哈工大机械原理大作业凸轮机构设计题Word文档下载推荐.doc
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等减等加速
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2.凸轮推杆运动规律
（1）推程运动规律（正弦加速度运动）
推程
推程
（2）回程运动规律（等加速等减速运动）
回程
3.运动线图及凸轮线图
采用Matlab编程，其源程序如下：
function[psi,s,v,a,f,F]=fsva2（h,phi01,phis01,phi02,phis02,n）
w=2*pi*n/60;
psi1=linspace（0,phi01,round（phi01）+1）;
%推程正弦加速
s1=h*（psi1/phi01-sin（2*pi*psi1/phi01）/（2*pi））;
f1=h/（phi01*pi/180）-h*cos（2*pi*psi1/phi01）/（phi01*pi/180）;
F1=2*pi*h*sin（2*pi*psi1/phi01）/（（phi01*pi/180）^2）;
v1=h*w*（1-cos（2*pi*psi1/phi01））/（phi01*pi/180）;
a1=2*pi*h*w^2*sin（2*pi*psi1/phi01）/（（phi01*pi/180）^2）;
psi2=linspace（phi01+1,phis01+phi01,round（phis01））;
%远休程
s2=h*ones（1,length（psi2））;
f2=zeros（1,length（psi2））;
F2=f2;
v2=zeros（1,length（psi2））;
a2=zeros（1,length（psi2））;
psi01=linspace（phi01+phis01,phi01+phis01+phi02/2,round（phi02/2））;
%等减等加速
s01=h-2*h*（psi01-（phi01+phis01））.^2/（phi02^2）;
f01=-4*h*（psi01-（phi01+phis01））/（phi02^2*pi/180）;
F01=-4*h/（（phi01*pi/180）^2）*ones（1,length（psi01））;
v01=-4*h*w*（psi01-（phi01+phis01））/（phi02^2*pi/180）;
a01=-4*h*w^2/（（phi02*pi/180）^2）*ones（1,length（psi01））;
psi02=linspace（phi01+phis01+phi02/2+1,phi01+phis01+phi02,round（phi02/2））;
s02=2*h*（-psi02+（phi01+phis01+phi02））.^2/（phi02^2）;
f02=-4*h*（-psi02+（phi01+phis01+phi02））/（phi02^2*pi/180）;
F02=4*h/（（phi02*pi/180）^2）*ones（1,length（psi02））;
v02=-4*h*w*（-psi02+（phi01+phis01+phi02））/（phi02^2*pi/180）;
a02=4*h*w^2/（（phi02*pi/180）^2）*ones（1,length（psi02））;
s3=[s01,s02];
f3=[f01,f02];
F3=[F01,F02];
v3=[v01,v02];
a3=[a01,a02];
psi3=[psi01,psi02];
psi4=linspace（phi01+phis01+phi02+1,360,round（phis02））;
%近休程
s4=zeros（1,length（psi4））;
f4=zeros（1,length（psi4））;
F4=f4;
v4=zeros（1,length（psi4））;
a4=zeros（1,length（psi4））;
psi=[psi1,psi2,psi3,psi4];
s=[s1,s2,s3,s4];
f=[f1,f2,f3,f4];
F=[F1,F2,F3,F4];
v=[v1,v2,v3,v4];
a=[a1,a2,a3,a4];
functionhuatu（psi,s,v,a,f）
figure
（1）
subplot（3,1,1）;
plot（psi,s）,gridon
xlabel（'
凸轮转角（^o）'
）;
ylabel（'
位移（mm）'
