机械原理大作业2

1、本文格式为Word版，下载可任意编辑 机械原理大作业2 机械原理大作业2-凸轮机构设计 Harbin Institute of Technology 机械原理大作业二 课程名称：机械原理 设计题目：凸轮机构设计 院系：机电工程学院 姓名： 学号： 班级： 指导教师： 1 / 1 机械原理大作业2-凸轮机构设计 1 / 1 1.设计题目 设计直动从动件盘形凸轮机构，其原始参数见表 1 表一： 凸轮机构原始参数 升程（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） 30 70 等加 等减 速

2、30 170 正弦加速度 60 100 120 机械原理大作业2-凸轮机构设计 1 / 1 2.凸轮推杆运动规律 （1）推程运动规律（等加速等减速运动） 推程 0350? 推程 007035? （2）回程运动规律（正弦加速度） 回程 00240170? 机械原理大作业2-凸轮机构设计 1 / 1 开始 输入初始参数 运行各部分程序 输出1 输出2 输出3 输出4 终止 从动件位移、速度、加速度曲线 ds/d -s 曲线，确定基圆半径和偏距 理论轮廓线上的压力角和曲率半径图 绘制理论轮廓线和实际轮廓线 机械原理大作业2-凸轮机构设计 1 / 1 3.运动线图及凸轮s d ds - 线图 采用Ma

3、tlab 编程，其所有源程序见附页： 令 可得运动规律图如下： 机械原理大作业2-凸轮机构设计 1 / 1 1.凸轮的基圆半径和偏距 以ds/df -s 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D t d t ,回程许用压力角的限制线D t d t ，起始点压力角许用线B 0d )，以这三条线可确定最小基圆半径及所对应的偏距e,在其下方选择一适合点，即可满足压力角的限制条件。 得图如下：得最小基圆对应的坐标位置大约为（20，-35） 经计算取偏距e=20mm ， r0=40.3mm. 机械原理大作业2-凸轮机构设计 1 / 1 2.绘制理论轮廓线上的压力角曲线和曲率半径曲线 针对

4、凸轮转向及推杆偏置，令N1=1凸轮逆时针转；N2=1偏距为正。 压力角数学模型： 曲率半径数学模型： )/ )(/()/)(/()/()/(22222 /322?d x d d dy d y d d dx d dy d dx -+= 其中： )sin()/()cos()/(2/102212122?N s s d s d N e N N d ds d x d -+-= )cos()/(）（sin )/(2/202212122?N s s d s d N e N N d ds d y d -+-= 机械原理大作业2-凸轮机构设计 1 / 1 3.凸轮理论廓线和实际廓线 理论廓线数学模型： ? ?s

5、in cos )(cos sin )(00e s s y e s s x -+=+= 凸轮实际廓线坐标方程式： 2 22 2)/()/() /()/()/()/(?d dy d dx d dy r y y d dy d dx d dx r x x t t +-=+= 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： 令rt=10mm 得图如下： 机械原理大作业2-凸轮机构设计 *附页 相关程序代码： 1位移曲线 phi1=linspace(0,70/2/180*pi); %推程 phi2=linspace(70/2/180*pi,70/180*pi); ph

6、i0=70/180*pi;h=30; s1=2*h*(phi1/phi0).2; s2=h-2*h*(phi0-phi2).2/(phi0).2; plot(phi1,s1) hold on plot(phi2,s2) hold on phi3=linspace(deg2rad(70),deg2rad(170),1000); %远休程 s3=h; plot(phi3,s3,-b) hold on phi4=linspace(deg2rad(170),deg2rad(240); %回程 s4=h*(1-(phi4-phi0-deg2rad(100)/deg2rad(70)+1/2/pi*sin(

7、2*pi*(phi4-ph i0-deg2rad(100)/deg2rad(70); plot(phi4,s4) hold on phi5=linspace(deg2rad(240),deg2rad(360),1000); %近休程 s5=0; plot(phi5,s5,-b) axis(0,4/3*deg2rad(360),0,0+3/2*h); grid on ylabel(位移/mm); xlabel(凸轮转角/rad); 2速度曲线 phi0=deg2rad(70); %推程 phi1=linspace(0,deg2rad(70/2); h=30;n=1;w=2*pi*n/60;v1=

8、4*h*w/(deg2rad(70)2*phi1; plot(phi1,v1) hold on phi2=linspace(deg2rad(70/2),deg2rad(70); v2=4*h*w*(phi0-phi2)/(deg2rad(70)2; plot(phi2,v2) hold on phi3=linspace(deg2rad(70),deg2rad(170),1000); %远休程 v3=0; plot(phi3,v3,-b) hold on 1 / 1 机械原理大作业2-凸轮机构设计 phi4=linspace(deg2rad(170),deg2rad(240); %回程 v4=-

