哈工大机械原理大作业二28完美版.docx

1、哈工大机械原理大作业二28完美版Harbin Institute of Technology机械原理大作业2课程名称： 机械原理 作业题目： 凸轮机构设计 院 系： 机电工程学院 班 级： 1108301 设 计 者： XXX 学 号： 11108301XX 指导教师： 焦映厚 设计时间： 2013年 6月 哈尔滨工业大学1. 设计题目（序号28）1.1 凸轮机构如图所示直动从动件盘形凸轮机构，根据表1-1中的参数，设计该凸轮机构。图1-11.2 原始参数表1-1升程/mm升程运动角/。升程运动规律升程许用压力角/。回程运动角/。回程运动规律回城许用压力角/。远休止角/。近休止角/。140 9

2、0余弦加速度3080余弦加速度70120702. 确定推杆升程、回程运动方程A、 推杆升程方程：升程采用余弦加速度运动规律，故将已知条件代入书中表41余弦加速度运动规律的升程段方程式中，推导得：B、 推杆回程方程：回程采用余弦加速度运动规律，故将已知条件，代入书中表41余弦加速度运动规律的回程段方程式中，推导得：3. 绘制推杆位移、速度、加速度线图位移、速度、加速度曲线源代码：x1=0:pi/180:pi/2;x2=pi/2:pi/180:7*pi/6;x3=7*pi/6:pi/180:29*pi/18;x4=29*pi/18:pi/180:2*pi;w1=1;s1=70*(1-cos(2*x

3、1);v1=140*w1*sin(2*x1);a1=280*w12*cos(2*x1);s2=140;v2=0;a2=0;s3=70*(1+cos(9*x3/4-21*pi/8);v3=-1260*w1/8*sin(9*x3/4-21*pi/8);a3=-2835*w12/8*cos(9*x3/4-21*pi/8);s4=0;v4=0;a4=0;subplot(3,1,1)plot(x1,s1,x2,s2,x3,s3,x4,s4)title(推杆线位移图 )xlabel(rad)ylabel(S(mm)gridsubplot(3,1,2)plot(x1,v1,x2,v2,x3,v3,x4,v4

4、)title(推杆速度线图)xlabel(rad)ylabel(V(mm/s)gridsubplot(3,1,3)plot(x1,a1,x2,a2,x3,a3,x4,a4)title(推杆加速度线图)xlabel(rad)ylabel(a(mm/s2)Grid图3-1推杆位移线图图3-2速度线图图3-3 加速度线图4. 绘制凸轮机构的线图及确定基圆半径和偏距源代码：x1=0:pi/180:pi/2;x2=pi/2:pi/180:7*pi/6;x3=7*pi/6:pi/180:29*pi/18;x4=29*pi/18:pi/180:2*pi;w1=1;s1=70*(1-cos(2*x1);v1=

5、140*w1*sin(2*x1);s3=70*(1+cos(9*x3/4-21*pi/8);v3=-1260*w1/8*sin(9*x3/4-21*pi/8);plot(v1,s1,0,140,v3,s3,0,0);axis(-200 150 -100 200);title(凸轮机构ds/d-s线图)xlabel(ds/d/(mm/s2)ylabel(s/mm)grid hold onz1,z2,d1,d2,z0,d0=dai(v,s)plot(z1,d1,z2,d2,z0,d0)调用的函数：function z1,z2,d1,d2,z0,d0=dai(v,s)%UNTITLED Summar

6、y of this function goes here% Detailed explanation goes herek1=tan(pi/2-30*pi/180);k2=-tan(pi/2-70*pi/180);ym1=0;ym2=0;for i=1:174 if v(i)0 y1=-k1*v(i)+s(i); if y1ym1 ym1=y1; v01=v(i);s01=s(i); end else y2=-k2*v(i)+s(i); if y2ym2 ym2=y2; v02=v(i);s02=s(i); end endendz1=linspace(-100,200,300);d1=k1*(

7、z1-v01)+s01;z2=linspace(-200,200,400);d2=k2*(z2-v02)+s02;z0=linspace(0,200,200);d0=-k1*z0; end 图4-1凸轮机构ds/d-s线图图4-2如图4-2，可知e=50mm。取s0=100mm则基圆半径r0= =111.803mm。所以有：基圆半径r0=111.803mm，偏距e=50mm。5确定滚子半径及绘制凸轮理论廓线和实际廓线源代码：d=0:pi/720:2*pi;v=;syms o1 o2 o3 o4;s0=100;e=50;s1=70*(1-cos(2*o1);x1=(s0+s1)*cos(o1)-

