機(jī)械原理大作業(yè)2凸輪（18題）

1、 機(jī)械原理大作業(yè) 課程名稱： 機(jī)械原理 設(shè)計(jì)題目： 凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析 院 系：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級： 1013102 姓 名： 張錦標(biāo) 學(xué) 號： 101310218 指導(dǎo)教師： 劉會(huì)英 時(shí) 間： 2012年6月10日 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）1、運(yùn)動(dòng)分析題目如圖1所示直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，其原始參數(shù)見表1。圖 1表 1序號升程（mm）升程運(yùn)動(dòng)角（）升程運(yùn)動(dòng)規(guī)律升程許用壓力角（）回程運(yùn)動(dòng)角（）回程運(yùn)動(dòng)規(guī)律回程許用壓力角（）遠(yuǎn)休止角（）近休止角（）18100150正弦加速度30100等減等加速6040702、 凸輪推桿升程、回程運(yùn)動(dòng)方程及推桿位移、速度、加速度線圖：2.1從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)方程：

2、（1）從動(dòng)件升程運(yùn)動(dòng)方程升程段采用正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律，運(yùn)動(dòng)方程為：（2） 從動(dòng)件遠(yuǎn)休止運(yùn)動(dòng)方程在遠(yuǎn)休止段，即時(shí)，,。（3）從動(dòng)件回程運(yùn)動(dòng)方程升程段采用等減等加運(yùn)動(dòng)規(guī)律，運(yùn)動(dòng)方程為： （4）從動(dòng)件近休止運(yùn)動(dòng)方程在近休止段，即時(shí)，,。2.2推桿位移、速度、加速度線圖：（1）推桿位移線圖圖 2 推桿位移線圖（2） 推桿速度線圖圖 3 推桿速度線圖（3） 推桿加速度線圖圖 4 推桿加速度線圖3、 凸輪機(jī)構(gòu)的線圖，并由此確定凸輪的基圓半徑和偏距：圖 5 凸輪機(jī)構(gòu)的線圖4滾子半徑的確定及凸輪理論廓線和實(shí)際廓線的繪制4.1凸輪的理論輪廓方程為：式中，（1） 推程凸輪輪廓方程：（2） 遠(yuǎn)休止凸輪輪廓方程：（3

3、） 回程凸輪輪廓方程：（4） 近休止凸輪輪廓方程：4.2凸輪理論輪廓曲線為：圖 6 凸輪理論輪廓由上圖可編程可求其最小曲率半徑為，所以滾子半徑。4.3凸輪輪廓繪制外包絡(luò)線：圖 7 外包絡(luò)線內(nèi)包絡(luò)線：圖 8 內(nèi)包絡(luò)線圖這里取內(nèi)包絡(luò)線圖，此即為凸輪的工作輪廓曲線。附錄：程序清單%速度，位移，加速度圖線%編程人：張錦標(biāo) o1=0:(pi/100):5*pi/6;%推程階段(正弦加速度)s1=100*(6*o1)/(5*pi)-sin(12*o1/5)/(2*pi);v1=600*(1-cos(12*o1/5)/(5*pi);a1=200*pi*sin(12*o1/5)./(5*pi/6)2.;o2=

4、5*pi/6:(pi/100):19*pi/18;%遠(yuǎn)休止階段s2=100;v2=0;a2=0;o3=19*pi/18:(pi/100):4*pi/3;%回程階段（等減速）s3=100-200*(o3-(19*pi)/18).2/(5*pi/9)2;v3=-400./(5*pi/9)2.*(o3-19*pi/18);a3=-400./(5*pi/9)2.;o4=4*pi/3:(pi/100):29*pi/18;%回程階段（等加速）s4=200*(29*pi)/18-o4).2/(5*pi/9)2;v4=-400./(5*pi/9)2.*(29*pi/18-o4);a4=400./(5*pi/9

5、)2.;o5=29*pi/18:(pi/100):2*pi;%近休止階段s5=0;v5=0;a5=0;%plot(o1,s1,b,o2,s2,b,o3,s3,b,o4,s4,b,o5,s5,b)%畫位移圖線%xlabel(轉(zhuǎn)角/rad)%ylabel(位移/m)%title(位移與轉(zhuǎn)角曲線)%grid%plot(o1,v1,b,o2,v2,b,o3,v3,b,o4,v4,b,o5,v5,b)%畫速度圖線%xlabel(轉(zhuǎn)角/rad)%ylabel(速度/(m/s)%title(速度與轉(zhuǎn)角曲線)%gridplot(o1,a1,b,o2,a2,b,o3,a3,b,o4,a4,b,o5,a5,b)%

