机械原理大作业3凸轮结构设计说明

1、机械原理大作业（二）作业名称：机械原理设计题目：凸轮机构设计院系：机电工程学院班级：_设计者：学号：指导教师：丁刚明设计时间：工业大学机械设计1 设计题目如图所示直动从动件盘形凸轮机构，根据其原始参数设计该凸轮。E 2-1表凸轮机构原始参数表一：凸轮机构原始参数序-升程(min)升程运动 角3 )升程运动规律升程许用 压力角(9 )回程运动 角Q )回程运动 规律回程许用 压力角(9 )远休止角)近休止角Q )1280150正弦加速 度30100正弦加速 度6060502.凸轮推杆运动规律(1)推杆升程运动方程S=h 4/o_sin(2 n 4/O0)V=ho)i/Ool_cos(2 n 4/

2、O0)a=2 Ji h3 (sin(2 九 4/o)/式中：h=150, a0=5 n /6, 0i)/ej式中：h=150, a!=5n/9, 7/6-7n/63 运动线图及凸轮线图运动线图：用Mat lab编程所得源程序如下：t=0：pi/500：2*pi；wl=l；h=150；leng=length (t)；for m=l:leng；if t(m)=5*pi/6S(m) = h*(t (m)/(5*pi/6)-sin(2*pi*t (m)/ (5*pi/6)/ (2*pi): v(m)=h*wl*(lcos(2*pi*t(m)/(5*pi/6)/(5*pi/6)；a(m)=2*h*wl*

3、wl*sin(2*pi*t(m)/(5*pi/6)/(5*pi/6)*(5*pi/6)； %求退程位移，速度，加速度elseif t(m)=7*pi/6S(m) =h；v(m) =0；a(m) =0；%求远休止位移，速度，加速度elseif t(m)-s线图里再作斜直线与升程的ds/d0-s(0)曲 线相切并使与纵坐标夹角为升程许用压力角。,则线的右下方为选择凸轮 轴心的许用区。作斜直线0力与回程的曲线相切，并使与纵坐标夹角为回程的 许用压力角。,则ZTd线的左下方为选择凸轮轴心的许用区。考虑到升程开 始瞬时机构压力角也不超过许用值，自Z点作限制线与纵坐标夹角为升程 。,则两直线和耐组成的以下

4、区域为选取凸轮中心的许用区， 如选。点作为凸轮回转中心，在推程和回程的任意瞬时，凸轮机构压力角均不会 超过许用值，此时凸轮的基圆半径如二“偏距为0。若选在a点则为凸轮 最小基圆半径血in。%求(/(1 a -sS 线图vl=-v；plot(vl,S)；title (ds/dphi-S);hold on；grid on；%求Dtdt线for m=l:lengif vl (m)b(m)k=m；endendX3=-150：150；Y3=tan(120*pi/180)*X3+b(k)；plot(X3,Y3)；hold on%求Dtdt线for m=l：lengif vl (m)0b(m)=(S(m)-

5、tan(30*pi/I80)*v1(m)； else b(m)二0；endendn=l；for m=l：lengif b(n)b(m)n=m；endendX=-150：150；Y=tan(30*pi/180)*X+b(n)；plot(X,Y);hold on%sS轴z二-200：200；plot(0,z,r)；hold on%求BOdO线Z=-tan(120*pi/180)*X； plot(XFZ)； grid on；得最小基圆对应的坐标位置大约为（-40,-80）经计算取偏距e=40mm, r0二89. 4mni5.滚子半径及凸轮理论廓线和实际廓线为求滚子许用半径，须确定最小曲率半径，以防止

