哈工大機械原理直動從動件盤形凸輪機構設計

1、直動從動件盤形凸輪機構設計1、 設計題目行程（mm）升程運動角（。）升程運動規(guī)律升程許用壓力角回程運動角回程運動規(guī)律回程許用壓力角遠休止角近休止角2560多項式3-4-53580余弦加速度701001202、 凸輪推桿升程、回程運動方程（設）1、 凸輪推桿升程運動方程（0）升程采用多項式3-4-5，將已知條件代入3-4-5多項式，即將，代入，得：；。2、 凸輪推桿推程遠休止角運動方程（）；。3、 凸輪推桿回程運動方程（）回程采用余弦加速度，將，代入，得：；。4、 凸輪推桿回程近休止角運動方程（）；。三、凸輪推桿位移、速度、加速度曲線圖1、 位移曲線圖Matlab程序：x=0:0.001:(pi

2、/3);s1=25*(10*(3*x/pi).3-15*(3*x/pi).4+6*(3*x/pi).5);y1=(pi/3):0.001:(pi*8/9);s2=25*ones(size(y1);z=(pi*8/9):0.001:(4*pi/3);s3=12.5*(1+cos(pi*(z-pi*8/9)/(4*pi/9);m=(4*pi/3):0.001:(2*pi);s4=0*ones(size(m);plot(x,s1,'black',y1,s2,'black',z,s3,'black',m,s4,'black');title

3、('推桿線位移圖');xlabel('(rad)');ylabel('S(mm)');grid on;2、 速度曲線圖Matlab程序：x=0:0.001:(pi/3);v1=25*30*(3*x/pi).2-2*(3*x/pi).3+(3*x/pi).4)/(pi/3);y1=(pi/3):0.001:(8*pi/9);v2=zeros(length(y1),1);z=(8*pi/9):0.001:(4*pi/3);v3=-pi*25*sin(pi*(z-8*pi/9)/(4*pi/9)/(2*4*pi/9);m=(4*pi/3):0.001:

4、(2*pi);v4=zeros(length(m),1);plot(x,v1,y1,v2,z,v3,m,v4);title('推桿速度曲線圖');xlabel('(rad)');ylabel('V(mm/s)');grid on;3、 加速度曲線圖Matlab程序：x=0:0.001:(pi/3);s1=25*60*(3*x/pi)-3*(3*x/pi).2+2*(3*x/pi).3)/(pi/3).2;y1=(pi/3):0.001:(pi*8/9);s2=0*ones(size(y1);z=(pi*8/9):0.001:(4*pi/3);s3

5、=-pi*pi*25*cos(pi*(z-8*pi/9)/(4*pi/9)/(2*(4*pi/9).2);m=(4*pi/3):0.001:(2*pi);s4=0*ones(size(m);plot(x,s1,'black',y1,s2,'black',z,s3,'black',m,s4,'black');title('推桿加速度曲線圖');xlabel('(rad)');ylabel('a(mm/s2)');grid on;4、 繪制-圖= ，（0） 0，（） ，（） 0，（）Ma

6、tlab程序：x1=0:0.0001:pi/3;x2=pi/3:0.0001:8*pi/9;x3=8*pi/9:0.0001:4*pi/3;x4=4*pi/3:0.0001:2*pi;s1=25*(10*(3*x1/pi).3-15*(3*x1/pi).4+6*(3*x1/pi).5);s2=25;s3=12.5*(1+cos(pi*(x3-pi*8/9)/(4*pi/9);s4=0;v1=25*30*(3*x1/pi).2-2*(3*x1/pi).3+(3*x1/pi).4)/(pi/3);v2=0;v3=-pi*25*sin(pi*(x3-8*pi/9)/(4*pi/9)/(2*4*pi/

7、9);v4=0;z1=-30:0.001:50;y1=tan(pi/2-35*pi/180)*z1-52.5354;%切線1z2=0:0.001:50;y2=-tan(pi/2-35*pi/180)*z2;z3=-30:0.001:50;y3=-tan(pi/2-70*pi/180)*z3-3.8548;%切線2plot(v1,s1,v2,s2,v3,s3,v4,s4,z1,y1,z2,y2,z3,y3);xlabel('ds/d');ylabel('位移s/mm');title('ds/ds曲線');% O?。?5，-40）e=15mm；r0=

8、sqrt(152+402=42.72)ylim(-40,30);grid;3條 限制線圍成的下方陰影角區(qū)域為滿足的凸輪軸心的公共許用區(qū)域。故可取，即，基圓半徑=42.72mm.5、 繪制凸輪曲率、壓力角圖Matlab程序：t=0:0.001:pi/3;x=-(40+25*(10*(3*t/pi).3-15*(3*t/pi).4+6*(3*t/pi).5).*cos(t)+15*sin(t);y=(40+25*(10*(3*t/pi).3-15*(3*t/pi).4+6*(3*t/pi).5).*sin(t)+15*cos(t);dx1=diff(x);dy1=diff(y);dx11=diff

9、(x,2);dy11=diff(y,2);p=abs(dx1.2+dy1.2).(3/2)/(dx1.*dy11-dy1.*dx11);hold onplot(t,p);t=pi/3:0.001:pi*8/9;x=-(40+25).*cos(t)+15*sin(t);y=(40+25).*sin(t)+15*cos(t);dx1=diff(x);dy1=diff(y);dx11=diff(x,2);dy11=diff(y,2);p=abs(sqrt(dx1.2+dy1.2).3)/(dx1.*dy11-dy1.*dx11);hold onplot(t,p);t=pi*8/9:0.001:4*p

