哈工大机械原理大作业凸轮01号

1、Harbin Institute of Technology机械原理大作业设计说明书(二）设计题目： 凸轮机构设计 院 系： 船舶与海洋工程学院 班 级： 1313* 设 计 者： 学 号： 指导教师： 哈尔滨工业大学凸轮机构设计一、运动分析题目 如图2-1所示直动传动件凸轮机构，其原始尺寸参见表2-1，从表2-1中选择一组凸轮机构的原始参数，据此设计凸轮机构。表2-1序号升程（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(。)15090等加等减速4080等速70601302、 确定凸轮推杆升程、回程运动方程并绘制

2、推杆位移、速度、加速度的位图（1） 推杆推程、回程方程。位移速度加速度推程推程回程（二）、推杆位移、速度、加速度线图：（1）位移曲线：使用Mat lab编程，程序见附录程序清单1 图像：（2）速度曲线：使用Mat lab编程，程序见附录程序清2 图像：（3）加速度曲线：使用Mat lab编程，程序见附录程序清单3 图像：三、 基圆半径与偏心距的确定： 绘制ds/ds线图：使用Mat lab编程，程序见附录程序清单4 由图选择以ds/df-s(f)图为基础，可分别作出三条限制线（推程许用压力角的切界限Dtdt,回程许用压力角的限制线Dt'dt'，起始点压力角许用线B0d'

3、')，以这三条线可确定最小基圆半径及所对应的偏距e,在其下方选择一合适点，即可满足压力角的限制条件。运算结果如下：则可以选取三条线所围成的下侧的点（-30，-200），则计算得e=30,r0=200四确定滚子半径及绘制凸轮理论轮廓曲线和实际轮廓曲线.（一）滚子半径的确定为求滚子许用半径，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：利用上式可求的最小曲率半径后可确定实际廓线。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。使用Matlab编程，程序见附录程序清单5，运算结果为，则取rr=15mm（二) 凸轮轮

4、廓的确定：设凸轮转角为，则理论轮廓上的点B坐标为：其中实际轮廓B'点坐标为;为理论轮廓在B点的法线与x轴正方向的夹角。使用Matlab编程见附录程序6运行结果如下：附录：Mat lab程序清单程序1 x1=0:pi/400:pi/4;x2=pi/4:pi/400:pi/2;x3=pi/2:pi/300:5*pi/6;x4=5*pi/6:pi/225:23*pi/18;x5=23*pi/18:13*pi/1800:2*pi;s1=400*x1.2/pi2;s2=50-400*(pi/2-x2).2/pi2;s3=50;s4=50*(23/8-9*x4/(4*pi);s5=0;plot(x

5、1,s1,x2,s2,x3,s3,x4,s4,x5,s5)程序2x1=0:pi/400:pi/4;x2=pi/4:pi/400:pi/2;x3=pi/2:pi/300:5*pi/6;x4=5*pi/6:pi/225:23*pi/18;x5=23*pi/18:13*pi/1800:2*pi;v1=800*x1/pi2;v2=800*(pi/2-x2)/pi2;v3=0;v4=-225/(2*pi);v5=0;plot(x1,v1,x2,v2,x3,v3,x4,v4,x5,v5)程序3x1=0:pi/400:pi/4;x2=pi/4:pi/400:pi/2;x3=pi/2:pi/300:5*pi/

6、6;x4=5*pi/6:pi/225:23*pi/18;x5=23*pi/18:13*pi/1800:2*pi;a1=800/pi2;a2=-800/pi2;a3=0;a4=0;a5=0;plot(x1,a1,x2,a2,x3,a3,x4,a4,x5,a5）程序4clear;h=50;delta1=90;delta2=60;delta3=80;delta4=130;hd=pi/180;du=180/pi;n1=delta1+delta2;n3=delta1+delta2+delta3;n=360;for i=1:360 if i<=delta1/2 s(i)=2*h*i2/delta12

7、; ds(i)=4*h*i*hd/(delta1*hd)2; elseif i>delta1/2&i<=delta1 s(i)=h-h*2*(delta1-i)2/delta12; ds(i)=4*h*(delta1-i)*hd/(delta1*hd)2; elseif i>delta1&i<=n1 s(i)=h;ds(i)=0; elseif i>n1&i<=n3 s(i)=h*1-(i-n1)/delta3; ds(i)=-h/delta3/hd; elseif i>n3&i<=n s(i)=0;ds(i)=0