6、凸轮工作轮廓出现尖点或出现相交包络线，确定最小曲率半径数学模型如下:（厶/0）2+（小/莎严（dx! d（p）（d2 y /d（p2）-（dy / d（p）（d2x/d（p2）其中：dx / dtp = （ds / d（p）esin（p+（s0 + $） cos cpdy! d（p = （ds / d（p） _ e cos _ （几 + s） sin 0d2x/d（fT = 2（ds/d（p）一acos（p + （d2s/d（p2）-50 -5）sin cpd2y/ d（p2 = 一 2（$ / d（p）-esin（p + （d2s / dcp1） 一几 一 a cos cp 利用上式可求的最

7、小曲率半径，而后可确定实际廓线。理论廓线数学模型：X =Qq +）COS-S1 爭Y =（j0卄鲂血护.cos卩% = JOb -盘）凸轮实际廓线坐标方程式:= yrT其中为确定的滚子半径。根据上面公式，利用matlab编程求解，其代码如下:%求理论廓线%e=-40 基圆半径r0=89. 4r0=89. 4；S0=80；e=40；J0=atan(S0/e)；X=rO*cos(t)；Y=rO*sin(t)；Xl=e*cos(t)；Yl=e*sin(t)；X0= (SO+S). *sin(t)+e. *cos (t)；Y0= (SO+S) *cos(t)-e. *sin(t)；plot(X,Y,X

8、ltYl,X0,Y0)； v=;syms phi 1 phi2 phi3 phi4 phi5； s0=100；h=110；e=50；PI=3. 14159；PhiO=5*PI/6；Phis=7*PI/6；Phi01=31*PI/18；Phisl=2*PI；si = h*(ph i1/(5*p i/6)-sin(2*p i *ph i1)/(5*p i/6)/(2*p i)；Xl=(sO+sl). *cos(phil)-e*sin(phil)；Yl=(sO+sl). *sin(phi 1)+e*cos(phi 1)；XXl=diff(Xl,phil)；XXX匸diff(Xl,phil,2)；YY

9、l=diff(Yl,phil)；YYY匸diff(Yl,phil,2)；for phill=0：PI/180：Phi0；p=subs(abs(XXI” 2+YY12)1. 5/(XX1*YYY1-XXX1*YY1),phi1,phi11)； v=v,p；ends2=h；X2=(s0+s2). *cos(phi2)e*sin(phi2)；Y2=(s0+s2). *sin(phi2)+e*cos(phi2)；XX2二diff(X2,phi2)；XXX2=diff(X2,phi2,2)；YY2=diff(Y2,phi2)；YYY2=diff(Y2,phi2,2)；for phi22=Phi0：PI/

10、180：Phis；p二subs(abs(XX22+YY22)1.5/ (XX2*YYY2-XXX2*YY2),phi2,phi22)； v二v,p；endS(m)=h*(l-phi3/(5*p i/9)+s i n(2*p i *ph i 3/(5*pi/9)/(2*pi)；X3= (s0+s3). *cos(phi3)-e*sin(phi3)；Y3= (s0+s3). *sin(phi3)+e*cos(phi3)；XX3=diff(X3,phi3)；XXX3二diff(X3,phi3,2)；YY3=diff(Y3,phi3)；YYY3=diff(Y3,phi3,2)；for phi33=Ph

11、is：PI/180：Phi01；p=subs(abs(XX32+YY32)1. 5/(XX3*YYY3-XXX3*YY3),phi3,phi33)； v二v,p；ends4=0；X4=(s0+s4). *cos(phi4)e*sin(phi4)；Y4= (s0+s4). *sin(phi4)+e*cos(phi4)；XX4二diff(X4,phi4)；XXX4二diff(X4,phi4,2)；YY4二diff(Y4,phi4)；YYY4二diff(Y4,phi4,2)；for phi44=Phi01：PI/180：Phisl；p二subs(abs(XX42+YY42)-l. 5/(XX4*YYY4-XXX4*YY4),phi4,phi44)； v二v,p；endmin(v)得到：min (v)ans =89. 4即 289. 4根据要求：Rin=r取滚子半径为18可得所以可判断出(k) =89.4mm，现取rt=18mm,利用m