凸轮机构设计大作业

1、大作业（二） 凸轮机构设计（题号：8）级：名、学号：绩：完成日期:目录1凸轮机构大作业题目22. 推杆运动规律及凸轮廓线方程33. 程序流程图34源程序A55. 计算结果146. 凸轮机构图167 体会及建议198.参考资料20凸轮机构大作业题目试用计算机辅助设计完成下列摆动滚于推杆盘形凸轮机构的设计，已知数据 如下表所示，凸轮沿着逆时针方向做匀速转动。表1 凸轮机构的推杆运动规律推程运动规律正弦加速度运动回程运动规律等加速等减速运动表2 两种凸轮机构的推杆在近休、推程、远休及回程阶段的凸轮转角题号近休凸轮转角推程凸轮转角远休凸轮转角回程凸轮转角A0。60。60 180 180 -270 27

2、0 360 B0 45 45 210 210 -260 260 360 C0。30。30 210 210。280。280 360 表3 摆动滚于推杆盘形凸轮机构的已知参数题号初选荃圆机架长度摆杆长度滚于半径推杆摆角许用压力角许用最小曲率半径r(/mmlg/mm厶 &/mm/?/mm勿半径nA1560 =5102435 700.3rrB2070651426 40 70 0.3rrC22727521828 45 65 0.35rr要求：每组(每三人为一组，每人一题)至少打印出一份源程序，每人打印 出原始数据；凸轮理论轮廓和实际轮廓的坐标值；推程和回程的最大压力角，以 尺出现最大压力角时凸轮的相应转

3、角；凸轮实际轮廓曲线的最小曲率半径，以及 相应的凸轮转角；和最后说确定的基圆半径。计算点数N=7212()。绘出凸轮的理论轮廓和实际轮廓(可用计算机绘图)。二、推杆运动规律及凸轮廓线方程:推程(正弦加速度):s=h(8/8()-sin(27i8/80)/(2tt)回程(等加速段)：s=h-2h878o2回程(等减速段)：s=2h(8,o-8)2/8)2凸轮理论廓线方程:x=l()Asin8-lABsin(8+(p+(p() y=l()Acos8-lABcos(8+(p+cp0) 式中，滋为推杆的初始位置角，其值为： cp0=arccos-厂：)/2(H)三、程序流程图四、源程序clear； r

4、()=22;%初选的基圆半径dr()=().O5;次=72; %机架长度L=6&%摆杆长度rr=18;%滚子半径fai=28*pi/180;% 推杆摆角Pl=3.141592653;alphal =45;%许用压力角ocl alpha2=65;%许用压力角阿尔法2 lambda=6.3;%许用最小曲率半径N=12();%取用点的个数deltal =180*pi/180;%推程凸轮最大转角 delta2=70*pi/180; %远休凸轮最大转角 dclta3=80*pi/18();%回程凸轮最大转角 dclta4=30*pi/180;%近休凸轮最大转角 alphamaxi =();%推程最大压力

5、角初值 alphamax2=(); %回程最大压力角初值 roumin=l()(); %凸轮最小曲率半径初值XHOnA二 21)JYHOnAlJ21)JXPHOncs (二 21)；YPHOn 殳二 21)；FAIH(mcs(L121)；IHOJ%岂毬去whirr(ICHN)FOHacos(a*a+L 关 L-rO 金 0)、(2盒占)； dLEH3*Hpi、18()； if(dcltaAl 80*pi、1snda-cavHO) %HffiFouacos(驚 a+L关 Lr(*ro)、(2盒关 L)；FHFai* (dcha、dclt:al)sB-(2*pi*dcltdclt:al(2*pi)

6、J XHa*sin(dc 一KL*sin(dcha+F+F()J yH a关Cos(dcdta)L*cos(dclta+F+For dFH fa*(l 一 dcltal cos(2*p*dLt2ucos(da-ta+F+F()dF dy 卩 ac/in(dclta)+L*sin(dclra+F+FO)*(l+dFj ddy 卩 a*cos (dcka)+L* cos(dcha+F+F0)*(l+dF2+L*sin(delta+F+FO)*ddF;sthcta=dx/sqrt(dx*dx+dy*dy);cthcta=-dy/sqr t (dx*dx+dy *dy);xp=x-rr*ctheta;

7、yp=v-rr*sthcta;alpha=atan(L*abs(dF)4-(a*cos(F+F0)-L)/(a* sin(F+F0)*180/pi;alpha=abs(alpha);if (alphaalphamaxl)alphamaxi =alpha;del tarn ax 1 =dclta*180/pi;endendif(delta=180*pi/l 80&delta2cos(dta+F+F0)dF;dy 卩a*sin(dclK+L*sin(dc一 ra+F+FO)*(1+dajddy卩a*cos (dclta)+L* cos(dclta+F+FO)关(l+dp2+L*sB-(da-ta+

8、F+FO)关 ddF 一sthcraHdx、sqrt(dxx+dy*dy)； crhcra 卩 dysqrr(dx*dx+dyy)J XPHXrr*cthcra;ypHyrr*sthnrpendif(ddVH250s8()dc 一 八29()国)拥莒(*回FOHacos(a*a+L*L40*ro(2*a*L)；F H Fai2* fai* (de一 ra 250关 pi、18()MddE25(*pi、18()(d0-ra32-t:a3)；x=a*sin(dclta)L*sB-(dclta+F+FO)； yHa*cos(dclra)L*cos(dt:a+F+FO)j dF 卩 4ria*(dc