title（'
凸轮机构运动规律'
subplot（3,1,2）;
plot（psi,v）,gridon
速度（mm/s）'
subplot（3,1,3）;
plot（psi,a）,gridon
加速度（mm/s^2）'
figure
（2）
plot（f,s）,gridon
ds/df'
s（f）'
窗口输入下面命令：
>
[psi,s,v,a,f,F]=fsva（140,150,35,100,75,1）;
huatu（psi,s,v,a,f）
可得运动规律图如下：
1.凸轮的基圆半径和偏距
以ds/df-s（f）图为基础，可分别作出三条限制线（推程许用压力角的切界限Dtdt,回程许用压力角的限制线Dt'
dt'
，起始点压力角许用线B0d'
'
），以这三条线可确定最小基圆半径及所对应的偏距e,在其下方选择一合适点，即可满足压力角的限制条件。
利用matlab作图，其代码如下：
function[x,d1,d2,x0,d0]=er（s,f,a1,a2）%d1,d2,d0为三条限制线y值，可确定最小基圆半径
k1=tan（pi/2-a1*pi/180）;
k2=-tan（pi/2-a2*pi/180）;
ym1=0;
ym2=0;
fori=1:
361
iff（i）>
y1=-k1*f（i）+s（i）;
ify1<
ym1
ym1=y1;
f01=f（i）;
s01=s（i）;
%求的推程限制线对应的切点坐标
end
else
y2=-k2*f（i）+s（i）;
ify2<
ym2
ym2=y2;
f02=f（i）;
s02=s（i）;
%回程的限制线切点坐标
end
end
x=linspace（-100,200,300）;
d1=k1*（x-f01）+s01;
d2=k2*（x-f02）+s02;
x0=linspace（0,200,200）;
d0=-k1*x0;
命令窗口输入：
[x,d1,d2,x0,d0]=er（s,f,30,60）;
plot（x,d1,x,d2,x0,d0），axisequal
得图如下：
得最小基圆对应的坐标位置大约为（36.4，-62.8）
经计算取偏距e=35mm，r0=80mm.
4.滚子半径及凸轮理论廓线和实际廓线
为求滚子许用半径，须确定最小曲率半径，以防止凸轮工作轮廓出现尖点或出现相交包络线，确定最小曲率半径数学模型如下：
其中：
利用上式可求的最小曲率半斤，而后可确定实际廓线。
理论廓线数学模型：
凸轮实际廓线坐标方程式：
其中rt为确定的滚子半径。
根据上面公式，利用matlab编程求解，其代码如下：
functionpm=qulv（psi,s,f,F,e,r0）
s0=sqrt（r0^2-e^2）;
Q1=（s0+s）.*cos（psi*pi/180）+（f-e）.*sin（psi*pi/180）;
Q2=-（s0+s）.*sin（psi*pi/180）+（f-e）.*cos（psi*pi/180）;
A0=sqrt（Q1.^2+Q2.^2）;
A=A0.^3;
S1=（2*f-e）.*cos（psi*pi/180）+（F-s0-s）.*sin（psi*pi/180）;
S2=（F-s0-s）.*cos（psi*pi/180）-（2*f-e）.*sin（psi*pi/180）;
B=Q1.*S2-Q2.*S1;
p=A./B;
pm=100;
length（psi）
ifabs（p（i））<
pm
pm=p（i）;
在命令窗口输入：
pm=qulv（psi,s,f,F,35,80）
pm=75.0207
故，可判断出rt<
37.402mm,现取rt=18mm,利用matlab编程得实际和理论廓线，其代码如下：
functionhuatu2（psi,s,f,e,r0,rt）
x1=（s0+s）.*sin（psi*pi/180）+e*cos（psi*pi/180）;
y1=（s0+s）.*cos（psi*pi/180）-e*sin（psi*pi/180）;
x2=x1+rt*Q2./A0;
y2=y1-rt*Q1./A0;
figure（3）
plot（r0.*cos（psi*pi/180）,r0.*sin（psi*pi/180）,'
-'
x1,y1,'
--'
x2,y2）,gridon
legend（'
基圆'
'
凸轮理论轮廓'
凸轮实际轮廓'
axisequal
在窗口命令中输入：
rt=18；
huatu2（psi,s,f,35,80,rt）
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