哈工大機(jī)械原理大作業(yè)-凸輪-23號(hào)

HarbinInstituteofTechnology大作業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)課程名稱(chēng)：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)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)：設(shè)計(jì)者：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：設(shè)計(jì)時(shí)間：哈爾濱工業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)題目如右圖所示直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，選擇一組凸輪機(jī)構(gòu)的原始參數(shù)，據(jù)此設(shè)計(jì)該凸輪機(jī)構(gòu)。凸輪機(jī)構(gòu)原始參數(shù)序號(hào)升程（mm）升程運(yùn)動(dòng)角升程運(yùn)動(dòng)規(guī)律升程許用壓力角3115090°余弦加速度30°回程運(yùn)動(dòng)角回程運(yùn)動(dòng)規(guī)律回程許用壓力角遠(yuǎn)休止角近休止角80°正弦加速度70°110°80°二.凸輪推桿升程、回程運(yùn)動(dòng)方程及推桿位移、速度、加速度線(xiàn)圖1.已知升程h=150mm，升程運(yùn)動(dòng)角，回程運(yùn)動(dòng)角，遠(yuǎn)休止角,近休止角。升程的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是余弦加速度，則：當(dāng)時(shí)，遠(yuǎn)休程運(yùn)動(dòng)方程為s=150,v=0,a=0；回程的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是正弦加速度，則：當(dāng)時(shí)，近休程運(yùn)動(dòng)方程為s=0，v=0，a=0。三.繪制推桿位移、速度、加速度線(xiàn)圖(設(shè)ω=10rad，程序見(jiàn)附錄）程序%凸輪推桿位移曲線(xiàn);x=0:(pi/1000):(pi/2);s1=75-75*cos(2*x);y=(pi/2):(pi/1000):(10*pi/9);s2=150;z=(10*pi/9):(pi/1000):(14*pi/9);s3=525-675*z/2/pi+75*sin(4.5*z-5*pi)/pi;m=(14*pi/9):(pi/1000):(2*pi);s4=0;plot(x,s1,'b',y,s2,'b',z,s3,'b',m,s4,'b');xlabel('角度(rad)');ylabel('行程(mm)');title('推桿位移曲線(xiàn)');grid;%推桿速度曲線(xiàn);w=10;x=0:(pi/1000):(pi/2);v1=150*w*sin(2*x);y=(pi/2):(pi/1000):(10*pi/9);v2=0;z=(10*pi/9):(pi/1000):(14*pi/9);v3=-675*w/2/pi+675*w/2/pi*cos(4.5*z-5*pi);m=(14*pi/9):(pi/1000):(2*pi);v4=0;plot(x,v1,'r',y,v2,'r',z,v3,'r',m,v4,'r');xlabel('角度(rad)');ylabel('速度(mm/s)');title('推桿速度曲線(xiàn)(w=10rad/s)');grid;%凸輪推桿加速度曲線(xiàn);w=10;x=0:(pi/1000):(pi/2);a1=300*w^2*cos(2*x);y=(pi/2):(pi/1000):(10*pi/9);a2=0;z=(10*pi/9):(pi/1000):(14*pi/9);a3=-675*w^2*sin(4.5*z-5*pi)/4/pi;m=(14*pi/9):(pi/1000):(2*pi);a4=0;plot(x,a1,'m',y,a2,'m',z,a3,'m',m,a4,'m');xlabel('角度(rad)');ylabel('加速度(mm/s^2)');title('推桿加速度曲線(xiàn)(w=10rad/s)');grid;四、凸輪輪廓線(xiàn)最小曲率半徑的求解程序>>%凸輪機(jī)構(gòu)dsdp-s線(xiàn)圖,偏距和s