凸轮机构设计大作业Word格式文档下载.docx
《凸轮机构设计大作业Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《凸轮机构设计大作业Word格式文档下载.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
远休凸轮转角
回程凸轮转角
A
0゜～60゜
60゜～180゜
180゜～270゜
270゜～360゜
B
0゜～45゜
45゜～210゜
210゜～260゜
260゜～360゜
C
0゜～30゜
30゜～210゜
210゜～280゜
280゜～360゜
表3摆动滚子推杆盘形凸轮机构的已知参数
初选基圆
机架长度
摆杆长度
滚子半径
推杆摆角
许用压力角
许用最小曲率
半径r0/mm
lOA/mm
lAB/mm
rr/mm
[α1]
[α2]
半径[ρamin]
15
60
55
10
24゜
35゜
70゜
0.3rr
70
65
26゜
40゜
C227275681828゜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
及出现最大压力角时凸轮的相应转角；
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=72~120。
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[（δ/δ）-sin（2πδ/δ）/（2π）]
00
22
回程（等加速段）：
s=h-2hδ/δ'
回程（等减速段）：
s=2h（δ'
-δ）/δ'
凸轮理论廓线方程：
x=lOAsinδ-lABsin（δ+φ+φ0）
y=lOAcosδ-lABcos（δ+φ+φ0）
式中，φ为推杆的初始位置角，其值为:
φ0=arccos（a2
l2
r0）/2（al）
三、程序流程图
开始
读入：
r0，r0，rt，h或（φ），e或（lAB、lOA）
δ1，δ2，δ3，δ4，[α1]，[α2]，[ρamin]，N
计算：
s0
I=1
s，x，y，ds/dδ，dx/dδ，dy/dδ，x′，y′
r0=r0+r0
r0=r0=r0
α
|α|>
是回程？
[α2]
？
选出
α
及相应的凸轮转角δ
ρ
2max
1max
1
ρ<
0?
|ρ|-rt≥[ρamin]？
计算ρa选出|ρamin|及相应的凸轮转角δamin
I=I+1
I≤N？
打印：
x，y，x′，y′，ρamin，δamin，α1max，δ1max，α2max，δ2max，r0，δ，s
四、源程序
clear；
r0=22;
%初选的基圆半径
dr0=0.05;
a=72;
%机架长度
L=68;
%摆杆长度
rr=18;
%滚子半径
fai=28*pi/180;
%推杆摆角
PI=3.141592653;
alpha1=45;
%许用压力角α1
alpha2=65;
%许用压力角阿尔法2
lambda=6.3;
%许用最小曲率半径
N=120;
%取用点的个数
delta1=180*pi/180;
%推程凸轮最大转角
delta2=70*pi/180;
%远休凸轮最大转角
delta3=80*pi/180;
%回程凸轮最大转角
delta4=30*pi/180;
%近休凸轮最大转角
alphamax1=0;
%推程最大压力角初值
alphamax2=0;
%回程最大压力角初值
roumin=100;
%凸轮最小曲率半径初值
X=ones（1,121）;
Y=ones（1,121）;
XP=ones（1,121）;
YP=ones（1,121）;
FAI=ones（1,121）;
I=0;
%初始化
while（I<
=N）
F0=acos（（a*a+L*L-r0*r0）/（2*a*L））;
delta=3*I*pi/180;
if（delta<
180*pi/180&
delta>
=0）%正弦推程
F=fai*（（delta/delta1）-sin（2*pi*delta/delta1）/（2*pi））;
x=a*sin（delta）-L*sin（delta+F+F0）;
y=a*cos（delta）-L*cos（delta+F+F0）;
dF=fai*（1/delta1-cos（2*pi*delta/delta1）/delta1）;
ddF=fai*2*pi*sin（2*pi*delta/delta1）/（delta1*delta1）;
dx=a*cos（delta）-L*cos（delta+F+F0）*（1+dF）;
ddx=-a*sin（delta）+L*sin（delta+F+F0）*（1+dF）^2-L*cos（delta+F+F0）*ddF;
dy=-a*sin（delta）+L*sin（delta+F+F0）*（1+dF）;
ddy=-a*cos（delta）+L*cos（delta+F+F0）*（1+dF）^2+L*sin（delta+F+F0）*ddF;
stheta=dx/sqrt（dx*dx+dy*dy）;
ctheta=-dy/sqrt（dx*dx+dy*dy）;
xp=x-rr*ctheta;
yp=y-rr*stheta;
alpha=atan（（L*abs（dF）+（a*cos（F+F0）-L））/（a*
sin（F+F0）））*180/pi;
alpha=abs（alpha）;
if（alpha>
alphamax1）
alphamax1=alpha;
