哈工大机械原理大作业二凸轮设计24题Word文件下载.docx

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表2-1凸轮机构原始参数

升程

（mm）

升程运

动角

（

）

动规律

许用

压力角

回程运

回程

远休

止角

近休

120

150

正弦加速度

40

100

余弦加速度

60

50

2.凸轮推杆升程，回程运动方程及推杆位移，速度，加速度，运动线图

（1）推杆升程，回程方程运动方程如下：

A.推杆升程方程：

B.推杆回程方程：

（2）推杆位移，速度，加速度线图如下：

A.推杆位移线图

Matlab程序：

x1=0:

0.001:

5*pi/6;

y1=144*x1/pi-60*sin（12*x1/5）/pi;

x2=5*pi/6:

10*pi/9;

y2=120;

x3=10*pi/9:

5*pi/3;

y3=60+60*cos（9*（x3-10*pi/9）/5）;

x4=5*pi/3:

2*pi;

y4=0;

plot（x1,y1,x2,y2,x3,y3,x4,y4）;

B．推杆速度线图

y1=156/pi-156*cos（12*x1/5）/pi;

pi;

y2=0;

x3=pi:

14*pi/9;

y3=-117*sin（1.8*x3-1.8*pi）;

x4=14*pi/9:

C．推杆加速度线图

Matlab程序：

y1=1728*sin（12*x1/5）/（5*pi）;

15*pi/9;

y3=-972*cos（9*（x3-10*pi/9）/5）/5;

x4=15*pi/9:

3、凸轮机构的ds/dφ-s线图，并以此确定凸轮基圆半径和偏距

（1）凸轮机构的ds/dφ-s线图

t=0:

x=144/pi-144*cos（12*t/5）/pi;

y=144*t/pi-60*sin（12*t/5）/pi;

holdon

plot（x,y,'

-r'

）;

t=5*pi/6:

0.01:

x=0;

y=120;

t=10*pi/9:

x=-108*sin（9*（t-10*pi/9）/5）;

y=60+60*cos（9*（t-10*pi/9）/5）;

holdon

t=15*pi/9:

y=0;

（2）按许用压力角确定凸轮的基圆半径和偏距

a.求升程切点

升程许用压力角[

1]=400

求得转角t=1.0287,进而求得切点坐标（x,y）=（81.6870,35.2516）

b.求回程切点

回程许用压力角[

2]=600

求得转角t=4.7890，进而求得切点坐标（x,y）=（-77.822,18.3975）

c.确定直线方程

推程：

y=tan（5*pi/18）*（x-81.6870）+35.2615

回程：

y=-tan（pi/6）*（x+77.8223）+18.3975

d.绘图确定基圆半径和偏距

x=-125:

1:

150;

y=tan（5*pi/18）*（x-81.6870）+35.2615;

plot（x,y）;

y=-tan（pi/6）*（x+77.8223）+18.3975;

x=0:

y=-cot（2*pi/9）*x;

gridon

holdoff

如上图所示，在这三条直线所围成的公共许用区域，只要在公共许用区域内选定凸轮轴心O的位置，凸轮基圆半径r0和偏距e就可以确定了。

现取轴心位置为x=25，y=-100，则可得到，

偏距：

e=25

基圆半径：

4.凸轮理论轮廓线和实际轮廓线及滚子半径确定

a.绘制凸轮理论轮廓线

Matlab程序编制：

0.0001:

x=（100+144*t/pi-60*sin（12*t/5）/pi）.*cos（t）-25*sin（t）;

y=（100+144*t/pi-60*sin（12*t/5）/pi）.*sin（t）+25*cos（t）;

x=（100+120）.*cos（t）-25*sin（t）;

y=（100+120）.*sin（t）+25*cos（t）;

x=（100+60+60*cos（9*（t-10*pi/9）/5））.*cos（t）-25*sin（t）;

y=（100+60+60*cos（9*（t-10*pi/9）/5））.*sin（t）+25*cos（t）;

t=15*pi/9:

x=（100）.*cos（t）-25*sin（t）;

y=（100）.*sin（t）+25*cos（t）;

xlabel（'

x/mm'

ylabel（'

y/mm'

title（'

