內(nèi)燃機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及其運(yùn)動分析機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說明書

1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說明書題目 內(nèi)燃機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及其運(yùn)動分析班級 07機(jī)制二班 姓名 學(xué)號 指導(dǎo)教師 第1章 設(shè)計(jì)要求1.1 設(shè)計(jì)題目內(nèi)燃機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及其運(yùn)動分析1.2 機(jī)構(gòu)示意圖 該機(jī)構(gòu)由氣缸（機(jī)架）中活塞（滑塊B）驅(qū)動曲柄，曲柄軸上固聯(lián)有齒輪1，通過齒輪2驅(qū)動凸輪上齒輪3，凸輪控制配氣閥推桿運(yùn)動。1.3 原始數(shù)據(jù)齒輪參數(shù)：壓力角，齒頂高系數(shù)，頂隙系數(shù)。氣閥推桿運(yùn)動規(guī)律：升程和回程均為簡諧運(yùn)動。第二章 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析2.1齒輪機(jī)構(gòu)傳動設(shè)計(jì)分度圓直徑機(jī)構(gòu)傳動比齒輪變位系數(shù)齒輪機(jī)構(gòu)的傳動類型齒輪1、2：不等變位齒輪正傳動（的值大于零）齒輪2、3：不等變位齒輪正傳動（的值大于零）齒輪嚙合時的壓力角確定齒輪

2、1 2的壓力角確定齒輪2、3的壓力角齒輪的實(shí)際中心距設(shè)齒輪1、2及2、3的實(shí)際中心距為和齒輪1、2的標(biāo)準(zhǔn)中心距中心距可分性公式齒輪2、3的標(biāo)準(zhǔn)中心距齒頂高降低系數(shù)根據(jù)中心距變動系數(shù)公式：齒頂圓直徑變位齒輪齒頂高公式：由于數(shù)值小于所以取大值即對于齒輪1和3（它們的模數(shù)和齒頂高系數(shù)相同）的齒頂高：（變位后）（變位后）（變位后）對于齒輪2：（變位后）(變位后)齒根圓直徑對于齒輪1和3：對于齒輪2:基圓直徑機(jī)構(gòu)的重合度設(shè)齒輪1、2和3嚙合時的齒頂圓壓力角分別為： 、齒輪1、2嚙合時的重合度齒輪2、3嚙合時的重合度小齒輪的齒頂圓齒厚2.1 主要的計(jì)算結(jié)果計(jì)算項(xiàng)目結(jié)果-0.71429-2.80.11765

3、7211420.9820.6372.95974114.462360.114930.115590.0027130.00206846016891.987368.91947175.97837450.941215878.934256.38156157.868361.480921.556832.023562.1.2 齒輪機(jī)構(gòu)示意圖2.2 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)2.2.1 從動件的位移、速度和加速度的運(yùn)動方程推程時回程時理論廓線滾子中心處于B點(diǎn)的直角坐標(biāo)從動件位移、速度、加速度運(yùn)動方程：推程：凸輪推程理論廓線方程： 回程：凸輪回程理論廓線方程： 遠(yuǎn)休:近休:理論廓線示意圖2.3.2實(shí)際廓線用作圖法求的凸輪的實(shí)際工作

4、曲線：從動件的位移運(yùn)動圖像頂桿運(yùn)動分析推程：s=4-4cos(3）回程：s=4+4cos(3)注：從105開始近休止速度運(yùn)動圖像:推程：v=14.434.034sin(3.6)回程：v=-14.434.034sin(3.6)加速度運(yùn)動圖像:推程：a=60047cos(3.6)回程：a=-60047 cos(3.6)2.3機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析確定桿件尺寸：由于活塞的沖程H=270，偏心距e=0則：，由曲柄存在條件可確定 的長度為170（1）位移分析即 應(yīng)用歐拉公式，將實(shí)部和虛部分離，有（2）速度分析 對時間求導(dǎo)，得可得 （）加速度分析求導(dǎo)，得可得角度、速度、加速度關(guān)系表（度）（rad)s3(mm)2(r

