機(jī)械原理大作業(yè)2

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯 機(jī)械原理大作業(yè)2 機(jī)械原理大作業(yè)2-凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) Harbin Institute of Technology 機(jī)械原理大作業(yè)二 課程名稱：機(jī)械原理 設(shè)計(jì)題目：凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 院系：機(jī)電工程學(xué)院 姓名： 學(xué)號(hào)： 班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 1 / 1 機(jī)械原理大作業(yè)2-凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 / 1 1.設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，其原始參數(shù)見表 1 表一： 凸輪機(jī)構(gòu)原始參數(shù) 升程（mm ) 升程運(yùn)動(dòng)角（o） 升程運(yùn)動(dòng)規(guī)律 升程許用壓力角（o） 回程運(yùn)動(dòng)角（o） 回程運(yùn)動(dòng)規(guī)律 回程許用壓力角（o） 遠(yuǎn)休止角 （o） 近休止角 （o） 30 70 等加 等減 速

2、30 170 正弦加速度 60 100 120 機(jī)械原理大作業(yè)2-凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 / 1 2.凸輪推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律 （1）推程運(yùn)動(dòng)規(guī)律（等加速等減速運(yùn)動(dòng)） 推程 0350? 推程 007035? （2）回程運(yùn)動(dòng)規(guī)律（正弦加速度） 回程 00240170? 機(jī)械原理大作業(yè)2-凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 / 1 開始 輸入初始參數(shù) 運(yùn)行各部分程序 輸出1 輸出2 輸出3 輸出4 終止 從動(dòng)件位移、速度、加速度曲線 ds/d -s 曲線，確定基圓半徑和偏距 理論輪廓線上的壓力角和曲率半徑圖 繪制理論輪廓線和實(shí)際輪廓線 機(jī)械原理大作業(yè)2-凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 / 1 3.運(yùn)動(dòng)線圖及凸輪s d ds - 線圖 采用Ma

3、tlab 編程，其所有源程序見附頁： 令 可得運(yùn)動(dòng)規(guī)律圖如下： 機(jī)械原理大作業(yè)2-凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 / 1 1.凸輪的基圓半徑和偏距 以ds/df -s 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) t d t ,回程許用壓力角的限制線D t d t ，起始點(diǎn)壓力角許用線B 0d )，以這三條線可確定最小基圓半徑及所對(duì)應(yīng)的偏距e,在其下方選擇一適合點(diǎn)，即可滿足壓力角的限制條件。 得圖如下：得最小基圓對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)位置大約為（20，-35） 經(jīng)計(jì)算取偏距e=20mm ， r0=40.3mm. 機(jī)械原理大作業(yè)2-凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 / 1 2.繪制理論輪廓線上的壓力角曲線和曲率半徑曲線 針對(duì)

4、凸輪轉(zhuǎn)向及推桿偏置，令N1=1凸輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)；N2=1偏距為正。 壓力角數(shù)學(xué)模型： 曲率半徑數(shù)學(xué)模型： )/ )(/()/)(/()/()/(22222 /322?d x d d dy d y d d dx d dy d dx -+= 其中： )sin()/()cos()/(2/102212122?N s s d s d N e N N d ds d x d -+-= )cos()/(）（sin )/(2/202212122?N s s d s d N e N N d ds d y d -+-= 機(jī)械原理大作業(yè)2-凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 / 1 3.凸輪理論廓線和實(shí)際廓線 理論廓線數(shù)學(xué)模型： ? ?s

5、in cos )(cos sin )(00e s s y e s s x -+=+= 凸輪實(shí)際廓線坐標(biāo)方程式： 2 22 2)/()/() /()/()/()/(?d dy d dx d dy r y y d dy d dx d dx r x x t t +-=+= 其中rt 為確定的滾子半徑。 根據(jù)上面公式，利用matlab 編程求解，其代碼如下： 令rt=10mm 得圖如下： 機(jī)械原理大作業(yè)2-凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) *附頁 相關(guān)程序代碼： 1位移曲線 phi1=linspace(0,70/2/180*pi); %推程 phi2=linspace(70/2/180*pi,70/180*pi); ph

6、i0=70/180*pi;h=30; s1=2*h*(phi1/phi0).2; s2=h-2*h*(phi0-phi2).2/(phi0).2; plot(phi1,s1) hold on plot(phi2,s2) hold on phi3=linspace(deg2rad(70),deg2rad(170),1000); %遠(yuǎn)休程 s3=h; plot(phi3,s3,-b) hold on phi4=linspace(deg2rad(170),deg2rad(240); %回程 s4=h*(1-(phi4-phi0-deg2rad(100)/deg2rad(70)+1/2/pi*sin(

7、2*pi*(phi4-ph i0-deg2rad(100)/deg2rad(70); plot(phi4,s4) hold on phi5=linspace(deg2rad(240),deg2rad(360),1000); %近休程 s5=0; plot(phi5,s5,-b) axis(0,4/3*deg2rad(360),0,0+3/2*h); grid on ylabel(位移/mm); xlabel(凸輪轉(zhuǎn)角/rad); 2速度曲線 phi0=deg2rad(70); %推程 phi1=linspace(0,deg2rad(70/2); h=30;n=1;w=2*pi*n/60;v1=

