机械原理大作业2凸轮张文奇110610.docx
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机械原理大作业2凸轮张文奇110610
HarbinInstituteofTechnology
机械原理大作业二
课程名称:
机械原理
设计题目:
凸轮机构设计
院系:
机电工程学院
班级:
1208106
设计者:
张文奇
学号:
1120810610
指导教师:
丁刚
设计时间:
2014年5月24日
凸轮机构设计
1.设计题目
(1)凸轮机构运动简图:
(2)凸轮机构的原始参数
序号
升程
升程运动角
升程运动规律
升程许用压力角
回程运动角
回程运动规律
回程许用压力角
远休止角
近休止角
10
80mm
90°
余弦加速度
30°
80°
余弦加速度
70°
100°
90°
2.凸轮推杆升程,回程运动方程及推杆位移,速度,加速度线图
(1)推杆升程,回程运动方程如下:
(设:
凸轮运动角速度为1rad/s)
A.推杆升程方程:
转角:
位移:
速度:
加速度:
B.推杆回程方程:
转角:
位移:
速度:
加速度:
(2)推杆位移,速度,加速度线图如下:
A.推杆位移线图(使用Matlab画图,程序详见附录1)
B.推杆速度线图(使用Matlab画图,程序详见附录2)
C.推杆加速度线图(使用matlab画图,程序详见附录3)
3.
凸轮机构的
线图,并依次确定凸轮的基圆半径和偏距
(1)
凸轮机构的
线图:
(使用Matlab画图,程序详见附录4)
(2)确定凸轮的基圆半径和偏距
由图知:
可取S0=100mm,e=50mm
即:
基圆半径R0=111.80mm
4.滚子半径的确定及凸轮理论轮廓和实际轮廓的绘制
可取滚子半径r=10mm,则凸轮理论轮廓和实际轮廓如下:
(使用matlab画图,程序详见附录5)
附录
附录1
%t表示转角,s表示位移
%升程阶段
t=0:
0.001:
1*pi/2;
s=40-40*cos(2*t);
holdon
plot(t,s);
%远休止阶段
t=1*pi/2:
0.001:
19*pi/18;
s=80;
holdon
plot(t,s);
%回程阶段
t=19*pi/18:
0.001:
3*pi/2;
s=40+40*cos(9*t/4-2.375*pi);
holdon
plot(t,s);
%近休止阶段
t=3*pi/2:
0.001:
2*pi;
s=0;
holdon
plot(t,s);
gridon
holdoff
附录2
%t表示转角,纵坐标v*ω1=推杆速度。
%升程阶段
t=0:
0.001:
1*pi/2;
v=80*sin(2*t);
holdon
plot(t,v);
%远休止阶段
t=1*pi/2:
0.001:
19*pi/18;
v=0;
holdon
plot(t,v);
%回程阶段
t=19*pi/18:
0.001:
3*pi/2;
v=-90*sin(9*t/4-2.375*pi);
holdon
plot(t,v);
%近休止阶段
t=3*pi/2:
0.001:
2*pi;
v=0;
holdon
plot(t,v);
gridon
holdoff
附录3
%t表示转角,纵坐标推杆加速度
%升程阶段
t=0:
0.001:
1*pi/2;
a=160*cos(2*t);
holdon
plot(t,a);
%远休止阶段
t=1*pi/2:
0.001:
19*pi/18;
a=0;
holdon
plot(t,a);
%回程阶段
t=19*pi/18:
0.001:
3*pi/2;
a=-202.5*cos(9*t/4-2.375*pi);
holdon
plot(t,a);
%近休止阶段
t=3*pi/2:
0.001:
2*pi;
a=0;
holdon;
plot(t,a);
gridon
附录4
%t表示转角,s表示位移,v表示速度
%升程阶段
t=0:
0.001:
1*pi/2;
s=40-40*cos(2*t);
v=80*sin(2*t);
holdon
plot(v,s);
%远休止阶段
t=1*pi/2:
0.001:
19*pi/18;
s=80;
v=0;
holdon
plot(v,s);
%回程阶段
t=19*pi/18:
0.001:
3*pi/2;
s=40+40*cos(9*t/4-2.375*pi);
v=-90*sin(9*t/4-2.375*pi);
holdon
plot(v,s);
%近休止阶段
t=3*pi/2:
0.001:
2*pi;
s=0;
v=0;
holdon
plot(v,s);
附录5
h=80;w=1;e=50;rr=10;s0=100;
q=90*pi/180;qs=(100+90)*pi/180;q1=270*pi/180;
fori=1:
1:
90
qq(i)=i*pi/180.0;
s1=h/2.*(1-cos(2*qq(i)));
v1=h*sin(2*qq(i));
x(i)=(s0+s1)*sin(qq(i))+e*cos(qq(i));
y(i)=(s0+s1)*cos(qq(i))-e*sin(qq(i));
a(i)=(s0+s1)*cos(qq(i))-e*sin(qq(i))+v1/w*sin(qq(i));
b(i)=-(s0+s1)*sin(qq(i))-e*cos(qq(i))+v1/w*cos(qq(i));
xx(i)=x(i)+rr*b(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i));
yy(i)=y(i)-rr*a(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i));
end
fori=91:
1:
190
qq(i)=i*pi/180;
s2=h;v2=0;
x(i)=(s0+s2)*sin(qq(i))+e*cos(qq(i));
y(i)=(s0+s2)*cos(qq(i))-e*sin(qq(i));
a(i)=(s0+s2)*cos(qq(i))-e*sin(qq(i))+v2/w*sin(qq(i));
b(i)=-(s0+s2)*sin(qq(i))-e*cos(qq(i))+v2/w*cos(qq(i));
xx(i)=x(i)+rr*b(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i));
yy(i)=y(i)-rr*a(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i));
end
fori=191:
1:
270
qq(i)=i*pi/180;
s3=h/2+h/2*cos(9*qq(i)/4-2.375*pi);
v3=-90*sin(9*qq(i)/4-2.375*pi);
x(i)=(s0+s3)*sin(qq(i))+e*cos(qq(i));
y(i)=(s0+s3)*cos(qq(i))-e*sin(qq(i));
a(i)=(s0+s3)*cos(qq(i))-e*sin(qq(i))+v3/w*sin(qq(i));
b(i)=-(s0+s3)*sin(qq(i))-e*cos(qq(i))+v3/w*cos(qq(i));
xx(i)=x(i)+rr*b(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i));
yy(i)=y(i)-rr*a(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i));
end
fori=271:
1:
360
qq(i)=i*pi/180;
x(i)=(s0+0)*sin(qq(i))+e*cos(qq(i));
y(i)=(s0+0)*cos(qq(i))-e*sin(qq(i));
a(i)=(s0+0)*cos(qq(i))-e*sin(qq(i))+v3/w*sin(qq(i));
b(i)=-(s0+0)*sin(qq(i))-e*cos(qq(i))+v3/w*cos(qq(i));
xx(i)=x(i)+rr*b(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i));
yy(i)=y(i)-rr*a(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i));
end
plot(x,y,'r',xx,yy,'g')
text(0,20,'实际轮廓线')
text(120,100,'理论轮廓线')
holdon