哈工大机械原理大作业二凸轮设计24题Word文件下载.docx
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表2-1凸轮机构原始参数
升程
(mm)
升程运
动角
(
)
动规律
许用
压力角
回程运
回程
远休
止角
近休
120
150
正弦加速度
40
100
余弦加速度
60
50
2.凸轮推杆升程,回程运动方程及推杆位移,速度,加速度,运动线图
(1)推杆升程,回程方程运动方程如下:
A.推杆升程方程:
B.推杆回程方程:
(2)推杆位移,速度,加速度线图如下:
A.推杆位移线图
Matlab程序:
x1=0:
0.001:
5*pi/6;
y1=144*x1/pi-60*sin(12*x1/5)/pi;
x2=5*pi/6:
10*pi/9;
y2=120;
x3=10*pi/9:
5*pi/3;
y3=60+60*cos(9*(x3-10*pi/9)/5);
x4=5*pi/3:
2*pi;
y4=0;
plot(x1,y1,x2,y2,x3,y3,x4,y4);
B.推杆速度线图
y1=156/pi-156*cos(12*x1/5)/pi;
pi;
y2=0;
x3=pi:
14*pi/9;
y3=-117*sin(1.8*x3-1.8*pi);
x4=14*pi/9:
C.推杆加速度线图
Matlab程序:
y1=1728*sin(12*x1/5)/(5*pi);
15*pi/9;
y3=-972*cos(9*(x3-10*pi/9)/5)/5;
x4=15*pi/9:
3、凸轮机构的ds/dφ-s线图,并以此确定凸轮基圆半径和偏距
(1)凸轮机构的ds/dφ-s线图
t=0:
x=144/pi-144*cos(12*t/5)/pi;
y=144*t/pi-60*sin(12*t/5)/pi;
holdon
plot(x,y,'
-r'
);
t=5*pi/6:
0.01:
x=0;
y=120;
t=10*pi/9:
x=-108*sin(9*(t-10*pi/9)/5);
y=60+60*cos(9*(t-10*pi/9)/5);
holdon
t=15*pi/9:
y=0;
(2)按许用压力角确定凸轮的基圆半径和偏距
a.求升程切点
升程许用压力角[
1]=400
求得转角t=1.0287,进而求得切点坐标(x,y)=(81.6870,35.2516)
b.求回程切点
回程许用压力角[
2]=600
求得转角t=4.7890,进而求得切点坐标(x,y)=(-77.822,18.3975)
c.确定直线方程
推程:
y=tan(5*pi/18)*(x-81.6870)+35.2615
回程:
y=-tan(pi/6)*(x+77.8223)+18.3975
d.绘图确定基圆半径和偏距
x=-125:
1:
150;
y=tan(5*pi/18)*(x-81.6870)+35.2615;
plot(x,y);
y=-tan(pi/6)*(x+77.8223)+18.3975;
x=0:
y=-cot(2*pi/9)*x;
gridon
holdoff
如上图所示,在这三条直线所围成的公共许用区域,只要在公共许用区域内选定凸轮轴心O的位置,凸轮基圆半径r0和偏距e就可以确定了。
现取轴心位置为x=25,y=-100,则可得到,
偏距:
e=25
基圆半径:
4.凸轮理论轮廓线和实际轮廓线及滚子半径确定
a.绘制凸轮理论轮廓线
Matlab程序编制:
0.0001:
x=(100+144*t/pi-60*sin(12*t/5)/pi).*cos(t)-25*sin(t);
y=(100+144*t/pi-60*sin(12*t/5)/pi).*sin(t)+25*cos(t);
x=(100+120).*cos(t)-25*sin(t);
y=(100+120).*sin(t)+25*cos(t);
x=(100+60+60*cos(9*(t-10*pi/9)/5)).*cos(t)-25*sin(t);
y=(100+60+60*cos(9*(t-10*pi/9)/5)).*sin(t)+25*cos(t);
t=15*pi/9:
x=(100).*cos(t)-25*sin(t);
y=(100).*sin(t)+25*cos(t);
