电子机械设计大作业

电子机械设计。

课程作业。—六槽槽轮机构的设计曲线。

小组成员：周芸洁（22011202）梁佳琪（22011210）

吴崇耀（22011215）胡方方（22011216）

付亚涛（22011228）

指导老师：贾方。

题目得分。1、设计背景。

槽轮机构又称马尔他机构，它是由槽轮、装有圆销的拨盘和机架组成的步进运动机构。槽轮机构结构简单，易加工，工作可靠，转角准确，机械效率高。但是其动程不可调节，转角不能太小，槽轮在起、停时的加速度大，有冲击，并随着转速的增加或槽轮槽数的减少而加剧，故不宜用于高速，多用来实现不需经常调节转位角度的转位运动。

槽轮机构有外啮合和内啮合两种形式。外啮合槽轮机构的槽轮和转臂转向相反，而内啮合则相同。单臂外啮合槽轮机构(见图)由带圆柱销的转臂、具有4条径向槽的槽轮和机架组成。

当连续转动的转臂上的圆柱销进入径向槽时，拨动槽轮转动；当圆柱销转出径向槽后，槽轮停止转动。转臂转一周，槽轮完成一次转停运动。为了保证槽轮停歇，可在转臂上固接一缺口圆盘，其圆周边与槽轮上的凹周边相配。

这样，既不影响转臂转动，又能锁住槽轮不动。为了使槽轮能完成周期性的转停运动，槽轮上的径向槽数不能少于3。为了避免冲击，圆柱销应切向进、出槽轮，即径向槽与转臂在此瞬间位置要互相垂直。

在满足不同间停的要求时，可采用多臂的和非对称槽的槽轮机构。槽轮机构一般应用在转速不高、要求间歇地转过一定角度的分度装置中，如转塔车床上的刀具转位机构。它还常在电影放映机中用以间歇移动胶片等。

2、设计思路

首先我们仔细分析了题目，确定了题目的设计思路，然后上网查了很多资料，有关于摆动滚子的运动规律，盘形凸轮的运动规律，然后怎么把两者很好的结合在一起，让其工作。

其次，我们参考了书本上的**，我们认为此结构和署上的例题不完全相同，所以我们重新定义了变量，在书上例题的基础之上对整体进行了设计。

图1-1 槽轮机构位置关系矢量图。

图（1-1）中为槽轮中心到拨杆中心的固定矢量，其模就是中心距；为已知的变动矢量，其模为拨销中心轨迹的半径r；变动的槽轮矢量可由三角形的矢量方程式求解，即。

用无因次时间t对式（1）依次求一次导和二次导，可得角速度和角加速度。

无因次时间t定义为瞬时时间与槽轮运动时间之比，亦即拨杆瞬时转角与工作角之比，即。

故。为使槽轮开始转动和结束转动的瞬时，其角速度为零，即无刚性冲击，拨销进入和退出槽轮时，拨杆轴线应与轮槽平分线相互垂直，如图（1-1）所示，故有。

式中——槽轮轮槽的分度角（rad）;

——槽轮的槽数。

当拨杆逆时针旋转时，取式中上面符号；反之，取下面符号。

当t=0时，即拨销进入轮槽时，拨杆和槽轮平分线的幅度和分别用和表示，则由图（1-1）中的位置关系得。

（拨杆逆时针旋转取“+”号，反之取“—”号）

至此，式（1）~式（3）中的已知量均已求出，故可用case1标准子程序由式（1）求解矢径的模和幅角；用case2标准子程序由式（2）求解和。求出、和，即可求出槽轮的无因次角位移s，无因次角速度v和无因次角加速度a，即。

