凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)大作業(yè)Word版

整理為word格式整理為word格式整理為word格式大作業(yè)（二）凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（題號(hào)：8）班級(jí)：姓名、學(xué)號(hào)：成績(jī)：完成日期：目錄整理為word格式整理為word格式整理為word格式凸輪機(jī)構(gòu)大作業(yè)題目……2推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律及凸輪廓線方程…………3程序流程圖………………3源程序…………………^5計(jì)算結(jié)果…………………14凸輪機(jī)構(gòu)圖………………16體會(huì)及建議………………19參考資料…………………20一、凸輪機(jī)構(gòu)大作業(yè)題目試用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)完成下列擺動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，已知數(shù)據(jù)如下表所示，凸輪沿著逆時(shí)針?lè)较蜃鰟蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)。表1凸輪機(jī)構(gòu)的推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律推程運(yùn)動(dòng)規(guī)律正弦加速度運(yùn)動(dòng)回程運(yùn)動(dòng)規(guī)律等加速等減速運(yùn)動(dòng)表2兩種凸輪機(jī)構(gòu)的推桿在近休、推程、遠(yuǎn)休及回程階段的凸輪轉(zhuǎn)角題號(hào)近休凸輪轉(zhuǎn)角推程凸輪轉(zhuǎn)角遠(yuǎn)休凸輪轉(zhuǎn)角回程凸輪轉(zhuǎn)角A0゜～60゜60゜～180゜180゜～270゜270゜～360゜B0゜～45゜45゜～210゜210゜～260゜260゜～360゜C0゜～30゜30゜～210゜210゜～280゜280゜～360゜表3擺動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)的已知參數(shù)題號(hào)初選基圓半徑r0/mm機(jī)架長(zhǎng)度lOA/mm擺桿長(zhǎng)度lAB/mm滾子半徑rr/mm推桿擺角許用壓力角許用最小曲率半徑[ρa(bǔ)min][α1][α2]A1560551024゜35゜70゜0.3rrB2070651426゜40゜70゜0.3rr整理為word格式整理為word格式整理為word格式C227275681828゜45゜65゜0.35rr要求：每組（每三人為一組，每人一題）至少打印出一份源程序，每人打印出原始數(shù)據(jù)；凸輪理論輪廓和實(shí)際輪廓的坐標(biāo)值；推程和回程的最大壓力角，以及出現(xiàn)最大壓力角時(shí)凸輪的相應(yīng)轉(zhuǎn)角；凸輪實(shí)際輪廓曲線的最小曲率半徑，以及相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角；和最后說(shuō)確定的基圓半徑。計(jì)算點(diǎn)數(shù)N=72~120。繪出凸輪的理論輪廓和實(shí)際輪廓（可用計(jì)算機(jī)繪圖）。二、推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律及凸輪廓線方程：推程（正弦加速度）：s=h[(δ/δ0)-sin(2πδ/δ0)/(2π)]回程（等加速段）：s=h-2hδ2/δ'02回程（等減速段）：s=2h(δ'0-δ)2/δ'02凸輪理論廓線方程：x=lOAsinδ-lABsin(δ+φ+φ0)y=lOAcosδ-lABcos(δ+φ+φ0)式中，φ0為推桿的初始位置角，其值為:φ0=arccos整理為word格式整理為word格式整理為word格式三、程序流程圖|α|>[|α|>[α1]？開始讀入：r0，Δr0，rt，h或（φ），e或（lAB、lOA）δ1，δ2，δ3，δ4，[α1]，[α2]，[ρa(bǔ)min]，N計(jì)算：s0I=1計(jì)算：s，x，y，ds/dδ，dx/dδ，dy/dδ，x′，y′計(jì)算：αr0=r0+Δr0r0=r0=Δr0是回程？|α|>[α2]？選出α1max及相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角δ1選出α2max及相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角δ2計(jì)算：ρρ<0?|ρ|-rt≥[ρa(bǔ)min]？計(jì)算ρa(bǔ)選出|ρa(bǔ)min|及相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角δaminI=I+1I≤N？打?。