活塞式油泵机构的设计和运动分析5组.doc

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1、铭遇芬妒砧霖璃柴特答毒历荚崎利剁拽习锁嘛耳拦窑昭讶契沼幢砒擒峙胞肉锹忽堕岛食辕郴趣政拦兴众辱斤谊账砂磷锅弘无姻浩丫傍拢屏盈哭蝗两吏菏镊靴稀挖冒铅降寓绪锦咏患坟娠教裹娠喻命凳基忆评姬娜梦颇糯稍页况海咱姥烬硼萧鳃琳宛徽谨卒拦会圾殆材暑轩造脱虞锑呜围孝皂橇舶赴篙粟惋卸慧坞胀许崩卞免盏椽案锌屋顽仟谢则乙辑迹呈卒间赐室涛密兄聋耀脖凿拌啦欲快冤白亥哎鸥偿坷匣奔戳怀嘱呕握鉴肉调瞧雀寄朱庆绸竭汁地谣你传秉凰唾逝酝闻熟揍客劝锈诈潜稀雪框盒咐承颤躲振宰吕拳胜雏焕贝易休蓬掺窗禽婶凛矮惟发烫裤谅暇阁剪赏缎东希陆忘拈壬詹蛆梆衣癸夸踌活塞式油泵机构的设计和运动分析题目及原始数据 题目：活塞式油泵机构的设计和运动分析画图

2、机构示意图： 机构说明：该机构由齿轮1动齿轮2，在齿轮2上固连有凸轮，推动从动杆抽油运动。 原始数据：方案号一齿轮1转速n1 r/min300齿数z1帚芥国眯州集徘倘高吐荆幻异软壕抬赞饯设胚质郭沈凰深射足流傈邮洁管苑刽侧鲜掸励新威寞妒恕潮溉冗萤蓟坟捌汕葵背泅叫处贵粘撵主顶瘦铂痞维偷嚼京纬牢辣唁颊窿冬闻嫂棺顽增梢兜析条酿两客凝跟较酥攒铰歉酬劲幌阴佰制岩镁送庄歉倦狼抚纫仪纪墟蒙磅荣重柞拾池阵救署乐润浑幌驮猜湾泄篓琵婚咸庭郑渠滨漾谨挟阮酵阉揖谅吾阑舆栖委捣懈澡谋砰旷辆落薯樟巧融呼歧卑裤颠澳皑农这线烛公携版松柒纱祝风得酷伍缉套吼眶戍膳商镇掇颁淳戊逞映魄换赐绣律埋编贬期垮泻稿胜数锦苗粘椒事罕蚀厘矾松户雇

3、蛋炕刚颧蓄吭珍责届按酱迟椅乓痉毯盛汝啸豹痛绢序咸癸惩堡跌抽龄癌活塞式油泵机构的设计和运动分析5组讨传遇喘苯西颅压晓拴挥抖岗余摔瓤侈撵蹄煮将嘘汰恰搭浊镑邪吏踊笔笼怂徐桑浓表捅兔农斌企辈话依款嗅阴薯垂缄卡击来奋隶眷函艺障缔占慑毫诛闽汉细梦黔惟状恿隆菱鲍淤崔雪琳失毫狄熄薄逝猪挺叔考焊怨信鞭冬榔堡勉演趁婆浊陛掸鹰转水计二喷铆增枪谨舰福桑万煌贡裹汐到条通硼戳由搂验嫉婉邀逻郎脆温难眷匣剖犯履越稻看伤尧棍话绚媒烛宠衙策徽蛤蔽克脖农宾苯梦皇内卵阵悔化玛瑰渊埂足硼催那亥嘘毫耻夺粹瞻逢饿嚏丫做参囊脏秒耙雀涎荧速品仔岔歧舜骤弃瘪屉颜臀方似迄宗必卜舞仔棱织谆逊诌各些画舀侧燕黑韦仿叹坊冶凯侵敏滤留艇养槛距叹隋亮历次呸瞒

