216 23.936713 23.140279 22.399038 21.707132 21.059535 20.451908 19.880479 19.341956 18.833446 18.352398 17.896551 17.463895 17.052634 16.661159 16.288022 15.931919 15.591668 15.266199 14.954538 14.655797 14.369164 14.093897 13.829312 13.574784 13.329733 13.093626 12.86597 12.646309 12.434217

54.243209 60.806879 67.003463 72.926595 78.638089 84.181034 89.58672 94.878612 100.074764 105.189364 110.233764 115.217186 120.147217 125.030173 129.871364 134.675295 139.445815 144.186241 148.899449 153.587942 158.253919 162.899313 167.525838 172.135014 176.728199 181.306609 185.871334 190.42336 194.963576 199.492788 204.011729 208.521067 213.021411 217.513321 221.997307 226.473841 230.943356 235.406251 239.862897 244.313634 248.758781 253.198632 257.633461 262.063521

640 650 660 670 680 690 700 710 720 730 740 750 760 770 780 790 800 810 820 830 840 850 860 870 880 890 900 910 920 930 940 950 960 970 980 990 1000 1010 1020 1030 1040 1050 1060 1070

57.793105 57.913659 58.029959 58.142228 58.250675 58.355493 58.456863 58.554954 58.649924 58.741921 58.831083 58.91754 59.001415 59.082823 59.161871 59.238661 59.31329 59.385849 59.456422 59.52509 59.591931 59.657017 59.720416 59.782193 59.842411 59.901128 59.958399 60.014278 60.068816 60.122059 60.174055 60.224846 60.274475 60.32298 60.3704 60.41677 60.462127 60.506502 60.549927 60.592433 60.634048 60.674801 60.714718 60.753824

50.569695 50.789622 51.002687 51.20921 51.409489 51.603806 51.792425 51.975597 52.153555 52.32652 52.494702 52.658298 52.817493 52.972465 53.123381 53.270398 53.413668 53.553332 53.689525 53.822376 53.952008 54.078537 54.202073 54.322722 54.440585 54.555757 54.66833 54.778392 54.886025 54.991311 55.094325 55.19514 55.293826 55.39045 55.485077 55.577769 55.668583 55.757577 55.844805 55.93032 56.014171 56.096407 56.177074 56.256218

1.145786 1.143255 1.140813 1.138454 1.136174 1.13397 1.131838 1.129774 1.127774 1.125837 1.123958 1.122135 1.120367 1.118649 1.116981 1.11536 1.113783 1.11225 1.110759 1.109306 1.107892 1.106515 1.105173 1.103865 1.102589 1.101345 1.10013 1.098945 1.097788 1.096658 1.095554 1.094476 1.093421 1.09239 1.091382 1.090396 1.089431 1.088487 1.087563 1.086658 1.085772 1.084903 1.084053 1.083219
12

12.229302 12.031196 11.83956 11.654073 11.474439 11.300379 11.131633 10.967955 10.809118 10.654905 10.505115 10.359555 10.218046 10.080419 9.946513 9.816177 9.689269 9.565652 9.445198 9.327786 9.2133 9.101631 8.992674 8.886332 8.782508 8.681115 8.582066 8.485281 8.39068 8.298192 8.207744 8.119269 8.032703 7.947984 7.865053 7.783853 7.70433 7.626431 7.550109 7.475313 7.402 7.330124 7.259643 7.190517

266.489053 270.910276 275.327399 279.740617 284.15011 288.55605 292.958598 297.357902 301.754107 306.147345 310.537741 314.925416 319.310481 323.693042 328.073199 332.451048 336.826678 341.200176 345.571621 349.941091 354.308658 358.674393 363.038362 367.400627 371.761248 376.120283 380.477786 384.833809 389.188402 393.541612 397.893484 402.244063 406.593389 410.941503 415.288442 419.634243 423.978941 428.32257 432.665161 437.006746 441.347354 445.687014 450.025754 454.363599

