哈工大机械原理大作业2凸轮设计21号

1、机械原理大作业二题 目： 凸轮机构设计 院 系： 班 级： 姓 名： 学 号： 1、设计题目(序号21)如图所示直动从动件盘形凸轮机构，原始参数见下表，据此设计该凸轮机构。升程（mm）升程运动角（）升程运动规律升程许用压力角（）回程运动角（）回程运动规律回程许用压力角（）远休止角（）近休止角（）1101503-4-5多项式401003-4-5多项式6045652、推杆升程、回程运动方程对于不同运动规律的凸轮结构，其上升与下降的方式不一，但遵循同样的运动顺序：上升、远休止点恒定，下降、近休止点恒定。因此，在设计时，仅需确定这四个阶段的角度与位置即可。（1） 推杆升程运动方程 式中（2） 推杆远休

2、程运动方程在远休程段，即时，s=110mm,v=0,a=0。（3） 推杆回程运动方程 式中（4） 推杆近休程运动方程在远休程段，即时，s=0，v=O,a=0。3、推杆位移、速度、加速度线图(为方便作图和坐标的度量，取,用Matlab作图)（1） 推杆位移线图程序代码：x1=linspace(0,5*pi/6,1000);x2=linspace(5*pi/6,13*pi/12,1000);x3=linspace(13*pi/12,58*pi/36,1000);x4=linspace(58*pi/36,2*pi,1000);T1=x1/(5*pi/6);T2=(x3-13*pi/12)/(5*pi

3、/9);s1=110*(10*T1.3-15*T1.4+6*T1.5);s2=110;s3=110*(1-(10*T2.3-15*T2.4+6*T2.5);s4=0;plot(x1,s1,k,x2,s2,k,x3,s3,k,x4,s4,k) xlabel(角度/rad);ylabel(位移s/mm);title(推杆位移线图);Grid（2） 推杆速度线图程序代码：w=1x1=linspace(0,5*pi/6,1000);x2=linspace(5*pi/6,13*pi/12,1000);x3=linspace(13*pi/12,58*pi/36,1000);x4=linspace(58*p

4、i/36,2*pi,1000);T1=x1/(5*pi/6);T2=(x3-13*pi/12)/(5*pi/9);v1=30*110*1*T1.2.*(1-2*T1+T1.2)/(5*pi/6);v2=0;v3=-30*110*1*T2.2.*(1-2*T2+T2.2)/(5*pi/9);v4=0;plot(x1,v1,k,x2,v2,k,x3,v3,k,x4,v4,k)xlabel(角度/rad);ylabel(速度v/(mm/s)title(推杆速度线图)grid（3） 推杆加速度线图程序代码：x1=linspace(0,5*pi/6,1000);x2=linspace(5*pi/6,13

5、*pi/12,1000);x3=linspace(13*pi/12,58*pi/36,1000);x4=linspace(58*pi/36,2*pi,1000);T1=x1/(5*pi/6);T2=(x3-13*pi/12)/(5*pi/9);a1=60*110*1*1*T1.*(1-3*T1+2*T1.2)/(5*pi/6)2);a2=0;a3=-60*110*1*1*T2.*(1-3*T2+2*T2.2)/(5*pi/9)2);a4=0;plot(x1,a1,k,x2,a2,k,x3,a3,k,x4,a4,k)xlabel(角度/rad);ylabel(加速度a/ )title(推杆加速度

6、线图)grid4、凸轮机构的线图程序：x1=linspace(0,5*pi/6,1000);x2=linspace(5*pi/6,13*pi/12,1000);x3=linspace(13*pi/12,58*pi/36,1000);x4=linspace(58*pi/36,2*pi,1000);T1=x1/(5*pi/6);T2=(x3-13*pi/12)/(5*pi/9);s1=110*(10*T1.3-15*T1.4+6*T1.5);s2=110;s3=110*(1-(10*T2.3-15*T2.4+6*T2.5);s4=0;v1=30*110*1*T1.2.*(1-2*T1+T1.2)/

7、(5*pi/6);v2=0;v3=-30*110*1*T2.2.*(1-2*T2+T2.2)/(5*pi/9);v4=0;plot(v1,s1,r,v2,s2,r,v3,s3,r,v4,s4,r)xlabel(ds/d);ylabel(位移s/mm)title(ds/ds曲线)grid5、凸轮的基圆半径和偏距以凸轮机构的ds/d-s线图为基础，可分别作出三条限制线（推程许用压力角的切界线,回程许用压力角的限制线，起始点压力角许用线)，以这三条线可确定最小基圆半径及所对应的偏距e,在其下方选择一合适点，即可满足压力角的限制条件。偏距e=90mm，s0=120mm; 基圆半径为r0=150mm。%