9、h*w/deg2rad(70)*(1-cos(2*pi/deg2rad(70)*(phi4-deg2rad(70)-deg2rad (100); plot(phi4,v4) hold on phi5=linspace(deg2rad(240),deg2rad(360),1000); %近休程 v5=0; plot(phi5,v5,-b) grid on ylabel(速度/mm/s); xlabel(凸轮转角/rad); 3加速度曲线 phi0=deg2rad(70); phi1=linspace(0,deg2rad(70/2),103); h=30; n=1; w=2*pi*n/60; a1

10、=4*h*w2/(phi0)2; plot(phi1,a1,-b) hold on phi2=linspace(deg2rad(70/2),deg2rad(70),103); a2=-4*h*w2/(phi0)2; plot(phi2,a2,-b) hold on phi3=linspace(deg2rad(70),deg2rad(170),1000); a3=0; plot(phi3,a3,-b) hold on phi4=linspace(deg2rad(170),deg2rad(240); a4=-2*pi*h*w2/(deg2rad(70)2*sin(2*pi/deg2rad(70)*

11、(phi4-deg2rad(70) -deg2rad(100); plot(phi4,a4) hold on phi5=linspace(deg2rad(240),deg2rad(360),1000); a5=0; plot(phi5,a5,-b) hold on phi6=deg2rad(35),deg2rad(35); a6=4*h*w2/(phi0)2,-4*h*w2/(phi0)2; plot(phi6,a6) grid on ylabel(加速度/mm/s2); xlabel(凸轮转角/rad); 4曲线 phi1=linspace(0,70/2/180*pi,1000); phi2

12、=linspace(70/2/180*pi,70/180*pi,1000); 1 / 1 机械原理大作业2-凸轮机构设计 phi0=70/180*pi;h=30; s01=2*h*(phi1/phi0).2; s02=h-2*h*(phi0-phi2).2/(phi0).2; phi3=linspace(deg2rad(70),deg2rad(170),1000); s03=h; phi4=linspace(deg2rad(170),deg2rad(240); s04=h*(1-(phi4-phi0-deg2rad(100)/deg2rad(70)+1/2/pi*sin(2*pi*(phi4-

13、p hi0-deg2rad(100)/deg2rad(70); phi5=linspace(deg2rad(240),deg2rad(360),1000) s05=0; %ds/f s1=4*h*phi1/(phi0)2; s2=4*h*(phi0-phi2)/(phi0).2; s3=0; s4=h*(-1/deg2rad(70)+1/deg2rad(70)*cos(2*pi*(phi4-phi0-deg2rad(100)/ deg2rad(70); s5=0; x=s1,s2,s3,s4,s5; y=s01,s02,s03,s04,s05; plot(x,y) hold on %确定凸轮半

14、径和偏距 k1=tan(pi/2-30/180*pi);k2=-tan(pi/2-60/180*pi); y1=-k1*x+y; y2=-k2*x+y; y1s=min(y1); y2s=min(y2); x=linspace(-50,50,1000); d1=k1*x+y1s; d2=k2*x+y2s; x0=linspace(0,60,200); d0=-k1*x0; plot(x,d1) hold on plot(x,d2) hold on plot(x0,d0) grid on axis(-55,55,-80,40) axis equal %由图像得r0=40.3,e=20 xlabe

15、l(ds/d|) ylabel(s/mm) 5压力角曲线 1 / 1 机械原理大作业2-凸轮机构设计 h=30; r0=40.3;e=20;N1=1;%凸轮逆时针转N2=1;%偏距为正n=1; omiga=2*pi*n/60; s0=sqrt(r02-e2); phi1=linspace(0,70/2/180*pi); phi2=linspace(70/2/180*pi,70/180*pi); phi0=70/180*pi; s1=2*h*(phi1/phi0).2; s20=h-2*h*(phi0-phi2).2/(phi0).2; v1=4*h*omiga/(deg2rad(70)2*ph

16、i1; v2=4*h*omiga*(phi0-phi2)/(deg2rad(70)2; phi3=linspace(deg2rad(70),deg2rad(170),1000); s3=h; phi4=linspace(deg2rad(170),deg2rad(240); s40=h*(1-(phi4-phi0-deg2rad(100)/deg2rad(70)+1/2/pi*sin(2*pi*(phi4-p hi0-deg2rad(100)/deg2rad(70); v4=-h*omiga/deg2rad(70)*(1-cos(2*pi/deg2rad(70)*(phi4-deg2rad(70

17、)-deg 2rad(100); phi5=linspace(deg2rad(240),deg2rad(360),1000); s5=0; %计算压力角 DsDphi1=v1./omiga; rs1=s0+s1; ang1=abs(atan(DsDphi1-N1*N2*e)./rs1)*180/pi;%ang1：推程压力角 DsDphi2=v2./omiga; rs3=s0+s20; ang2=abs(atan(DsDphi2-N1*N2*e)./rs3)*180/pi;%ang3：推程压力角 DsDphi3=v4./omiga; rs5=s0+s40 ang4=abs(atan(DsDphi3-N1*N2*e).