2022年机械原理大作业3.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 基于 matlab 的凸轮轮廓曲线设计：班级：学号：指导老师：学院：机械与电子信息学院名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 一、题目要求试设计偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构凸轮的理论轮廓曲线和工作廓线,已知凸轮轴置于推杆轴线右侧, 偏距 e =20mm,基圆半径 r0=50mm,滚子半径 r r=10mm；凸轮以等角速度沿顺时针方向回转,在凸轮转过角 1=120 的过程中,推杆按正弦加速度运动规律上升 h=50mm,凸轮连续转过 2=30 时,推杆保持不动,其后凸轮再回转角

2、度 3=60时,推杆又按余弦加速度运动规律下降至起始位置；凸轮转过一周的其它角度时,推杆又静止不动；求理论轮廓和实际轮廓；验算失真情形；偏置滚子直动推杆名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 二、题目分析解：对于偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构,角坐标如下： x =s 0+s*sin +e*cos y =s 0+s*cos -e*sin 式中 s0=r 02-e 2= 502-20 2推程阶段 ：0112023凸轮理论轮廓上 B点的直s 1h 1/01sin21/01/2h 31/2sin 31/210 ,23远休止阶段023

3、0620,62s50回程阶段036033/03/2h 1cos 33/230 ,3s 3h 1cos近休止阶段04150540 ,564s06 推程阶段名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 10 ,23dx/d3 h 1cos 31/2e sin11s 0s cos1dy/d3 h 1cos 31/2e coss 0s sin1 远休止阶段2/d0 ,6sin2/332s 0s 0s cos 2/32dxedy/decos 2/2s sin2/32 回程阶段3/d0 ,33 hsin 33/22e sin 5/663s

4、0s 0s cos 5/663dxdy/d3 hsin 33/e cos 5/3s sin 5/3 近休止阶段4,05s cos 7/6646dx/desin 7/64s 0dy/decos 7/64s 0s sin 7/4三、程序如下：%凸轮理论廓线与工作廓线的画法名师归纳总结 clear %清除变量第 4 页,共 8 页r0=50; %定义基圆半径e=20; %定义偏距- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - h=50; % 推杆上上升度s0=sqrtr02-e2; r=10; % 滚子半径%理论廓线a1=linspace0,2*pi/3; % 推程阶段的

5、自变量s1=h*3*a1/2/pi-sin3*a1/2/pi; % 推杆产生的相应位移x1=-s0+s1.*sina1+e*cosa1; %x 函数y1=s0+s1.*cosa1-e*sina1; %y 函数a2=linspace0,pi/6; % 远休止阶段的自变量s2=50; % 推杆位移x2=-s0+s2.*sina2+2*pi/3+e*cosa2+2*pi/3; %x 函数y2=s0+s2.*cosa2+2*pi/3-e*sina2+2*pi/3; %y 函数a3=linspace0,pi/3; % 回程阶段的自变量s3=h*1+cos3*a3/2; % 推杆位移x3=-s0+s3.*

6、sina3+5*pi/6+e*cosa3+5*pi/6; %x 函数y3=s0+s3.*cosa3+5*pi/6-e*sina3+5*pi/6; %y 函数a4=linspace0,5*pi/6; % 近休止阶段的自变量s4=0; % 推杆位移x4=-s0+s4.*sina4+7*pi/6+e*cosa4+7*pi/6; %x 函数y4=s0+s4.*cosa4+7*pi/6-e*sina4+7*pi/6; %y 函数a0=linspace0,2*pi; % 基圆自变量x5=r0*cosa0; %x 函数y5=r0*sina0; %y 函数%工作廓线m1=-h*3/2/pi*1-cos3*a1