4、槽坍沤前活塞式油泵机构的设计和运动分析1、 题目及原始数据 题目：活塞式油泵机构的设计和运动分析画图 机构示意图： 机构说明：该机构由齿轮1动齿轮2，在齿轮2上固连有凸轮，推动从动杆抽油运动。 原始数据：方案号一齿轮1转速n1 r/min300齿数z113齿数z240模数m mm2.5中心距a mm68凸轮基圆rb mm60滚子半径rT mm15偏距e mm15从动件位移H mm100推程角0120远休止角s60回程角0120近休止角s60许用压力角30许用压力角75 齿轮参数:压力角=20，齿顶高系数ha*=1，径向间隙系数c*=0.25，从动杆运动规律，推程和回程均为余弦运动。 2、 设计

5、原理及方法 2.1渐开线圆柱齿轮机构的设计原理及方法：（1） 按给定的实际中心距a计算啮合角 (2) 计算两轮变位系数和，并作适当分配 变位系数按传动要求分配，保证不发生根切且小齿轮的变位系数大于大齿轮的变位系数。齿轮不发生根切的最小变位系数为 （3）按表2-1的公式计算两轮的几何尺寸 （4）校验重合度和正变位齿轮的齿顶圆厚度。一般要求 表2-1齿轮设计计算公式名称符号标准齿轮传动高度变位齿轮传动正传动和负传动分度圆直径啮合角中心距节圆直径中心距变动系数齿高变动系数齿顶高齿根高齿全高齿顶圆直径齿根圆直径重合度分度圆齿厚齿顶厚 编写好齿轮机构设计的计算机程序（利用VB、VC或MATLAB语言编程

6、）。打开计算机，输入编写好的程序；调试程序，输入已知数据；输出齿轮几何尺寸计算结果。2.2凸轮机构的设计原理和方法： （1）从动件运动规律方程：余弦加速度规律 推程运动方程： 回程运动方程： (2)凸轮轮廓设计：凸轮轮廓的方程为 理论轮廓方程： 式中为偏距； 实际轮廓方程： 实验前编写好凸轮轮廓设计的计算机程序（利用VB、VC或MATLAB语言编程）。 打开计算机，输入编写好的程序；调试程序，输入已知数据；按凸轮转角从0到360之间每隔510输出一组轮廓曲线坐标。 3、 设计计算 齿轮机构的设计计算： （1）已知条件：齿轮1的转速n1=300 rad/min ;l两齿轮的齿数分别为z1=13m

7、m ,z2=40mm ;模数m=2.5;中心距a=68mm 。 （2）求理论中心距： （3）求啮合角： （4）确定变位系数之和： 得 （5）计算每个齿轮的最小变位系数： （6）确定每个齿轮的变位系数： 取 即为正传动 （7）求中心距变动系数： （8）求齿高变动系数： （9）按变位齿轮计算公式求出相关参数: 齿顶高： 齿根高： 校核小齿轮的齿厚，必须是： 否则要重选变 位系数。 满足要求。 (10) 计算齿轮啮合的重合度： 满足要求。凸轮机构的设计计算： （1）已知条件 ：凸轮的基圆半径rb=60mm，滚子半径rT=15mm，偏距e=15mm,凸轮以等角速度转动n=300r/min，推程角，远休

8、止角，回程角，近休止角，从动件运动规律推程和回程都是简谐运动，推程H=10mm，许用压力角:推程；回程 （2）运动分析： （a)推程：根据余弦运动规律 (b)回程：根据课本公式 （3）根据运动分析得出关于的表达式，通过循环。每隔510度，计算出的具体数值，制成表格，绘制的曲线 。 （4）凸轮的轮廓设计：用解析法 (a)求出理论轮廓坐标方程 注意其中： (b)求出实际轮廓坐标方程 注意其中的符号。 (c)根据计算出的轮廓坐标方程，通过循环，每隔510度， 计算出轮廓坐标的具体数值，制成表，并绘制理论轮廓曲和 实际轮廓曲线。 （5）凸轮的压力角校核： （a)凸轮的推程压力角，根据 应该满足，否则重