8、/线图，确定e，s0;A=0:(pi/1000):(5*pi/6);B=(5*pi/6):(pi/1000):(13*pi/12);C=(13*pi/12):(pi/1000):(59*pi/36);D=(59*pi/36):(pi/1000):(2*pi);T1=A/(5*pi/6);s1=110*(10*T1.3-15*T1.4+6*T1.5);ns1=110*(10*3*T1.2-15*4*T1.3+6*5*T1.4)*6/(5*pi);s2=110;ns2=0;T2=(C-13*pi/12)/(5*pi/9);s3=110*(1-(10*T2.3-15*T2.4+6*T2.5);ns3

9、=-110*(10*3*T2.2-15*4*T2.3+6*5*T2.4)*9/(5*pi);m=(59*pi/36):(pi/1000):(2*pi);s4=0;ns4=0;x1=0:pi/36000:2*pi/3;s1n=110*(10*T1.3-15*T1.4+6*T1.5);v1=110*(10*3*T1.2-15*4*T1.3+6*5*T1.4)*6/(5*pi);m1=diff(s1n);% 求切线1n1=diff(v1);q=m1./n1;for i=1:length(q); if abs(q(i)+tan(-50*pi/180)0.01; break endendi;b11=s1

10、n(i)-q(i)*v1(i) ;x1=-300:200;y01=q(i)*x1+b11;%切线1k1=q(i);plot(x1,y01);x3=(13*pi/12):(pi/36000):(57*pi/36);s3n=110*(1-(10*T2.3-15*T2.4+6*T2.5);v3=-110*(10*3*T2.2-15*4*T2.3+6*5*T2.4)*9/(5*pi);m3=diff(s3n);n3=diff(v3);p=m3./n3;for o=1:length(p); if abs(p(o)-tan(-30*pi/180)0)结果为曲率半径为35.5686mm，即最小曲率半径为35

11、.5686mm；则滚子半径可以取r17.8mm。8、绘制凸轮实际廓线s0=80; e=20; rr=16;x=0:(pi/100):(5*pi/6);y=(5*pi/6):(pi/100):(13*pi/12); z=(13*pi/12):(pi/100):(59*pi/36); u=(59*pi/36):(pi/100):(2*pi);v=(0):(pi/1000):(2*pi);w=(0):(pi/1000):(2*pi);T1=x./(5*pi/6);T2=(z-13*pi/12)/(5*pi/9);s1=110*(10*T1.3-15*T1.4+6*T1.5);s2=110;s3=11

12、0*(1-(10*T2.3-15*T2.4+6*T2.5);s4=0;x1=(s0+s1).*cos(x)-e*sin(x); x2=(s0+s2).*cos(y)-e*sin(y); x3=(s0+s3).*cos(z)-e*sin(z); x4=(s0+s4).*cos(u)-e*sin(u); x5=66.46211*cos(v);x6=82.46211*cos(w);y1=(s0+s1).*sin(x)+e*cos(x);y2=(s0+s2).*sin(y)+e*cos(y); y3=(s0+s3).*sin(z)+e*cos(z);y4=(s0+s4).*sin(u)+e*cos(u

13、);y5=66.46211*sin(v);y6=82.46211*sin(w);dx1dx=-20*cos(x)-sin(x).*(80+110*(10*T1.3-15*T1.4+6*T1.5)+110*6/(5*pi)*cos(x).*(30*T1.2-60*T1.3+30*(x./(5*pi/6).4); dy1dx=-20*sin(x)+cos(x).*(80+110*(10*T1.3-15*T1.4+6*T1.5)+110*6/(5*pi)*sin(x).*(30*T1.2-60*T1.3+30*(x./(5*pi/6).4); dx2dy=-190*sin(y)-20*cos(y);

14、dy2dy=190*cos(y)-20*sin(y); dx3dz=-20*cos(z)-sin(z).*(80+110*(1-(10*T2.3-15*T2.4+6*T2.5)+9/(5*pi)*(-110)*cos(z).*(30*T2.2-60*T2.3+30*T2.4);dy3dz=-20*sin(z)+cos(z).*(80+110*(1-(10*T2.3-15*T2.4+6*T2.5)+9/(5*pi)*(-110)*sin(z).*(30*T2.2-60*T2.3+30*T2.4); dx4du=-80*sin(u)-20*cos(u); dy4du=80*cos(u)-20*sin(u);Xn1=x1-rr*(dy1dx)./a1; Yn1=y1+rr*(dx1dx)./a1;Xn2=x2-rr*(dy2dy)./a2; Yn2=y2+rr*(dx2dy)./a2; Xn3=x3-rr*(dy3dz)./a3; Yn3=y3+rr*(dx3dz)./a3;Xn4=x4-rr*(dy4du)./a4; Yn4=y4+rr*(dx4du)./a4;a1=sqrt(dx1dx.2+