哈工大机械原理大作业凸轮1号.docx
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哈工大机械原理大作业凸轮1号
哈工大机械原理大作业——凸轮——1号
HarbinInstituteofTechnology
机械原理大作业2
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
哈尔滨工业大学
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
序号
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)
7
70
90
正弦加速度
30
80
3-4-5多项式
70
95
95
2、凸轮推杆升程、回程运动方程及推杆位移、速度、加速度线图:
(1)凸轮推杆升程运动方程:
正弦加速度:
(2)凸轮推杆回程运动方程:
3-4-5多项式:
式中:
(3)运用Matlab软件进行编程,令
=
10rad/s,程序如下:
symshwf0fsf0sfssa1a2l1l2t2svaFfdsf
h=70;
w=10;
f0=90*pi/180;
fs=95*pi/180;
f0s=80*pi/180;
fss=95*pi/180;
a1=30*pi/180;
a2=70*pi/180;
l1=0;
l2=0;
F=0.1:
360;
f=F*pi/180;
t2=(f-(f0+fs))/f0s;
s=70.*(f/f0-1/(2*pi).*sin(2*pi*f/f0)).*(F<=90)+70.*(F>90&F<=185)+70*(1-(10*(t2).^3-15*(t2).^4+6*(t2).^5)).*(F>185&F<=265)+0.*(F>265&F<=360);
v=h.*w./f0.*(1-cos(2.*pi.*f./f0)).*(F<=90)+0.*(F>90&F<=185)+(-30.*h.*w.*(t2).^2.*(1-2.*(t2)+(t2).^2)./f0s).*(F>185&F<=265)+0.*(F>265&F<=360);
a=2.*pi.*h.*w.*w.*sin(2.*pi.*f/f0)/(f0.*f0).*(F<=90)+0.*(F>90&F<=185)+(-60.*h.*w.*w.*(t2).*(1-3.*(t2)+2.*(t2).^2)./(f0s).^2).*(F>185&F<=265)+0.*(F>265&F<=360);
plot(F,s)
画图得到推杆位移线图:
推杆速度线图:
推杆加速度线图:
3、凸轮机构的
线图,并依次确定凸轮的基圆半径和偏距:
dsf=h/f0s*(1-cos(2.*pi.*f/f0)).*(F<=90)+0.*(F>90&F<=185)+70./f0s*(-30*(t2).^2+60*(t2).^3.-30.*(t2).^4).*(F>185&F<=265);
plot(dsf,s)
凸轮机构的
线图:
确定凸轮的基圆半径和偏距:
由上图和许用压力角可知凸轮基圆半径:
r0=75mm,偏距e=33mm。
4、滚子半径的确定及凸轮理论轮廓线和实际轮廓线的绘制:
为求滚子许用半径,须确定最小曲率半径,以防止凸轮工作轮廓出现尖点或出现相交包络线,确定最小曲率半径数学模型如下:
其中:
利用上式可求得最小曲率半径,而后可确定实际廓线。
理论廓线数学模型:
凸轮实际廓线坐标方程式:
其中rt为确定的滚子半径。
程序源代码如下:
symst1s1s2s3s4x1y1A1A2Ax2x3x4x5x6x7x8y1y2y3y4y5y6y7y8t2ds1ds2T1T2ds3ds4
t1=0:
0.01:
pi/2;
s1=70.*[t1/(pi/2)-(1/(2*pi))*sin(4.*t1)];
ds1=(140/pi).*[1-cos(4.*t1)];
x1=(70+s1).*cos(t1)-exp
(1).*sin(t1);
y1=(70+s1).*sin(t1)+exp
(1).*cos(t1);
A1=-(70+s1).*sin(t1)+(ds1-exp
(1)).*cos(t1);
A2=(70+s1).*cos(t1)+(ds1-exp
(1)).*sin(t1);
A=sqrt(A1.^2+A2.^2);
x5=x1-10.*A2./A;
y5=y1+10.*A1./A;
t2=pi/2:
0.01:
37*pi/36;
s2=70;
ds2=0;
x2=(70+s2).*cos(t2)-exp
(1).*sin(t2);
y2=(70+s2).*sin(t2)+exp
(1).*cos(t2);
A1=-(70+s2).*sin(t2)+(ds2-exp
(1)).*cos(t2);
A2=(70+s2).*cos(t2)+(ds2-exp
(1)).*sin(t2);
A=sqrt(A1.^2+A2.^2);
x6=x2-10.*A2./A;
y6=y2+10.*A1./A;
t3=37.*pi/36:
0.01:
53.*pi/36;
T2=(t3-37.*pi./36)./(16*pi./36);
s3=70.*(1-(10.*T2.^3-15.*T2.^4+6.*T2.^5));
ds3=-4725./pi.*T2.^2.*(1-2.*T2+T2.^2);
x3=(70+s3).*cos(t3)-exp
(1).*sin(t3);
y3=(70+s3).*sin(t3)+exp
(1).*cos(t3);
A1=-(70+s3).*sin(t3)+(ds3-exp
(1)).*cos(t3);
A2=(70+s3).*cos(t3)+(ds3-exp
(1)).*sin(t3);
A=sqrt(A1.^2+A2.^2);
x7=x3-10.*A2./A;
y7=y3+10.*A1./A;
t4=53.*pi/36:
0.01:
2.*pi;
s4=0;
ds4=0;
x4=(70+s4).*cos(t4)-exp
(1).*sin(t4);
y4=(70+s4).*sin(t4)+exp
(1).*cos(t4);
A1=-(70+s4).*sin(t4)+(ds4-exp
(1)).*cos(t4);
A2=(70+s4).*cos(t4)+(ds4-exp
(1)).*sin(t4);
A=sqrt(A1.^2+A2.^2);
x8=x4-10.*A2./A;
y8=y4+10.*A1./A;
plot(x1,y1,x2,y2,x3,y3,x4,y4,x5,y5,x6,y6,x7,y7,x8,y8);
得到凸轮理论轮廓线和实际轮廓线如下:
- 配套讲稿:
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- 关 键 词:
- 哈工大 机械 原理 作业 凸轮
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