0的確定;x=0:(pi/1000):(pi/2);s1=75-75*cos(2*x);ns1=75/2*sin(2*x);y=(pi/2):(pi/1000):(10*pi/9);s2=120;ns2=0;z=(10*pi/9):(pi/1000):(14*pi/9);s3=525-675*z/2/pi+75*sin(4.5*z-5*pi)/pi;ns3=-675/2/pi+50*cos(4.5*z-5*pi);m=(14*pi/9):(pi/1000):(2*pi);s4=0;ns4=0;plot(ns1,s1,'b',ns2,s2,'b',ns3,s3,'b',ns4,s4,'b');xlabel('dsdp');ylabel('S');title('s0,e的確定');grid;程序：function[x,d1,d2,x0,d0]=er(s,f,a1,a2)%d1,d2,d0為三條限制線(xiàn)y值，可確定最小基圓半徑k1=tan(pi/2-a1*pi/180);k2=-tan(pi/2-a2*pi/180);ym1=0;ym2=0;fori=1:361iff(i)>0y1=-k1*f(i)+s(i);ify1<ym1ym1=y1;f01=f(i);s01=s(i);%求的推程限制線(xiàn)對(duì)應(yīng)的切點(diǎn)坐標(biāo)endelsey2=-k2*f(i)+s(i);ify2<ym2ym2=y2;f02=f(i);s02=s(i);%回程的限制線(xiàn)切點(diǎn)坐標(biāo)endendendx=linspace(-100,200,300);d1=k1*(x-f01)+s01;d2=k2*(x-f02)+s02;x0=linspace(0,200,200);d0=-k1*x0;命令窗口輸入：>>[x,d1,d2,x0,d0]=er(s,f,30,60);>>plot(x,d1,x,d2,x0,d0)，axisequal得圖如下：得最小基圓對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)位置大約為（36.4，-62.8）經(jīng)計(jì)算取偏距e=35mm，r0=80mm.程序%繪制凸輪輪廓曲線(xiàn)；s0=80;e=20;rr=16;x=0:(pi/100):(2*pi/3);s1=60-60*cos(1.5*x);x1=(s0+s1).*cos(x)-e*sin(x);y1=(s0+s1).*sin(x)+e*cos(x);dx1dx=-140*sin(x)+90*sin(1.5*x).*cos(x)+60*cos(1.5*x).*sin(x)-20*cos(x);dy1dx=140*cos(x)+90*sin(1.5*x).*sin(x)-60*cos(1.5*x).*cos(x)-20*sin(x);a1=sqrt(dx1dx.^2+dy1dx.^2);Xn1=x1-rr*(dy1dx)./a1;Yn1=y1+rr*(dx1dx)./a1;y=(2*pi/3):(pi/100):(10*pi/9);s2=120;x2=(s0+s2).*cos(y)-e*sin(y);y2=(s0+s2).*sin(y)+e*cos(y);dx2dy=-200*sin(y)-20*cos(y);dy2dy=200*cos(y)-20*sin(y);a2=sqrt(dx2dy.^2+dy2dy.^2);Xn2=x2-rr*(dy2dy)./a2;Yn2=y2+rr*(dx2dy)./a2;z=(10*pi/9):(pi/100):(29*pi/18);s3=60+60*cos(2*z-20*pi/9);x3=(s0+s3).*cos(z)-e*sin(z);y3=(s0+s3).*sin(z)+e*cos(z);dx3dz=-140*sin(z)-120*sin(2*z-20*pi/9).*cos(z)-60*cos(2*z-20*pi/9).*sin(z)-20*cos(z);dy3dz=140*cos(z)-120*sin(2*z-20*pi/9).*sin(z)+60*cos(2*z-20*pi/9).*cos(z)-20*sin(z);a3=sqrt(dx3dz.^2+dy3dz.^2);Xn3=x3-rr*(dy3dz)./a3;Yn3=y3+rr*(dx3dz)./a3;m=(29*pi/18):(pi/100):(2*pi);s4=0;x4=(s0+s4).*cos(m)-e*sin(m);y4=(s0+s4).*sin(m)+e*cos(m);dx4dm=-80*sin(m)-20*cos(m);dy4dm=80*cos(m)-20*sin(m);a4=sqrt(dx4dm.^2+dy4dm.^2);Xn4=x