哈工大機(jī)械原理大作業(yè)凸輪01號(hào)

1、Harbin Institute of Technology機(jī)械原理大作業(yè)設(shè)計(jì)說明書(二）設(shè)計(jì)題目： 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 院 系： 船舶與海洋工程學(xué)院 班 級(jí)： 1313* 設(shè) 計(jì) 者： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)一、運(yùn)動(dòng)分析題目 如圖2-1所示直動(dòng)傳動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)，其原始尺寸參見表2-1，從表2-1中選擇一組凸輪機(jī)構(gòu)的原始參數(shù)，據(jù)此設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)。表2-1序號(hào)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(。)15090等加等減速4080等速70601302、 確定凸輪推桿升程、回程運(yùn)動(dòng)方程并繪制

2、推桿位移、速度、加速度的位圖（1） 推桿推程、回程方程。位移速度加速度推程推程回程（二）、推桿位移、速度、加速度線圖：（1）位移曲線：使用Mat lab編程，程序見附錄程序清單1 圖像：（2）速度曲線：使用Mat lab編程，程序見附錄程序清2 圖像：（3）加速度曲線：使用Mat lab編程，程序見附錄程序清單3 圖像：三、 基圓半徑與偏心距的確定： 繪制ds/ds線圖：使用Mat lab編程，程序見附錄程序清單4 由圖選擇以ds/df-s(f)圖為基礎(chǔ)，可分別作出三條限制線（推程許用壓力角的切界限D(zhuǎn)tdt,回程許用壓力角的限制線Dt'dt'，起始點(diǎn)壓力角許用線B0d'

3、')，以這三條線可確定最小基圓半徑及所對(duì)應(yīng)的偏距e,在其下方選擇一合適點(diǎn)，即可滿足壓力角的限制條件。運(yùn)算結(jié)果如下：則可以選取三條線所圍成的下側(cè)的點(diǎn)（-30，-200），則計(jì)算得e=30,r0=200四確定滾子半徑及繪制凸輪理論輪廓曲線和實(shí)際輪廓曲線.（一）滾子半徑的確定為求滾子許用半徑，須確定最小曲率半徑，以防止凸輪工作輪廓出現(xiàn)尖點(diǎn)或出現(xiàn)相交包絡(luò)線，確定最小曲率半徑數(shù)學(xué)模型如下：其中：利用上式可求的最小曲率半徑后可確定實(shí)際廓線。理論廓線數(shù)學(xué)模型： 凸輪實(shí)際廓線坐標(biāo)方程式： 其中rt為確定的滾子半徑。使用Matlab編程，程序見附錄程序清單5，運(yùn)算結(jié)果為，則取rr=15mm（二) 凸輪輪

4、廓的確定：設(shè)凸輪轉(zhuǎn)角為，則理論輪廓上的點(diǎn)B坐標(biāo)為：其中實(shí)際輪廓B'點(diǎn)坐標(biāo)為;為理論輪廓在B點(diǎn)的法線與x軸正方向的夾角。使用Matlab編程見附錄程序6運(yùn)行結(jié)果如下：附錄：Mat lab程序清單程序1 x1=0:pi/400:pi/4;x2=pi/4:pi/400:pi/2;x3=pi/2:pi/300:5*pi/6;x4=5*pi/6:pi/225:23*pi/18;x5=23*pi/18:13*pi/1800:2*pi;s1=400*x1.2/pi2;s2=50-400*(pi/2-x2).2/pi2;s3=50;s4=50*(23/8-9*x4/(4*pi);s5=0;plot(x

5、1,s1,x2,s2,x3,s3,x4,s4,x5,s5)程序2x1=0:pi/400:pi/4;x2=pi/4:pi/400:pi/2;x3=pi/2:pi/300:5*pi/6;x4=5*pi/6:pi/225:23*pi/18;x5=23*pi/18:13*pi/1800:2*pi;v1=800*x1/pi2;v2=800*(pi/2-x2)/pi2;v3=0;v4=-225/(2*pi);v5=0;plot(x1,v1,x2,v2,x3,v3,x4,v4,x5,v5)程序3x1=0:pi/400:pi/4;x2=pi/4:pi/400:pi/2;x3=pi/2:pi/300:5*pi/

6、6;x4=5*pi/6:pi/225:23*pi/18;x5=23*pi/18:13*pi/1800:2*pi;a1=800/pi2;a2=-800/pi2;a3=0;a4=0;a5=0;plot(x1,a1,x2,a2,x3,a3,x4,a4,x5,a5）程序4clear;h=50;delta1=90;delta2=60;delta3=80;delta4=130;hd=pi/180;du=180/pi;n1=delta1+delta2;n3=delta1+delta2+delta3;n=360;for i=1:360 if i<=delta1/2 s(i)=2*h*i2/delta12

