机械原理大作业2凸轮18题

1、1、运动分析题目如图1所示直动从动件盘形凸轮机构，其原始参数见表1。图 1表 1序号升程（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（）18100150正弦加速度30100等减等加速6040702、 凸轮推杆升程、回程运动方程及推杆位移、速度、加速度线图：2.1从动件运动方程：（1）从动件升程运动方程升程段采用正弦加速度运动规律，运动方程为：（2） 从动件远休止运动方程在远休止段，即时，,。（3）从动件回程运动方程升程段采用等减等加运动规律，运动方程为： （4）从动件近休止运动方程在近休止段，即时，,。2.2推杆位移、速度

2、、加速度线图：（1）推杆位移线图图 2 推杆位移线图（2） 推杆速度线图图 3 推杆速度线图（3） 推杆加速度线图图 4 推杆加速度线图3、 凸轮机构的线图，并由此确定凸轮的基圆半径和偏距：图 5 凸轮机构的线图4滚子半径的确定及凸轮理论廓线和实际廓线的绘制4.1凸轮的理论轮廓方程为：式中，（1） 推程凸轮轮廓方程：（2） 远休止凸轮轮廓方程：（3） 回程凸轮轮廓方程：（4） 近休止凸轮轮廓方程：4.2凸轮理论轮廓曲线为：图 6 凸轮理论轮廓由上图可编程可求其最小曲率半径为，所以滚子半径。4.3凸轮轮廓绘制外包络线：图 7 外包络线内包络线：图 8 内包络线图这里取内包络线图，此即为凸轮的工作

3、轮廓曲线。附录：程序清单%速度，位移，加速度图线%编程人：张锦标 o1=0:(pi/100):5*pi/6;%推程阶段(正弦加速度)s1=100*(6*o1)/(5*pi)-sin(12*o1/5)/(2*pi);v1=600*(1-cos(12*o1/5)/(5*pi);a1=200*pi*sin(12*o1/5)./(5*pi/6)2.;o2=5*pi/6:(pi/100):19*pi/18;%远休止阶段s2=100;v2=0;a2=0;o3=19*pi/18:(pi/100):4*pi/3;%回程阶段（等减速）s3=100-200*(o3-(19*pi)/18).2/(5*pi/9)2;

4、v3=-400./(5*pi/9)2.*(o3-19*pi/18);a3=-400./(5*pi/9)2.;o4=4*pi/3:(pi/100):29*pi/18;%回程阶段（等加速）s4=200*(29*pi)/18-o4).2/(5*pi/9)2;v4=-400./(5*pi/9)2.*(29*pi/18-o4);a4=400./(5*pi/9)2.;o5=29*pi/18:(pi/100):2*pi;%近休止阶段s5=0;v5=0;a5=0;%plot(o1,s1,'b',o2,s2,'b',o3,s3,'b',o4,s4,'b&#

5、39;,o5,s5,'b')%画位移图线%xlabel('转角/rad')%ylabel('位移/m')%title('位移与转角曲线')%grid%plot(o1,v1,'b',o2,v2,'b',o3,v3,'b',o4,v4,'b',o5,v5,'b')%画速度图线%xlabel('转角/rad')%ylabel('速度/(m/s)')%title('速度与转角曲线')%gridplot(o1,a1

6、,'b',o2,a2,'b',o3,a3,'b',o4,a4,'b',o5,a5,'b')%画加速度图线xlabel('转角/rad')ylabel('加速度/(m*m/s)')title('加速度与转角曲线')grid%位移-速度图线%编程人：张锦标 o1=0:0.01:5*pi/6;s1=100*(6*o1)/(5*pi)-sin(12*o1/5)/(2*pi);v1=600*(1-cos(12*o1/5)/(5*pi);o2=5*pi/6:0.01:19*pi/

