机械原理大作业——凸轮.pdf
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1、欢迎共阅大作业(二)凸轮机构设计题号:6班班级级:姓姓名名:学学号号:同组者同组者:成成绩绩:完成时间完成时间:目录目录一凸轮机构题目要求凸轮机构题目要求.1.1二摆杆的运动规律及凸轮轮廓线方程摆杆的运动规律及凸轮轮廓线方程.2 2三三计算程序计算程序.3.3四四运算结果及凸轮机构图运算结果及凸轮机构图.9.94.1 第一组(A 组)机构图及计算结果.94.2 第二组(B 组)机构图及计算结果.144.3 第三组(C 组)机构图及计算结果.19五五心得体会心得体会.2424欢迎共阅第一组(A 组).24第二组(B 组).24第三组(C 组).24六六参考资料参考资料.25附录附录程序框图程序框
2、图.26一一 凸轮机构题目要求(摆动滚子推杆盘形凸轮机构)凸轮机构题目要求(摆动滚子推杆盘形凸轮机构)题目要求题目要求:试用计算机辅助设计完成下列偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构或摆动滚子推杆盘形凸轮机构的设计,已知数据如下各表所示。凸轮沿逆时针方向作匀速转动。表一 摆动滚子推杆盘形凸轮机构的已知参数题初选的机架长摆杆长滚子推杆许用压力角许用号基圆半度度半径摆角 1最小径Loa/mmLab/mmRr/mm曲率2R0/mm半径aminA156055102435700.3RrB207065142640700.3RrC227268182845650.35Rr要求:1)凸轮理论轮廓和实际轮廓的坐标值2)推
3、程和回程的最大压力角,及凸轮对应的转角3)凸轮实际轮廓曲线的最小曲率4)半径及相应凸轮转角5)基圆半径6)绘制凸轮理论廓线和实际廓线7)计算点数:N:72120推杆运动规律推杆运动规律:1)推程运动规律:等加速等减速运动2)回程运动规律:余弦加速度运动二二 摆杆的运动规律及凸轮轮廓线方程摆杆的运动规律及凸轮轮廓线方程1 1)推程:)推程:欢迎共阅1,运动规律:等加速等减速运动;2,轮廓线方程:A:等加速推程段设定推程加速段边界条件为:在始点处=0,s=0,v=0。在终点处/2,s h/2。s 2*h*2/2整理得:v 4*h*/2a 4*h*2/2(注意:的变化范围为 0 0/2。)B:等减速
4、推程段设定推程减速段边界条件为:在始点处/2,s h/2在终点处,s=h,v=0。s h-2*h*(-)2/2整理得:v 4*h*(-)/2a -4*h*2/2(注意:的变化范围为 0/2 0)2 2)回程)回程(1)运动规律:余弦加速度运动;(2)轮廓线方程:三三 计算程序(计算程序(matlabmatlab)function pushbutton1_Callback(hObject,eventdata,handles)%hObjecthandle to pushbutton1(see GCBO)%eventdatareserved-to be defined in a future ver
5、sion of MATLAB%handlesstructure with handles and user data(see GUIDATA)t1=0;t5=360;%输入disp(凸轮运动规律:近休;等加速等减速运动;远休;余弦加速度运动);r0=str2num(get(handles.edit1,string);%初选基圆半径L1=str2num(get(handles.edit2,string);%机架长度L2=str2num(get(handles.edit3,string);%摆杆长度Rr=str2num(get(handles.edit4,string);%滚子半径Q0=str2n
6、um(get(handles.edit5,string);%摆杆摆角a1=str2num(get(handles.edit6,string);a2=str2num(get(handles.edit7,string);ppk=str2num(get(handles.edit8,string);Pk=ppk*Rr;欢迎共阅t2=str2num(get(handles.edit9,string);t3=str2num(get(handles.edit10,string);t4=str2num(get(handles.edit11,string);rm=str2num(get(handles.edit
7、12,string);n=str2num(get(handles.edit12,string);fprintf(初选基圆半径R0=%dn机架长度Loa=%dn摆杆长度Lab=%dn滚子半径Rr=%dn推杆摆角=%dn推程许用压力角【a1】=%dn回程许用压力角【a2】=%dn许用最小曲率半径Pmin=%dn,r0,L1,L2,Rr,Q0,a1,a2,Pk);fprintf(凸轮近休起始转角:%dn凸轮近休结束转角:%dn凸轮推程结束转角:%dn凸轮远休结束转角:%dn凸轮回程结束转角:%dn,t1,t2,t3,t4,t5);a1=a1*pi/180;a2=a2*pi/180;Q0=(Q0*pi
