哈工大机械原理大作业凸轮11Word下载.docx

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指导教师

陈明

一、设计如图1所示直动从动件盘形凸轮机构。

其原始参数见表1。

图1

行程

（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

35

80

余弦加速度

60

3-4-5多项式

70

100

120

表1

二、计算流程图

3、建立数学模型

1.位移、速度、加速度、ds/dψ-s、压力角图

（1）运动方程：

A.升程运动方程（余弦加速度）：

B.远休止方程：

C.回程运动方程（3-4-5多项式）：

D.近休止方程：

（2）源代码及作图（matlab）

symsa1a2a3a4;

h=35;

yxj=100/180*pi（）;

jxj=120/180*pi（）;

scj=80/180*pi（）;

hcj=60/180*pi（）;

a1=0:

0.001:

scj;

s1=h./2*（1-cos（pi.*a1/scj））;

a2=scj:

（scj+yxj）;

s2=h*ones（size（a2））;

a3=（scj+yxj）:

（scj+yxj+hcj）;

a=（a3-scj-yxj）/hcj;

s3=h.*（1-10.*a.^3+15.*a.^4-6.*a.^5）;

a4=scj+yxj+hcj:

scj+yxj+hcj+jxj;

s4=0;

plot（a1,s1,a2,s2,a3,s3,a4,s4）;

gridon;

title（'

位移'

）;

xlabel（'

ψ/rad'

）,ylabel（'

s/mm'

%%画出位移的图像

w=1;

v1=pi*h*w/2/scj*sin（pi*a1/scj）;

v2=zeros（size（a2））;

v3=-h*w/hcj.*（30.*a.^2-60.*a.^3+30.*a.^4）;

v4=zeros（size（a4））;

plot（a1,v1,a2,v2,a3,v3,a4,v4）;

速度'

v/（mm/s）'

%%画出速度的图像

b1=pi*pi*h*w*w/2/scj/scj*cos（pi*a1/scj）;

b2=zeros（size（a2））;

b3=-h*w/hcj/hcj.*（60.*a-180.*a.^2+120.*a.^3）;

b4=zeros（size（a4））;

plot（a1,b1,a2,b2,a3,b3,a4,b4）;

加速度'

a/（mm/s^2）'

%%画出加速度的图像

n=-100:

100;

m1=tan（pi/2-35*pi/180）*n-41.4;

m2=-tan（pi/2-70*pi/180）*n-10.7;

plot（v1,s1,v2,s2,v3,s3,v4,s4,n,m1,n,m2）

凸轮机构ds/dψ-s线图'

s'

ds/dψ'

%%画出ds/dψ-s图像

由图知：

三条直线的下方最上面得点（8.082，-30.16）。

得最小基圆对应的坐标位置可取为（8，40）。

经计算取偏距e=10mm，r0=50mm，rr=10mm，s0=56mm。

T1=90-abs（atan（（s1+100）./（v1-40））*180/pi）;

T2=90-abs（atan（（s2+100）./（v2-40））*180/pi）;

T3=90-abs（atan（（s3+100）./（v3-40））*180/pi）;

T4=90-abs（atan（（s4+100）./（v4-40））*180/pi）;

plot（a1,T1,a2,T2,a3,T3,a4,T4）;

%%画出压力角

2.轮廓图

s0=56;

e=10;

Rr=10;

x1=（s0+s1）.*cos（a1）-e*sin（a1）;

y1=（s0+s1）.*sin（a1）+e*cos（a1）;

p1=（s0+s1）.*cos（a1）+（v1-e）.*sin（a1）;

q1=-（s0+s1）.*sin（a1）+（v1-e）.*cos（a1）;

A1=sqrt（p1.^2+q1.^2）;

X1=x1+Rr.*p1./A1;

Y1=y1-Rr.*q1./A1;

x2=（s0+s2）.*cos（a2）-e*sin（a2）;

y2=（s0+s2）.*sin（a2）+e*cos（a2）;

p2=（s0+s2）.*cos（a2）+（v2-e）.*sin（a2）;

q2=-（s0+s2）.*sin（a2）+（v2-e）.*cos（a2）;

A2=sqrt（p2.^2+q2.^2）;

X2=x2+Rr.*p2./A2;

Y2=y2-Rr.*q2./A2;

x3=（s0+s3）.*cos（a3）-e*sin（a3）;

y3=（s0+s3）.*sin（a3）+e*cos（a3）;

p3=（s0+s3）.*cos（a3）+（v3-e）.*sin（a3）;

q3=-（s0+s3）.*sin（a3）+（v3-e）.*cos（a3）;

A3=sqrt（p3.^2+q3.^2）;

X3=x3+Rr.*p3./A3;

Y3=y3-Rr.*q3./A3;

x4=（s0+s4）.*cos（a4）-e*sin（a4）;

y4=（s0+s4）.*sin（a4）+e*cos（a4）;

p4=（s0+s4）.*cos（a4）+（v4-e）.*sin（a4）;

q4=-（s0+s4）.*sin（a4）+（v4-e）.*cos（a4）;

A4=sqrt（p4.^2+q4.^2）;

X4=x4+Rr.*p4./A4;

Y4=y4-Rr.*q4./A4;

plot（x1,y1,X1,Y1,x2,y2,X2,Y2,x3,y3,X3,Y3,x4,y4,X4,Y4）;

%%外圈为理论轮廓，内圈为实际轮廓