5、ad)v(mm/s)w2（rad/s)a(mm/s2)00.00 305.00 0.00 0-34.00 -820760100.17 301.33 -0.13 -2803.91-33.78 -796008200.35 290.48 -0.26 -5474.7-33.10 -721831300.52 272.97 -0.39 -7876.34-31.87 -598501400.70 249.65 -0.51 -9866.57-29.91 -426723500.87 221.78 -0.63 -11294.6-26.97 -208750601.05 191.01 -0.72 -12006.1-22

6、.70 48081.46701.22 159.45 -0.80 -11872.7-16.75 323304.3801.40 129.50 -0.85 -10870.9-9.01 573592.1901.57 103.43 -0.87 -9188.67-0.04 740307.31001.74 82.60 -0.85 -7225.778.93 791286.21101.92 67.07 -0.80 -5391.4616.68 751650.71202.09 55.97 -0.72 -3901.1222.66 6736491302.27 48.19 -0.63 -2773.5726.94 5948

7、44.11402.44 42.80 -0.51 -1936.6129.89 530459.71502.62 39.13 -0.39 -1304.5131.85 483235.41602.79 36.77 -0.27 -805.85333.09 451654.91702.97 35.43 -0.13 -386.27733.78 433631.71803.14 35.00 0.00 -3.4401434.00 427720.51903.31 35.42 0.13 379.072833.79 433418.22003.49 36.73 0.26 797.62633.11 4512102103.66

8、39.08 0.39 1294.39331.88 482525.22203.84 42.72 0.51 1923.47429.93 529445.22304.01 48.08 0.62 2755.94727.01 593518.72404.19 55.80 0.72 3877.43122.75 672141.82504.36 66.83 0.80 5360.87116.81 750418.62604.54 82.27 0.85 7190.1089.09 791223.42704.71 103.00 0.87 9153.9480.13 742285.62804.88 128.99 0.85 10

9、845.3-8.85 577556.42905.06 158.88 0.80 11862.01-16.62 328268.63005.23 190.43 0.73 12011.52-22.61 53034.973105.41 221.24 0.63 11314.48-26.91 -2043723205.58 249.18 0.52 9898.156-29.87 -4231463305.76 272.59 0.39 7916.809-31.84 -5957963405.93 290.22 0.27 5521.387-33.09 -7200193506.11 301.19 0.14 2854.27

10、6-33.77 -7950963606.28 305.00 0.00 51.60184-34.00 -8207522.2.2 用圖解法分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動 極位1分析OA=135mm繪圖比例1：1.5方向OB OA AB大小 ? ?速度比例尺（0.5m/s）/mm方向 OB A O B A AB大??？ ？加速度比例尺（）)/mm 極位2分析方向OBOAAB大小?速度比例尺（0.5m/s）/mm方向OB AOBOAB大小? ?加速度比例尺（)/mm 位置3分析方向 OBOAAB大小 ?？速度比例尺（0.2m/s）/mm方向 OBAOBAAB大??？ ？加速度比例

11、尺（)/mm曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動源程序L1=92.5mm，L2=100mm，分析滑塊b的位移s、速度v、加速度a（帶圈數(shù)字：構(gòu)件號；數(shù)字：關(guān)鍵點(diǎn)號；：導(dǎo)路）#include<math.h>#include<stdio.h>static double p202,vp202,ap202,del;/各關(guān)節(jié)點(diǎn)位置、速度、加速度static double t10,w10,e10;/各構(gòu)件位置角、角速度、角加速度static int ic;/定義靜態(tài)變量double r12,r23;/各桿兩點(diǎn)間距離或構(gòu)件基本尺寸double r2,vr2,ar2;/構(gòu)件基本尺寸，速度，加速度int c

12、hioce;FILE *fp; /*bark*/void bark(int n1,int n2,int n3,int k,double r1,double r2,double gam,double t10,double w10,double e10,double p202,double vp202,double ap202)double rx2,ry2,rx3,ry3;if (n2!=0)   rx2=r1*cos(tk);/lcos   ry2=r1*sin(tk);/lsin   pn21=pn11+rx2;/位置分析,P2x=P