簒，y，x′，y′，ρa(bǔ)min，δamin，α1max，δ1max，α2max，δ2max，r0，δ，s結(jié)束整理為word格式整理為word格式整理為word格式四、源程序clear；r0=22;%初選的基圓半徑dr0=0.05;a=72; %機(jī)架長(zhǎng)度L=68;%擺桿長(zhǎng)度rr=18;%滾子半徑fai=28*pi/180;%推桿擺角PI=3.141592653;alpha1=45;%許用壓力角α1alpha2=65;%許用壓力角阿爾法2lambda=6.3;%許用最小曲率半徑N=120;%取用點(diǎn)的個(gè)數(shù)delta1=180*pi/180;%推程凸輪最大轉(zhuǎn)角delta2=70*pi/180;%遠(yuǎn)休凸輪最大轉(zhuǎn)角delta3=80*pi/180;%回程凸輪最大轉(zhuǎn)角delta4=30*pi/180;%近休凸輪最大轉(zhuǎn)角alphamax1=0;%推程最大壓力角初值alphamax2=0;%回程最大壓力角初值roumin=100;%凸輪最小曲率半徑初值整理為word格式整理為word格式整理為word格式X=ones(1,121);Y=ones(1,121);XP=ones(1,121);YP=ones(1,121);FAI=ones(1,121);I=0;%初始化while(I<=N)F0=acos((a*a+L*L-r0*r0)/(2*a*L));delta=3*I*pi/180;if(delta<180*pi/180&delta>=0)%正弦推程F0=acos((a*a+L*L-r0*r0)/(2*a*L));F=fai*((delta/delta1)-sin(2*pi*delta/delta1)/(2*pi));x=a*sin(delta)-L*sin(delta+F+F0);y=a*cos(delta)-L*cos(delta+F+F0);dF=fai*(1/delta1-cos(2*pi*delta/delta1)/delta1);ddF=fai*2*pi*sin(2*pi*delta/delta1)/(delta1*delta1);dx=a*cos(delta)-L*cos(delta+F+F0)*(1+dF);ddx=-a*sin(delta)+L*sin(delta+F+F0)*(1+dF)^2-L*cos(delta+F+F0)*ddF;dy=-a*sin(delta)+L*sin(delta+F+F0)*(1+dF);整理為word格式整理為word格式整理為word格式ddy=-a*cos(delta)+L*cos(delta+F+F0)*(1+dF)^2+L*sin(delta+F+F0)*ddF;stheta=dx/sqrt(dx*dx+dy*dy);ctheta=-dy/sqrt(dx*dx+dy*dy);xp=x-rr*ctheta;yp=y-rr*stheta;alpha=atan((L*abs(dF)+(a*cos(F+F0)-L))/(a*sin(F+F0)))*180/pi;alpha=abs(alpha);if(alpha>alphamax1)alphamax1=alpha;deltamax1=delta*180/pi;endendif(delta>=180*pi/180&delta<250*pi/180)%遠(yuǎn)休F0=acos((a*a+L*L-r0*r0)/(2*a*L));F=fai;x=a*sin(delta)-L*sin(delta+F+F0);y=a*cos(delta)-L*cos(delta+F+F0);dF=0;ddF=0;dx=a*cos(delta)-L*cos(delta+F+F0)*(1+dF);整理為word格式整理為word格式整理為word格式ddx=-a*sin(delta)+L*sin(delta+F+F0)*(1+dF)^2-L*cos(delta+F+F0)*ddF;dy=-a*sin(delta)+L*sin(delta+F+F0)*(1+dF);ddy=-a*cos(delta)+L*cos(delta+F+F0)*(1+dF)^2+L*sin(delta+F+F0)*ddF;stheta=dx/sqrt(dx*dx+dy*dy);ctheta=-dy/sqrt(dx*dx+dy*dy);xp=x-rr*ctheta;yp=y-rr*stheta;endif(delta>=250*pi/180&delta<290*pi/180)%等加速回程F0=acos((a*a+L*L-r0*r0)/(2*a*L));F=fai-2*fai*(delta-250*pi/180)*(delta-250*pi/180)/(delta3*delta3);x=a*sin(delta)-L*sin(delta+F+F0);y=a*cos(delta)-L*cos(delta+F+F0);dF=-4*fai*(delta-250*pi/180)/(delta3*delta3);ddF=-4*fai/(delta3*delta3);dx=a*cos(delta)-L*cos(delta+F+F0)*(1+dF);ddx=-a*sin(delta)+L*sin(delta+F+F0)*(1+dF)^2-L*cos(delta+F+F0)*ddF;dy=-a*sin(delta)+L*sin(delta+F+F0)*(1+dF);整理為word格式整理為word格式整理為word格式ddy=-a*cos(delta)+L*cos(delta+F+F0)*(1+dF)^2+L*sin(delta+F+F0)*ddF;stheta=dx/sqrt(dx*dx+dy*dy);ctheta=-dy/sqrt(dx*dx+dy*dy);xp=x-rr*ctheta;yp=y-rr*stheta;alpha=atan((L*abs(dF)-(a*cos(F+F0)-L))/(a*sin(F+F0)))*180/pi;alpha=abs(alpha);if(alpha>alphamax2)alphamax2=alpha;deltamax2=delta*180/pi;endendif(delta>=290*pi/180&delta<330*pi/180)%等減速回程F0=acos((a*a+L*L-r0*r0)/(2*a*L));F=2*fai*(delta3-(delta-250*pi/180))*(delta3-(delta-250*pi/180))/(delta3*delta3);dF=-4*fai*(delta3-(delta-250