6、畫加速度圖線xlabel(轉(zhuǎn)角/rad)ylabel(加速度/(m*m/s)title(加速度與轉(zhuǎn)角曲線)grid%位移-速度圖線%編程人：張錦標(biāo) o1=0:0.01:5*pi/6;s1=100*(6*o1)/(5*pi)-sin(12*o1/5)/(2*pi);v1=600*(1-cos(12*o1/5)/(5*pi);o2=5*pi/6:0.01:19*pi/18;s2=100;v2=0;o3=19*pi/18:0.01:4*pi/3;s3=100-200*(o3-(19*pi)/18).2/(5*pi/9)2;v3=-400./(5*pi/9)2.*(o3-19*pi/18);o4=4*

7、pi/3:0.01:29*pi/18;s4=200*(29*pi)/18-o4).2/(5*pi/9)2;v4=-400./(5*pi/9)2.*(29*pi/18-o4);o5=29*pi/18:0.01:2*pi;s5=0;v5=0;plot(v1,s1,b,v2,s2,b,v3,s3,b,v4,s4,b,v5,s5,b)xlabel(s)ylabel(ds/do)title(ds/do-s圖線)grid%理論輪廓%編程人：張錦標(biāo) o1=0:pi/100:5*pi/6;s1=100*(6*o1)/(5*pi)-sin(12*o1/5)/(2*pi);x1=(31+s1).*cos(o1)-

8、18*sin(o1);y1=(31+s1).*sin(o1)+18*cos(o1);o2=5*pi/6:0.01:19*pi/18;x2=131*cos(o2)-18*sin(o2);y2=131*sin(o2)+18*cos(o2);o3=19*pi/18:0.01:4*pi/3;s3=100-200*(o3-(19*pi)/18).2/(5*pi/9)2;x3=(31+s3).*cos(o3)-18*sin(o3);y3=(31+s3).*sin(o3)+18*cos(o3);o4=4*pi/3:0.01:29*pi/18;s4=200*(29*pi)/18-o4).2/(5*pi/9)2

9、;x4=(31+s4).*cos(o4)-18*sin(o4);y4=(31+s4).*sin(o4)+18*cos(o4);o5=29*pi/18:0.01:2*pi;x5=31*cos(o5)-18*sin(o5);y5=31*sin(o5)+18*cos(o5);plot(x1,y1,b,x2,y2,b,x3,y3,b,x4,y4,b,x5,y5,b)title(理論輪廓)grid%求最小曲率半徑%編程人：張錦標(biāo) v=;syms x1 x2 x3 x4 x5 s0 = 31; e = 18; s1=100*(6*x1)/(5*pi)-sin(12*x1/5)/(2*pi); t1 = (

10、s1 + s0)*cos(x1)-e*sin(x1); y1 = (s0 + s1)*sin(x1) +e*cos(x1); tx1=diff(t1,x1); txx1=diff(t1,x1,2); yx1=diff(y1,x1); yxx1=diff(y1,x1,2);for xx1= 0:(pi/100):(2*pi/3); k1=subs(abs(tx1*yxx1-txx1*yx1)/(tx12+yx12)1.5),x1,xx1); v=v,1/k1;end s2 = 100; t2 = (s2 + s0)*cos(x2)-e*sin(x2); y2 = (s0 + s2)*sin(x2

11、) +e*cos(x2); tx2=diff(t2,x2); txx2=diff(t2,x2,2); yx2=diff(y2,x2); yxx2=diff(y2,x2,2);for xx2=(2*pi/3):(pi/100):(35*pi/36); k2=subs(abs(tx2*yxx2-txx2*yx2)/(tx22+yx22)1.5),x2,xx2); v=v,1/k2;end s3=100-200*(x3-(19*pi)/18).2/(5*pi/9)2; t3 = (s3 + s0)*cos(x3)-e*sin(x3); y3 = (s0 + s3)*sin(x3) + e*cos(x

