凸輪機構(gòu)設(shè)計說明書

1、機械原理大作業(yè)說明書課程名稱：機械原理設(shè)計題目： 凸輪機構(gòu)設(shè)計院 系：班 級：設(shè)計者：學(xué)號：-指導(dǎo)教師：設(shè)計時間： 2014年6月、設(shè)計題目 如右圖所示直動從動件盤形凸輪機構(gòu)，選擇一組凸輪機構(gòu)的原始參數(shù), 據(jù)此設(shè)計該凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)原始參數(shù)序號行程（mm）推程運動角推程運動規(guī)律推程許用壓力角1590150正弦加速度30 °回程運動角回程運動規(guī)律回程許用壓力角遠(yuǎn)休止角近休止角100°余弦加速度60 °55 °55 °凸輪推桿升程、回程運動方程及推桿位移、速度、加速度線圖凸輪推桿推程運動方程凸輪推桿回程運動方程% t 表示轉(zhuǎn)角， s 表示位移 t=

2、0:0.01:5*pi/6;%升程階段 s=90*(6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*sin(12*t/5); hold onplot(t,s);t= 5*pi/6:0.01:41*pi/36;%遠(yuǎn)休止階段s=90;hold onplot(t,s);t=41*pi/36:0.01:61*pi/36;%回程階段 s=45*1+cos(9*t/5)-(41*pi/20);hold onplot(t,s);t=61*pi/36:0.01:2*pi;%近休止階段 s=0; hold on plot(t,s); grid on hold off% t表示轉(zhuǎn)角，令3 1=1t=0:0.01:5*p

3、i/6;洌程階段v=108*1*1-cos(12*t/5)/pihold on plot(t,v);t= 5*pi/6:0.01:41*pi/36;淞休止階段v=0hold on plot(t,v);t=41*pi/36:0.01:61*pi/36;徊程階段v=-81*1*sin( 9*t/5)-(41*pi/20)hold onplot(t,v);t=61*pi/36:0.01:2*pi;%近休止階段v=0hold ont=0:0.001:5*pi/6;a=259.2*si n(12*t/5)/pi;hold on plot(t,a);t=5*pi/6:0.01:41*pi/36;a=0;h

4、old onplot(t,a);t=41*pi/36:0.001:61*pi/36;a=-145.8*cos( 9*t/5)-(41*pi/20);hold onplot(t,a);t=61*pi/36:0.001:2*pi;a=0;hold onds s三繪制凸輪機構(gòu)的d 線圖% t表示轉(zhuǎn)角，x(橫坐標(biāo))表示速度ds/d 0, y (縱坐標(biāo))表示位移st=0:0.001:5*pi/6;%升程階段x= 108*1*(1-cos(12*t/5)/pi;y= 90*(6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*si n(12*t/5);hold onplot(x,y,'-r');t=

5、 5*pi/6:0.01:41*pi/36;淞休止階段x=0;y=90;hold onplot(x,y,'-r');t=41*pi/36:0.001:61*pi/36;%回程階段x=-81*1*sin (9*t/5)-(41*pi/20);y=45 *(1+cos(9*t/5)-(41*pi/20);hold onplot(x,y,'-r');t=61*pi/36:0.01:2*pi;涎休止階段x=0;y=0;hold onplot(x,y,'-r');grid onhold off四按許用壓力角確定凸輪基圓半徑和偏距1.求切點轉(zhuǎn)角(1)在圖-4

6、中，右側(cè)曲線為升程階段的類速度 -位移圖，作直線Dtdt與其相切，且位移軸正方向呈夾 角i=30 °,則切點處的斜率與直線 Dtdt的斜率相等，因為kDtdt =tan30 °,右側(cè)曲線斜率可以表示為 ，所 以，通過編程求其角度。編碼：» %求升程切點位置轉(zhuǎn)角f=synC)；t = solve (f)pt駅龍卜0-5/1an (120/407*3( 1/2) 120 1/2-5/12 atan( 3) + 討12 pi407>> -5/12*a-tan<120/4 07*3" (1/2) )+5/12*pians =1. 1123求得轉(zhuǎn)

7、角t =1.1123進而求的切點坐標(biāo)(x,y) =( 93.8817, 45.8243)(2)在圖-4中，左側(cè)曲線為回程階段的類速度-位移圖，作直線D ''與其相切，且位移軸正方向呈夾角1=60 °,則切點處的斜率與直線D ''的斜率相等，因為kDtdt =tan30 °同理求得 切點坐標(biāo)(x,y)=( -110.0654,42.3144)2. 確定直線方程直線 Dtdt:y =tan(pi/3)(x- 93.8817 )=45.8243;直線 Dt'dt':y =-tan(pi(x+84.3144)=110.0654;3.