10、i/3;x=-(40+12.5*(1+cos(pi*(x3-pi*8/9)/(4*pi/9).*cos(t)+15*sin(t);y=+(40+12.5*(1+cos(pi*(x3-pi*8/9)/(4*pi/9).*sin(t)+15*cos(t);dx1=diff(x);dy1=diff(y);dx11=diff(x,2);dy11=diff(y,2);p=abs(sqrt(dx1.2+dy1.2).3)/(dx1.*dy11-dy1.*dx11);hold onplot(t,p);t=14*pi/9:0.001:2*pi;x=-(40).*cos(t)+15*sin(t);y=+(40)

11、.*sin(t)+15*cos(t);dx1=diff(x);dy1=diff(y);dx11=diff(x,2);dy11=diff(y,2);p=abs(sqrt(dx1.2+dy1.2).3)/(dx1.*dy11-dy1.*dx11);hold onplot(t,p);hold offgrid on;可知曲率最小為7mm,故可取滾子半徑。6、 繪制凸輪理論輪廓線以及基圓、偏距圓Matlab程序：t=0:0.001:pi/3;x=-(40+25*(10*(3*t/pi).3-15*(3*t/pi).4+6*(3*t/pi).5).*cos(t)+15*sin(t);y=(40+25*(1

12、0*(3*t/pi).3-15*(3*t/pi).4+6*(3*t/pi).5).*sin(t)+15*cos(t);hold onplot(x,y,'b');t=pi/3:0.001:pi*8/9;x=-(40+25).*cos(t)+15*sin(t);y=(40+25).*sin(t)+15*cos(t);hold onplot(x,y,'b');t=pi*8/9:0.001:4*pi/3;x=-(40+12.5*(1+cos(pi*(t-pi*8/9)/(4*pi/9).*cos(t)+15*sin(t);y=+(40+12.5*(1+cos(pi*(t

13、-pi*8/9)/(4*pi/9).*sin(t)+15*cos(t);hold onplot(x,y,'b');t=4*pi/3:0.001:2*pi;x=-(40).*cos(t)+15*sin(t);y=+(40).*sin(t)+15*cos(t);hold onplot(x,y);%繪制基園t=0:0.001:2*pi;x=42.72*cos(t);y=42.72*sin(t);hold onplot(x,y,'b');%繪制偏距圓t=0:0.001:2*pi;x=15*cos(t);y=15*sin(t);hold onplot(x,y,'b

14、'),title('凸輪理論廓線、基圓以及偏距圓'),xlabel('x(mm)'),ylabel('y(mm)');grid on;hold off7、 凸輪工作廓線凸輪工作廓線方程為：Matlab程序：h=25;e=15;%偏距s0=40;rr=3.5;%滾子半徑%升程階段t=linspace(0,pi/3,10000);s=25*(10*(3*t/pi).3-15*(3*t/pi).4+6*(3*t/pi).5);a1=(s0+s).*cos(t)-e*sin(t);b1=-(s0+s).*sin(t)-e*cos(t);dx1=2

15、5*30*(3*t/pi).2-2*(3*t/pi).3+(3*t/pi).4)/(pi/3).*cos(t)-(s0+s).*sin(t)-e*cos(t);dy1=25*30*(3*t/pi).2-2*(3*t/pi).3+(3*t/pi).4)/(pi/3).*sin(t)-(s0+s).*cos(t)+e*sin(t);x1=a1+rr*dy1./(sqrt(dx1.2+dy1.2);y1=b1-rr*dx1./(sqrt(dx1.2+dy1.2);hold onplot(a1,b1);plot(x1,y1,'r');%遠休止階段t=linspace(pi/3,8*pi

16、/9,10000);s=h;a2=(s+s0).*cos(t)-e*sin(t);b2=-(s+s0).*sin(t)-e*cos(t);dx2=-sin(t).*(s+s0)-e*cos(t);dy2=-cos(t).*(s+s0)+e*sin(t);x2=a2+rr*dy2./(sqrt(dx2.2+dy2.2);y2=b2-rr*dx2./(sqrt(dx2.2+dy2.2);hold onplot(a2,b2);plot(x2,y2,'r');%回程階段t=linspace(pi*8/9,pi*4/3,10000);s=12.5*(1+cos(pi*(t-pi*8/9)

17、/(4*pi/9);a3=(s+s0).*cos(t)-e*sin(t);b3=-(s+s0).*sin(t)-e*cos(t);dx3=-pi*25*sin(pi*(t-8*pi/9)/(4*pi/9)/(2*4*pi/9).*cos(t)-sin(t).*(s+s0)-e*cos(t);dy3=-pi*25*sin(pi*(t-8*pi/9)/(4*pi/9)/(2*4*pi/9).*sin(t)-cos(t).*(s+s0)+e*sin(t);x3=a3+rr*dy3./(sqrt(dx3.2+dy3.2);y3=b3-rr*dx3./(sqrt(dx3.2+dy3.2);hold onplot(a3,b3);plot(x3,y3,'r');%近休止階段t=linspace(pi*4/3,pi*2,10000);s=0;a4=(s+s0).*cos(t)-e*sin(t);b4=-(s+s0).