7、18;s2=100;v2=0;o3=19*pi/18:0.01:4*pi/3;s3=100-200*(o3-(19*pi)/18).2/(5*pi/9)2;v3=-400./(5*pi/9)2.*(o3-19*pi/18);o4=4*pi/3:0.01:29*pi/18;s4=200*(29*pi)/18-o4).2/(5*pi/9)2;v4=-400./(5*pi/9)2.*(29*pi/18-o4);o5=29*pi/18:0.01:2*pi;s5=0;v5=0;plot(v1,s1,'b',v2,s2,'b',v3,s3,'b',v4,s4

8、,'b',v5,s5,'b')xlabel('s')ylabel('ds/do')title('ds/do-s图线')grid%理论轮廓%编程人：张锦标 o1=0:pi/100:5*pi/6;s1=100*(6*o1)/(5*pi)-sin(12*o1/5)/(2*pi);x1=(31+s1).*cos(o1)-18*sin(o1);y1=(31+s1).*sin(o1)+18*cos(o1);o2=5*pi/6:0.01:19*pi/18;x2=131*cos(o2)-18*sin(o2);y2=131*sin(

9、o2)+18*cos(o2);o3=19*pi/18:0.01:4*pi/3;s3=100-200*(o3-(19*pi)/18).2/(5*pi/9)2;x3=(31+s3).*cos(o3)-18*sin(o3);y3=(31+s3).*sin(o3)+18*cos(o3);o4=4*pi/3:0.01:29*pi/18;s4=200*(29*pi)/18-o4).2/(5*pi/9)2;x4=(31+s4).*cos(o4)-18*sin(o4);y4=(31+s4).*sin(o4)+18*cos(o4);o5=29*pi/18:0.01:2*pi;x5=31*cos(o5)-18*s

10、in(o5);y5=31*sin(o5)+18*cos(o5);plot(x1,y1,'b',x2,y2,'b',x3,y3,'b',x4,y4,'b',x5,y5,'b')title('理论轮廓')grid%求最小曲率半径%编程人：张锦标 v=;syms x1 x2 x3 x4 x5 s0 = 31; e = 18; s1=100*(6*x1)/(5*pi)-sin(12*x1/5)/(2*pi); t1 = (s1 + s0)*cos(x1)-e*sin(x1); y1 = (s0 + s1)*

11、sin(x1) +e*cos(x1); tx1=diff(t1,x1); txx1=diff(t1,x1,2); yx1=diff(y1,x1); yxx1=diff(y1,x1,2);for xx1= 0:(pi/100):(2*pi/3); k1=subs(abs(tx1*yxx1-txx1*yx1)/(tx12+yx12)1.5),x1,xx1); v=v,1/k1;end s2 = 100; t2 = (s2 + s0)*cos(x2)-e*sin(x2); y2 = (s0 + s2)*sin(x2) +e*cos(x2); tx2=diff(t2,x2); txx2=diff(t2

12、,x2,2); yx2=diff(y2,x2); yxx2=diff(y2,x2,2);for xx2=(2*pi/3):(pi/100):(35*pi/36); k2=subs(abs(tx2*yxx2-txx2*yx2)/(tx22+yx22)1.5),x2,xx2); v=v,1/k2;end s3=100-200*(x3-(19*pi)/18).2/(5*pi/9)2; t3 = (s3 + s0)*cos(x3)-e*sin(x3); y3 = (s0 + s3)*sin(x3) + e*cos(x3); tx3=diff(t3,x3); txx3=diff(t3,x3,2); yx

13、3=diff(y3,x3); yxx3=diff(y3,x3,2);for xx3=(35*pi/36 ):(pi/100):(53*pi/36); k3=subs(abs(tx3*yxx3-txx3*yx3)/(tx32+yx32)1.5),x3,xx3); v=v,1/k3;end s4=200*(29*pi)/18-x4).2/(5*pi/9)2; t4 = (s4 + s0)*cos(x4)-e*sin(x4); y4 = (s0 + s4)*sin(x4)+e*cos(x4); tx4=diff(t4,x4); txx4=diff(t4,x4,2); yx4=diff(y4,x4);