8、繪圖確定基圓半徑和偏距%直線Dtdtx=-125:1:150;y= tan(pi/3)*(x- 93.8798 )+45.8243;hold on plot(x,y);% 直線 Dt 'dt 'x=-125:1:150;y=-tan(pi/6)*(x+ 110.0654 )+34.3144; hold onplot(x,y);%直線 Ddx=0:1:150;y=tan(2*pi/3)*x;hold onplot(x,y);t=0:0.001:5*pi/6;% 升程階段x= 108*1*1-cos(12*t/5)/pi;y= 90*(6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*si

9、n(12*t/5);hold onplot(x,y,'-r');t= 5*pi/6:0.01:41*pi/36;%遠(yuǎn)休止階段x=0;y=90;hold onplot(x,y,'-r');t=41*pi/36:0.001:61*pi/36;% 回程階段x=-81*1*sin (9*t/5)-(41*pi/20) ;y= 45*1+cos(9*t/5)-(41*pi/20);hold on plot(x,y,'-r'); t=61*pi/36:0.01:2*pi;涎休止階段x=0;y=0;hold on plot(x,y,'-r');

10、grid onhold off如圖，在這三條直線所圍成的公共許用區(qū)域，只要在公共許用區(qū)域選定凸輪軸心0的位置，凸輪基圓半徑r0和偏距e就可以確定了。現(xiàn)取軸心位置為 x=20，y=-125，則可得偏距 e=20，基圓半徑= 127五.繪制凸輪理論輪廓線t=0:0.0001:5*pi/6;x=(125+ 130*(6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*sin(12*t/5).*cos(t)-20*sin(t);y=(125+ 130*(6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*sin(12*t/5).*sin(t)+20*cos(t);hold onplot(x,y);t= 5*pi/6:0.

11、0001:pi;x=(125+130).*cos(t)- 20*sin(t);y=(125+130).*sin(t)+ 20*cos(t);hold onplot(x,y);t=pi:0.0001:14*pi/9;x=(125+ 65*1+cos(9*(t-pi)/5) ).*cos(t)- 20*sin(t);y=(125+ 65*1+cos(9*(t-pi)/5) ).*sin(t)+ 20*cos(t);hold onplot(x,y);t= 14*pi/9:0.0001:2*pi;x=(125).*cos(t)- 20*sin(t);y=(125).*sin(t)+ 20*cos(t)

12、;hold onplot(x,y);%基圓t=0:0.001:2*pi;x= 20.1074 *cos(t);y=20.1074*sin(t);hold onplot(x,y);%偏心圓 t=0:0.001:2*pi; x=13.3509*cos(t); y=13.3509*si n(t);hold onplot(x,y);grid onhold off六、在理論廓線上分別繪出基圓與偏距圓:t=0:0.0001:5*pi/6;x=(125+ 130*(6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*sin(12*t/5).*cos(t)-20*sin(t);y=(125+ 130*(6*t)/(5*

13、pi)-1/(2*pi)*sin(12*t/5).*sin(t)+20*cos(t);hold onplot(x,y);t= 5*pi/6:0.0001:pi;x=(125+130).*cos(t)- 20*sin(t);y=(125+130).*sin(t)+ 20*cos(t);hold onplot(x,y);t=pi:0.0001:14*pi/9;x=(125+ 65*1+cos(9*(t-pi)/5) ).*cos(t)- 20*sin(t);y=(125+ 65*1+cos(9*(t-pi)/5) ).*sin(t)+ 20*cos(t);hold onplot(x,y);t= 1