xlabel('
x/mm'
ylabel('
y/mm'
title('
理论轮廓曲线'
b.在理论廓线上分别绘出基圆与偏距圆
x=103*cos(t);
y=103*sin(t);
x=25*cos(t);
y=25*sin(t);
plot(x,y)
c.确定滚子半径
h=120;
t0=pi*5/6;
t01=pi*5/9;
ts=5*pi/18;
ts1=pi/3;
e=25;
s0=100;
t=linspace(0,pi*5/6,1000);
s=h*(t/t0-sin(2*pi*t/t0)/(2*pi));
dx1=(h/t0-h*cos(2*pi*t/t0)).*cos(t)-(s0+s).*sin(t)-e*cos(t);
dy1=(h/t0-h*cos(2*pi*t/t0)).*sin(t)+(s0+s).*cos(t)-e*sin(t);
p=sqrt(dx1.^2+dy1.^2);
plot(t,p);
t=linspace(pi*5/6,10*pi/9,1000);
s=h;
dx2=-sin(t).*(s+s0)-e*cos(t);
dy2=cos(t).*(s+s0)-e*sin(t);
p=sqrt(dx2.^2+dy2.^2);
t=linspace(10*pi/9,pi*15/9,1000);
s=0.5*h*(1+cos(pi*(t-(t0+ts))/t01));
dx3=-0.5*h*pi/(2*t01)*sin((pi/t01)*(t-(t0+ts))).*cos(t)-sin(t).*(s+s0)-e*cos(t);
dy3=-0.5*h*pi/(2*t01)*sin((pi/t01)*(t-(t0+ts))).*sin(t)+cos(t).*(s+s0)-e*sin(t);
p=sqrt(dx3.^2+dy3.^2);
t=linspace(pi*15/9,pi*2,1000);
s=0;
dx4=-sin(t).*(s+s0)-e*cos(t);
dy4=cos(t).*(s+s0)-e*sin(t);
p=sqrt(dx4.^2+dy4.^2);
曲率半径ρ'
'
FontSize'
20);
d.绘制实际轮廓线
ts=pi*5/18;
s0=100;
rr=10;
x1=(s0+s).*cos(t)-e*sin(t);
y1=(s0+s).*sin(t)+e*cos(t);
X1=x1-rr*dy1./(sqrt(dx1.^2+dy1.^2));
Y1=y1+rr*dx1./(sqrt(dx1.^2+dy1.^2));
plot(x1,y1);
plot(X1,Y1);
x2=(s+s0).*cos(t)-e*sin(t);
y2=(s+s0).*sin(t)+e*cos(t);
X2=x2-rr*dy2./(sqrt(dx2.^2+dy2.^2));
Y2=y2+rr*dx2./(sqrt(dx2.^2+dy2.^2));
plot(x2,y2);
plot(X2,Y2);
x3=(s+s0).*cos(t)-e*sin(t);
y3=(s+s0).*sin(t)+e*cos(t);
dx3=-0.5*h*pi/(2*t01)*sin((pi/t01)*(t-(t0+ts))).*cos(t)-sin(t).*(s+s0)-e*cos(t);
dy3=-0.5*h*pi/(2*t01)*sin((pi/t01)*(t-(t0+ts))).*sin(t)+cos(t).*(s+s0)-e*sin(t);
X3=x3-rr*dy3./(sqrt(dx3.^2+dy3.^2));
Y3=y3+rr*dx3./(sqrt(dx3.^2+dy3.^2));
plot(x3,y3);
plot(X3,Y3);
x4=(s+s0).*cos(t)-e*sin(t);
y4=(s+s0).*sin(t)+e*cos(t);
X4=x4-rr*dy4./(sqrt(dx4.^2+dy4.^2));
Y4=y4+rr*dx4./(sqrt(dx4.^2+dy4.^2));
plot(x4,y4);
plot(X4,Y4);
凸轮实际轮廓线'
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