7、; ds(i)=4*h*i*hd/(delta1*hd)2; elseif i>delta1/2&i<=delta1 s(i)=h-h*2*(delta1-i)2/delta12; ds(i)=4*h*(delta1-i)*hd/(delta1*hd)2; elseif i>delta1&i<=n1 s(i)=h;ds(i)=0; elseif i>n1&i<=n3 s(i)=h*1-(i-n1)/delta3; ds(i)=-h/delta3/hd; elseif i>n3&i<=n s(i)=0;ds(i)=0

8、; endend k1=cot(40*hd);k2=-cot(70*hd);k3=-k1;m=-1; for d1=-500:0 for i=1:90 if s(i)>=(k1*ds(i)+d1); else m=0; break; end; end; if m=0 break; end; end for d2=-500:0 for i=n1:n3 if s(i)>=(k2*ds(i)+d2); else m=1; break; end; end; if m=1 break; end; end;figure(1); grid on;hold on;axis equal; i=1:3

9、60;plot(ds(i),s(i);x=-100:200;plot(x,x*k1+d1);x=-100:200;plot(x,x*k2+d2);x=0:200;plot(x,x*k3);程序5：clear;r0=sqrt(302+2002);rr=15;e=30;h=50;delta1=90;delta2=60;delta3=80;delta4=130;hd=pi/180;du=180/pi;se=200;n1=delta1+delta2;n3=delta1+delta2+delta3; n=360;for i=1:n if i<=delta1/2 s=2*h*i2/delta12;

10、ds=4*h*i*hd/(delta1*hd)2; a=4*h/delta12; elseif i>delta1/2&i<=delta1 s=h-h*2*(delta1-i)2/delta12; ds=4*h*(delta1-i)*hd/(delta1*hd)2; a=-4*h/delta12; elseif i>delta1&i<=n1 s=h;ds=0; a=0; elseif i>n1&i<=n3 s=h*1-(i-n1)/delta3; ds=-h/delta3/hd; a=0; elseif i>n3&i<

11、;=n s=0; ds=0; a=0; enddx=(se+s)*cos(i*hd)+(ds-e)*sin(i*hd);dy=-(se+s)*sin(i*hd)+(ds-e)*cos(i*hd);A0=sqrt(dx2+dy2);A=A03;ddx=(2*ds-e)*cos(i*hd)+(a-se-s)*sin(i*hd);ddy=(a-se-s)*cos(i*hd)-(2*ds-e)*sin(i*hd); B=dx*ddy-ddx*dy;r(i)=A/B;endrm=200;for i=1:360if abs(r(i)<rm rm=abs(r(i)endend程序6：clear;r0=

12、sqrt(302+2002);rr=15;e=30;h=50;delta1=90;delta2=60;delta3=80;delta4=130;hd=pi/180;du=180/pi;se=200;n1=delta1+delta2;n3=delta1+delta2+delta3;n=360;for i=1:n if i<=delta1/2 s(i)=2*h*i2/delta12; ds(i)=4*h*i*hd/(delta1*hd)2;ds0=ds(i); a(i)=4*h/delta12; elseif i>delta1/2&i<=delta1 s(i)=h-h*2

13、*(delta1-i)2/delta12; ds(i)=4*h*(delta1-i)*hd/(delta1*hd)2;ds0=ds(i); a(i)=-4*h/delta12; elseif i>delta1&i<=n1 s(i)=h;ds(i)=0; ds0=ds(i); a(i)=0; elseif i>n1&i<=n3 s(i)=h*1-(i-n1)/delta3; ds(i)=-h/delta3/hd; ds0=ds(i); a(i)=0; elseif i>n3&i<=n s(i)=0; ds(i)=0; ds0=ds(i)

14、; a(i)=0; endxx(i)=(se+s(i)*sin(i*hd)+e*cos(i*hd);yy(i)=(se+s(i)*cos(i*hd)-e*sin(i*hd);dx(i)=(ds0-e)*sin(i*hd)+(se+s(i)*cos(i*hd);dy(i)=(ds0-e)*cos(i*hd)-(se+s(i)*sin(i*hd); xp(i)=xx(i)+rr*dy(i)/sqrt(dx(i)2+dy(i)2);yp(i)=yy(i)-rr*dx(i)/sqrt(dx(i)2+dy(i)2);end figure(1); grid on;hold on;axis equal; axis(-(r0+h-30) (r0+h+10) -(r0+h+50) (r0+rr+50); text(r0+h+3,4,'X'); text(3,r0+rr+3,'Y'); text(-6,4,'O'); title('偏置直動(dòng)滾子從動(dòng)件推桿盤形凸輪');xlabel('x/mm');ylabel('y/mm');plot(-(r0+h-40) (r0+h),0 0,'k');plot(0 0,-(r0+h) (r0+rr),'k');plot(xx,yy,