凸輪機構設計大作業(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）凸輪機構設計（題號：8）班級：姓名、學號：成績：完成日期：目錄整理為word格式整理為word格式整理為word格式凸輪機構大作業(yè)題目……2推桿運動規(guī)律及凸輪廓線方程…………3程序流程圖………………3源程序…………………^5計算結果…………………14凸輪機構圖………………16體會及建議………………19參考資料…………………20一、凸輪機構大作業(yè)題目試用計算機輔助設計完成下列擺動滾子推桿盤形凸輪機構的設計，已知數(shù)據(jù)如下表所示，凸輪沿著逆時針方向做勻速轉動。表1凸輪機構的推桿運動規(guī)律推程運動規(guī)律正弦加速度運動回程運動規(guī)律等加速等減速運動表2兩種凸輪機構的推桿在近休、推程、遠休及回程階段的凸輪轉角題號近休凸輪轉角推程凸輪轉角遠休凸輪轉角回程凸輪轉角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擺動滾子推桿盤形凸輪機構的已知參數(shù)題號初選基圓半徑r0/mm機架長度lOA/mm擺桿長度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[ρamin][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)；凸輪理論輪廓和實際輪廓的坐標值；推程和回程的最大壓力角，以及出現(xiàn)最大壓力角時凸輪的相應轉角；凸輪實際輪廓曲線的最小曲率半徑，以及相應的凸輪轉角；和最后說確定的基圓半徑。計算點數(shù)N=72~120。繪出凸輪的理論輪廓和實際輪廓（可用計算機繪圖）。二、推桿運動規(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]，[ρamin]，N計算：s0I=1計算：s，x，y，ds/dδ，dx/dδ，dy/dδ，x′，y′計算：αr0=r0+Δr0r0=r0=Δr0是回程？|α|>[α2]？選出α1max及相應的凸輪轉角δ1選出α2max及相應的凸輪轉角δ2計算：ρρ<0?|ρ|-rt≥[ρamin]？計算ρa選出|ρamin|及相應的凸輪轉角δaminI=I+1I≤N？打?。簒，y，x′，y′，ρamin，δamin，α1max，δ1max，α2max，δ2max，r0，δ，s結束整理為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; %機架長度L=68;%擺桿長度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;%取用點的個數(shù)delta1=180*pi/180;%推程凸輪最大轉角delta2=70*pi/180;%遠休凸輪最大轉角delta3=80*pi/180;%回程凸輪最大轉角delta4=30*pi/180;%近休凸輪最大轉角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','實際輪廓');plot(0,0,'ko');%固定凸輪點plot(X(10),Y(10),'ko');%固定滾子點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轉角：');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轉角：');deltamax2disp('凸輪最小曲率半徑：');roumindisp('凸輪最小曲率半徑相應轉角：');rouminadisp('最后確定的凸輪基圓半徑：');r0五、計算結果A組：推程最大壓力角：alphamax1=34.9492推程最大壓力角相應轉角：deltamax1=45回程最大壓力角：alphamax2=46.7626回程最大壓力角相應轉角：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轉角：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轉角：deltamax1=177.0000回程最大壓力角：alphamax2=51.9666回程最大壓力角相應轉角：deltamax2=291.0000凸輪最小曲率半徑：roumin=24.3000凸輪最小曲率半徑相應轉角：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