哈工大机械原理直动从动件盘形凸轮机构设计

1、直动从动件盘形凸轮机构设计1、 设计题目行程（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2560多项式3-4-53580余弦加速度701001202、 凸轮推杆升程、回程运动方程（设）1、 凸轮推杆升程运动方程（0）升程采用多项式3-4-5，将已知条件代入3-4-5多项式，即将，代入，得：；。2、 凸轮推杆推程远休止角运动方程（）；。3、 凸轮推杆回程运动方程（）回程采用余弦加速度，将，代入，得：；。4、 凸轮推杆回程近休止角运动方程（）；。三、凸轮推杆位移、速度、加速度曲线图1、 位移曲线图Matlab程序：x=0:0.001:(pi

2、/3);s1=25*(10*(3*x/pi).3-15*(3*x/pi).4+6*(3*x/pi).5);y1=(pi/3):0.001:(pi*8/9);s2=25*ones(size(y1);z=(pi*8/9):0.001:(4*pi/3);s3=12.5*(1+cos(pi*(z-pi*8/9)/(4*pi/9);m=(4*pi/3):0.001:(2*pi);s4=0*ones(size(m);plot(x,s1,'black',y1,s2,'black',z,s3,'black',m,s4,'black');title

3、('推杆线位移图');xlabel('(rad)');ylabel('S(mm)');grid on;2、 速度曲线图Matlab程序：x=0:0.001:(pi/3);v1=25*30*(3*x/pi).2-2*(3*x/pi).3+(3*x/pi).4)/(pi/3);y1=(pi/3):0.001:(8*pi/9);v2=zeros(length(y1),1);z=(8*pi/9):0.001:(4*pi/3);v3=-pi*25*sin(pi*(z-8*pi/9)/(4*pi/9)/(2*4*pi/9);m=(4*pi/3):0.001:

4、(2*pi);v4=zeros(length(m),1);plot(x,v1,y1,v2,z,v3,m,v4);title('推杆速度曲线图');xlabel('(rad)');ylabel('V(mm/s)');grid on;3、 加速度曲线图Matlab程序：x=0:0.001:(pi/3);s1=25*60*(3*x/pi)-3*(3*x/pi).2+2*(3*x/pi).3)/(pi/3).2;y1=(pi/3):0.001:(pi*8/9);s2=0*ones(size(y1);z=(pi*8/9):0.001:(4*pi/3);s3

5、=-pi*pi*25*cos(pi*(z-8*pi/9)/(4*pi/9)/(2*(4*pi/9).2);m=(4*pi/3):0.001:(2*pi);s4=0*ones(size(m);plot(x,s1,'black',y1,s2,'black',z,s3,'black',m,s4,'black');title('推杆加速度曲线图');xlabel('(rad)');ylabel('a(mm/s2)');grid on;4、 绘制-图= ，（0） 0，（） ，（） 0，（）Ma

6、tlab程序：x1=0:0.0001:pi/3;x2=pi/3:0.0001:8*pi/9;x3=8*pi/9:0.0001:4*pi/3;x4=4*pi/3:0.0001:2*pi;s1=25*(10*(3*x1/pi).3-15*(3*x1/pi).4+6*(3*x1/pi).5);s2=25;s3=12.5*(1+cos(pi*(x3-pi*8/9)/(4*pi/9);s4=0;v1=25*30*(3*x1/pi).2-2*(3*x1/pi).3+(3*x1/pi).4)/(pi/3);v2=0;v3=-pi*25*sin(pi*(x3-8*pi/9)/(4*pi/9)/(2*4*pi/

7、9);v4=0;z1=-30:0.001:50;y1=tan(pi/2-35*pi/180)*z1-52.5354;%切线1z2=0:0.001:50;y2=-tan(pi/2-35*pi/180)*z2;z3=-30:0.001:50;y3=-tan(pi/2-70*pi/180)*z3-3.8548;%切线2plot(v1,s1,v2,s2,v3,s3,v4,s4,z1,y1,z2,y2,z3,y3);xlabel('ds/d');ylabel('位移s/mm');title('ds/ds曲线');% O取（15，-40）e=15mm；r0=

8、sqrt(152+402=42.72)ylim(-40,30);grid;3条 限制线围成的下方阴影角区域为满足的凸轮轴心的公共许用区域。故可取，即，基圆半径=42.72mm.5、 绘制凸轮曲率、压力角图Matlab程序：t=0:0.001:pi/3;x=-(40+25*(10*(3*t/pi).3-15*(3*t/pi).4+6*(3*t/pi).5).*cos(t)+15*sin(t);y=(40+25*(10*(3*t/pi).3-15*(3*t/pi).4+6*(3*t/pi).5).*sin(t)+15*cos(t);dx1=diff(x);dy1=diff(y);dx11=diff

9、(x,2);dy11=diff(y,2);p=abs(dx1.2+dy1.2).(3/2)/(dx1.*dy11-dy1.*dx11);hold onplot(t,p);t=pi/3:0.001:pi*8/9;x=-(40+25).*cos(t)+15*sin(t);y=(40+25).*sin(t)+15*cos(t);dx1=diff(x);dy1=diff(y);dx11=diff(x,2);dy11=diff(y,2);p=abs(sqrt(dx1.2+dy1.2).3)/(dx1.*dy11-dy1.*dx11);hold onplot(t,p);t=pi*8/9:0.001:4*p