*pi/180))/(delta3*delta3);ddF=4*fai/(delta3*delta3);整理為word格式整理為word格式整理為word格式x=a*sin(delta)-L*sin(delta+F+F0);y=a*cos(delta)-L*cos(delta+F+F0);dx=a*cos(delta)-L*cos(delta+F+F0)*(1+dF);ddx=-a*sin(delta)+L*sin(delta+F+F0)*(1+dF)^2-L*cos(delta+F+F0)*ddF;dy=-a*sin(delta)+L*sin(delta+F+F0)*(1+dF);ddy=-a*cos(delta)+L*cos(delta+F+F0)*(1+dF)^2+L*sin(delta+F+F0)*ddF;stheta=dx/sqrt(dx*dx+dy*dy);ctheta=-dy/sqrt(dx*dx+dy*dy);xp=x-rr*ctheta;yp=y-rr*stheta;alpha=atan((L*abs(dF)-(a*cos(F+F0)-L))/(a*sin(F+F0)))*180/pi;alpha=abs(alpha);if(alpha>alphamax2)alphamax2=alpha;deltamax2=delta*180/pi;endendif(delta>=330*pi/180&delta<=360*pi/180)%近休F0=acos((a*a+L*L-r0*r0)/(2*a*L));整理為word格式整理為word格式整理為word格式F=0;x=a*sin(delta)-L*sin(delta+F+F0);y=a*cos(delta)-L*cos(delta+F+F0);dF=0;ddF=0;dx=a*cos(delta)-L*cos(delta+F+F0)*(1+dF);ddx=-a*sin(delta)+L*sin(delta+F+F0)*(1+dF)^2-L*cos(delta+F+F0)*ddF;dy=-a*sin(delta)+L*sin(delta+F+F0)*(1+dF);ddy=-a*cos(delta)+L*cos(delta+F+F0)*(1+dF)^2+L*sin(delta+F+F0)*ddF;stheta=dx/sqrt(dx*dx+dy*dy);ctheta=-dy/sqrt(dx*dx+dy*dy);xp=x-rr*ctheta;yp=y-rr*stheta;endif(alphamax1>alpha1)||(alphamax2>alpha2)%優(yōu)化條件r0=r0+dr0;I=0;alphamax1=0;alphamax2=0;continue整理為word格式整理為word格式整理為word格式endrou=((dx^2+dy^2)^(3/2))/(dx*ddy-dy*ddx);%計(jì)算曲率半徑if(rou<0)rou=-rou;if((rou-rr)<(0.35*rr))%優(yōu)化條件 r0=r0+dr0; I=0;alphamax1=0;alphamax2=0; continueendif(rou<roumin) roumin=rou;deltamin=delta*180/pi; roumina=roumin-rr;endendX(I+1)=x;Y(I+1)=y;XP(I+1)=xp;YP(I+1)=yp;整理為word格式整理為word格式整理為word格式I=I+1;endfigure(1);axisequalholdont=0:3:360;X_1=r0*cosd(t);%畫基圓Y_1=r0*sind(t);X_2=rr*cosd(t)+X(10);%畫滾子Y_2=rr*sind(t)+Y(10);plot(X_1,Y_1,'m--',X,Y,':',XP,YP,'k',X_2,Y_2,'c--');legend('基圓','理論輪廓','實(shí)際輪廓');plot(0,0,'ko');%固定凸輪點(diǎn)plot(X(10),Y(10),'ko');%固定滾子點(diǎn)title('凸輪輪廓曲線圖');xlabel('X/mm');ylabel('Y/mm');holdoffdisp('推程最大壓力角：');alphamax1disp('推程最大壓力角相應(yīng)轉(zhuǎn)角：');deltamax1整理為word格式整理為word格式整理為word格式disp('回程最大壓力角：');alphamax2disp('回程最大壓力角相應(yīng)轉(zhuǎn)角：');deltamax2disp('凸輪最小曲率半徑：');roumindisp('凸輪最小曲率半徑相應(yīng)轉(zhuǎn)角：');rouminadisp('最后確定的凸輪基圓半徑：');r0五、計(jì)算結(jié)果A組：推程最大壓力角：alphamax1=34.9492推程最大壓力角相應(yīng)轉(zhuǎn)角：deltamax1=45回程最大壓力角：alphamax2=46.7626回程最大壓力角相應(yīng)轉(zhuǎn)角：deltamax2=255凸輪最小曲率半徑：roumin=15.0000整理為word格式整理為word格式整理為word格式凸輪最小曲率半徑相應(yīng)轉(zhuǎn)角：roumina=5.0000最后確定的凸輪基圓半徑：r0=19.7000B組：推程最大壓力角：alphamax1=24.2568推程最大壓力角相應(yīng)轉(zhuǎn)角：deltamax1=177.0000回程最大壓力角：alphamax2=51.9666回程最大壓力角相應(yīng)轉(zhuǎn)角：deltamax2=291.0000凸輪最小曲率半徑：roumin=24.3000凸輪最小曲率半徑相應(yīng)轉(zhuǎn)角：roumina=6.3000最后確定的凸輪基圓半徑：r0=32.8000C組：推程最大壓力角：alph