哈工大、机械原理大作业、凸轮机构设计20题

1、凸轮机构设计1设计题目(1) 凸轮机构运动简图：(2)凸轮机构的原始参数表2-1.凸轮机构原始参数 序号升程（mm）升程运动角升程运动规律升程许用压力角20110120正弦加速度35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90正弦加速度659060（二）凸轮运动方程及相关图像、程序凸轮推杆升程、回程运动方程及推杆位移、速度、加速度线图： 凸轮推杆升程、回程方程 速度方程 加速度方程 推杆位移、速度、加速度线图matlab编程clear,clcpu=0*pi/180:0.0001:150*pi/180; %升程运动角范围pf=150*pi/180:0.0001:210*pi/180;

2、 %远休止角范围pd=210*pi/180:0.0001:310*pi/180; %回程运动角范围pn=310*pi/180:0.0001:2*pi; %近休止角范围h=80e-3; %升程w=10; %凸轮角速度p0=150*pi/180; %升程运动角p01=100*pi/180; %回程运动角ps=60*pi/180; %远休止角%-推程-su=h.*(pu./p0-sin(2.*pi.*pu./p0)/(2*pi); %推杆位移vu=h*w/p0*(1-cos(2*pi*pu./p0); %推程速度au=2*pi*h*w2/p02*sin(2*pi*pu./p0); %推程加速度%-远

3、休止-nf=size(pf);sf=h*ones(nf); %推杆位移vf=zeros(nf); %推程速度af=zeros(nf); %推程加速度%-回程-T=pd-(p0+ps);sd=h/2*(1+cos(pi/p01*T); %回程位移vd=-pi*h*w/(2*p01)*sin(pi/p01*T); %回程速度ad=-pi2*h*w2/(2*p012)*cos(pi/p01*T); %回程加速度%-近休止-nn=size(pn);sn=zeros(nn); %推杆位移vn=zeros(nn); %推程速度an=zeros(nn); % 推程加速度%-画出推杆位移、速度、加速度线图-p

4、=pu,pf,pd,pn;s=su,sf,sd,sn;subplot(2,3,1),hold onplot(p,s*1e3,linewidth,2),xlabel(phi/rad),ylabel(s/mm),grid on,title(推杆位移),axis(0,2*pi,1.1*min(s)*1e3,1.1*max(s)*1e3)subplot(2,3,2)v=vu,vf,vd,vn;plot(p,v,linewidth,2),xlabel(phi/rad),ylabel(v/m/s),grid on,title(推杆速度),axis(0,2*pi,1.1*min(v),1.1*max(v)s

5、ubplot(2,3,3)a=au,af,ad,an;plot(p,a,linewidth,2),xlabel(phi/rad),ylabel(a/m/s2),grid on,title(推杆加速度),axis(0,2*pi,1.1*min(a),1.1*max(a)hold off（三）凸轮机构图像及程序代码%-求ds/d_phi-subplot(2,3,4),plot(v/w*1e3,s*1e3,linewidth,2),xlabel(ds/dphi/mm),ylabel(s/mm),axis equal,grid on,title(ds/dphis)%-凸轮轴心许用区域-alpha_up

6、=35*pi/180; %升程许用压力角alpha_down=65*pi/180; %回程许用压力角p1=pi/2-alpha_up; %推程斜率角p2=alpha_down-pi/2; %回程斜率角ku=tan(p1); %推程切线斜率kd=tan(p2); %回程切线斜率R2=cos(-p2),-sin(-p2);sin(-p2),cos(-p2);%推程旋转矩阵R1=cos(-p1),-sin(-p1);sin(-p1),cos(-p1);%推程旋转矩阵nu=size(pu);for i=1:nu(2) Temp=R1*vu(i)/w;su(i); vut(i)=Temp(1); %旋转

7、推程ds/dp-s曲线 sut(i)=Temp(2);endnd=size(pd);for i=1:nd(2) Temp=R2*vd(i)/w;sd(i); vdt(i)=Temp(1); %旋转回程ds/dp-s曲线 sdt(i)=Temp(2);endfor j=1:nu(2) if sut(j)=min(sut) temu=j; %旋转推程ds/dp-s曲线后求最低点 endendfor j=1:nd(2) if sdt(j)=min(sdt) temd=j; %旋转回程ds/dp-s曲线后求最低点 endendt1=1.2*min(vd/w):0.01:1.2*max(vu/w); %

8、切线定义域t2=min(vd/w)/6:0.01:1.2*max(vu/w);t3=0:0.01:1.2*max(vu/w);s1=ku*(t2-vu(temu)/w)+su(temu); %推程切线s2=kd*(t1-vd(temd)/w)+sd(temd); %回程切线s3=tan(-p1)*t3; %推程起点压力角限制线subplot(2,3,5) %画图hold on,axis equal,grid onplot(v/w*1e3,s*1e3,linewidth,2)plot(t2*1e3,s1*1e3,linewidth,1,color,r)plot(t1*1e3,s2*1e3,lin

9、ewidth,1,color,r)plot(t3*1e3,s3*1e3,linewidth,1,color,r)xlabel(ds/dphi/mm),ylabel(s/mm),hold off,title(ds/dphis，轴向许用范围)（4） 确定凸轮的基圆半径和偏距、绘制凸轮机圆、偏距圆、理论轮廓曲线%-画理论廓线图-e=20e-3;s0=54e-3;r0=sqrt(s02+e2);x=(s0+s).*cos(p)-e.*sin(p);y=(s0+s).*sin(p)+e.*cos(p);x1=r0*cos(p);y1=r0*sin(p);subplot(2,3,6)plot(x*1e3,

10、y*1e3,linewidth,1),axis equal,grid on,hold on,title(廓线图)plot(x1*1e3,y1*1e3,linewidth,1,color,r)%-求最小曲率半径-nx=size(x);nx1=nx(2)-2;dydp=diff(y)./diff(p);%求微分dxdp=diff(x)./diff(p);d2ydp2=diff(dydp)./diff(p(1:nx1+1);d2xdp2=diff(dxdp)./diff(p(1:nx1+1);rho=(dxdp(1:nx1).2+dydp(1:nx1).2).1.5./abs(dxdp(1:nx1).*d2ydp2(1:nx1)-dydp(1:nx1).*d2xdp2(1:nx1);%理论廓线曲率半径rhomin=min(rho);%最小曲率半径rr=rhomin-3e-3;%-实际廓线图-X=x(1:nx(2)-1)-rr*dydp./(dxdp.2+dydp.2).0.5;%求实际廓线坐标Y=y(1:nx(2)-1)+rr*dxdp./(