10、i/3;x=-(40+12.5*(1+cos(pi*(x3-pi*8/9)/(4*pi/9).*cos(t)+15*sin(t);y=+(40+12.5*(1+cos(pi*(x3-pi*8/9)/(4*pi/9).*sin(t)+15*cos(t);dx1=diff(x);dy1=diff(y);dx11=diff(x,2);dy11=diff(y,2);p=abs(sqrt(dx1.2+dy1.2).3)/(dx1.*dy11-dy1.*dx11);hold onplot(t,p);t=14*pi/9:0.001:2*pi;x=-(40).*cos(t)+15*sin(t);y=+(40)

11、.*sin(t)+15*cos(t);dx1=diff(x);dy1=diff(y);dx11=diff(x,2);dy11=diff(y,2);p=abs(sqrt(dx1.2+dy1.2).3)/(dx1.*dy11-dy1.*dx11);hold onplot(t,p);hold offgrid on;可知曲率最小为7mm,故可取滚子半径。6、 绘制凸轮理论轮廓线以及基圆、偏距圆Matlab程序：t=0:0.001:pi/3;x=-(40+25*(10*(3*t/pi).3-15*(3*t/pi).4+6*(3*t/pi).5).*cos(t)+15*sin(t);y=(40+25*(1

12、0*(3*t/pi).3-15*(3*t/pi).4+6*(3*t/pi).5).*sin(t)+15*cos(t);hold onplot(x,y,'b');t=pi/3:0.001:pi*8/9;x=-(40+25).*cos(t)+15*sin(t);y=(40+25).*sin(t)+15*cos(t);hold onplot(x,y,'b');t=pi*8/9:0.001:4*pi/3;x=-(40+12.5*(1+cos(pi*(t-pi*8/9)/(4*pi/9).*cos(t)+15*sin(t);y=+(40+12.5*(1+cos(pi*(t

13、-pi*8/9)/(4*pi/9).*sin(t)+15*cos(t);hold onplot(x,y,'b');t=4*pi/3:0.001:2*pi;x=-(40).*cos(t)+15*sin(t);y=+(40).*sin(t)+15*cos(t);hold onplot(x,y);%绘制基园t=0:0.001:2*pi;x=42.72*cos(t);y=42.72*sin(t);hold onplot(x,y,'b');%绘制偏距圆t=0:0.001:2*pi;x=15*cos(t);y=15*sin(t);hold onplot(x,y,'b

14、'),title('凸轮理论廓线、基圆以及偏距圆'),xlabel('x(mm)'),ylabel('y(mm)');grid on;hold off7、 凸轮工作廓线凸轮工作廓线方程为：Matlab程序：h=25;e=15;%偏距s0=40;rr=3.5;%滚子半径%升程阶段t=linspace(0,pi/3,10000);s=25*(10*(3*t/pi).3-15*(3*t/pi).4+6*(3*t/pi).5);a1=(s0+s).*cos(t)-e*sin(t);b1=-(s0+s).*sin(t)-e*cos(t);dx1=2

15、5*30*(3*t/pi).2-2*(3*t/pi).3+(3*t/pi).4)/(pi/3).*cos(t)-(s0+s).*sin(t)-e*cos(t);dy1=25*30*(3*t/pi).2-2*(3*t/pi).3+(3*t/pi).4)/(pi/3).*sin(t)-(s0+s).*cos(t)+e*sin(t);x1=a1+rr*dy1./(sqrt(dx1.2+dy1.2);y1=b1-rr*dx1./(sqrt(dx1.2+dy1.2);hold onplot(a1,b1);plot(x1,y1,'r');%远休止阶段t=linspace(pi/3,8*pi

16、/9,10000);s=h;a2=(s+s0).*cos(t)-e*sin(t);b2=-(s+s0).*sin(t)-e*cos(t);dx2=-sin(t).*(s+s0)-e*cos(t);dy2=-cos(t).*(s+s0)+e*sin(t);x2=a2+rr*dy2./(sqrt(dx2.2+dy2.2);y2=b2-rr*dx2./(sqrt(dx2.2+dy2.2);hold onplot(a2,b2);plot(x2,y2,'r');%回程阶段t=linspace(pi*8/9,pi*4/3,10000);s=12.5*(1+cos(pi*(t-pi*8/9)

17、/(4*pi/9);a3=(s+s0).*cos(t)-e*sin(t);b3=-(s+s0).*sin(t)-e*cos(t);dx3=-pi*25*sin(pi*(t-8*pi/9)/(4*pi/9)/(2*4*pi/9).*cos(t)-sin(t).*(s+s0)-e*cos(t);dy3=-pi*25*sin(pi*(t-8*pi/9)/(4*pi/9)/(2*4*pi/9).*sin(t)-cos(t).*(s+s0)+e*sin(t);x3=a3+rr*dy3./(sqrt(dx3.2+dy3.2);y3=b3-rr*dx3./(sqrt(dx3.2+dy3.2);hold onplot(a3,b3);plot(x3,y3,'r');%近休止阶段t=linspace(pi*4/3,pi*2,10000);s=0;a4=(s+s0).*cos(t)-e*sin(t);b4=-(s+s0).