机械原理大作业凸轮..

Harbin Institute of Technology

机械原理大作业二

课程名称：机械原理

设计题目：凸轮结构设计

院系：机电工程学院

班级：1308108

设计者：仲星光

学号：1130810816

指导教师：林琳

设计时间：2015年6月7日

一、设计题目

如图所示直动从动件盘形凸轮机构，其原始参数见表，据此设计该凸轮机构。

行程（mm)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（°）

6080余弦加

速度

30 60 摆抛摆60 100 120

二．数学计算方法

（设计书中所给出的回程运动方程有误）

1.理论轮廓和工作轮廓廓线方程

正偏置平面凸轮，反转法，小滚子中心在反转运动中的轨迹即为凸轮的理论轮廓，推杆所在直线一直与偏心圆相切，由几何关系可得盘形凸轮理论轮廓线方程为：

滚子从动件盘形凸轮的实际轮廓线是以理论轮廓上各点为圆心，以小滚子半径为半径的圆族的包络线，理论廓线B点相对应的实际廓线B'点的方程为：

2.压力角

3.凸轮轮廓曲率半径

由数学分析知，凸轮理论轮廓曲线上任一点的曲率半径的计算公式为：（以上方程来自《基于MatLab语言的机构设计与分析》上海科学技术出版社）三．MatLab程序

程序设计流程

1.主程序：

推杆位clc;clear;

h=60;%行程

phi01=80;%推程运动角

phis1=100;%远休止角

phi02=60;%回程运动角

phis2=120;%近休止角

alpha1=pi/6;%升程许用压力角

alpha2=pi/3;%回程许用压力角

omiga=1;%凸轮角速度设为1

%计算凸轮转角、从动件位移，速度和加速度

%绘制从动件位移、速度、加速度线图

[psi,s,v,a]=CanShuJiSuan(h,phi01,phis1,phi02,phis2,... omiga,alpha1,alpha2);

e=22;r0=57;%由ds/dpsi-s图像确定基圆半径和偏距

%计算凸轮轮廓线曲率半径及压力角

%绘制凸轮理论轮廓线上的压力角线图和曲率半径图

[ang,rou,DxDpsi,DyDpsi]=YaLiJiao_QuLvBanJin( r0,psi,s, v,a,e,omiga );

Rr=9;%由曲率半径最小值确定小滚子半径

%计算凸轮轮廓曲线

%绘制理论和实际轮廓曲线

LunKuoXian( r0,psi,s,e,Rr,DxDpsi,DyDpsi );

2.余弦加速运动规律子函数

function [ s1,v1,a1,psi1 ] = Yuxian( phi01,h,omiga )

%计算余弦加速度运动规律

psi1=linspace(0,phi01,round(phi01));

s1=(h/2).*[1 - cos(pi.*psi1./phi01)];

v1=(pi*h*omiga./(2.*(phi01*pi/180))) .*

sin(pi.*psi1./phi01);

a1=pi^2*h*omiga^2/(2*(phi01*pi/180)^2)*cos(pi.*psi1./p hi01)

end

3.远休止程子函数

function [ s2,v2,a2,psi2 ] = YuanXiu( phi01,phis1,h ) psi2=linspace(phi01+1,phi01+phis1,round(phis1));

s2=h*psi2./psi2;

v2=0*psi2;

a2=0*psi2;

end

4.摆抛摆子函数

function [ s3,v3,a3,psi3 ] =

BaiPaoBai( phi01,phis1,phi02,h,omiga )

%计算回程摆线-抛物线-摆线运动规律

%计算当phi01+phis1

psi3_1=linspace(phi01+phis1+phi02/8/100,phi01+phis1+ph i02/8,100);

s3_1=h-h*(2*(psi3_1-phi01-phis1)/phi02-sin(4*pi*(psi3_ 1-phi01-phis1)/...

phi02)/(2*pi))/(2+pi);

v3_1=-2*h*omiga*(1-cos(4*pi*(psi3_1-phi01-phis1)/phi02 ))/((2+pi)*...

phi02*pi/180);

a3_1=-8*h*pi*omiga^2*sin(4*pi*(psi3_1-phi01-phis1)/phi 02)/((2+pi)*...

(phi02*pi/180)^2);

%计算当phi01+phis1

psi3_2=linspace(phi01+phis1+phi02/8+phi02/4/100,phi01+ phis1+3*phi02/8,100);