哈工大機械原理大作業(yè)2最終版

1、機械原理大作業(yè)二課程名稱： 機械原理 設(shè)計題目： 凸輪設(shè)計 院 系： 汽車學(xué)院 班 級： 1301704班 設(shè) 計 者： 趙浩瀚 學(xué) 號： 130170430 1.設(shè)計題目設(shè)計直動從動件盤形凸輪機構(gòu)，其原始參數(shù)見表1表一： 凸輪機構(gòu)原始參數(shù)升程（mm)升程運動角（º）升程運動規(guī)律升程許用壓力角（º）回程運動角（º）回程運動規(guī)律回程許用壓力角（º）遠休止角（º）近休止角（º）140150正弦加速度30100等減等加速6035752.凸輪推桿運動規(guī)律（1） 推程運動規(guī)律（正弦加速度運動） 推程 (2) 回程運動規(guī)律（等加速等減速運動） 回

2、程 3.運動線圖及凸輪線圖采用Matlab編程，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);v

3、1=h*w*(1-cos(2*pi*psi1/phi01)/(phi01*pi/180);a1=2*pi*h*w2*sin(2*pi*psi1/phi01)/(phi01*pi/180)2); psi2=linspace(phi01+1,phis01+phi01,round(phis01); %遠休程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+phi0

4、2/2,round(phi02/2); %等減等加速s01=h-2*h*(psi01-(phi01+phis01).2/(phi022);f01=-4*h*(psi01-(phi01+phis01)/(phi022*pi/180);F01=-4*h/(phi01*pi/180)2)*ones(1,length(psi01);v01=-4*h*w*(psi01-(phi01+phis01)/(phi022*pi/180);a01=-4*h*w2/(phi02*pi/180)2)*ones(1,length(psi01); psi02=linspace(phi01+phis01+phi02/2+1

5、,phi01+phis01+phi02,round(phi02/2);s02=2*h*(-psi02+(phi01+phis01+phi02).2/(phi022);f02=-4*h*(-psi02+(phi01+phis01+phi02)/(phi022*pi/180);F02=4*h/(phi02*pi/180)2)*ones(1,length(psi02);v02=-4*h*w*(-psi02+(phi01+phis01+phi02)/(phi022*pi/180);a02=4*h*w2/(phi02*pi/180)2)*ones(1,length(psi02); s3=s01,s02;

6、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,v

7、4;a=a1,a2,a3,a4;窗口輸入下面命令：>> psi,s,v,a,f,F=fsva2(140,150,35,100,75,1);Subplot(3,1,1),plot(s)Subplot(3,1,2),plot(v)Subplot(3,1,3),plot(a)Plot(f,s)可得運動規(guī)律圖如下：從上到下分別為為 位移速度加速度曲線圖1. 凸輪的基圓半徑和偏距 以ds/df-s(f)圖為基礎(chǔ)，可分別作出三條限制線（推程許用壓力角的切界限D(zhuǎn)tdt,回程許用壓力角的限制線Dt'dt'，起始點壓力角許用線B0d'')，以這三條線可確定最小基圓半徑

8、及所對應(yīng)的偏距e,在其下方選擇一合適點，即可滿足壓力角的限制條件。利用matlab作圖，其代碼如下：function x,d1,d2,x0,d0=fsva2(s,f,a1,a2) %d1,d2,d0為三條限制線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;for i=1:361 if f(i)>0 y1=-k1*f(i)+s(i); if y1<ym1 ym1=y1; f01=f(i);s01=s(i); %求的推程限制線對應(yīng)的切點坐標 end else y2=-k2*f(i)+s(i)

9、; if y2<ym2 ym2=y2; f02=f(i);s02=s(i); %回程的限制線切點坐標 end endendx=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=fsva2(s,f,30,60);>> plot(f,s,x,d1,x,d2,x0,d0)得圖如下：得最小基圓對應(yīng)的坐標位置大約為（36.4，-62.8）經(jīng)計算取偏距e=35mm，r0=80mm.4.滾子半徑及

10、凸輪理論廓線和實際廓線為求滾子許用半徑，須確定最小曲率半徑，以防止凸輪工作輪廓出現(xiàn)尖點或出現(xiàn)相交包絡(luò)線，確定最小曲率半徑數(shù)學(xué)模型如下：其中：利用上式可求的最小曲率半斤，而后可確定實際廓線。理論廓線數(shù)學(xué)模型： 凸輪實際廓線坐標方程式： 其中rt為確定的滾子半徑。 根據(jù)上面公式，利用matlab編程求解，其代碼如下：function pm=qulv(psi,s,f,F,e,r0)s0=sqrt(r02-e2);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

11、/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;for i=1:length(psi) if abs(p(i)<pm pm=p(i); endend在命令窗口輸入：pm=fsva2(psi,s,f,F,35,80)pm =75.0207 故，可判斷出rt<37.402mm,現(xiàn)取rt=18mm,利

12、用matlab編程得實際和理論廓線，其代碼如下：function huatu2(psi,s,f,e,r0,rt)s0=sqrt(r02-e2);x1=(s0+s).*sin(psi*pi/180)+e*cos(psi*pi/180);y1=(s0+s).*cos(psi*pi/180)-e*sin(psi*pi/180);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);x2=x1+rt*Q2./A0;y2=y1-rt*Q1./A0;figure(3)plot(r0.*co