由式（4）可知，槽轮的角速度和角加速度对不同的槽数z，有自己的固有规律。图（1-4）所示为不同槽轮的无因次角加速度变化曲线。

槽轮的实际角位移（）、实际角速度（）和实际角加速度（）为。

式中——拨杆的角速度（rad/s）。

原始数据：1）槽轮的槽数：

2）分度角：

3）中心距：

4）拔销中心轨迹半径：

5）拔杆的工作角：

6）拔杆销进入轮槽时的初始位置的幅角：

7）槽轮矢径初始位置的幅角：

8）拔杆转速：

三、组内分工。

整体思路：吴崇耀梁佳琪付亚涛。

**编写：付亚涛吴崇耀。

资料搜集：胡方方梁佳琪周芸洁。

图形绘制：胡方方付亚涛。

文档编写：梁佳琪周芸洁。

ppt制作：周芸洁。

4、**实现：

#include<>

double case1_thcout(double akb,double aka,double thb,double tha)

return atan2(akb*sin(thb)+aka*sin(tha),akb*cos(thb)+aka*cos(tha));

double case1_pcout(double akb,double aka,double thb,double tha)

double thcout;

thcout=atan2(akb*sin(thb)+aka*sin(tha),akb*cos(thb)+aka*cos(tha));

return akb*cos(thb-thcout)+aka*cos(tha-thcout);

double case2_albout(double aka,double thc,double thb,double tha)

return -aka*sin(tha-thc)/sin(thb-thc);

double case2_alcout(double aka,double thc,double thb,double tha)

return aka*sin(tha-thb)/sin(thc-thb);

void main(void)

int i,n=60,z=6;

double c1=108.0;

double b2,tau_h,v,a,s,t,p3,tau,tas,ak31,ak40;

double theta_40,theta_h,theta_2,theta_20,theta_3,theta_30,theta_31;

double d_ttb2,d_theta_p3,d_theta_dp3,d_theta_2,d_theta_b2,d_theta_3;

double d_d_p3,d_d_theta_3,d_d_theta_p3,d_p3,d_ttp3,pi=4.0*atan(1.0);

tau_h=2.0*pi/z;

b2=c1*sin(fabs(tau_h)/2.0);

theta_h=tau_h-pi;

theta_20=-tau_h/2+pi/2;

theta_30=pi-tau_h/2;

d_theta_2=theta_h;

d_theta_b2=d_theta_2*b2;

d_ttb2=d_theta_2*d_theta_2*b2;

printf("no. s v a tau");

printfn");

for(i=0;i<=n;i++)

t=i/(n*1.0);

theta_2=theta_20+theta_h*t;

theta_3=case1_thcout(b2,c1,theta_2,pi);

p3=case1_pcout(b2,c1,theta_2,pi);

if(theta_3>0)

tau=theta_3-theta_30;

elsetau=2*pi+theta_3-theta_30;

s=tau/tau_h;

tas=theta_3+1.5*pi;

d_theta_p3=case2_albout(d_theta_b2,theta_3,tas,theta_2+0.5*pi);

d_p3=case2_alcout(d_theta_b2,theta_3,tas,theta_2+0.5*pi);

d_theta_3=d_theta_p3/p3;

v=d_theta_3/tau_h;

d_ttp3=d_theta_3*d_theta_3*p3;

d_theta_dp3=d_theta_3*d_p3;

ak40=case1_pcout(d_ttp3,d_ttb2,theta_3,theta_2+pi);

theta_40=case1_thcout(d_ttp3,d_ttb2,theta_3,theta_2+pi);

ak31=case1_pcout(2*d_theta_dp3,ak40,tas,theta_40);

theta_31=case1_thcout(2*d_theta_dp3,ak40,tas,theta_40);

d_d_p3=case2_alcout(ak31,theta_3,tas,theta_31);

d_d_theta_p3=case2_albout(ak31,theta_3,tas,theta_31);

d_d_theta_3=d_d_theta_p3/p3;

a=d_d_theta_3/tau_h;

printf("%3d%10.5f%10.5f%10.5f%10.5f",i,s,v,a,tau);

if(fmod((i+1),5)<0.001)printf("");

printfn");

5、运行结果：

no. s v a tau

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