哈工大机械原理大作业-凸轮-23号

HarbinInstituteofTechnology大作业设计说明书课程名称：机械原理设计题目：凸轮机构设计院系：机械设计制造及其自动化班级：设计者：学号：指导教师：设计时间：哈尔滨工业大学设计题目如右图所示直动从动件盘形凸轮机构，选择一组凸轮机构的原始参数，据此设计该凸轮机构。凸轮机构原始参数序号升程（mm）升程运动角升程运动规律升程许用压力角3115090°余弦加速度30°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80°正弦加速度70°110°80°二.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.已知升程h=150mm，升程运动角，回程运动角，远休止角,近休止角。升程的运动规律是余弦加速度，则：当时，远休程运动方程为s=150,v=0,a=0；回程的运动规律是正弦加速度，则：当时，近休程运动方程为s=0，v=0，a=0。三.绘制推杆位移、速度、加速度线图(设ω=10rad，程序见附录）程序%凸轮推杆位移曲线;x=0:(pi/1000):(pi/2);s1=75-75*cos(2*x);y=(pi/2):(pi/1000):(10*pi/9);s2=150;z=(10*pi/9):(pi/1000):(14*pi/9);s3=525-675*z/2/pi+75*sin(4.5*z-5*pi)/pi;m=(14*pi/9):(pi/1000):(2*pi);s4=0;plot(x,s1,'b',y,s2,'b',z,s3,'b',m,s4,'b');xlabel('角度(rad)');ylabel('行程(mm)');title('推杆位移曲线');grid;%推杆速度曲线;w=10;x=0:(pi/1000):(pi/2);v1=150*w*sin(2*x);y=(pi/2):(pi/1000):(10*pi/9);v2=0;z=(10*pi/9):(pi/1000):(14*pi/9);v3=-675*w/2/pi+675*w/2/pi*cos(4.5*z-5*pi);m=(14*pi/9):(pi/1000):(2*pi);v4=0;plot(x,v1,'r',y,v2,'r',z,v3,'r',m,v4,'r');xlabel('角度(rad)');ylabel('速度(mm/s)');title('推杆速度曲线(w=10rad/s)');grid;%凸轮推杆加速度曲线;w=10;x=0:(pi/1000):(pi/2);a1=300*w^2*cos(2*x);y=(pi/2):(pi/1000):(10*pi/9);a2=0;z=(10*pi/9):(pi/1000):(14*pi/9);a3=-675*w^2*sin(4.5*z-5*pi)/4/pi;m=(14*pi/9):(pi/1000):(2*pi);a4=0;plot(x,a1,'m',y,a2,'m',z,a3,'m',m,a4,'m');xlabel('角度(rad)');ylabel('加速度(mm/s^2)');title('推杆加速度曲线(w=10rad/s)');grid;四、凸轮轮廓线最小曲率半径的求解程序>>%凸轮机构dsdp-s线图,偏距和s0的确定;x=0:(pi/1000):(pi/2);s1=75-75*cos(2*x);ns1=75/2*sin(2*x);y=(pi/2):(pi/1000):(10*pi/9);s2=120;ns2=0;z=(10*pi/9):(pi/1000):(14*pi/9);s3=525-675*z/2/pi+75*sin(4.5*z-5*pi)/pi;ns3=-675/2/pi+50*cos(4.5*z-5*pi);m=(14*pi/9):(pi/1000):(2*pi);s4=0;ns4=0;plot(ns1,s1,'b',ns2,s2,'b',ns3,s3,'b',ns4,s4,'b');xlabel('dsdp');ylabel('S');title('s0,e的确定');grid;程序：function[x,d1,d2,x0,d0]=er(s,f,a1,a2)%d1,d2,d0为三条限制线y值，可确定最小基圆半径k1=tan(pi/2-a1*pi/180);k2=-tan(pi/2-a2*pi/180);ym1=0;ym2=0;fori=1:361iff(i)>0y1=-k1*f(i)+s(i);ify1<ym1ym1=y1;f01=f(i);s01=s(i);%求的推程限制线对应的切点坐标endelsey2=-k2*f(i)+s(i);ify2<ym2ym2=y2;f02=f(i);s02=s(i);%回程的限制线切点坐标endendendx=linspace(-100,200,300);d1=k1*(x-f01)+s01;d2=k2*(x-f02)+s02;x0=linspace(0,200,200);d0=-k1*x0;命令窗口输入：>>[x,d1,d2,x0,d0]=er(s,f,30,60);>>plot(x,d1,x,d2,x0,d0)，axisequal得图如下：得最小基圆对应的坐标位置大约为（36.4，-62.8）经计算取偏距e=35mm，r0=80mm.程序%绘制凸轮轮廓曲线；s0=80;e=20;rr=16;x=0:(pi/100):(2*pi/3);s1=60-60*cos(1.5*x);x1=(s0+s1).*cos(x)-e*sin(x);y1=(s0+s1).*sin(x)+e*cos(x);dx1dx=-140*sin(x)+90*sin(1.5*x).*cos(x)+60*cos(1.5*x).*sin(x)-20*cos(x);dy1dx=140*cos(x)+90*sin(1.5*x).*sin(x)-60*cos(1.5*x).*cos(x)-20*sin(x);a1=sqrt(dx1dx.^2+dy1dx.^2);Xn1=x1-rr*(dy1dx)./a1;Yn1=y1+rr*(dx1dx)./a1;y=(2*pi/3):(pi/100):(10*pi/9);s2=120;x2=(s0+s2).*cos(y)-e*sin(y);y2=(s0+s2).*sin(y)+e*cos(y);dx2dy=-200*sin(y)-20*cos(y);dy2dy=200*cos(y)-20*sin(y);a2=sqrt(dx2dy.^2+dy2dy.^2);Xn2=x2-rr*(dy2dy)./a2;Yn2=y2+rr*(dx2dy)./a2;z=(10*pi/9):(pi/100):(29*pi/18);s3=60+60*cos(2*z-20*pi/9);x3=(s0+s3).*cos(z)-e*sin(z);y3=(s0+s3).*sin(z)+e*cos(z);dx3dz=-140*sin(z)-120*sin(2*z-20*pi/9).*cos(z)-60*cos(2*z-20*pi/9).*sin(z)-20*cos(z);dy3dz=140*cos(z)-120*sin(2*z-20*pi/9).*sin(z)+60*cos(2*z-20*pi/9).*cos(z)-20*sin(z);a3=sqrt(dx3dz.^2+dy3dz.^2);Xn3=x3-rr*(dy3dz)./a3;Yn3=y3+rr*(dx3dz)./a3;m=(29*pi/18):(pi/100):(2*pi);s4=0;x4=(s0+s4).*cos(m)-e*sin(m);y4=(s0+s4).*sin(m)+e*cos(m);dx4dm=-80*sin(m)-20*cos(m);dy4dm=80*cos(m)-20*sin(m);a4=sqrt(dx4dm.^2+dy4dm.^2);Xn4=x