哈工大机械原理大作业-凸轮结构设计

1、Harbin Institute of Technology大作业设计说明书课程名称： 机械原理 设计题目： 凸轮结构设计 院 系： 机电工程学院 班 级： 1008111 设 计 者： 耿德强 学 号： 1100801001 指导教师： 丁刚 设计时间： 2012年6月23日 哈尔滨工业大学10 / 101、设计题目序号升程（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（）250120余弦加速度3590等减等加速6560902、凸轮机构推杆升程、回程运动方程，推杆位移、速度、加速度线图。（1）推杆各行程运动方程（设定角速度

2、为= /3.）从动件推程运动方程从动件远休程运动方程从动件回程运动方程从动件进休程运动方程2、推杆位移、速度、加速度线图推杆的位移线图如下推杆的速度线图如下推杆的加速度线图如下3、凸轮机构的线图，并依次确定凸轮的基圆半径和偏距 凸轮机构的线图如下图所示 根据线图确定凸轮基圆半径与偏距：基圆半径为r0 = 130mm，偏距e = 50mm。4、 滚子半径的确定及凸轮理论廓线和实际廓线的绘制求得其最小曲率半径 =为86.42mm，确定滚子半径为rr=20mm;凸轮理论廓线和实际廓线如下Matlab程序如下：w = pi/3;p1 = 0:(pi/1000):(2*pi/3);p2 = (2*pi/

3、3):(pi/1000):pi;p3 = pi:(pi/1000):(5*pi/4);p4 = (5*pi/4):(pi/1000):(3*pi/2);p5 = (3*pi/2):(pi/1000):(2*pi); s1 = 25 * (1 - cos(3*p1./2);s2 = 50;s3 = 50 - 400/(pi2).*(p3 - pi).2;s4 = 400/(pi2)*(3*pi/2-p4).2;s5 = 0;figure(1) plot(p1,s1,'b',p2,s2,'b',p3,s3,'b',p4,s4,'b',

4、p5,s5,'b')axis(0 2*pi -5 55);grid onxlabel('转角/rad')ylabel('位移/(mm)')title('位移与转角曲线') v1 = 75/2 * w * sin(3*p1./2);v2 = 0;v3 = - 800 * w/(pi2)*(p3 - pi);v4 = - 800 * w/(pi2)*(3*pi/2-p4);v5 = 0;figure(2)plot(p1,v1,'b',p2,v2,'b',p3,v3,'b',p4,v4,&

5、#39;b',p5,v5,'b')axis(0 2*pi -80 50);grid onxlabel('转角/rad')ylabel('速度/(mm/s)')title('速度与转角曲线') a1 = 225/4 * w2 * cos(3*p1./2); a2 = 0; a3 = - 800 * w2/(pi2); a4 = 800 * w2/(pi2); a5 = 0;figure(3)plot(p1,a1,'b',p2,a2,'b',p3,a3,'b',p4,a4,

6、9;b',p5,a5,'b')axis(0 2*pi -100 100);grid onxlabel('转角/rad')ylabel('加速度/(mm/s2)')title('加速度与转角曲线') z1 = 75/2 * sin(3*p1./2);z2 = 0;z3 = - 800 /(pi2)*(p3 - pi);z4 = - 800 /(pi2)*(3*pi/2-p4);z5 = 0;xa=-100:0.01:100;ya=xa.*-tan(55*pi/180)-34;xb=-100:0.01:100;yb=xb.*t

7、an(25*pi/180)-9;xc=-100:0.01:0;yc=xc.*tan(55*pi/180);figure(4)plot(-z1,s1,'b',-z2,s2,'b',-z3,s3,'b',-z4,s4,'b',-z5,s5,'b',xa,ya,'g',xb,yb,'g',xc,yc,'g');axis(-60 90 -70 60);grid onxlabel('ds/d mm/rad')ylabel('s / mm')tit

8、le('ds/d-s') s0=120;e=50;r0=sqrt(s02+e2);x1=(s0+s1).*cos(p1)-e*sin(p1);y1=(s0+s1).*sin(p1)+e*cos(p1);x2=(s0+s2).*cos(p2)-e*sin(p2);y2=(s0+s2).*sin(p2)+e*cos(p2);x3=(s0+s3).*cos(p3)-e*sin(p3);y3=(s0+s3).*sin(p3)+e*cos(p3);x4=(s0+s4).*cos(p4)-e*sin(p4);y4=(s0+s4).*sin(p4)+e*cos(p4);x5=(s0+s5).