1080 1090 1100 1110 1120 1130 1140 1150

60.792145 60.829703 60.866522 60.902622 60.938026 60.972752 61.006821 61.040251

56.33388 56.410102 56.484924 56.558385 56.630521 56.701367 56.770959 56.83933

1.082402 1.081601 1.080815 1.080045 1.079289 1.078547 1.07782 1.077106

7.122708 7.056176 6.990886 6.926804 6.863896 6.802129 6.741473 6.681898

458.700575 463.036707 467.372017 471.706529 476.040265 480.373245 484.70549 489.037019

尺寸数据表 综合各运动系数,选出比较合适的数据:取曲柄长为 150mm,连 杆长为 620mm,滑块行程 330mm。

B2
A e O

B1

C1

C2

H

在图(5)所示的机构中,有关系式

?AB ? BC?
由(A)、(B)式可得

2

? e 2 ? OC1 ? (OC2 ? H ) 2
2

2

( BC ? AB) 2 ? e 2 ? OC2

( AB ? BC) 2 ? e 2 ?

? (BC ? AB)

2

? e 2 ? H ………(A)

?

2

且由杆长条件有
AB ? e ? BC ……………………………………

(B)

与三角形三边关系有
AC1 ? AC2 ? ( AB ? BC) ? ( AB ? BC) ? H ? C1C2
13

即,
AB ? 1 H …………………………………… 2

.(C)

由(A)、(B)、 (C)三式,第一组数据确定为:

AB 150mm

BC 620

e 249

H 330

尺寸如图所示

2 滑块 C 的位移、速度分析
? ? ?t

ABsin ? ? BD ? BE ? e ? BC sin ? ? e
sin ? ? e ? AB sin ? BC
e ? AB sin ? BC
2

cos ? ? 1 ? sin 2 ? ? 1 ? (

)2

xC ? DE ? EC
14

? AD ? EC ? AB cos? ? BC cos?

y

B

A

D E O e

?

C x

y

? AB cos? ? BC 1 ? (

e ? AB sin ? BC
2

)2
2

? e ? AB sin(?t ) ? ? AB cos(?t ) ? BC 1 ? BC ? ? 2 BC ? ?

vC ?

dxC ? ? AB? sin(?t ) ? BC dt

? e ? AB sin(?t ) ? AB? cos(?t ) ?? 2 ? 2 2 BC BC ? ? ? e ? AB sin(?t ) ? 2 1 ? BC ? ? 2 BC ? ? 1
2

? AB? sin(?t ) ? BC

? e ? AB sin(?t ) ? AB? cos(?t ) ? ? 2 2 2 BC BC ? ? e ? AB sin(?t ) ? ? 1 ? BC ? ? 2 BC ? ? 1

xC max ? xC min ? H

(1)滑块 C 的位移与速度数据表
时间 0.017361 位移 1569.8292 速度 -7.4145 时间 0.642357
15

位移 1392.5829

速度 -169.8395

0.034722 0.052083 0.069444 0.086805 0.104166 0.121527 0.138888 0.156249 0.17361 0.190971 0.208332 0.225693 0.243054 0.260415 0.277776 0.295137 0.312498 0.329859 0.34722 0.364581 0.381942 0.399303 0.416664 0.434025 0.451386 0.468747 0.486108 0.503469 0.52083 0.538191 0.555552 0.572913 0.590274 0.607635 0.624996 时间 1.267353 1.284714 1.302075 1.319436 1.336797 1.354158 1.371519 1.38888

1569.3435 1568.5355 1567.4066 1565.9592 1564.1958 1562.1199 1559.7355 1557.047 1554.0594 1550.7788 1547.2112 1543.3633 1539.2426 1534.8568 1530.2144 1525.3241 1520.1953 1514.8376 1509.2615 1503.4774 1497.4963 1491.3297 1484.9893 1478.4869 1471.8353 1465.047 1458.1349 1451.1121 1443.9921 1436.7882 1429.5144 1422.1844 1414.8123 1407.4119 1399.9973 位移 1230.1517 1230.6348 1231.4402 1232.5664 1234.0112 1235.7719 1237.845 1240.2267