8、; endend k1=cot(40*hd);k2=-cot(70*hd);k3=-k1;m=-1; for d1=-500:0 for i=1:90 if s(i)>=(k1*ds(i)+d1); else m=0; break; end; end; if m=0 break; end; end for d2=-500:0 for i=n1:n3 if s(i)>=(k2*ds(i)+d2); else m=1; break; end; end; if m=1 break; end; end;figure(1); grid on;hold on;axis equal; i=1:3

9、60;plot(ds(i),s(i);x=-100:200;plot(x,x*k1+d1);x=-100:200;plot(x,x*k2+d2);x=0:200;plot(x,x*k3);程序5：clear;r0=sqrt(302+2002);rr=15;e=30;h=50;delta1=90;delta2=60;delta3=80;delta4=130;hd=pi/180;du=180/pi;se=200;n1=delta1+delta2;n3=delta1+delta2+delta3; n=360;for i=1:n if i<=delta1/2 s=2*h*i2/delta12;

10、ds=4*h*i*hd/(delta1*hd)2; a=4*h/delta12; elseif i>delta1/2&i<=delta1 s=h-h*2*(delta1-i)2/delta12; ds=4*h*(delta1-i)*hd/(delta1*hd)2; a=-4*h/delta12; elseif i>delta1&i<=n1 s=h;ds=0; a=0; elseif i>n1&i<=n3 s=h*1-(i-n1)/delta3; ds=-h/delta3/hd; a=0; elseif i>n3&i<

11、;=n s=0; ds=0; a=0; enddx=(se+s)*cos(i*hd)+(ds-e)*sin(i*hd);dy=-(se+s)*sin(i*hd)+(ds-e)*cos(i*hd);A0=sqrt(dx2+dy2);A=A03;ddx=(2*ds-e)*cos(i*hd)+(a-se-s)*sin(i*hd);ddy=(a-se-s)*cos(i*hd)-(2*ds-e)*sin(i*hd); B=dx*ddy-ddx*dy;r(i)=A/B;endrm=200;for i=1:360if abs(r(i)<rm rm=abs(r(i)endend程序6：clear;r0=

12、sqrt(302+2002);rr=15;e=30;h=50;delta1=90;delta2=60;delta3=80;delta4=130;hd=pi/180;du=180/pi;se=200;n1=delta1+delta2;n3=delta1+delta2+delta3;n=360;for i=1:n if i<=delta1/2 s(i)=2*h*i2/delta12; ds(i)=4*h*i*hd/(delta1*hd)2;ds0=ds(i); a(i)=4*h/delta12; elseif i>delta1/2&i<=delta1 s(i)=h-h*2

13、*(delta1-i)2/delta12; ds(i)=4*h*(delta1-i)*hd/(delta1*hd)2;ds0=ds(i); a(i)=-4*h/delta12; elseif i>delta1&i<=n1 s(i)=h;ds(i)=0; ds0=ds(i); a(i)=0; elseif i>n1&i<=n3 s(i)=h*1-(i-n1)/delta3; ds(i)=-h/delta3/hd; ds0=ds(i); a(i)=0; elseif i>n3&i<=n s(i)=0; ds(i)=0; ds0=ds(i)

14、; a(i)=0; endxx(i)=(se+s(i)*sin(i*hd)+e*cos(i*hd);yy(i)=(se+s(i)*cos(i*hd)-e*sin(i*hd);dx(i)=(ds0-e)*sin(i*hd)+(se+s(i)*cos(i*hd);dy(i)=(ds0-e)*cos(i*hd)-(se+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 figure(1); grid on;hold on;axis equal; axis(-(r0+h-30) (r0+h+10) -(r0+h+50) (r0+rr+50); text(r0+h+3,4,'X'); text(3,r0+rr+3,'Y'); text(-6,4,'O'); title('偏置直动滚子从动件推杆盘形凸轮');xlabel('x/mm');ylabel('y/mm');plot(-(r0+h-40) (r0+h),0 0,'k');plot(0 0,-(r0+h) (r0+rr),'k');plot(xx,yy,