8、)/180;x=zeros(1,n+1);y=zeros(1,n+1);xx=zeros(1,n+1);yy=zeros(1,n+1);W=2*pi/n;zx=zeros(1,n+1);zy=zeros(1,n+1);zxx=zeros(1,n+1);zyy=zeros(1,n+1);max=90;for R0=r0:rmQ01=acos(L12+L22-R02)/(2*L1*L2);%q01机架与摆杆夹角i=0;forth=(t1*pi/180):(2*pi/n):(t2*pi/180)i=i+1;x(i)=L1*sin(th)-L2*sin(th+Q01);y(i)=L1*cos(th)-
9、L2*cos(th+Q01);xx(i)=(R0-Rr)/R0*x(i);yy(i)=(R0-Rr)/R0*y(i);endi=i-1;max1=0;th1=0;k=100;thk=0;t=t2;if rem(t,360/n)0i=i+1;endwhile rem(t,360/n)0t=t+1;endfor th=(t2*pi/180):(2*pi/n):(t3-t2)/2+t2)*pi/180)i=i+1;Q=2*Q0*(th-t2*pi/180)2/(t3-t2)*pi/180)2;x(i)=L1*sin(th)-L2*sin(th+Q+Q01);y(i)=L1*cos(th)-L2*co
10、s(th+Q+Q01);DX1=L1*cos(th)-L2*cos(th+64800*Q0*(th-1/180*t2*pi)2/(t3-t2)2/pi2+Q01)*(1+129600*Q0*(th-1/180*t2*pi)/(t3-t2)2/pi2);%x轴角速度DY1=-L1*sin(th)+L2*sin(th+64800*Q0*(th-1/180*t2*pi)2/(t3-t2)2/pi2+Q01)*(1+129600*Q0*(th-1/180*t2*pi)/(t3-t2)2/pi2);%y轴角速度ths1=DX1/sqrt(DX12+DY12);thc1=-DY1/sqrt(DX12+DY
11、12);欢迎共阅xx(i)=x(i)-Rr*thc1;yy(i)=y(i)-Rr*ths1;dQ1=129600*Q0*(th-1/180*t2*pi)/(t3-t2)2/pi2;%角速度a=atan(L2*abs(dQ1)-(L1*cos(Q01+Q)-L2)/(L1*sin(Q01+Q);ifamax1max1=a;th1=th;end%K1=subs(K1);K1=(L1*cos(th)-L2*cos(th+64800*Q0*(th-1/180*t2*pi)2/(t3-t2)2/pi2+Q01)*(1+129600*Q0*(th-1/180*t2*pi)/(t3-t2)2/pi2)*(-
12、L1*cos(th)+L2*cos(th+64800*Q0*(th-1/180*t2*pi)2/(t3-t2)2/pi2+Q01)*(1+129600*Q0*(th-1/180*t2*pi)/(t3-t2)2/pi2)2+129600*L2*sin(th+64800*Q0*(th-1/180*t2*pi)2/(t3-t2)2/pi2+Q01)*Q0/(t3-t2)2/pi2)-(-L1*sin(th)+L2*sin(th+64800*Q0*(th-1/180*t2*pi)2/(t3-t2)2/pi2+Q01)*(1+129600*Q0*(th-1/180*t2*pi)/(t3-t2)2/pi2
13、)2-129600*L2*cos(th+64800*Q0*(th-1/180*t2*pi)2/(t3-t2)2/pi2+Q01)*Q0/(t3-t2)2/pi2)*(-L1*sin(th)+L2*sin(th+64800*Q0*(th-1/180*t2*pi)2/(t3-t2)2/pi2+Q01)*(1+129600*Q0*(th-1/180*t2*pi)/(t3-t2)2/pi2)/(L1*cos(th)-L2*cos(th+64800*Q0*(th-1/180*t2*pi)2/(t3-t2)2/pi2+Q01)*(1+129600*Q0*(th-1/180*t2*pi)/(t3-t2)2/
14、pi2)2+(-L1*sin(th)+L2*sin(th+64800*Q0*(th-1/180*t2*pi)2/(t3-t2)2/pi2+Q01)*(1+129600*Q0*(th-1/180*t2*pi)/(t3-t2)2/pi2)2)(3/2);kr=1/abs(K1);if kkrk=kr;thk=th;endendi=i-1;t=round(t3-t2)/2+t2);if(t(t3-t2)/2+t2)t=t+1;i=i+1;endif(t(t3-t2)/2+t2|rem(t,360/n)0)i=i+1;endwhile rem(t,360/n)0t=t+1;endfor th=(t*p
15、i/180):(2*pi/n):(t3*pi/180)i=i+1;Q=Q0-2*Q0*(t3*pi/180-th)2/(t3-t2)*pi/180)2;x(i)=L1*sin(th)-L2*sin(th+Q+Q01);y(i)=L1*cos(th)-L2*cos(th+Q+Q01);欢迎共阅DX2=L1*cos(th)+L2*cos(-th-Q0+64800*Q0*(1/180*t3*pi-th)2/(t3-t2)2/pi2-Q01)*(-1-129600*Q0*(1/180*t3*pi-th)/(t3-t2)2/pi2);DY2=-L1*sin(th)+L2*sin(-th-Q0+64800
