凸轮轮廓线的绘制(MATLAB).doc

Harbin Institute of Technology 课程名称： 精密机械学基础 设计题目： 直动从动件盘形凸轮的设计 院 系： 航天学院控制科学与工程系 班 级： 0904102班 设 计 者： 陈学坤 学 号： 1090410229 设计时间： 2011年10月 直动从动件盘形凸轮机构的计算机辅助设计说明：凸轮轮阔曲线的设计，一般可分为图解法和解析法，尽管应用图解法比较简便,能简单地绘制出各种平面凸轮的轮廓曲线，但由于作图误差比较大，故对一些精度要求高的凸轮已不能满足设计要求。此次应用MATLAB软件结合轮廓线方程用计算机辅助设计。首先，精确地计算出轮廓线上各点的坐标，然后运用MATLAB绘制比较精确的凸轮轮廓曲线以及其S-曲线、v-t曲线、a-t曲线。1凸轮轮廓方程(X,Y)：凸轮轮廓线上的任意一点的坐标。E：从动件的偏心距，OC。R：凸轮的基园半径，OA。J：凸轮的转角。S：S=f(J)为从动件的方程。So：。 H为从动件的最大位移（mm）。 J1、J2、J3、J4为从动件的四个转角的区域。 S1、S2、S3、S4为与J1、J2、J3、J4对应的从动件的运动规律。2实例R=40，E=10，H=50，J1=J2=J3=J4=900。3MATLAB程序设计用角度值计算，对于给定的J1、J2、J3、J4，把相应的公式代入其中，求出位移S和轮廓线上的各点的坐标X、Y，最终求出描述凸轮的数组：J=J1,J2,J3,J4; S=S1,S2,S3,S4; X=X1,X2,X3,X4; Y=Y1,Y2,Y3,Y4;用函数plot（X,Y）画出凸轮的轮廓曲线；用plot（J,S）函数位移S的曲线；对于速度曲线V-t和加速度曲线a-t，在算例中已假设凸轮匀速转动的角速度为1wad/s，所以同理可得：4程序运行结果图一：余弦速运动规律下的凸轮轮廓曲线图二：余弦加速作用下的S-曲线图三：余弦加速作用下的v-t曲线图四：余弦加速作用下的a-t曲线5附程序：function tulun R=40;E=10;H=50;J1=90;J2=90;J3=90;J4=90; S0=(R2-E2)(1/2);syms J S dJ dS d2J d2S J11=linspace(0,J1,500); S1=(H/2).*(1-cos(pi.*J11/J1); X1=E.*cos(J11.*pi/180)+(S0+S1).*sin(J11.*pi/180); Y1=(S0+S1).*cos(J11.*pi/180)-E.*sin(J11.*pi/180); J22=linspace(J1,J1+J2,300); S2=J22./J22.*H; X2=E.*cos(J22.*pi/180)+(S0+H).*sin(J22.*pi/180); Y2=(S0+H).*cos(J22.*pi/180)-E.*sin(J22.*pi/180); J33=linspace(J1+J2,J1+J2+J3,300); S3=H-(H/2).*(1-cos(pi*J33/J3); X3=E*cos(J33*pi/180)+(S0+S3).*sin(J33*pi/180); Y3=(S0+S3).*cos(J33*pi/180)-E*sin(J33*pi/180); J44=linspace(J1+J2+J3,J1+J2+J3+J4,300); X4=E.*cos(J44*pi/180)+S0*sin(J44*pi/180); Y4=S0.*cos(J44*pi/180)-E*sin(J44*pi/180); S4=J44./J44.*0; X=X1,X2,X3,X4; Y=Y1,Y2,Y3,Y4; figure(1); plot(X,Y); hold on; t=linspace(0,2*pi,500); x=R*cos(t); y=R*sin(t); plot(x,y); title(凸轮的轮廓曲线); axis(-90,90,-90,90); axis square; figure(2); plot(J11,S1); hold on; plot(J22,S2); plot(J33,S3); plot(J44,S4); ylabel(S)； xlabel(/rad)； title(S-曲线)； J=J11,J22,J33,J44; S=S1,S2,S3,S4; dS=diff(S)./diff(J); %通过对位移求导后可得速度。 dJ=J(1:end-1); d2S=diff(dS)./diff(dJ);%通过对速度求导后可得速度。 d2J=dJ(1:end-1); figure(3); plot(dJ,