12、3); tx3=diff(t3,x3); txx3=diff(t3,x3,2); yx3=diff(y3,x3); yxx3=diff(y3,x3,2);for xx3=(35*pi/36 ):(pi/100):(53*pi/36); k3=subs(abs(tx3*yxx3-txx3*yx3)/(tx32+yx32)1.5),x3,xx3); v=v,1/k3;end s4=200*(29*pi)/18-x4).2/(5*pi/9)2; t4 = (s4 + s0)*cos(x4)-e*sin(x4); y4 = (s0 + s4)*sin(x4)+e*cos(x4); tx4=diff(t

13、4,x4); txx4=diff(t4,x4,2); yx4=diff(y4,x4); yxx4=diff(y4,x4,2);for xx4=(53*pi/36):(pi/100):( 2*pi); k4=subs(abs(tx4*yxx4-txx4*yx4)/(tx42+yx42)1.5),x4,xx4); v=v,1/k4;end s5=0; t5 = (s5 + s0)*cos(x4)-e*sin(x4); y5 = (s0 + s5)*sin(x4)+e*cos(x4); tx5=diff(t5,x5); txx5=diff(t5,x5,2); yx5=diff(y5,x5); yxx

14、5=diff(y5,x5,2);for xx5=(53*pi/36):(pi/100):( 2*pi); k5=subs(abs(tx5*yxx5-txx5*yx5)/(tx52+yx52)1.5),x5,xx5); v=v,1/k5;endmin(v)%工作輪廓圖線%編程人：張錦標(biāo) r0=36.31;e = 18;s0=sqrt(r02+e2);r = 7;o1=0:0.01:5*pi/6;s1=100*(6*o1)/(5*pi)-sin(12*o1/5)/(2*pi);t1=120*(1-cos(12*o1/5)/pi;x1 = (s1 + s0).*cos(o1) - e*sin(o1)

15、;y1 = (s0 + s1).*sin(o1) + e*cos(o1);n1 = t1.*cos(o1)-(s1+s0).*sin(o1)-e*cos(o1);m1 = t1.*cos(o1)+(s1+s0).*cos(o1)-e*sin(o1);xt1 = x1+(r*m1)./(sqrt(n1.2+m1.2);yt1 = y1 - (r*n1)./sqrt(m1.2 +n1.2);xw1 = x1 - (r*m1)./sqrt(m1.2 +n1.2);yw1 = y1 + (r*n1)./sqrt(m1.2 +n1.2);o2=5*pi/6:0.01:19*pi/18;s2=100;t2

16、=0;x2 = (s2 + s0).*cos(o2)-e*sin(o2);y2 = (s0 + s2).*sin(o2)+e*cos(o2);n2 =t2.*cos(o2)-(s2+s0).*sin(o2)-e*cos(o2);m2 = t2.*cos(o2)+(s2+s0).*cos(o2)-e*sin(o2);xt2 = x2 + (r*m2)./sqrt(m2.2+n2.2);yt2 = y2 - (r*n2)./sqrt(m2.2+n2.2);xw2 = x2 - (r*m2)./sqrt(m2.2+n2.2);yw2 = y2 + (r*n2)./sqrt(m2.2+n2.2);o3

17、=19*pi/18:0.01:4*pi/3;s3=100-200*(o3-(19*pi)/18).2/(5*pi/9)2;t3=-16*81*(o3-19*pi/18)/(pi)2;x3 = (s3 + s0).*cos(o3)-e*sin(o3);y3 = (s0 + s3).*sin(o3)+e*cos(o3);n3 = t3.*cos(o3)-(s3+s0).*sin(o3)-e*cos(o3);m3 = t3.*cos(o3)+(s3+s0).*cos(o3)-e*sin(o3);xt3= x3 + (r*m3)./sqrt(m3.2+n3.2);yt3 = y3 - (r*n3)./

18、sqrt(m3.2+n3.2);xw3 = x3 -(r* m3)./sqrt(n3.2+m3.2);yw3 = y3 + (r*n3)./sqrt(n3.2+m3.2);o4=4*pi/3:0.01:29*pi/18;s4=200*(29*pi)/18-o4).2/(5*pi/9)2;t4=-16*81*(29*pi/18-o4)/(pi)2;x4 = (s4 + s0).*cos(o4)-e*sin(o4);y4 = (s4 + s0).*sin(o4)+e*cos(o4);n4 =t4.*cos(o4)-(s4+s0).*sin(o4)-e*cos(o4);m4 = t4.*cos(o4)+(s4+s0).*cos(o4)-e*sin(o4);xt4= x4 + (r*m4)./sqrt(m4.2+n4.2);yt4 = y4 - (r*n4)./sqrt(m4.2+