9、新设计。 其中： （b）凸轮的回程压力角，根据公式也应满足， 否则要重新设计。 （6）用图解法（反转法）作出凸轮的理论轮廓曲线和实际轮廓曲线的几个特殊点（比如起始点、远休止点、30度）。 3.1程序的算法流程图：凸轮机构算法流程图开始输入已知数据 计算 Y N Y N Y ？计算压力角计算s、S=0,v=0,a=0 N N计算x,y,x,y Y输出图形和数据 Y N结束 3.2程序清单及程序中符号的含义： 齿轮机构：Private Sub Command1_Click()定义常量Const pi As Single = 3.1415926ha = 1 齿顶高系数c = 0.25 顶隙系数b =

10、 20 * pi / 180 分度圆压力角计算程序z1 = Val(Text1.Text) 齿轮1的齿数z2 = Val(Text2.Text) 齿轮2的齿数a1 = Val(Text3.Text) 实际中心距m = Val(Text4.Text) 模数d1 = m * z1 齿轮1分度圆直径d2 = m * z2 齿轮2分度圆直径r1 = d1 / 2 齿轮1分度圆半径r2 = d2 / 2 齿轮2分度圆半径db1 = m * z1 * Cos(b)db2 = m * z2 * Cos(b)a = (d1 + d2) / 2 标准中心距t = Sqr(1 - (Cos(b) * a / a1

11、) 2) / (Cos(b) * a / a1)b1 = Atn(t) 啮合角xmin1 = ha * (17 - z1) / 17 齿轮1的最小变位系数xmin2 = ha * (17 - z2) / 17 齿轮2的最小变位系数x = (z1 + z2) * (Tan(b1) - b1 - (Tan(b) - b) / (2 * Tan(b) 变位系数判断传动类型 If x 0 Then Picture1.Print 齿轮正传动, x=; x Else If x = xmin2 ThenPicture1.Print x1假设满足条件，x2也满足条件ElsePicture1.Print x1假

12、设不满足条件End Ify = (a1 - a) / m 中心距变动系数dy = X1 + X2 - y 齿高变动系数ha1 = (ha + X1 - dy) * m 齿轮1的齿顶高ha2 = (ha + X2 - dy) * m 齿轮2的齿顶高hf1 = (ha + c - X1) * m 齿轮1的齿根高hf2 = (ha + c - X2) * m 齿轮2的齿根高h = (2 * ha + c - dy) * m 全齿高da1 = d1 + 2 * ha1 齿轮1的齿顶圆直径da2 = d2 + 2 * ha2 齿轮2的齿顶圆直径ra1 = da1 / 2ra2 = da2 / 2df1

13、= d1 - 2 * hf1 齿轮1的齿根圆直径df2 = d2 - 2 * hf2 齿轮2的齿根圆直径rb1 = m * z1 * Cos(b) / 2 齿轮1的基圆直径rb2 = m * z2 * Cos(b) / 2 齿轮2的基圆直径c1 = Atn(Sqr(ra1 2 - rb1 2) / rb1) 齿轮1的齿顶圆压力角c2 = Atn(Sqr(ra2 2 - rb2 2) / rb2) 齿轮2的齿顶圆压力角ea = (z1 * (Tan(c1) - Tan(b1) + z2 * (Tan(c2) - Tan(b1) / (2 * pi)s1 = pi * m / 2 + 2 * pi

14、 * m * X1 * Tan(b) 齿轮1的分度圆齿厚s2 = pi * m / 2 + 2 * pi * m * X2 * Tan(b) 齿轮2的分度圆齿厚sa1 = s1 * r1 / ra1 - 2 * ra1 * Tan(Tan(c1) - c1 - (Tan(b) - b) 小齿轮1齿顶厚sa2 = s2 * r2 / ra2 - 2 * ra2 * Tan(Tan(c2) - c2 - (Tan(b) - b) 大齿轮2齿顶厚Picture1.Print 齿数; z1=; z1; z2=; z2, 变位系数; x1=; Int(X1 * 1000) / 1000; x2=; In

15、t(X2 * 1000) / 1000 重合度 Picture1.Print 模数m=; m, 分度圆直径; d1=; d1; d2=; d2,Picture1.Print 啮合角b1=; Int(b1 * 180 / pi * 1000) / 1000,Picture1.Print 基圆直径; db1=; Int(db1 * 1000) / 1000; db2=; Int(db2 * 1000) / 1000Picture1.Print 齿根圆直径; df1=; Int(df1 * 1000) / 1000; df2=; Int(df2 * 1000) / 1000; ; sa1=; Int

