哈工大机械原理大作业凸轮2

1、机械原理大作业三课程名称：机械原理 设计题目：直动从动件盘形凸轮机构设计 院 系：机电工程学院 班 级：1308301 完 成 者：于华清 学 号：1130830104 指导教师：赵永强 唐德威 设计时间：2015.6.16 哈尔滨工业大学1、 设计题目凸轮机构原始参数行程（mm)升程运动角（º）升程运动规律升程许用压力角（º）回程运动角（º）回程运动规律回程许用压力角（º）远休止角（º）近休止角（º）20503-4-5多项式3090等加等减速601001202、 凸轮推杆运动规律1、 推程 2、 回程三、运动线图及凸轮线图采用Mat

2、lab编程，其源代码如下：function psi,s,v,a,f,F=tl(h,phi01,phis01,phi02,phis02,n)w=2*pi*n/60;psi1=linspace(0,phi01,5*round(phi01)+1);s1=h/2*(1-cos(pi*psi1/phi01);f1=h/2*(pi/(phi01*pi/180)*sin(pi*psi1/phi01);F1=h*pi2/2*sin(pi*psi1/phi01)/(phi01*pi/180)2);v1=pi*h*w*sin(pi*psi1/phi01)/2/(phi01*pi/180);a1=pi2*h*w2*

3、cos(pi*psi1/phi01)/2/(phi01*pi/180)2); psi2=linspace(phi01+1,phis01+phi01,5*round(phis01); s2=h*ones(1,length(psi2);f2=zeros(1,length(psi2);F2=f2;v2=zeros(1,length(psi2);a2=zeros(1,length(psi2); psi3=linspace(phi01+phis01,phi01+phis01+phi02,5*round(phi02);s3=h-10*h*(psi3-phi01-phis01)/phi02).3+15*h*

4、(psi3-phi01-phis01)/phi02).4-6*h*(psi3-phi01-phis01)/phi02).5;f3=-30*h/(phi02*pi/180)*(psi3-phi01-phis01)/phi02).2+60*h/(phi02*pi/180)*(psi3-phi01-phis01)/phi02).3-30*h/(phi02*pi/180)*(psi3-phi01-phis01)/phi02).4;F3=-60*h/(phi02*pi/180)2*(psi3-phi01-phis01)/phi02)+180*h/(phi02*pi/180).2*(psi3-phi01-

5、phis01)/phi02).2-120*h/(phi02*pi/180)2*(psi3-phi01-phis01)/phi02).3;v3=f3*w;a3=F3*w2; psi4=linspace(phi01+phis01+phi02+1,360,5*round(phis02); s4=zeros(1,length(psi4);f4=zeros(1,length(psi4);F4=f4;v4=zeros(1,length(psi4);a4=zeros(1,length(psi4); psi=psi1,psi2,psi3,psi4;s=s1,s2,s3,s4;f=f1,f2,f3,f4;F=F

6、1,F2,F3,F4;v=v1,v2,v3,v4;a=a1,a2,a3,a4;end绘图程序：function huatu1(psi,s,v,a,f)figure(1)subplot(3,1,1);plot(psi,s),grid onxlabel('凸轮转角(o) ');ylabel('位移（mm）');title('位移（mm）')subplot(3,1,2);plot(psi,v),grid onxlabel('凸轮转角(o)');ylabel('速度（mm/s）');subplot(3,1,3);plot(

7、psi,a),grid onxlabel('凸轮转角(o) ');ylabel('加速度（mm/s2）');figure(2)plot(f,s),grid onxlabel('ds/df');ylabel('s(f)')end窗口输入下面命令：（取n=1）>> psi,s,v,a,f,F=tl(35,80,100,60,120,8);>> huatu1(psi,s,v,a,f)可得运动规律图如下：以图为基础，可分别作出三条限制线（推程许用压力角的切界限Dtdt,回程许用压力角的限制线Dt'dt

8、9;，起始点压力角许用线B0d'')，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。利用Matlab作图，其源代码如下：function x,d1,d2,x0,d0=limit(s,f,a1,a2) %d1,d2,d0为三条限制线y值，可确定最小基圆半径k1=tan(pi/2-a1*pi/180);k2=-tan(pi/2-a2*pi/180);ym1=0;ym2=0;for n=1:360*5 if f(n)>0 y1=-k1*f(n)+s(n); if y1<ym1 ym1=y1; f01=f(n);s01=s(n

9、); end else y2=-k2*f(n)+s(n); if y2<ym2 ym2=y2; f02=f(n);s02=s(n); end endendx=linspace(-100,200,300);d1=k1*(x-f01)+s01;d2=k2*(x-f02)+s02;x0=linspace(0,200,200);d0=-k1*x0;end命令窗口输入：>> hold on;>> x,d1,d2,x0,d0=limit(s,f,35,70);>> plot(x,d1,x,d2,x0,d0)得到如下图所示图像得最小基圆对应的坐标位置大约为（14.4

10、9，-20.70）,(-16.92,17.13)经计算取偏距e=14.5，r0=25.5四、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：其中：利用上式可求的最小曲率半径，而后可确定实际廓线。理论廓线数学模型： 凸轮实际廓线坐标方程式： 其中rt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：function pm,C=qulv(psi,s,f,F,e,r0)s0=sqrt(r02-e2);Q1=(s0+s).*cos(psi*pi/180)+(f-e).*sin(psi*p

11、i/180);Q2=-(s0+s).*sin(psi*pi/180)+(f-e).*cos(psi*pi/180);S1=(2.*f-e).*cos(psi*pi/180)+(F-s0-s).*sin(psi*pi/180);S2=(F-s0-s).*cos(psi*pi/180)-(2.*f-e).*sin(psi*pi/180);A0=sqrt(Q1.2+Q2.2);B=Q1.*S2-Q2.*S1;C=A0.(3)./B;m=1;for n=1:1:length(psi) if abs(C(n)<C(m); m=n; endendpm=C(m);End在命令窗口输入：pm,C=qul

12、v(psi,s,f,F,14.5,25.5);plot(psi,C); axis(0 360 -200 200)可判断出rt<15.768mm,现取rt=8mm。利用matlab编程得理论轮廓上曲率半径线图和压力角线图在命令窗口输入：alpha=atan(f-14.5)./(s+sqrt(25.52-14.52)plot(psi,abs(alpha)利用matlab编程得实际和理论廓线，其代码如下：function huatu2(psi,s,f,e,r0,rt)s0=sqrt(r02-e2);x1=(s0+s).*sin(psi*pi/180)+e*cos(psi*pi/180);y1=(s0+s).*cos(psi*pi/180)-e*sin(psi*pi/180);Q1=(s0+s).*cos(psi*pi/180)+(f-e).*sin(psi*pi/180);Q2=-(s0+s).*sin(psi*pi/180)+(f-e).*cos(psi*pi/180);A0=sqrt(Q1.2+Q2.2);x2=x1+rt*Q2./A0;y2=y1-rt*Q1./A0;figure(3)plot(r0.*cos(psi*p