9、*cos(p5)-e*sin(p5);y5=(s0+s5).*sin(p5)+e*cos(p5);figure(5)plot(x1,y1,'r',x2,y2,'r',x3,y3,'r',x4,y4,'r',x5,y5,'r');axis(-200 150 -200 200);grid onxlabel('x/mm');ylabel('y/mm');title('理论轮廓'); v=;tx1=diff(x1,p1);txx1=diff(x1,p1,2);yx1=diff

10、(y1,p1);yxx1=diff(y1,p1,2);k1=subs(abs(tx1*yxx1-txx1*yx1)/(tx12+yx12)1.5),x1,xx1);v=v,1/k1;tx2=diff(x2,p2);txx2=diff(x2,p2,2);yx2=diff(y2,p2);yxx2=diff(y2,p2,2);k2=subs(abs(tx2*yxx2-txx2*yx2)/(tx22+yx22)1.5),x2,xx2);v=v,1/k2;tx3=diff(x3,p3);txx3=diff(x3,p3,2);yx3=diff(y3,p3);yxx3=diff(y3,p3,3);k3=su

11、bs(abs(tx3*yxx3-txx3*yx3)/(tx32+yx32)1.5),x3,xx3);v=v,1/k3;tx4=diff(x4,p4);txx4=diff(x4,p4,2);yx4=diff(y4,p4);yxx4=diff(y4,p4,2);k4=subs(abs(tx4*yxx4-txx4*yx4)/(tx42+yx42)1.5),x4,xx4);v=v,1/k4;tx5=diff(x5,p5); txx5=diff(x5,p5,2); yx5=diff(y5,p5);yxx5=diff(y5,p5,2);k5=subs(abs(tx5*yxx5-txx5*yx5)/(tx5

12、2+yx52)1.5),x5,xx5);v=v,1/k5; min(v)rr=20;A1=v1./w-e;B1=s0+s1;X1=x1-rr*(A1.*sin(p1)+B1.*cos(p1)./(A1.2+B1.2).(1/2);Y1=y1+rr*(A1.*cos(p1)-B1.*sin(p1)./(A1.2+B1.2).(1/2);A2=v2./w-e;B2=s0+s2;X2=x2-rr*(A2.*sin(p2)+B2.*cos(p2)./(A2.2+B2.2).(1/2);Y2=y2+rr*(A2.*cos(p2)-B2.*sin(p2)./(A2.2+B2.2).(1/2);A3=v3.

13、/w-e;B3=s0+s3;X3=x3-rr*(A3.*sin(p3)+B3.*cos(p3)./(A3.2+B3.2).(1/2);Y3=y3+rr*(A3.*cos(p3)-B3.*sin(p3)./(A3.2+B3.2).(1/2);A4=v4./w-e;B4=s0+s4;X4=x4-rr*(A4.*sin(p4)+B4.*cos(p4)./(A4.2+B4.2).(1/2);Y4=y4+rr*(A4.*cos(p4)-B4.*sin(p4)./(A4.2+B4.2).(1/2);A5=v5./w-e;B5=s0+s5;X5=x5-rr*(A5.*sin(p5)+B5.*cos(p5)./(A5.2+B5.2).(1/2);Y5=y5+rr*(A5.*cos(p5)-B5.*sin(p5)./(A5.2+B5.2).(1/2);figure(6)plot(x1,y1,'r',x2,y2,'r',x3,y3,'r',x4,y4,'r',x5,y5,'r',X1,Y1,'g',X2