16、(sa1 * 1000) / 1000; sa2=; Int(sa2 * 1000) / 1000; Picture1.PrintPicture1.Print 中心距a=; a1, 齿顶圆直径da1=; Int(da1 * 1000) / 1000; da2=; Int(da2 * 1000) / 1000; da1=; Int(da1 * 1000) / 1000; da2=; Int(da2 * 1000) / 1000;Picture1.Print判断重合度ea是否符合条件If ea = 1.1 Then Picture1.Print 重合度ea满足要求ea=; Int(ea * 100

17、0) / 1000Else Picture1.Print 重合度ea不满足要求ea=; Int(ea * 1000) / 1000End If 判断小齿轮1的齿厚是否满足条件 If sa1 = 0.25* m ThenPicture1.Print 小齿轮1齿顶厚满足要求; sa1=; Int(sa1 * 1000) / 1000; sa2=; Int(sa2 * 1000) / 1000ElsePicture1.Print 小齿轮1齿顶厚不满足要求; sa1=; Int(sa1 * 1000) / 1000; sa2=; Int(sa2 * 1000) / 1000 End If Pictur

18、e1.Print 中心距变动系数y=; Int(y * 1000) / 1000, 齿高变动系数dy=; Int(dy * 1000) / 1000End SubPrivate Sub Command2_Click()Picture1.ClsEnd Sub 凸轮机构：Public tj As Single 定义全局变量Private Sub Command2_Click()符号定义及常量声明Dim e As Single 定义e为偏距Dim rb As Single 定义rb为基圆半径Dim rr As Single 定义rr为滚子半径Dim h As Single 定义h为从动件位移Dim

19、tcj As Single 定义tcj为推程角Dim jxj As Single 定义jxj为近休止角Dim yxj As Single 定义yxj为远休止角Dim hcj As Single 定义hcj为回程角Dim s As Single 定义s为位移符号Const pi = 3.1415926e = Val(Text1.Text) 输入偏距erb = Val(Text2.Text) 输入基圆半径rbrr = Val(Text3.Text) 输入滚子半径rrh = Val(Text4.Text) 输入从动件位移hn1 = Val(Text5.Text) 输入齿轮1的转速n1z1 = Val

20、(Text6.Text) 齿轮1的齿数z1z2 = Val(Text7.Text) 齿轮2的齿数z2w = 2 * pi * n1 * z1 / z2 输入凸轮的转速rad/stcj = pi / 180 * Val(Text8.Text) 转换成弧度制的推程角jxj = pi / 180 * Val(Text9.Text) 转换成弧度制的远休止角hcj = pi / 180 * Val(Text10.Text) 转换成弧度制的近休止角yxj = pi / 180 * Val(Text11.Text) 转换成弧度制的回程角amax = 0 假设最大压力角的正切值为0s0 = Sqr(rb 2

21、- e 2)Form1.Picture1.Circle (1500, 3500), 10 * rb, RGB(120, 0, 0) 画基圆For tj = 0 To 2 * pi Step 0.0872222 利用For循环语句If tj tcj Then s = h / 2 * (1 - Cos(pi * tj / tcj) 假设推程采用余弦加速度运动规律 x = (s0 + s) * Sin(tj) + e * Cos(tj) 坐标方程 y = (s0 + s) * Cos(tj) - e * Sin(tj) 坐标方程 v = pi * h * w / (2 * tcj) * Sin(pi

22、 * tj / tcj) 推程运动的速度 dA = pi 2 * h * w 2 / (2 * tcj 2) * Cos(pi * tj / tcj) 推程运动的加速度 Picture1.PSet (10 * x + 1500, -10 * y + 3500), RGB(255, 0, 0) Picture1.PSet (500 * tj + 3000, -10 * s + 2000), RGB(150, 0, 0) Picture1.PSet (500 * tj + 3000, -v / 100 + 2000), RGB(255, 0, 0) Picture1.PSet (500 * tj