-14.8149 -22.1871 -29.5171 -36.7909 -43.9946 -51.1147 -58.1374 -65.0496 -71.8379 -78.4895 -84.9917 -91.3322 -97.4989 -103.48 -109.2641 -114.8404 -120.198 -125.3269 -130.2173 -134.8599 -139.2458 -143.3667 -147.2148 -150.7827 -154.0636 -157.0513 -159.7401 -162.125 -164.2012 -165.965 -167.4129 -168.5422 -169.3507 -169.837 -170 速度 7.3573 14.7579 22.1304 29.4607 36.735 43.9393 51.0601 58.0837

0.659718 0.677079 0.69444 0.711801 0.729162 0.746523 0.763884 0.781245 0.798606 0.815967 0.833328 0.850689 0.86805 0.885411 0.902772 0.920133 0.937494 0.954855 0.972216 0.989577 1.006938 1.024299 1.04166 1.059021 1.076382 1.093743 1.111104 1.128465 1.145826 1.163187 1.180548 1.197909 1.21527 1.232631 1.249992 时间 1.892349 1.90971 1.927071 1.944432 1.961793 1.979154 1.996515 2.013876
16

1385.1825 1377.8103 1370.4803 1363.2065 1356.0028 1348.8827 1341.86 1334.9479 1328.1595 1321.5079 1315.0057 1308.6653 1302.4985 1296.5175 1290.7333 1285.157 1279.7992 1274.6702 1269.7797 1265.137 1260.751 1256.6299 1252.7816 1249.2135 1245.9324 1242.9443 1240.2552 1237.87 1235.7933 1234.0292 1232.5808 1231.451 1230.6421 1230.1553 1229.9917 位移 1407.3287 1414.7294 1422.1019 1429.4325 1436.707 1443.9116 1451.0327 1458.0566

-169.3557 -168.5497 -167.4228 -165.9774 -164.216 -162.1422 -159.7597 -157.0732 -154.0878 -150.8091 -147.2434 -143.3975 -139.2786 -134.8947 -130.2541 -125.3656 -120.2385 -114.8826 -109.308 -103.5254 -97.5457 -91.3805 -85.0413 -78.5403 -71.8898 -65.1024 -58.1912 -51.1692 -44.0499 -36.8467 -29.5734 -22.2438 -14.8719 -7.4717 -0.0572 速度 169.842 169.3607 168.5571 167.4328 165.9897 164.2308 162.1593 159.7792

1.406241 1.423602 1.440963 1.458324 1.475685 1.493046 1.510407 1.527768 1.545129 1.56249 1.579851 1.597212 1.614573 1.631934 1.649295 1.666656 1.684017 1.701378 1.718739 1.7361 1.753461 1.770822 1.788183 1.805544 1.822905 1.840266 1.857627 1.874988

1242.9125 1245.8972 1249.175 1252.74 1256.5852 1260.7032 1265.0863 1269.7262 1274.614 1279.7404 1285.0956 1290.6694 1296.4514 1302.4304 1308.5951 1314.9336 1321.4341 1328.0841 1334.871 1341.7817 1348.8033 1355.9224 1363.1252 1370.3983 1377.7278 1385.0996 1392.4996 1399.9142

64.9967 71.786 78.4387 84.9422 91.2839 97.452 103.4346 109.2203 114.7982 120.1575 125.2883 130.1806 134.825 139.213 143.336 147.1861 150.7562 154.0394 157.0294 159.7205 162.1077 164.1864 165.9526 167.4029 168.5347 169.3457 169.8345 170

2.031237 2.048598 2.065959 2.08332 2.100681 2.118042 2.135403 2.152764 2.170125 2.187486 2.204847 2.222208 2.239569 2.25693 2.274291 2.291652 2.309013 2.326374 2.343735 2.361096 2.378457 2.395818 2.413179 2.43054 2.447901 2.465262 2.482623 2.499984

1464.9701 1471.7599 1478.4132 1484.9171 1491.2594 1497.4281 1503.4114 1509.1978 1514.7762 1520.1365 1525.2678 1530.1609 1534.8062 1539.1948 1543.3186 1547.1696 1550.7404 1554.0243 1557.015 1559.7069 1562.0948 1564.1742 1565.9412 1567.3922 1568.5247 1569.3363 1569.8256 1569.9917