理论轮廓曲线'

b.在理论廓线上分别绘出基圆与偏距圆

x=103*cos（t）;

y=103*sin（t）;

x=25*cos（t）;

y=25*sin（t）;

plot（x,y）

c.确定滚子半径

h=120;

t0=pi*5/6;

t01=pi*5/9;

ts=5*pi/18;

ts1=pi/3;

e=25;

s0=100;

t=linspace（0,pi*5/6,1000）;

s=h*（t/t0-sin（2*pi*t/t0）/（2*pi））;

dx1=（h/t0-h*cos（2*pi*t/t0））.*cos（t）-（s0+s）.*sin（t）-e*cos（t）;

dy1=（h/t0-h*cos（2*pi*t/t0））.*sin（t）+（s0+s）.*cos（t）-e*sin（t）;

p=sqrt（dx1.^2+dy1.^2）;

plot（t,p）;

t=linspace（pi*5/6,10*pi/9,1000）;

s=h;

dx2=-sin（t）.*（s+s0）-e*cos（t）;

dy2=cos（t）.*（s+s0）-e*sin（t）;

p=sqrt（dx2.^2+dy2.^2）;

t=linspace（10*pi/9,pi*15/9,1000）;

s=0.5*h*（1+cos（pi*（t-（t0+ts））/t01））;

dx3=-0.5*h*pi/（2*t01）*sin（（pi/t01）*（t-（t0+ts）））.*cos（t）-sin（t）.*（s+s0）-e*cos（t）;

dy3=-0.5*h*pi/（2*t01）*sin（（pi/t01）*（t-（t0+ts）））.*sin（t）+cos（t）.*（s+s0）-e*sin（t）;

p=sqrt（dx3.^2+dy3.^2）;

t=linspace（pi*15/9,pi*2,1000）;

s=0;

dx4=-sin（t）.*（s+s0）-e*cos（t）;

dy4=cos（t）.*（s+s0）-e*sin（t）;

p=sqrt（dx4.^2+dy4.^2）;

曲率半径ρ'

'

FontSize'

20）;

d.绘制实际轮廓线

ts=pi*5/18;

s0=100;

rr=10;

x1=（s0+s）.*cos（t）-e*sin（t）;

y1=（s0+s）.*sin（t）+e*cos（t）;

X1=x1-rr*dy1./（sqrt（dx1.^2+dy1.^2））;

Y1=y1+rr*dx1./（sqrt（dx1.^2+dy1.^2））;

plot（x1,y1）;

plot（X1,Y1）;

x2=（s+s0）.*cos（t）-e*sin（t）;

y2=（s+s0）.*sin（t）+e*cos（t）;

X2=x2-rr*dy2./（sqrt（dx2.^2+dy2.^2））;

Y2=y2+rr*dx2./（sqrt（dx2.^2+dy2.^2））;

plot（x2,y2）;

plot（X2,Y2）;

x3=（s+s0）.*cos（t）-e*sin（t）;

y3=（s+s0）.*sin（t）+e*cos（t）;

dx3=-0.5*h*pi/（2*t01）*sin（（pi/t01）*（t-（t0+ts）））.*cos（t）-sin（t）.*（s+s0）-e*cos（t）;

dy3=-0.5*h*pi/（2*t01）*sin（（pi/t01）*（t-（t0+ts）））.*sin（t）+cos（t）.*（s+s0）-e*sin（t）;

X3=x3-rr*dy3./（sqrt（dx3.^2+dy3.^2））;

Y3=y3+rr*dx3./（sqrt（dx3.^2+dy3.^2））;

plot（x3,y3）;

plot（X3,Y3）;

x4=（s+s0）.*cos（t）-e*sin（t）;

y4=（s+s0）.*sin（t）+e*cos（t）;

X4=x4-rr*dy4./（sqrt（dx4.^2+dy4.^2））;

Y4=y4+rr*dx4./（sqrt（dx4.^2+dy4.^2））;

plot（x4,y4）;

plot（X4,Y4）;

凸轮实际轮廓线'