8、4*h*w/(deg2rad(70)2*phi1; plot(phi1,v1) hold on phi2=linspace(deg2rad(70/2),deg2rad(70); v2=4*h*w*(phi0-phi2)/(deg2rad(70)2; plot(phi2,v2) hold on phi3=linspace(deg2rad(70),deg2rad(170),1000); %遠(yuǎn)休程 v3=0; plot(phi3,v3,-b) hold on 1 / 1 機(jī)械原理大作業(yè)2-凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) phi4=linspace(deg2rad(170),deg2rad(240); %回程 v4=-

9、h*w/deg2rad(70)*(1-cos(2*pi/deg2rad(70)*(phi4-deg2rad(70)-deg2rad (100); plot(phi4,v4) hold on phi5=linspace(deg2rad(240),deg2rad(360),1000); %近休程 v5=0; plot(phi5,v5,-b) grid on ylabel(速度/mm/s); xlabel(凸輪轉(zhuǎn)角/rad); 3加速度曲線 phi0=deg2rad(70); phi1=linspace(0,deg2rad(70/2),103); h=30; n=1; w=2*pi*n/60; a1

10、=4*h*w2/(phi0)2; plot(phi1,a1,-b) hold on phi2=linspace(deg2rad(70/2),deg2rad(70),103); a2=-4*h*w2/(phi0)2; plot(phi2,a2,-b) hold on phi3=linspace(deg2rad(70),deg2rad(170),1000); a3=0; plot(phi3,a3,-b) hold on phi4=linspace(deg2rad(170),deg2rad(240); a4=-2*pi*h*w2/(deg2rad(70)2*sin(2*pi/deg2rad(70)*

11、(phi4-deg2rad(70) -deg2rad(100); plot(phi4,a4) hold on phi5=linspace(deg2rad(240),deg2rad(360),1000); a5=0; plot(phi5,a5,-b) hold on phi6=deg2rad(35),deg2rad(35); a6=4*h*w2/(phi0)2,-4*h*w2/(phi0)2; plot(phi6,a6) grid on ylabel(加速度/mm/s2); xlabel(凸輪轉(zhuǎn)角/rad); 4曲線 phi1=linspace(0,70/2/180*pi,1000); phi2

12、=linspace(70/2/180*pi,70/180*pi,1000); 1 / 1 機(jī)械原理大作業(yè)2-凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) phi0=70/180*pi;h=30; s01=2*h*(phi1/phi0).2; s02=h-2*h*(phi0-phi2).2/(phi0).2; phi3=linspace(deg2rad(70),deg2rad(170),1000); s03=h; phi4=linspace(deg2rad(170),deg2rad(240); s04=h*(1-(phi4-phi0-deg2rad(100)/deg2rad(70)+1/2/pi*sin(2*pi*(phi4-

13、p hi0-deg2rad(100)/deg2rad(70); phi5=linspace(deg2rad(240),deg2rad(360),1000) s05=0; %ds/f s1=4*h*phi1/(phi0)2; s2=4*h*(phi0-phi2)/(phi0).2; s3=0; s4=h*(-1/deg2rad(70)+1/deg2rad(70)*cos(2*pi*(phi4-phi0-deg2rad(100)/ deg2rad(70); s5=0; x=s1,s2,s3,s4,s5; y=s01,s02,s03,s04,s05; plot(x,y) hold on %確定凸輪半

14、徑和偏距 k1=tan(pi/2-30/180*pi);k2=-tan(pi/2-60/180*pi); y1=-k1*x+y; y2=-k2*x+y; y1s=min(y1); y2s=min(y2); x=linspace(-50,50,1000); d1=k1*x+y1s; d2=k2*x+y2s; x0=linspace(0,60,200); d0=-k1*x0; plot(x,d1) hold on plot(x,d2) hold on plot(x0,d0) grid on axis(-55,55,-80,40) axis equal %由圖像得r0=40.3,e=20 xlabe

15、l(ds/d|) ylabel(s/mm) 5壓力角曲線 1 / 1 機(jī)械原理大作業(yè)2-凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) h=30; r0=40.3;e=20;N1=1;%凸輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)N2=1;%偏距為正n=1; omiga=2*pi*n/60; s0=sqrt(r02-e2); phi1=linspace(0,70/2/180*pi); phi2=linspace(70/2/180*pi,70/180*pi); phi0=70/180*pi; s1=2*h*(phi1/phi0).2; s20=h-2*h*(phi0-phi2).2/(phi0).2; v1=4*h*omiga/(deg2rad(70)2*ph

16、i1; v2=4*h*omiga*(phi0-phi2)/(deg2rad(70)2; phi3=linspace(deg2rad(70),deg2rad(170),1000); s3=h; phi4=linspace(deg2rad(170),deg2rad(240); s40=h*(1-(phi4-phi0-deg2rad(100)/deg2rad(70)+1/2/pi*sin(2*pi*(phi4-p hi0-deg2rad(100)/deg2rad(70); v4=-h*omiga/deg2rad(70)*(1-cos(2*pi/deg2rad(70)*(phi4-deg2rad(70

17、)-deg 2rad(100); phi5=linspace(deg2rad(240),deg2rad(360),1000); s5=0; %計(jì)算壓力角 DsDphi1=v1./omiga; rs1=s0+s1; ang1=abs(atan(DsDphi1-N1*N2*e)./rs1)*180/pi;%ang1：推程壓力角 DsDphi2=v2./omiga; rs3=s0+s20; ang2=abs(atan(DsDphi2-N1*N2*e)./rs3)*180/pi;%ang3：推程壓力角 DsDphi3=v4./omiga; rs5=s0+s40 ang4=abs(atan(DsDphi3-N1*N2*e).