157.0951 154.1119 150.8355 147.272 143.4282 139.3114 134.9295 130.2909 125.4043 120.2789 114.9248 109.3518 103.5708 97.5926 91.4288 85.0909 78.591 71.9417 65.1553 58.245 51.2238 44.1052 36.9026 29.6298 22.3006 14.9289 7.5288 0.1144

(2)C 滑块位移、速度图像

17

3、曲柄所需驱动力矩的分析
曲柄的驱动力矩是指曲柄在一个工作周期内的平均力矩, 曲柄的驱动 力矩主要用于克服运动及加工阻力,在一个周期内有:

M 2? ? ( f 1 ? f 2) L
得到曲柄驱动力矩的计算公式:

M ? ( f 1 ? f 2) L / 2?
、f 2 为加工阻力以及回程阻力。 说明: f 1
在 L 以及确

f1 、f 2 定的情况下,可以计算出 M

L

的选择以及 M 计算都以编程,见附件

M ? 525 N ? m
4、电动机的功率与转速
曲柄的转速极为加工速率。 曲柄的做的功在一个周期内全部用于克服 阻力(包括加工阻力以及回程阻力) :

60 P ? n( f 1 ? f 2) L
18

由此易得曲柄功率计算公式:

P ? n( f 1 ? f 2) L / 60
计算的曲柄的功率为 2.2KW,驱动力矩为 525N.m,通过设计齿轮 与带传动减速装置使得曲柄转速为 32r/min,功率为 2.2KW,齿轮传动 效率为 90%,带传动效率为 95%。计算得到电动机功率为 2.57KW, 选择 3.0KW 的电动机,转速为 1430r/min,设计传动比为: 带传动:1:7,齿轮传动:1:6.4; 所选电机为:Y 系列,100L2—4,功率是 3.0KW,转速 1430r/min

5、飞轮转动惯量的计算
J F ?Δ Wmax / (?m2 [? ])
由飞轮计算公式可以知道,查得 [? ] ? 0.3 , ?m ? n2? ,主要是最 大盈亏功的计算,由于速度波动不大,除阻力以外的各构件对速度影 响不大。所以,只需把阻力等效力矩求出,求出最大盈亏共计可。等 效阻力矩,是一个变量,且该函数表达式复杂,借助编程实现。等效 阻力矩表达式:

M(阻) =|F(R1sin? +(e+R1sin? )R1sin? )/ R22 -(e+R1sin? )2 )|
?工作阻力 F ?? ?回程阻力

? 处于工作行程 ? 处于回程

曲柄驱动力矩上面已经求出。 借助 Excel 画出曲柄的驱动力矩与等效阻力矩的曲线图,观察 得到其最大盈亏功角度范围,积分得到最大盈亏功。

19

1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 67 73 79 85 91 97 103 109 115

分析:从工作起始位置到大约 150°的范围内有最大盈亏功。
?Wmax ?
?2 ?1

? [M

? M (阻)]d?

最终表达式: ?Wmax ?| M | ?2 ? ?1 | ? | L(?2 ) ? L(?1 ) ||
L (? )









M (阻)













