哈工大机械原理大作业——凸轮——8号
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Harbin Institute of Technology
机械原理大作业设计说明书
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:
设计者:
学号:
指导教师:
设计时间:
哈尔滨工业大学
一、设计题目如右图所示直动从动件盘形凸轮机构,选择一组凸轮机构的原始参数,据此设计该凸轮机构。
二. 凸轮推杆升程、回程运动方程及推杆位移、速度、加速度线图
凸轮推杆升程运动方程:
s=130(10T13−15T14+6T15)
v=4680
π
ω1T12(1−2T1+T12)
a=11232
π2
ω12T1(1−3T1+2T12)
T1=6φ
5π
凸轮推杆回程运动方程:
s=130[1−9T
5π+sin(3.6T)
2π
]
v=−234
π
ω1[1−cos(3.6T)]
a=−842.4
π
ω12sin(3.6T)
T=φ−11
9
π
由MATLAB编程得到线位移图像:
三. 绘制凸轮机构的s
d ds -ϕ线图
四.按许用压力角确定凸轮基圆半径和偏距
如图,在这三条直线所围成的公共许用区域,只要在公共许用区域内选定凸轮轴心O的位置,凸轮基圆半径r0和偏距e就可以确定了。
现取轴心位置为x=-50,y=-100,则可得偏距e=50,基圆半径r0=√x2+y2=111.8,滚子半径r=20
五.绘制凸轮理论轮廓线
附:MATLAB编程
1. 推杆位移线图代码
t=0:0.001:5*pi/6;
s=130*(10*((6.*t)/(5*pi)).^3-15*((6.*t)/(5*pi)).^4+6*((6.*t)/(5*pi)).^5); hold on
plot(t,s);
t= 5*pi/6:0.001:11*pi/9;
s=130;
hold on
plot(t,s);
t=11*pi/9:0.001:16*pi/9;
s=130*(1-9.*(t-11*pi/9)/(5*pi)+sin(3.6*(t-11*pi/9))/(2*pi));
plot(t,s);
t=16*pi/9:0.001:2*pi;
s=0;
hold on
plot(t,s);
grid on
hold off
2. 推杆速度线图代码
% t表示转角,令ω1=1
t=0:0.01:5*pi/6;
%升程阶段
v=4680*((6.*t)/(5*pi)).^2.*(1-2*(6.*t)/(5*pi)+((6.*t)/(5*pi)).^2)/pi; hold on
plot(t,v);
t= 5*pi/6:0.01:11*pi/9;
%远休止阶段
v=0;
hold on
plot(t,v);
t=11*pi/9:0.01:16*pi/9;
%回程阶段
v=-234*(1-cos(3.6*(t-11*pi/9)))/pi;
hold on
plot(t,v);
t=16*pi/9:0.01:2*pi;
%近休止阶段
v=0;
hold on
3. 推杆加速度线图代码
t=0:0.001:5*pi/6;
a=11232*((6.*t)/(5*pi)).*(1-3*(6.*t)/(5*pi)+2*((6.*t)/(5*pi)).^2)/pi/pi; hold on
plot(t,a);
t=5*pi/6:0.01:11*pi/9;
a=0;
hold on
plot(t,a);
t=11*pi/9:0.001:16*pi/9;
a=-842.4*sin(3.6*(t-11*pi/9))/pi;
hold on
plot(t,a);
t=16*pi/9:0.001:2*pi;
a=0;
4.线图代码
% t表示转角,x(横坐标)表示速度ds/dφ,y(纵坐标)表示位移s
t=0:0.001:5*pi/6;
% 升程阶段
x= 4680*((6.*t)/(5*pi)).^2.*(1-2*(6.*t)/(5*pi)+((6.*t)/(5*pi)).^2)/pi;
y= 130*(10*((6.*t)/(5*pi)).^3-15*((6.*t)/(5*pi)).^4+6*((6.*t)/(5*pi)).^5); hold on
plot(x,y,'-r');
t= 5*pi/6:0.01:11*pi/9;
%远休止阶段
x=0;
y=130;
hold on
plot(x,y,'-r');
t=11*pi/9:0.001:16*pi/9;
% 回程阶段
x=-234*(1-cos(3.6*(t-11*pi/9)))/pi;
y=130*(1-9.*(t-11*pi/9)/(5*pi)+sin(3.6*(t-11*pi/9))/(2*pi));
hold on
plot(x,y,'-r');
t=16*pi/9:0.01:2*pi;
%近休止阶段
x=0;
y=0;
hold on
plot(x,y,'-r');
grid on
hold off
5. 最终轮廓线图代码
h=130;w=1;e=50;rr=20;s0=100;
m=120*pi/180;ms=(120+90)*pi/180;m1=(120+90+90)*pi/180;
for i=1:1:150
mm(i)=i*pi/180.0;
s1=130*(10*((6.*mm(i))/(5*pi)).^3-15*((6.*mm(i))/(5*pi)).^4+6*((6.*mm(i))/(5*pi)).^5);
v1=4680*((6.*mm(i))/(5*pi)).^2.*(1-2*(6.*mm(i))/(5*pi)+((6.*mm(i))/(5*pi)).^2)/pi;
x(i)=(s0+s1)*sin(mm(i))+e*cos(mm(i));
y(i)=(s0+s1)*cos(mm(i))-e*sin(mm(i));
a(i)=(s0+s1)*cos(mm(i))-e*sin(mm(i))+v1/w*sin(mm(i));
b(i)=-(s0+s1)*sin(mm(i))-e*cos(mm(i))+v1/w*cos(mm(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