凸轮运动Matlab仿真-Matlab课程设计.doc
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Matlab课程设计
李俊机自091
设计题目一：
凸轮机构设计
已知轮廓为圆形的凸轮（圆的半径为100mm、偏心距为20mm），推杆与凸轮运动中心的距离20mm，滚子半径为10mm，请利用matlab仿真出凸轮推杆的运动轨迹和运动特性（速度，加速度），并利用动画演示出相关轨迹和运动特性。
%总程序代码
clc;
clf;
clear;
p=figure（'position',[1001001200600]）;
fori=1:
360
%画圆形凸轮
R=100;%圆形凸轮半径
A=0:
0.006:
2*pi;
B=i*pi/180;
e=20;%偏心距
a=e*cos（B）;
b=e*sin（B）;
x=R*cos（A）+a;
y=R*sin（A）+b;
subplot（1,2,1）
plot（x,y,'b','LineWidth',3）;
%填充
fill（x,y,'y'）
axis（[-R-e,R+e,-R-e,R+e+100]）;
set（gca,'Xlim',[-R-e,R+e]）
set（gca,'Ylim',[-R-e,R+e+100]）
axisequal;
axismanual;
axisoff;
holdon;
plot（a,b,'og'）
plot（e,0,'or'）
plot（0,0,'or','LineWidth',3）
%画滚子
gcx=0;%滚子中心X坐标
r=10;%滚子半径
gcy=sqrt（（R+r）^2-a^2）+b;%滚子中心Y坐标
gx=r*cos（A）+gcx;%滚子X坐标
gy=r*sin（A）+gcy;%滚子Y坐标
plot（gx,gy,'b','LineWidth',2）;
%画其它部分
plot（[0a],[0b],'k','LineWidth',4）
plot（[33],[170190],'m','LineWidth',4）
plot（[-3-3],[170190],'m','LineWidth',4）
%画顶杆
gc=120;
dgx=[00];
dgy=[gcygcy+gc];
plot（dgx,dgy,'LineWidth',4）;
holdoff
%画位移图
sx（i）=B;
sy（i）=gcy;
subplot（3,2,2）
plot（sx,sy,'b','LineWidth',3）
title（'位移线图'）
gridon
holdoff;
%画速度图
vx（i）=B;
vy（i）=20*cos（B）+（40*cos（B）.*sin（B））./（121-4*cos（B）.^2）.^（1/2）;
subplot（3,2,4）
plot（vx,vy,'g','LineWidth',3）
title（'速度线图'）
gridon
holdoff;
%画加速度图
ax（i）=B;
ay（i）=（40*cos（B）.^2）./（121-4*cos（B）.^2）.^（1/2）-20*sin（B）-（40*sin（B）.^2）/（121-4*cos（B）.^2）.^（1/2）-（160*cos（B）.^2.*sin（B）.^2）/（121-4*cos（B）.^2）.^（3/2）;
subplot（3,2,6）
plot（ax,ay,'r','LineWidth',3）,xlabel（'B'）
title（'加速度线图'）
gridon
holdoff;
M=getframe;
end
截图
附：
通过求导求速度和加速度
%求速度
symsB;
a=e*cos（B）;
b=e*sin（B）;
s=sqrt（（R+r）.^2-a.^2）+b;
v=diff（s）
结果：
v=20*cos（B）+（40*cos（B）*sin（B））/（121-4*cos（B）^2）^（1/2）
%求加速度
symsB;
v=20*cos（B）+（40*cos（B）*sin（B））/（121-4*cos（B）^2）^（1/2）;
a=diff（v）
结果：
a=（40*cos（B）^2）/（121-4*cos（B）^2）^（1/2）-20*sin（B）-（40*sin（B）^2）/（121-4*cos（B）^2）^（1/2）-（160*cos（B）^2*sin（B）^2）/（121-4*cos（B）^2）^（3/2）
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