哈工大机械原理大作业2Word文档格式.docx

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等减等加速

60

35

75

解答如下：

1.凸轮推杆运动规律

（1）推程运动规律

推程

式中

且

（2）回程运动规律

回程

3.运动线图及凸轮

线图

采用Matlab编程，其源程序如下：

clear

clc

x1=linspace（0,5*pi/6,300）;

x2=linspace（5*pi/6,43*pi/36,300）;

x3=linspace（43*pi/36,7*pi/4,300）;

x4=linspace（7*pi/4,2*pi,300）;

t1=x1/（5*pi/6）

s1=140*（10*t1.^3-15*t1.^4+6*t1.^5）;

s2=140;

t2=9*x3/（5*pi）-43/20;

s3=140*（1-（10*t2.^3-15*t2.^4+6*t2.^5））;

s4=0;

plot（x1,s1,'

k'

x2,s2,'

x3,s3,'

x4,s4,'

）;

xlabel（'

角度/rad'

）;

ylabel（'

位移s/mm'

grid;

f1=5*pi/6;

t1=x1/f1;

f2=5*pi/9;

t2=（x3-43*pi/36）*9/（5*pi）;

v1=（t1.^2-2*t1.^3+t1.^4）*4200/f1;

v2=0;

v3=-30*140*（t2.^2-2*t2.^3+t2.^4）/f2;

v4=0;

plot（x1,v1,'

x2,v2,'

x3,v3,'

x4,v4,'

角度/rad'

速度v/（mm/s）'

t2=（x3-43*pi/36）/f2;

a1=60*140*（t1-3*t1.^2+2*t1.^3）/f1^2;

a2=0;

a3=-60*140*（t2-3*t2.^2+2*t2.^3）/f2^2;

a4=0;

plot（x1,a1,'

x2,a2,'

x3,a3,'

x4,a4,'

加速度a/'

可得运动规律图如下：

推杆位移：

推杆速度;

推杆加速度：

3、

凸轮机构的

-s线图，并依次确定凸轮的基圆半径和偏距

（1）凸轮机构的

-s线图：

Clear

plot（v1,s1,'

r'

v2,s2,'

v3,s3,'

v4,s4,'

ds/dψ'

如图：

2）确定凸轮的基圆半径和偏距：

k1=tan（pi/2-40*pi/180）;

k2=-tan（pi/6）;

f=sym（'

-k1*（2*k/f1^3-6*k^2/f1^4+4*k^3/f1^5）+k^2/f1^3-2*k^3/f1^4+k^4/f1^5=0'

k=solve（f）;

t01=k/f1;

s01=140*（10*t01.^3-15*t01.^4+6*t01.^5）;

v01=（t01.^2-2*t01.^3+t01.^4）*4200/f1;

c=87.5056;

d=37.7790;

%求出推程切点坐标

x=-200:

1:

200;

y5=k1*（x-c）+d;

-k2*（-2*（k*9/（5*pi）-43/20）*9/（5*pi）+6*（k*9/（5*pi）-43/20）^2*9/（5*pi）-4*（k*9/（5*pi）-43/20）^3*9/（5*pi））-（k*9/（5*pi）-43/20）^2+2*（k*9/（5*pi）-43/20）^3-（k*9/（5*pi）-43/20）^4=0'

t02=k*9/（5*pi）-43/20;

s02=140*（1-（10*t02.^3-15*t02.^4+6*t02.^5））;

v02=-30*140*（t02.^2-2*t02.^3+t02.^4）/f2;

o=29.1715;

p=-118.4712;

%求出回程切点坐标

y6=k2*（x-p）+o;

y7=x*-k1;

plot（v1,s1,v2,s2,v3,s3,v4,s4,x,y5,x,y6,x,y7）;

由图确定回转中心所在的区域，取偏距e=20mm，

mm，

则

mm。

四、滚子半径的确定及凸轮理论轮廓和实际轮廓的绘制.

（1）确定滚子半径

s0=80;

e=20;

r0=sqrt（s0^2+e^2）;

forx1=0:

0.01:

5*pi/6;

t1=x1/（5*pi/6）;

xx1=（s0+s1）*cos（x1）-e*sin（x1）;

y1=（s0+s1）*sin（x1）+e*cos（x1）;

dxx1=-（s0+s1）*sin（x1）-e*cos（x1）;

dy1=（s0+s1）*cos（x1）-e*sin（x1）;

d2xx1=-（s0+s1）*cos（x1）+e*sin（x1）;

d2y1=-（s0+s1）*sin（x1）-e*cos（x1）;

p1=（dxx1^2+dy1^2）^1.5/（dxx1*d2y1-d2xx1*dy1）;

plot（x1,p1）;

holdon;

end

forx2=5*pi/6:

43*pi/36;

xx2=（s0+s2）*cos（x2）-e*sin（x2）;

y2=（s0+s2）*sin（x2）+e*cos（x2）;

dxx2=-（s0+s2）*sin（x2）-e*cos（x2）;

dy2=（s0+s2）*cos（x2）-e*sin（x2）;

d2xx2=-（s0+s2）*cos（x2）+e*sin（x2）;

d2y2=-（s0+s2）*sin（x2）-e*cos（x2）;

p2=（dxx2^2+dy2^2）^1.5/（dxx2*d2y2-d2xx2*dy2）;

plot（x2,p2）;

forx3=43*pi/36:

7*pi/4;

xx3=（s0+s3）*cos（x3）-e*sin（x3）;

y3=（s0+s3）*sin（x3）+e*cos（x3）;

dxx3=-（s0+s3）*sin（x3）-e*cos（x3）;

dy3=（s0+s3）*cos（x3）-e*sin（x3）;

d2xx3=-（s0+s3）*cos（x3）+e*sin（x3）;

d2y3=-（s0+s3）*sin（x3）-e*cos（x3）;

p3=（dxx3^2+dy3^2）^1.5/（dxx3*d2y3-d2xx3*dy3）;

plot（x3,p3）;

forx4=7*pi/4:

2*pi;

s4=0;

xx4=（s0+s4）*cos（x4）-e*sin（x4）;

y4=（s0+s4）*sin（x4）+e*cos（x4）;

dxx4=-（s0+s4）*sin（x4）-e*cos（x4）;

dy4=（s0+s4）*cos（x4）-e*sin（x4）;

d2xx4=-（s0+s4）*cos（x4）+e*sin（x4）;

d2y4=-（s0+s4）*sin（x4）-e*cos（x4）;

p4=（dxx4^2+dy4^2）^1.5/（dxx4*d2y4-d2xx4*dy4）;

plot（x4,p4）;

end

grid;

可知最小曲率半径为

所以，小滚子

取小滚子曲率半径

mm

（2）确定凸轮理论廓线，基元及实际廓线。

0.001:

plot（xx1,y1）;

plot（xx2,y2）;

plot（xx3,y3）;

plot（xx4,y4）;

forfai=0:

a=r0*cos（fai）;

b=r0*sin（fai）;

plot（a,b）;

holdon;

0.05:

0.1:

a=xx1+15*cos（fai）;

b=y1+15*sin（fai）;

a=xx2+15*cos（fai）;

b=y2+15*sin（fai）;

a=xx3+15*cos（fai）;

b=y3+15*sin（fai）;

a=xx4+15*cos（fai）;

b=y4+15*sin（fai）;

gridon;

结果如图所示：