8、e*sin(o1);y1=(s0+s1)*sin(o1)+e*cos(o1);xo1=diff(x1,o1);xoo1=diff(x1,o1,2);yo1=diff(y1,o1);yoo1=diff(y1,o1,2);for oo1=0:pi/180:pi/2;p=subs(abs(xo12+yo12)1.5/(xo1*yoo1-xoo1*yo1),o1,oo1); v=v,p;ends2=140;x2=(s0+s2)*cos(o2)-e*sin(o2);y2=(s0+s2)*sin(o2)+e*cos(o2);xo2=diff(x2,o2);xoo2=diff(x2,o2,2);yo2=di

9、ff(y2,o2);yoo2=diff(y2,o2,2);for oo2=pi/2:pi/180:7*pi/6;p=subs(abs(xo22+yo22)1.5/(xo2*yoo2-xoo2*yo2),o2,oo2); v=v,p;ends3=70*(1+cos(9*o3/4-21*pi/8);x3=(s0+s3)*cos(o3)-e*sin(o3);y3=(s0+s3)*sin(o3)+e*cos(o3);xo3=diff(x3,o3);xoo3=diff(x3,o3,2);yo3=diff(y3,o3);yoo3=diff(y3,o3,2);for oo3=7*pi/6:pi/180:29

10、*pi/18;p=subs(abs(xo32+yo32)1.5/(xo3*yoo3-xoo3*yo3),o3,oo3); v=v,p;ends4=0;x4=(s0+s4)*cos(o4)-e*sin(o4);y4=(s0+s4)*sin(o4)+e*cos(o4);xo4=diff(x4,o4);xoo4=diff(x4,o4,2);yo4=diff(y4,o4);yoo4=diff(y4,o4,2);for oo4=29*pi/18:pi/180:2*pi; p=subs(abs(xo42+yo42)1.5/(xo4*yoo4-xoo4*yo4),o4,oo4); v=v,p;endmin(

11、v)s0=100;w1=1;e=50;rt=20;o1=0:pi/180:pi/2;s1=70*(1-cos(2*o1);v1=140*w1*sin(2*o1);x1=(s0+s1).*cos(o1)-e*sin(o1);y1=(s0+s1).*sin(o1)+e*cos(o1);q11=(s0+s1).*cos(o1)+(v1-e).*sin(o1);q12=-(s0+s1).*cos(o1)+(v1-e).*sin(o1);A0=sqrt(q11.2+q12.2);x12=x1+rt.*q11./A0;y12=y1-rt.*q12./A0;rt=20;o2=pi/2:pi/180:7*pi

12、/6;s2=140;v2=0;x2=(s0+s2).*cos(o2)-e*sin(o2);y2=(s0+s2).*sin(o2)+e*cos(o2);q21=(s0+s2).*cos(o2)+(v2-e).*sin(o2);q22=-(s0+s2).*sin(o2)+(v2-e).*cos(o2);B0=sqrt(q21.2+q22.2);x22=x2+rt.*q21./B0;y22=y2-rt.*q22./B0; rt=20;o3=7*pi/6:pi/180:29*pi/18;s3=70*(1+cos(9*o3/4-21*pi/8);v3=-1260*w1/8*sin(9*o3/4-21*p

13、i/8);x3=(s0+s3).*cos(o3)-e*sin(o3);y3=(s0+s3).*sin(o3)+e*cos(o3);q31=(s0+s3).*cos(o3)+(v3-e).*sin(o3);q32=-(s0+s3).*sin(o3)+(v3-e).*cos(o3);C0=sqrt(q31.2+q32.2);x32=x3+rt.*q31./C0;y32=y3-rt.*q32./C0;rt=20;o4=29*pi/18:pi/180:2*pi;s4=0;v4=0;x4=(s0+s4).*cos(o4)-e*sin(o4);y4=(s0+s4).*sin(o4)+e*cos(o4);q

14、41=(s0+s4).*cos(o4)+(v4-e).*sin(o4);q42=-(s0+s4).*sin(o4)+(v4-e).*cos(o4);D0=sqrt(q41.2+q42.2);x42=x4+rt.*q41./D0;y42=y4-rt.*q42./D0;X1=x1,x2,x3,x4Y1=y1,y2,y3,y4;XX1=x12,x22,x32,x42;YY1=y12,y22,y32,y42;hold onplot(X1,Y1,LineWidth,2);plot(XX1,YY1,LineWidth,2);r0=111.803;plot(r0*cos(d),r0*sin(d),LineWidth,2);axis equal图5-1其中，由matlab计算得最小曲率半径为rmin=60.9283mm,取滚子半径rt=20mm。