9、一 a25()*pi、loc(2ucos(da-ta+F+F()dFdy 卩a*sin(dclra)+L 关 sin(dcka+F+FO)*(l+dF;ddy 卩 a*cos (dcs-a)+L* cos(dcha+F+F()*(l+dF)2+L/m(d2-ta+F+F()dFJsrhctaHdx、sqrt(dx*dx+dy*dy)J crhctaHdy、sqrt(dldx+dy*dy)J ypHyrr*srhcrm 巴phaHaun(L/=abs(dD (a*cos(F+FO).L)、(a关 sm(F+FO) 8()、pi; a-phaHabs(a-pha)；if (a-phava 一 Ph

10、amax2)a 一 Phamax2ua 一 pha;de 一 ramax2=da-ra*l x2L*cos(ddta+F+F0)dF;dy Ha* S5-(del ra)+L* sin (dclra+F+F()* (1 + d F) jddy 卩a*cos (dclra)+L* cos(dclra+F+F()*(l+dF)2+L*sB-(da-ta+F+FO)关 ddF 一srhcraHdx、sqrt(dx*dx+dy*dy)J erhetaHdy、sqrr(dx*dx+dy*dy)JXPHXrr*crhctaJypHyrr*sthcrB alphaHaran(L*abs(dF(a*cos(F

11、+FO)L)alphal) | | (alphamax2alpha2) %优化条件r()=r()+dr();1=()；alphamaxi =0;alphamax2=0;continueendrou=(dxA2+dyA2)A(3/2)/(dx*ddy-dy*cidx); %计算曲率半径if (rou0)rou=-rou;if (rou-rr) (0.35*rr) %优化条件r()=r()+cir();1=();alphamaxi =0;alphamax2=0;continueendif(rouroumin)roumin=rou;deltamin=dclta *18()/pi;roumina=r(

12、)umin-rr;endend乂 (I+l)=x;Y(I+l)=y;XP(I+l)=xp;YP(I+l)=yp;1=1+1;endfigurc(l);axis equalhold ont=()：3:36();X_1 =r()*cosd(t);%画基圆Y_l=r()*sinci(t);X_2=rr*cosd(t)+X(l 0);% 画滚子Y_2=rr*sind(t)+Y(10);plot(X_l ,Y_1 ,mXY,Y,XP,YP,k,X_2,Y_2,c); legendf基圆;理论轮廓T实际轮廓)； plot(0,0,ko*);%固定凸轮点plot(X(10),Y(10)；ko); % 固定滚

13、子点朮收凸轮轮廓曲线图)；xlabcl(X/mm);ylabelCY/mm1);hold offdispC推程最大压力角：)；alphamaxidispC推程最大压力角相应转角：)；dcltamaxldispC回程最大压力角：)；alphamax2dispC回程最大压力角相应转角：)；dcltamax2dispC凸轮最小曲率半径：)；roumindispC凸轮最小曲率半径相应转角：)； rouminadispC最后确定的凸轮基圆半径：)；r()五、计算结果A组：推程最大压力角：alphamaxi =34.9492 推程最大压力角相应转角： deltamaxi =45 回程最大压力角： alph

14、amax2 =46.7626 回程最大压力角相应转角： deltamax2 = 255 凸轮最小曲率半径： roumin =15.0000 凸轮最小曲率半径相应转角： roumina =5.0000 最后确定的凸轮基圆半径： r0 二 19.7000B组：推程最大压力角：alphamaxi =24.2568 推程最大压力角相应转角： deltamaxl = 177.0000 回程最大压力角： alphamax2 = 51.9666 回程最大压力角相应转角： deltamax2 = 291.0000 凸轮最小曲率半径： roumin = 24.3000 凸轮最小曲率半径相应转角: roumina

15、 =6.3000最后确定的凸轮基圆半径：r() =32.8000C组：推程最大压力角：alphamaxi =24.2568 推程最大压力角相应转角： deltamaxl = 177.0000 回程最大压力角： alphamax2 = 51.9666 回程最大压力角相应转角：deltamax2 = 291.0000凸轮最小曲率半径：roumin = 24.3000凸轮最小曲率半径相应转角:roumina =6.3000最后确定的凸轮基圆半径：r() =32.8000六、凸轮机构图A组：B闻C组:七、体会及建议本次凸轮机构的设计，我们熟悉了解析法在机构设计中的应用， 锻炼了编程能力。这次大作业用到了非常多的MATLAB编程知识， 我们查阅了大量资料，也请教了不少同学，最后编出来程序实属不易。 通过这次亲手设计实践，我们也认识到具体的操作远远比想象中的 难，尤其是工程问题，涉及到方方面面的知识，这一点在以后的学习 生活中也应该引起注意，注重细节才能做得更好。另外，大作业带给 我们最大的好处就是我们更加熟悉凸轮的运动规律，这比起上课老师 的讲解印象更深，因为加入了自己的思考和亲手设计，我