L(? ) ? R1cos? + R22 -(R1sin? +e) 2
2 最终得到: ?Wmax ? 1279 J J F ? 3797kg ? m

四、运动循环图

滑 块 C 投 料 机 构 0°



退

进—退 静止

180°

360°

20

五、总结与建意
课程设计是机械原理课程当中非常重要的一环, 本次课程设计仅 安排了一周的时间, 略微显得有些仓促。 但是每天都过得非常的充实, 从中获得了不少的收获。希望以后还能有更多的设计题目,自己多动 手实践才的正真的掌握这门专业的本领。 为以后的继续深造和找工作 打下坚实的基础。 本次程设计我设计的题目是平面搓丝机构的综合与传动装置。 由 于知识的匮乏与经验的不足, 才一开始的时候我就显得有些手忙脚 乱,不知所措。但在老师的谆谆教导和同学们的热情帮助下,使我找 到了信心。现在想想其实课程设计当中的每一天都是很累的,特别是 还有三科没有考试,还有挂科的担心更是增加了自己的心理负担。今 天是星期五了, 忙碌了一个星期可我还是不能好好的睡上一觉。 因为, 明天就要交报告了,我又一次熬夜。虽然很累但很快乐,特别是在位 移、 速度、 曲柄驱动力矩及各杆件的的分析用到了计算机、 理论力学、 大学物理、C 语言等方面的知识。还有就是在确定原动力的时候我们 查机械设计手册,四个人在那里忙碌了整整一个下午,虽然是冬天, 但是每个组员的额头上都渗出了汗珠。星期五的上午,我们终于整理 出了所有的数据,就差写报告了。今晚坐在电脑旁我想了许多。 首先,我终于明白了:因为执着、所以成功。 我们虽然在担心与惧怕中过完了这一周, 但是我们一直都没有放 弃。因为,到最后我们要交给老师的不仅仅是让老师满意的报告更是 为了交一份让自己满意的报告。因为执着,我们做出了让自己满意的
21

结果,所以本次课程设计是成功的。 其次,我终于明白了:因为合作,所以快乐。 虽然刚开始的时候,由于知识的匮乏与经验的不足,使我无法入 手。但在同组其他几位同学的帮助下,我们取得了突破性的进展。虽 然在设计的过程中我们有时也会小吵小闹,但那都是学术上的争议, 也没有谁往心里去,而是更进一步的加强了彼此之间的理解。所以, 在设计的过程中是相当的快乐的。 天道酬勤,我一直都相信没有一份努力是白费的。有付出就一 定会有收获,在专业上我选折了我的最爱,我爱我的专业甚过于爱我 的生命。

六、 参考文献
(1) 《机械原理》第七版,孙桓、陈作模、葛文杰主编,西北工业大学机械原理 及机械零件教研室编,高等教育出版社。 (2) 《机械原理课程设计指导书》 ,郭红利 主编,西北农林科技大学。 (3) 《机械设计手册》 (三版) ,吴宗泽 主编,化学工业出版社。 (4) 《机械制图》 (第六版) ,大连理工大学工程图学教研室,高等教育出版社。 (5)《材料力学》 (第四版) ,刘鸿文 主编,高等教育出版社。 (6) 《理论力学》 (第七版) ,哈尔滨工业大学理论力学教研室。 (7) 《C 语言程序设计教程》 李明(主编)李刚建 宣善立(副主编)上海交通 大学出版社。 (8) 《A utoCAD2007》 机械设计绘图应用教程 陈敏 刘晓旭 主编 重庆大学出 版社。

22

七、附件: 源程序代码
/*e 值的计算*/ #include<stdio.h> #include<math.h> void main() { float AB,BC,H,s,t; float e; printf("请输入 AB,BC,H 的值:\n"); scanf("%e%e%e",&AB,&BC,&H); s = (BC-AB)*(BC-AB); t = ((4.0*AB*BC-H*H)*(4.0*AB*BC-H*H))/(4.0*H*H);
23

if(s > t) { e =

sqrt((BC-AB)*(BC-AB)-((4.0*AB*BC-H*H)*(4.0*AB*BC-H*H))/(4.0* H*H)); printf("e 的值为:%4.4e\n",e); } else { printf("s<t,s=%4.4f } } t=%4.4f t=%4.4f \n",s,t,s-t);

/* 滑块 C 的位移 Xc、速度 Vc 计算分析*/ #include<stdio.h> #include<math.h> #define PI 3.141256 void main(void) { int Zhuansu=40,AB=150,BC=650,i; float Jiao,T,Xc,Vc,e=219.23; T = 60.0/Zhuansu;
24

printf("输出结果为:"); printf("\n"); printf(" Xc Vc ");

printf("\n"); for(i=1;i<=144;i++) { Jiao = 2.0*PI*Zhuansu/60*T/144.0*i; Xc AB*cos(Jiao)+BC*sqrt(1.0-BC*((e+AB*sin(Jiao))/(BC*BC))* ((e+AB*sin(Jiao))/(BC*BC))); Vc -AB*sin(Jiao)-sqrt(1.0-BC*((e+AB*sin(Jiao))/(BC*BC))* = =