13、1x+lcos   pn22=pn12+ry2;/    P1y=P1y+lsin   vpn21=vpn11-ry2*wk;/速度分析,v2x=-lsin   vpn22=vpn12+rx2*wk;/        v2y=+lcos   apn21=-rx2*wk*wk-ry2*ek;/加速度分析,a2x=-2lcos-lsinapn22=-ry2*wk*wk+rx2*ek;/   

14、       a2x=-2lsin+lcosif (n3!=0)   rx3=r2*cos(tk+gam);/l'cos(+)   ry3=r2*sin(tk+gam);/l'sin(+)   pn31=pn11+rx3;/位置分析,P3x=P1x+l'cos(+)   pn32=pn12+ry3;/    P3y=P1y+l'sin(+)   vpn31=vpn11-ry3

15、*wk;/速度分析,v3x=v1x-l'sin(+)   vpn32=vpn12+rx3*wk;/    v3y=v1y+l'cos(+)   apn31=apn11-ry3*ek-rx3*wk*wk;/a3x=a1x-l'2cos(+)-l'sin(+)   apn32=apn12+rx3*ek-ry3*wk*wk;/a3y=a1y-l'2sin(+)-l'cos(+)/*rrpk*/void rrpk(int m,int n1,int n2,int n3

16、,int k1,int k2,int k3,double r1,double *r2,double *vr2,double *ar2,double t10,double w10,double e10,double p202,double vp202,double ap202)double dx12,dy12,dx31,dy31,dx32,dy32;double ssq,phi,ep,u,fp,cb,sb,ct,st,q,ev,fv,ea,fa;tk2=tk3;/2=3dx12=pn11-pn21;/P1x-P2xdy12=pn12-pn22;/P1y-P2yssq=dx12*dx12+dy12

17、*dy12;/d2=(P1x-P2x)2+(P1y-P2y)2phi=atan2(dy12,dx12);/=arctan(P1y-P2y)/(P1x-P2x)ep=sqrt(ssq)*cos(phi-tk3);/e=dcos(-3)u=sqrt(ssq)*sin(phi-tk3);/u=dsin(-)if (r1-fabs(u)<0)   printf("n RRP can't be assembled.n");/當(dāng)l1<|u|時,r2無解,不存在RRP桿組else    fp=sqrt(r1*r1-u*u);/f

18、=根號(l12-u22)   if(m>0)    *r2=ep+fp;/當(dāng)M=+1,r2=e+f,其中r2為指針變量      else     *r2=ep-fp;/當(dāng)M=-1,r2=e-f      cb=cos(tk3);/cos3   sb=sin(tk3);/sin3   pn31=pn21+(*r2)*cb;/P3x=P2x+r2cos3   pn32=pn

19、22+(*r2)*sb;/P3y=P2y+r2sin3   dx31=pn31-pn11;/P3x-P1x   dy31=pn32-pn12;/P3y-P1y   dx32=pn31-pn21;/P3x-P2x dy32=pn32-pn22;/P3y-P2y   tk1=atan2(dy31,dx31);/1=arctan(P3y-P1y)/(P3x-P1x)   ct=cos(tk1);/cos1   st=sin(tk1);/sin1   q=dy31

20、*sb-dx31*cb;/Q=(P3y-P1y)sin-(P3x-P1x)cos3   ev=vpn21-vpn11-(*r2)*wk3*sb;/E=v2x-v1x-r23sin3   fv=vpn22-vpn12+(*r2)*wk3*cb;/F=v2y-v1y+r23cos3   wk1=(-ev*sb+fv*cb)/q;/1=(-Esin+Fcos)/Q   *vr2=-(ev*dx31+fv*dy31)/q;/vr2=-E(P3x-P1x)+F(P3y-P1y)/Q,其中vr2是指針變量  