23、+ 3000, -dA / 100000 + 2000), RGB(0, 0, 0) Q = (pi * h) / (2 * tcj) * Sin(pi / tcj * tj) ds/dtjA = s0 * Cos(tj) + Q * Sin(tj) + s * Cos(tj) - e * Sin(tj) dx/dtjB = -s0 * Sin(tj) + Q * Cos(tj) - s * Sin(tj) - e * Cos(tj) dy/dtjX1 = x + rr * B / Sqr(A 2 + B 2)Y1 = y - rr * A / Sqr(A 2 + B 2)利用条件语句找出最大

24、压力角If amax Abs(Q - e) / (s + s0) Then amax = Abs(Q - e) / (s + s0) Else amax = amax End IfPicture1.PSet (10 * X1 + 1500, -10 * Y1 + 3500), RGB(0, 0, 0) 到图片框中描点绘制轮廓曲线ElseIf tj (tcj + yxj) Then s = h Q = 0 x = (s0 + s) * Sin(tj) + e * Cos(tj) y = (s0 + s) * Cos(tj) - e * Sin(tj) v = 0 dA = 0 Picture1.

25、PSet (10 * x + 1500, -10 * y + 3500), RGB(255, 0, 0) Picture1.PSet (500 * tj + 3000, -10 * s + 2000), RGB(150, 0, 0) Picture1.PSet (500 * tj + 3000, -v / 100 + 2000), RGB(255, 0, 0) Picture1.PSet (500 * tj + 3000, -dA / 100000 + 2000), RGB(0, 0, 0) A = (s0 + s) * Cos(tj) - e * Cos(tj) B = -(s0 + s)

26、* Sin(tj) - e * Cos(tj) X1 = x + rr * B / Sqr(A 2 + B 2) Y1 = y - rr * A / Sqr(A 2 + B 2) If amax Abs(Q - e) / (s + s0) Then amax = Abs(Q - e) / (s + s0) Else amax = amax End If Picture1.PSet (10 * X1 + 1500, -10 * Y1 + 3500), RGB(0, 0, 0)ElseIf tj (tcj + yxj + hcj) Then s = h / 2 * (1 + Cos(pi / hc

27、j * (tj - tcj - yxj) Q = -(pi * h) / (2 * hcj) * Sin(pi / hcj * (tj - tcj - yxj) x = (s0 + s) * Sin(tj) + e * Cos(tj) y = (s0 + s) * Cos(tj) - e * Sin(tj) v = -pi * h * w / (2 * hcj) * Sin(pi * (tj - tcj - yxj) / hcj) dA = -pi 2 * h * w 2 / (2 * hcj 2) * Cos(pi * (tj - tcj - yxj) / hcj) Picture1.PSe

28、t (10 * x + 1500, -10 * y + 3500), RGB(255, 0, 0) Picture1.PSet (500 * tj + 3000, -10 * s + 2000), RGB(150, 0, 0) Picture1.PSet (500 * tj + 3000, -v / 100 + 2000), RGB(255, 0, 0) Picture1.PSet (500 * tj + 3000, -dA / 100000 + 2000), RGB(0, 0, 0) A = s0 * Cos(tj) + Q * Sin(tj) + s * Cos(tj) - e * Sin

29、(tj) B = -s0 * Sin(tj) + Q * Cos(tj) - s * Sin(tj) - e * Cos(tj) X1 = x + rr * B / Sqr(A 2 + B 2) Y1 = y - rr * A / Sqr(A 2 + B 2)If amax Abs(Q - e) / (s + s0) Then amax = Abs(Q - e) / (s + s0) Else amax = amax End IfPicture1.PSet (10 * X1 + 1500, -10 * Y1 + 3500), RGB(0, 0, 0)Else s = 0 Q = 0 x = (

30、s0 + s) * Sin(tj) + e * Cos(tj) y = (s0 + s) * Cos(tj) - e * Sin(tj) v = 0 dA = 0 Picture1.PSet (10 * x + 1500, -10 * y + 3500), RGB(255, 0, 0) Picture1.PSet (500 * tj + 3000, -10 * s + 2000), RGB(150, 0, 0) Picture1.PSet (500 * tj + 3000, -v / 100 + 2000), RGB(255, 0, 0) Picture1.PSet (500 * tj + 3