7、-e.*sina1-s0+s1.*cosa1; % n1=h*3/2/pi*1-cos3*a1-e.*cosa1-s0+s1.*sina1; % p1=-m1./sqrtm1.2+n1.2; %sin& q1=n1./sqrtm1.2+n1.2; %cos& 中间变量 dx/d$ 中间变量 dy/d$ x6=x1-r*q1; %x 函数y6=y1-r*p1; %y 函数m2=-s0+s2.*cosa2+2*pi/3+e*sina2+2*pi/3; %中间变量 dx/d$ n2=-s0+s2.*sina2+2*pi/3-e*cosa2+2*pi/3; % 中间变量 dy/d$ p2=-m2./s

8、qrtm2.2+n2.2; %sin& q2=n2./sqrtm2.2+n2.2; %cos& 名师归纳总结 x7=x2-r*q2; %x函数第 5 页,共 8 页y7=y2-r*p2; %y函数- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - m3=h*3/2*sin3*a3+e.*sina3+5*pi/6-s0+s3.*cosa3+5*pi/6; % 中间变量 dx/d$ n3=-h*3/2*sin3*a3+e.*cosa3+5*pi/6-s0+s3.*sina3+5*pi/6;% 中间变量 dy/d$ p3=-m3./sqrtm3.2+n3.2; %sin& q

9、3=n3./sqrtm3.2+n3.2; %cos& x8=x3-r*q3; %x 函数y8=y3-r*p3; %y 函数m4=-s0+s4.*cosa4+7*pi/6+e*sina4+7*pi/6; %中间变量 dx/d$ n4=-s0+s4.*sina4+7*pi/6-e*cosa4+7*pi/6; % 中间变量 dy/d$ p4=-m4./sqrtm4.2+n4.2; %sin& q4=n4./sqrtm4.2+n4.2; %cos& x9=x4-r*q4; %x 函数 y9=y4-r*p4; %y 函数%画滚子 g1=x11+r*cosa0; j1=y11+r*sina0; g2=x1

10、25+r*cosa0; j2=y125+r*sina0; g3=x150+r*cosa0; j3=y150+r*sina0; g4=x160+r*cosa0; j4=y160+r*sina0; g5=x175+r*cosa0; j5=y175+r*sina0; g6=x190+r*cosa0; j6=y190+r*sina0; g7=x21+r*cosa0; j7=y21+r*sina0; g8=x250+r*cosa0; j8=y250+r*sina0; g9=x31+r*cosa0; j9=y31+r*sina0; g10=x325+r*cosa0; j10=y325+r*sina0; g

11、11=x340+r*cosa0; j11=y340+r*sina0; g12=x350+r*cosa0; j12=y350+r*sina0; g13=x375+r*cosa0; j13=y375+r*sina0; g14=x41+r*cosa0; j14=y41+r*sina0; g15=x450+r*cosa0; 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - j15=y450+r*sina0; figure % 创建图形窗口plotx1,y1,b-,x2,y2,g-,x3,y3,m-,x4,y4,c-,. x6,y6,b-,x

12、7,y7,g-,x8,y8,m-,x9,y9,c-,. LineWidth,2 % 画函数曲线hold on % 保持图像 plotx5,y5,r-,g1,j1,k-,g2,j2,k-,g3,j3,k-,. g4,j4,k-,g5,j5,k-,g6,j6,k-,g7,j7,k-,. g8,j8,k-,g9,j9,k-,g10,j10,k-,g11,j11,k-,. g12,j12,k-,g13,j13,k-,g14,j14,k-,g15,j15,k-,LineWidth,2 % 画基圆title理论廓线与工作廓线,FontSize,16 %标题axis -100,80,-120,60 axis

13、equal points=x6,y6,zeros100,1;x7,y7,zeros100,1;. x8,y8,zeros100,1;x9,y9,zeros100,1 由 MATLAB分析后获得的曲线如下：名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 结论 ：凸轮的实际轮廓曲线与理论轮廓曲线如上；由上述图形可看出理论半径 大于滚子半径 凸轮不会显现失真现象；r r ,且凸轮为外凸,所以我们可以判定因不会分析压力角所以没有将其压力角图像绘制出来；由这次使用 MATLAB可知自己的水平不够,以后要加强自己对软件的应用；名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 8 页