14、4*pi/9:0.0001:2*pi;x=(125).*cos(t)- 20*sin(t);y=(125).*sin(t)+ 20*cos(t);hold onplot(x,y);%基圓t=0:0.001:2*pi;x= 127*cos(t);y=127*sin(t);hold onplot(x,y);%偏心圓t=0:0.001:2*pi; x=20*cos(t);y=20*s in( t);hold onplot(x,y);grid onhold off七.確定滾子半徑1.繪制曲率半徑圖%dxi表示 dx/d 0, dyi 表示 dy/d i=1,2,3,4h=130; %升程t0=pi*5

15、/6; % 升程角t01=pi*5/9; % 回程角ts=pi/6; % 遠(yuǎn)休止角ts1=pi*4/9; % 近休止角e=20; %偏距s0=125;% 升程階段t=linspace(0,pi*5/6,1000); s=h*(t/t0-sin(2*pi*t/t0)/(2*pi);dx1 =(h/t0-h*cos(2*pi*t/t0).*cos(t)-(s0+s).*sin(t)- e*cos(t);dy1=(h/t0-h*cos(2*pi*t/t0).*sin(t)+(s0+s).*cos(t)- e*sin(t);p=sqrt(dx1.A2+dy1.A2);hold onplot(t,p);

16、% 遠(yuǎn)休止階段t=linspace(pi*5/6,pi,1000);s=h;dx2 =- sin(t).*(s + s0) - e*cos(t);dy2 =cos(t).*(s + s0) - e*sin(t);p=sqrt(dx2.A2+dy2.A2);hold onplot(t,p);% 回程階段t=linspace(pi,pi*14/9,1000);s=0.5*h*(1+cos(pi*(t-(t0+ts)/t01);dx3 =-0.5*h*pi/(2*t01)*sin(pi/t01)*(t-(t0+ts).*cos(t)- sin(t).*(s + s0) - e*cos(t); dy3

17、 =-0.5*h*pi/(2*t01)*sin(pi/t01)*(t-(t0+ts).*sin(t)+ cos(t).*(s + s0) - e*sin(t); p=sqrt(dx3.A2+dy3.A2);hold onplot(t,p);%近休止階段t=linspace(pi*14/9,pi*2,1000);s=0;dx4 =- sin(t).*(s + s0) - e*cos(t);dy4 =cos(t).*(s + s0) - e*sin(t);p=sqrt(dx4.A2+dy4.A2);hold onplot(t,p);hold offtitle('曲率半徑 p,'Fo

18、ntSize',20);grid on八.繪制實際輪廓線%凸輪理論輪廓半徑，t表示轉(zhuǎn)角，p表示曲率半徑%dxi表示 dx/d 0, dyi 表示 dy/d i=1,2,3,4h=130; % 升程t0=pi*5/6; % 升程角tO仁pi*5/9; % 回程角ts=pi/6; %遠(yuǎn)休止角ts1=pi*4/9; %近休止角e=20; %偏距s0=125;rr=1O; %滾子半徑 %升程階段 t=linspace(0,pi*5/6,1000);s=h*(t/t0-sin(2*pi*t/t0)/(2*pi);x1=(s0+s).*cos(t)-e*sin(t);y1=(s0+s).*sin(

19、t)+e*cos(t);dx1 =(h/t0-h*cos(2*pi*t/t0).*cos(t)-(s0+s).*sin(t)- e*cos(t);dy1=(h/t0-h*cos(2*pi*t/t0).*sin(t)+(s0+s).*cos(t)- e*sin(t);X1=x1-rr*dy1./(sqrt(dx1.A2+dy142);丫仁y1+rr*dx1./(sqrt(dx1.A2+dy142);hold onplot(x1,y1);plot(X1,Y1);% 遠(yuǎn)休止階段t=linspace(pi*5/6,pi,1000);s=h;x2=(s+s0).*cos(t)-e*sin(t);y2=(s+s0).*sin(t)+e*cos(t);dx2 =- sin(t).*(s + s0) - e*cos(t);dy2 =cos(t).*(s + s0) - e*sin(t);X2=x2-rr*dy2./(sqrt(dx2.A2+dy2.A2);Y2=y2+rr*dx2./(sqrt(dx2.A2+dy2.A2);hold onplot(x2,y2);plot(X2,Y2);% 回程階段t=linspace(pi,pi*14/9,1000);s=0.5*h*(1+cos(pi*(t-(