14、 yxx4=diff(y4,x4,2);for xx4=(53*pi/36):(pi/100):( 2*pi); k4=subs(abs(tx4*yxx4-txx4*yx4)/(tx42+yx42)1.5),x4,xx4); v=v,1/k4;end s5=0; t5 = (s5 + s0)*cos(x4)-e*sin(x4); y5 = (s0 + s5)*sin(x4)+e*cos(x4); tx5=diff(t5,x5); txx5=diff(t5,x5,2); yx5=diff(y5,x5); yxx5=diff(y5,x5,2);for xx5=(53*pi/36):(pi/100)

15、:( 2*pi); k5=subs(abs(tx5*yxx5-txx5*yx5)/(tx52+yx52)1.5),x5,xx5); v=v,1/k5;endmin(v)%工作轮廓图线%编程人：张锦标 r0=36.31;e = 18;s0=sqrt(r02+e2);r = 7;o1=0:0.01:5*pi/6;s1=100*(6*o1)/(5*pi)-sin(12*o1/5)/(2*pi);t1=120*(1-cos(12*o1/5)/pi;x1 = (s1 + s0).*cos(o1) - e*sin(o1);y1 = (s0 + s1).*sin(o1) + e*cos(o1);n1 = t

16、1.*cos(o1)-(s1+s0).*sin(o1)-e*cos(o1);m1 = t1.*cos(o1)+(s1+s0).*cos(o1)-e*sin(o1);xt1 = x1+(r*m1)./(sqrt(n1.2+m1.2);yt1 = y1 - (r*n1)./sqrt(m1.2 +n1.2);xw1 = x1 - (r*m1)./sqrt(m1.2 +n1.2);yw1 = y1 + (r*n1)./sqrt(m1.2 +n1.2);o2=5*pi/6:0.01:19*pi/18;s2=100;t2=0;x2 = (s2 + s0).*cos(o2)-e*sin(o2);y2 = (

17、s0 + s2).*sin(o2)+e*cos(o2);n2 =t2.*cos(o2)-(s2+s0).*sin(o2)-e*cos(o2);m2 = t2.*cos(o2)+(s2+s0).*cos(o2)-e*sin(o2);xt2 = x2 + (r*m2)./sqrt(m2.2+n2.2);yt2 = y2 - (r*n2)./sqrt(m2.2+n2.2);xw2 = x2 - (r*m2)./sqrt(m2.2+n2.2);yw2 = y2 + (r*n2)./sqrt(m2.2+n2.2);o3=19*pi/18:0.01:4*pi/3;s3=100-200*(o3-(19*pi

18、)/18).2/(5*pi/9)2;t3=-16*81*(o3-19*pi/18)/(pi)2;x3 = (s3 + s0).*cos(o3)-e*sin(o3);y3 = (s0 + s3).*sin(o3)+e*cos(o3);n3 = t3.*cos(o3)-(s3+s0).*sin(o3)-e*cos(o3);m3 = t3.*cos(o3)+(s3+s0).*cos(o3)-e*sin(o3);xt3= x3 + (r*m3)./sqrt(m3.2+n3.2);yt3 = y3 - (r*n3)./sqrt(m3.2+n3.2);xw3 = x3 -(r* m3)./sqrt(n3.

19、2+m3.2);yw3 = y3 + (r*n3)./sqrt(n3.2+m3.2);o4=4*pi/3:0.01:29*pi/18;s4=200*(29*pi)/18-o4).2/(5*pi/9)2;t4=-16*81*(29*pi/18-o4)/(pi)2;x4 = (s4 + s0).*cos(o4)-e*sin(o4);y4 = (s4 + s0).*sin(o4)+e*cos(o4);n4 =t4.*cos(o4)-(s4+s0).*sin(o4)-e*cos(o4);m4 = t4.*cos(o4)+(s4+s0).*cos(o4)-e*sin(o4);xt4= x4 + (r*m4)./sqrt(m4.2+n4.2);yt4 = y4 - (r*n4)./sqrt(m4.2+n4.2);xw4 = x4 - (r*m4)./sqrt(n4.2+m4.2);yw4 = y4 + (r*n4)./sqrt(n4.2+m4.2);o5=29*pi/18:0.01:2*pi;s5=0;t5=0;x5=(s5 + s0