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1、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、 设计原理及方
2、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）。打开
3、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=13mm ,z
4、2=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，远休止角，回
5、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，否则重新设计。
6、 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 = 20
7、* 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) 2)
8、 / (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假设不满足
9、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 = d1
10、 - 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 * 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) -