deltamax1=delta*180/pi;
end
if（delta>
=180*pi/180&
delta<
250*pi/180）%远休F0=acos（（a*a+L*L-r0*r0）/（2*a*L））;
F=fai;
x=a*sin（delta）-L*sin（delta+F+F0）;
dF=0;
ddF=0;
ddx=-a*sin（delta）+L*
sin（delta+F+F0）*（1+dF）^2-L*cos（delta+F+F0）*ddF;
ddy=-a*cos（delta）+L*cos（delta+F+F0）*（1+dF）^2+
L*sin（delta+F+F0）*ddF;
=250*pi/180&
290*pi/180）%等加速回程
F=fai-2*fai*（delta
-250*pi/180）*（delta-250*pi/180）/（delta3*delta3）;
y=a*cos（delta）-L*cos（delta+F+F0）;
dF=-4*fai*（delta-250*pi/180）/（delta3*delta3）;
ddF=-4*fai/（delta3*delta3）;
dy=-a*sin（delta）+L*sin（delta+F+F0）*（1+dF）;
ddy=-a*cos（delta）+L*cos（delta+F+F0）*（1+dF）^2+
alpha=atan（（L*abs（dF）-（a*cos（F+F0）-L））/（a*sin（F+F0）））*180/pi;
alphamax2）
alphamax2=alpha;
deltamax2=delta*180/pi;
=290*pi/180&
330*pi/180）%等减速回程F0=acos（（a*a+L*L-r0*r0）/（2*a*L））;
F=2*fai*（delta3-（delta-250*pi/180））*（delta3-（delta-250*pi/180））/（delta3*delta3）;
dF=-4*fai*（delta3-（delta-250*pi/180））/（delta3*delta3）;
ddF=4*fai/（delta3*delta3）;
dx=a*cos（delta）-L*cos（delta+F+F0）*（1+dF）;
alpha=atan（（L*abs（dF）-（a*cos（F+F0）-L））/（a*sin（F+F0）））*180/pi;
=330*pi/180&
=360*pi/180）%近休F0=acos（（a*a+L*L-r0*r0）/（2*a*L））;
F=0;
y=a*cos（delta）-L*cos（delta+F+F0）;
if（alphamax1>
alpha1）||（alphamax2>
alpha2）%优化条件r0=r0+dr0;
continue
rou=（（dx^2+dy^2）^（3/2））/（dx*ddy-dy*ddx）;
%计算曲率半径
if（rou<
0）
rou=-rou;
if（（rou-rr）<
（0.35*rr））%优化条件
r0=r0+dr0;
if（rou<
roumin）
roumin=rou;
deltamin=delta*180/pi;
roumina=roumin-rr;
X（I+1）=x;
Y（I+1）=y;
XP（I+1）=xp;
YP（I+1）=yp;
I=I+1;
figure
（1）;
axisequal
holdon
t=0:
3:
360;
X_1=r0*cosd（t）;
%画基圆
Y_1=r0*sind（t）;
X_2=rr*cosd（t）+X（10）;
%画滚子
Y_2=rr*sind（t）+Y（10）;
plot（X_1,Y_1,'
m--'
X,Y,'
:
'
XP,YP,'
k'
X_2,Y_2,'
c--'
）;
legend（'
基圆'
'
理论轮廓'
实际轮廓'
plot（0,0,'
ko'
%固定凸轮点
plot（X（10）,Y（10）,'
%固定滚子点
title（'
凸轮轮廓曲线图'
xlabel（'
X/mm'
ylabel（'
Y/mm'
holdoff
disp（'
推程最大压力角：
'
alphamax1
推程最大压力角相应转角：
deltamax1
回程最大压力角：
alphamax2
回程最大压力角相应转角：
deltamax2
凸轮最小曲率半径：
roumin
凸轮最小曲率半径相应转角：
roumina
最后确定的凸轮基圆半径：
r0
五、计算结果
A组：
alphamax1=34.9492
deltamax1=45
alphamax2=46.7626
deltamax2=255
roumin=15.0000
roumina=5.0000
r0=19.7000
B组：
alphamax1=24.2568
deltamax1=177.0000
alphamax2=51.9666
deltamax2=291.0000
roumin=24.3000
roumina=6.3000
r0=32.8000
C组：
六、凸轮机构图
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，我们也能更加熟练地理解凸轮的设计实践，我想这是大作业带给我们最大的好处。
这次凸轮设计的大作业也引起了我们的思考，因为这实在是涉及到太多的编程知识，C语言、MATLAB等都可能用到，然而我们平常的教学过程中没有怎么教到这些知识，尤其是MATLAB，我们想学校
升级会员 