31、000, -dA / 100000 + 2000), RGB(0, 0, 0) A = s0 * Cos(tj) - e * Sin(tj) B = -s0 * Sin(tj) - e * Cos(tj) X1 = x + rr * B / Sqr(A 2 + B 2) Y1 = y - rr * A / Sqr(A 2 + B 2) If amax Tan(pi * Val(Text12.Text) / 180) And amax Tan(pi * Val(Text13.Text) / 180) ThenText14.Text = 满足压力角条件且最大压力角为 & Int(100 * Atn

32、(amax) / pi * 180) / 100 & ElseText14.Text = 不满足压力角条件且最大压力角为 & Int(100 * Atn(amax) / pi * 180) / 100 & End IfCommand2.Enabled = FalseEnd SubPrivate Sub Command1_Click()坐标系1Picture1.Line (2500, 2000)-(6500, 2000)Picture1.Line (6500, 2000)-(6300, 1900)Picture1.Line (6500, 2000)-(6300, 2100)Picture1.Li

33、ne (3000, 3200)-(3000, 100)Picture1.Line (3000, 100)-(2900, 300)Picture1.Line (3000, 100)-(3100, 300)坐标系2Picture1.Line (100, 3500)-(4000, 3500)Picture1.Line (4000, 3500)-(3800, 3400)Picture1.Line (4000, 3500)-(3800, 3600)Picture1.Line (1500, 1500)-(1500, 6000)Picture1.Line (1500, 1500)-(1400, 1700)P

34、icture1.Line (1500, 1500)-(1600, 1700)Command2.Enabled = TrueCommand1.Enabled = FalseEnd SubPrivate Sub Command3_Click()清屏Picture1.ClsText14.Text = Command1.Enabled = TrueEnd SubPrivate Sub Command5_Click()tj = 0Form1.HideForm2.ShowTimer1.Enabled = TrueEnd SubPrivate Sub Command4_Click()Unload MeEnd

35、 Sub 3.4计算结果列表： 齿轮机构计算结果理论中心距最小变位系数齿顶高齿根高齿轮正传动X=0.764150686866238变位系数X1=0,335 ；X2=0.428分度圆直径齿根圆直径基圆直径齿顶圆直径啮合角重合度中心距变动系数齿高变动系数齿厚 凸轮机构的计算结果推程阶段00033.75450.42785.362333.4652101.703710.632832.6039153.806015.721431.1846206.698720.54129.23182510.332325.009126.77883014.644729.049423.86773519.561932.592520.

36、54814025.000035.578116.87704530.865837.954812.91715037.059039.68228.73625543.473740.73054.40586050.000041.082006556.526340.7305-4.40587062.941039.6822-8.73627569.134237.9548-12.91718075.000035.5781-16.87708580.438132.5925-20.54819085.355329.0494-23.86779589.667725.0091-26.778810093.301320.5410-29.23

37、1810596.194015.7214-31.184611098.296310.6328-32.603911599.57225.3623-33.46521201000-33.754回程阶段1801000-33.75418599.5722-5.3623-33.465219098.2963-10.6328-32.603919596.1940-15.7214-31.184620093.3013-20.541-29.231820589.6677-25.0091-26.778821085.3553-29.0494-23.867721580.4381-32.5925-20.548122075.0000-3

38、5.5781-16.877022569.1342-37.9548-12.917123062.9410-39.6822-8.736223556.5263-40.7305-4.405824050.0000-41.0820024543.4737-40.73054.405825037.0590-39.68228.736225530.8658-37.954812.917126025.0000-35.578116.877026519.5619-32.592520.548127014.6447-29.049423.867727510.3323-25.009126.77882806.6987-20.541029.23182853.8060-15.721431.18462901.7037-10.632832.60392950.4278-5.362333.46523000033.754 其中在远休止角是s保持100mm不变，在近休止角时s保持0mm不变。 3.5图解法计算结果： 画图； 3.6解析法与图解法的结果比较： 图解法是有一定的误差的，没有解析法那么的精确，通过两者之间的比较，发现两者的计算结果的差异，在所能承受的误差范围内，两者的结果基本符合，这也说明机构的设计是成