((e+AB*sin(Jiao))/(BC*BC)))*((e+AB*sin(Jiao))/(BC*BC)*A B*Jiao*cos(Jiao)/(BC*BC)); printf("%2.0d printf("\n"); } } %3.4f %3.4f",i,Xc,Vc);

/*尺寸确定代码*/
25

#include<stdio.h> #include<math.h> #include<stdlib.h> #define PI 3.141592653 /**********输入区***********/ double L=310,R1=140; /**************************/ void main() { FILE *fp1,*fp2; double e,ang,B,K,a,A,R2; double x[100][120];//存放位移 double v[100][120];//存放速度 double Ro=L/2+5,w=40*2*PI/60;//两杆件长度 double sang,cang; printf(" R2 差角 最小传动角 for(int j=0;j<100;j++) { R2=Ro+j*10; cang=(R2*R2+R1*R1-L*L/2)/(R2*R2-R1*R1); sang=sqrt(1-cang*cang);//极为夹角的正弦值 e=(R2*R2-R1*R1)*sang/L;
26

K

极位夹角

偏距\n");

B=acos((R1+e)/R2)*180/PI;//最小传动角 A=asin(sang)*180/PI;//极为夹角 K=(180+A)/(180-A); printf("%f printf("%f printf("%f printf("%f printf("%f ",R2); ",acos(e/(R1+R2))*180/PI-A); ",B); ",K); ",A);

printf("%f\n",e); for(int i=0;i<360;i=i+3) { ang=-i*PI/180; x[j][i/3]=R1*cos(ang)+sqrt(R2*R2-pow(R1*sin(ang)+e,2));

v[j][i/3]=-w*(R1*sin(ang)+(R1*e*cos(ang)+R1*R1*sin(ang)*cos(ang))/s qrt(R2*R2-pow(R1*sin(ang)+e,2))); } } //文件操作

if(((fp1=fopen("x.xls","w"))==NULL)||((fp2=fopen("v.xls","w"))==NUL L))
27

{ printf("Cann't open this file.\n"); exit(0); } for(j=0;j<100;j++) { fprintf(fp1,"%f ",Ro+j*10);

fprintf(fp2,"%f ",Ro+j*10); } fprintf(fp1,"\n"); fprintf(fp2,"\n"); for(j=0;j<120;j++) { for(int i=0;i<100;i++) fprintf(fp1,"%f fprintf(fp1,"\n"); } for(j=0;j<120;j++) { for(int i=0;i<100;i++) fprintf(fp2,"%f fprintf(fp2,"\n");
28

",x[i][j]);

",v[i][j]);

} fclose(fp1); fclose(fp2); }

/*计算等效阻力矩以及曲柄功率驱动力矩*/ #include<stdio.h> #include<math.h> #include<stdlib.h> #define PI 3.141592653 /******************待输入的值**************************/ double R1=150,R2=620,L=330,e=249,f1=10,f2=1; int N=24; /*******************************************************/ //子函数 double m(double A,double B) { return fabs(B*(R1*sin(A)+(e+R1*sin(A))*R1*sin(A)/sqrt(R2*R2-(e+R1*sin(A ))*(e+R1*sin(A))))); }
29

//主函数 void main() { FILE *fp; double cang ,sang,ssa;//极为夹角的正弦余弦值起始角度的正弦值 double ang;//原动件角位移变量 int n,l; double s; double F; cang=(R2*R2+R1*R1-L*L/2)/(R2*R2-R1*R1); sang=sqrt(1-cang*cang); ssa=(R2-R1)/L*sang; s=asin(ssa)*180/PI; printf("%f\n 请输入其四舍五入值,这是初始角,下面要用:\n",s); scanf("%d",&n); printf("%f\n 请 输 入 其 四 舍 五 入 值 , 取 最 接 近 三 的 倍 数:\n",acos(cang)*180/PI); scanf("%d",&l); printf("\n 电机理想功率 printf("%fkw %d/min 曲柄转速 曲柄驱动力矩\n");