21、; vpn31=vpn11-r1*wk1*st;/v3x=v1x-l11sin1   vpn32=vpn12+r1*wk1*ct;/v3y=v1y-l11cos1   ea=apn21-apn11+wk1*wk1*dx31-wk3*wk3*(*r2)*cb;   ea=ea-2.0*wk3*(*vr2)*sb-ek3*dy32;/G=a2x-a1x+12(P3x-P1x)-32r2cos3-23 vr2 sin3 -3(P3y-P2y)   fa=apn22-apn12+wk1*wk1*dy31-wk3*wk3*(

22、*r2)*sb;   fa=fa+2.0*wk3*(*vr2)*cb-ek3*dx32;/H=a2y-a1y+12(P3y-P1y)-32r2sin3-23vr2 cos3-3(P3x-P2x)   ek1=(-ea*sb+fa*cb)/q;/1=(-Gsin3+Hcos3)/Q   *ar2=-(ea*dx31+fa*dy31)/q;/ar2=-G(P3x-P1x)+H(P3y-P1y)/Q,其中ar2為指針變量   apn31=apn11-r1*wk1*wk1*ct-r1*ek1*st;/a3x=a1x-l11

23、2cos1-l11sin1   apn32=apn12-r1*wk1*wk1*st+r1*ek1*ct;/a3y=a1y-l112sin1+l11cos1   wk2=wk3;/2=3   ek2=ek3;/2=3void DisplayMenu()chioce=0;printf("=n");printf("=n");printf("Actual value or Proportion value?n");printf("1.Actual valuen")

24、;printf("2.Proportion valuen");printf("Which chioce? Please enter the chioce number.n");scanf("%d",&chioce);void TransformModulus()double pi,dr;/，弧度int i;/定義局部變量int s;/比例值pi=4*atan(1);/求dr=pi/180;/求弧度w1=w1*dr;ic=(int)(360/del);switch(chioce)case 1:   print

25、f("n         The Kinemate Parameters of Point 3n");   printf("No         DEL           S         

26、60;   V          An");   printf("           deg          mm           mm/s 

27、      mm/s/sn");   if (fp=fopen("result.txt","w")=NULL)       printf("Cannot open this file!n");    /exit(0);      fprintf(fp,"n      &

28、#160;  The Kinemate Parameters of Point 3n");   fprintf(fp,"No       DEL           S              V     &

29、#160;    An");   fprintf(fp,"         deg          mm            mm/s       mm/s/sn");

30、0;  for (i=0;i<=ic;i+)       t1=(double)(i)*del*dr;    bark(1,2,0,1,r12,0,0,t,w,e,p,vp,ap);/調(diào)用單桿構(gòu)件運(yùn)動分析子程序    rrpk(-1,2,4,3,2,3,4,r23,&r2,&vr2,&ar2,t,w,e,p,vp,ap);/調(diào)用RRP雙桿組運(yùn)動分析子程序    printf("n%2d %12.2f %12

31、.2f %12.2f% 12.2f",i+1,t1/dr,p31,vp31,ap31);    fprintf(fp,"n%2d %12.3f %12.3f %12.3f% 12.3f",i+1,t1/dr,p31,vp31,ap31);    if (i%6)=0) printf("n");      break;case 2:   printf("Input proportion modulus:");

32、   scanf("%d",&s);   printf("=n");   r12=r12*s;   r23=r23*s;   p32=p32*s;   printf("n         The Kinemate Parameters of Point 3n");   printf("No 

33、        DEL           S             V          An");   printf("    

34、60;      deg          mm           mm/s       mm/s/sn");   if (fp=fopen("result.txt","w")=NULL)    &

35、#160;  printf("Cannot open this file!n");    /exit(0);      fprintf(fp,"n         The Kinemate Parameters of Point 3n");   fprintf(fp,"No       DEL &#

36、160;         S              V          An");   fprintf(fp,"         deg          mm            mm/s       mm/s/sn");   for (i=0;i<=ic;i+)       t1=(double)(i)*del*dr;    bark(1,2,0,1,r12,0,0,