基于MATLAB的凸轮设计.docx

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基于MATLAB的凸轮设计

基于MATLAB的凸轮设计

LT

delta01=120;%推程运动角

delta02=60;%远休角

delta03=90;%回程运动角

hd=pi/180;

du=180/pi;

n1=delta01+delta02;

n2=delta01+delta02+delta03;

%2凸轮曲线设计

n=360;

fori=1:

360

%计算推杆运动规律

ifi<=delta01

s（i）=30/pi*（i*hd）;

ds（i）=30/pi;

ds=ds（i）;

elseifi>delta01&&i<=n1;

s（i）=h;

ds（i）=0;

ds=ds（i）;

elseifi>n1&&i<=（n1+delta03/2）

s（i）=-140+320/pi*（i*hd）-160/pi^2*（i*hd）^2;

ds（i）=320/pi-320/pi^2*（i*hd）;

ds=ds（i）;

elseifi>（n1+delta03/2）&&i<=n2

s（i）=360-480/pi*（i*hd）+160/pi^2*（i*hd）^2;

ds（i）=-480/pi+320/pi^2*（i*hd）;

ds=ds（i）;

elseifi>n2&&i<=n

s（i）=0;

ds=0;

end

%计算凸轮轨迹曲线

xx（i）=（r0+s（i））*sin（i*hd）;%计算理论轮廓曲线

yy（i）=（r0+s（i））*cos（i*hd）;

dx（i）=ds*sin（i*hd）+（r0+s（i））*cos（i*hd）;%计算导数

dy（i）=ds*cos（i*hd）-（r0+s（i））*sin（i*hd）;

xp（i）=xx（i）+rr*dy（i）/sqrt（dx（i）^2+dy（i）^2）;

yp（i）=yy（i）-rr*dx（i）/sqrt（dx（i）^2+dy（i）^2）;

end

%3.输出凸轮轮廓曲线

figure

（1）;

holdon;

gridon;

axisequal;

axis（[-（r0+h-30）（r0+h+10）-（r0+h+10）（r0+rr+10）]）;

text（r0+h+3,4,'X'）;

text（3,r0+rr+3,'Y'）;

text（-6,4,'O'）;

title（'对心直动滚子推杆盘形凸轮设计'）;

xlabel（'x/mm'）;

ylabel（'y/mm'）;

plot（[-（r0+h-40）（r0+h）],[00],'k'）;

plot（[00],[-（r0+h）（r0+rr）],'k'）;

plot（xx,yy,'r--'）;%»绘凸轮实际轮廓曲线

ct=linspace（0,2*pi）;

plot（r0*cos（ct）,r0*sin（ct）,'g'）;%绘凸轮基圆

plot（rr*cos（ct）,r0+rr*sin（ct）,'k'）;%绘滚子圆

plot（0,r0,'o'）;%滚子圆中心

plot（[00],[r0r0+30],'k'）;

plot（xp,yp,'b'）;%绘凸轮实际轮廓曲线

%4.凸轮机构运动仿真

%计算凸轮滚子转角

xp0=0;

yp0=r0-rr;

dss=sqrt（diff（xp）.^2+diff（yp）.^2）;%对轮廓曲线进行差分计算

ss

（1）=sqrt（（xp

（1）-xp0）^2+（xp

（1）-yp0）^2）;%轮廓曲线第一点长度

fori=1:

359

ss（i+1）=ss（i）+dss（i）;%计算实际廓曲线长度

end

phi=ss/rr;%计算滚子转角

%运动仿真开始

figure

（2）;

m=moviein（20）;

j=0;

fori=1:

360

j=j+1;

delta（i）=i*hd;%凸轮转角

xy=[xp',yp'];%凸轮实际轮廓曲线坐标

A1=[cos（delta（i））,sin（delta（i））;%凸轮坐标旋转矩阵

-sin（delta（i））,cos（delta（i））];

xy=xy*A1;%旋转后实际凸轮曲线坐标

clf;

%绘凸轮

plot（xy（:

1）,xy（:

2））;

holdon;axisequal;

axis（[-（120）（470）-（100）（140）]）;

plot（[-（r0+h-40）（r0+h）],[0],'k'）;%绘凸轮水平轴

plot（[00],[-（r0+h）（r0+rr）],'k'）;%绘凸轮垂直轴

plot（r0*cos（ct）,r0*sin（ct）,'g'）;%绘基圆

plot（rr*cos（ct）,r0+s（i）+rr*sin（ct）,'k'）;绘滚子圆

plot（[0rr*cos（-phi（i））],[r0+s（i）r0+s（i）+rr*sin（-phi（i））],'k'）;

%绘滚子圆标线

plot（[00],[r0+s（i）r0+s（i）+40],'k'）;%绘推杆

%绘推杆曲线

plot（[1:

360]+r0+h,s+r0）;

plot（[（r0+h）（r0+h+360）],[r0r0],'k'）;

plot（[（r0+h）（r0+h）],[r0r0+h],'k'）;

plot（i+r0+h,s（i）+r0,'*'）;

title（'对心直动滚子推杆盘形凸轮设计'）;

xlabel（'x/mm'）;

ylable（'y/mm'）;

m（j）=getframe;

end

movie（m）;

4.运动仿真结果

在MATLAB中可以看出轮廓曲线有一处缺口。

应用圆弧连接起来。

5.计算结果

由于数据太多，只等间隔取了三十六组数据

Xx

8.971818.241127.500036.424644.685951.961557.947762.371265.000065.653964.212360.621853.623144.995135.000023.941412.15540.0000-12.0696-23.2658-32.7778-39.9163-44.3549-47.1503-48.8408-49.7267-50.0000-49.2404-46.9846-43.3013-38.3022-32.1394-25.0000-17.1010-8.6824-0.0000

Yy

50.881750.116947.631443.409237.495930.000021.091210.99770.0000-11.5765-23.3714-35.0000-44.9951-53.6231-60.6218-65.7785-68.9365-70.0000-68.4502-63.9223-56.7728-47.5704-37.2182-27.2222-17.7766-8.7682-0.00008.682417.101025.000032.139438.302243.301346.984649.240450.0000

Dx

52.540053.383052.406049.547444.811138.269930.064620.40199.5493-2.1723-14.3980-26.7301-44.9951-53.6231-60.6218-65.7785-68.9365-70.0000-67.4676-60.0514-48.2845-33.0207-19.8785-12.5201-7.1415-3.19530.00008.682417.101025.000032.139438.302243.301346.984649.240450.0000

Dy

0.4324-9.2677-19.2301-29.1094-38.5478-47.1869-54.6817-60.7129-65.0000-67.3121-67.4784-65.3964-53.6231-44.9951-35.0000-23.9414-12.1554-0.000017.642533.901047.479957.256058.904755.638552.711750.709450.000049.240446.984643.301338.302232.139425.000017.10108.68240.0000