%fN.m\n\n",L*(f1+f2)*N/(60*10

00),N,(f1+f2)*L/(2*PI)); printf("等效力矩:\n");
30

if((fp=fopen("M.xls","w"))==NULL) { printf("你关 M.xls 文件了吗?\n"); exit(0); } for(int i=0;i<120;i++) { ang=-i*3*PI/180-n*PI/180; if(i*3<180+l)F=f1; else F=f2; fprintf(fp,"%f %f\n",m(ang,F),(f1+f2)*L/(2*PI)); printf("%f\n",m(ang,F)); } } /*计算飞轮*/ #include<stdio.h> #include<math.h> #define PI 3.141592653 #define r 0.03;//速度不均匀系数 void main() { double N=24;//转速
31

double F=10;//从上面接收的阻力,值单位 KN double R1=150,R2=620,e=249;//从上面接收的初始值,单位 mm double M=444;//从上面接收的驱动力矩,标准单位 N.m double ang=150;//从上面接收的位移角度,度 double n=19;//从上面接收的初始角度,度 /************以上是输入区***************/ double w=N*2*PI/60; n=n*PI/180; ang=ang*PI/180; double m;//最大盈亏功 double L,L1,L2; L1=R1*cos(-n)+sqrt(R2*R2-pow(R1*sin(-n)+e,2)); L2=R1*cos(-ang-n)+sqrt(R2*R2-pow(R1*sin(-ang-n)+e,2)); L=fabs(L1-L2); m=fabs(M*ang-L*F); printf("\n\n\n 最大盈亏功:%f\n\n\n",m); double fei=m/w/w/r; printf("飞轮:%f\n\n\n",fei); }

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机械原理大作业
机械原理第一次大作业 题目: 题目: LAE=70mm,LAB=40mm,LEF=60mm,LDE=35mm,LCD=75mm,LBC=50mm, 原动件以等角速度 w1=10rad/s 回转 一、 矩阵法求解: ...
机械原理大作业1(10)
Harbin Institute of Technology 机械原理大作业一 课程名称: 设计题目: 院班系: 级: 机械原理 连杆机构运动分析 机电工程学院 设计者: 学号: 指导教师: 设计...
机械原理大作业-齿轮
机械原理大作业三课程名称:机械原理 设计题目:齿轮传动系统设计 院系: 班级: 完成者: 学号: 指导教师: 设计时间: 哈尔滨工业大学 一、设计题目 如下图所示是一...
哈工大机械原理大作业 一
哈尔滨工业大学机械原理课程设计 Harbin Institute of Technology 机械原理大作业一 课程名称:机械原理 设计题目:连杆机构运动分析 院系:机电学院 班级:1108103 分析者...
机械原理大作业
(x,Ae,'-b',x,Aex,'-g',x,Aey,'-m') legend('Ae','Abx','Aby') 6.心得体会:通过这次大作业的完成与实践,是我对机械原理理论分析 有了更进一步的...
机械原理大作业三齿轮传动(完整版) 20
Harbin Institute of Technology 机械原理大作业三 作业名称: 设计题目: 院班学系: 级: 号: 齿轮传动设计 20 机电工程学院 设计者: 指导教师: 设计时间: 丁刚...
哈工大机械原理大作业一-21题
Harbin Institute of Technology 机械原理大作业一 课程名称: 设计题目: 院系: 班级: 设计者: 学号: 指导教师: 设计时间: 机械原理 连杆运动分析 机电学院 ...
哈工大机械原理大作业
哈工大机械原理大作业_工学_高等教育_教育专区。哈工大机械原理大作业 连杆的运动的分析一.连杆运动分析题目 图 1-13 连杆机构简图 二.机构的结构分析及基本杆组...
机械原理大作业1-连杆机构运动分析-30题
机械原理大作业---连杆设计说明书 机械原 理作业 设计说 明书 课程名称: 设计题目: 院班系: 级: 机械原理 连杆机构运动分析 设计者: 学号: 设计时间: 1 ...
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