16、*Q0*(1/180*t3*pi-th)2/(t3-t2)2/pi2-Q01)*(-1-129600*Q0*(1/180*t3*pi-th)/(t3-t2)2/pi2);ths2=DX2/sqrt(DX22+DY22);thc2=-DY2/sqrt(DX22+DY22);xx(i)=x(i)-Rr*thc2;yy(i)=y(i)-Rr*ths2;dQ2=129600*Q0*(1/180*t3*pi-th)/(t3-t2)2/pi2;a=atan(L2*abs(dQ2)-(L1*cos(Q01+Q)-L2)/(L1*sin(Q01+Q);ifamax1max1=a;th1=th;end%K2=s
17、ubs(K2);K2=(L1*cos(th)+L2*cos(-th-Q0+64800*Q0*(1/180*t3*pi-th)2/(t3-t2)2/pi2-Q01)*(-1-129600*Q0*(1/180*t3*pi-th)/(t3-t2)2/pi2)*(-L1*cos(th)+L2*cos(-th-Q0+64800*Q0*(1/180*t3*pi-th)2/(t3-t2)2/pi2-Q01)*(-1-129600*Q0*(1/180*t3*pi-th)/(t3-t2)2/pi2)2+129600*L2*sin(-th-Q0+64800*Q0*(1/180*t3*pi-th)2/(t3-t2)
18、2/pi2-Q01)*Q0/(t3-t2)2/pi2)-(-L1*sin(th)-L2*sin(-th-Q0+64800*Q0*(1/180*t3*pi-th)2/(t3-t2)2/pi2-Q01)*(-1-129600*Q0*(1/180*t3*pi-th)/(t3-t2)2/pi2)2+129600*L2*cos(-th-Q0+64800*Q0*(1/180*t3*pi-th)2/(t3-t2)2/pi2-Q01)*Q0/(t3-t2)2/pi2)*(-L1*sin(th)+L2*sin(-th-Q0+64800*Q0*(1/180*t3*pi-th)2/(t3-t2)2/pi2-Q01)
19、*(-1-129600*Q0*(1/180*t3*pi-th)/(t3-t2)2/pi2)/(L1*cos(th)+L2*cos(-th-Q0+64800*Q0*(1/180*t3*pi-th)2/(t3-t2)2/pi2-Q01)*(-1-129600*Q0*(1/180*t3*pi-th)/(t3-t2)2/pi2)2+(-L1*sin(th)+L2*sin(-th-Q0+64800*Q0*(1/180*t3*pi-th)2/(t3-t2)2/pi2-Q01)*(-1-129600*Q0*(1/180*t3*pi-th)/(t3-t2)2/pi2)2)(3/2);kr=1/abs(K2);
20、ifkkrk=kr;thk=th;endendif maxmax1|max0t=t-1;endfor th=(t*pi/180):2*pi/n:(t4*pi/180)i=i+1;欢迎共阅x(i)=L1*sin(th)-L2*sin(th+Q0+Q01);y(i)=L1*cos(th)-L2*cos(th+Q0+Q01);xx(i)=(rh-Rr)/rh*x(i);yy(i)=(rh-Rr)/rh*y(i);endi=i-1;t=round(t4);if rem(t,360/n)0i=i+1;endwhile rem(t,360/n)0t=t+1;endfor th=(t*pi/180):(2*
21、pi/n):(t5*pi/180)i=i+1;Q=Q0*(1+cos(pi*(th-(t*pi/180)/(2*pi-t4*pi/180)/2;Q1=-pi*(Q0)*sin(pi*(th-(t*pi/180)/(2*pi-t4*pi/180)/2/(2*pi-t4*pi/180);Q2=-pi2*(Q0)*cos(pi*(th-(t*pi/180)/(2*pi-t4*pi/180)/2/(2*pi-t4*pi/180)2;x(i)=L1*sin(th)-L2*sin(th+Q+Q01);y(i)=L1*cos(th)-L2*cos(th+Q+Q01);DX3=L1*cos(th)-L2*co
22、s(th+Q+Q01)*(1+Q1);DY3=-L1*sin(th)+L2*sin(th+Q+Q01)*(1+Q1);ths3=DX3/sqrt(DX32+DY32);thc3=-DY3/sqrt(DX32+DY32);xx(i)=x(i)-Rr*thc3;yy(i)=y(i)-Rr*ths3;dQ3=Q1;a=atan(L2*abs(dQ3)+(L1*cos(Q01+Q)-L2)/(L1*sin(Q01+Q);ifamax2max2=a;th2=th;end%K3=subs(K3);K3=(DX3*(-L1*cos(th)+L2*cos(th+Q+Q01)*(1+Q1)2+L2*sin(th
23、+Q+Q01)*(Q2)-(-L1*sin(th)+L2*sin(th+Q+Q01)*(1+Q1)2-L2*cos(th+Q+Q01)*(Q2)*(-L1*sin(th)+L2*sin(th+Q+Q01)*(1+Q1)/(L1*cos(th)-L2*cos(th+Q+Q01)*(1+Q1)2+(-L1*sin(th)+L2*sin(th+Q+Q01)*(1+Q1)2)(3/2);kr=1/abs(K3);ifkkrk=kr;thk=th;endendth1=th1*180/pi;th2=th2*180/pi;thk=thk*180/pi;d(1)=max1*180/pi;d(2)=th1;d(
24、3)=max2*180/pi;d(4)=th2;d(5)=k;d(6)=thk;d(7)=R0;欢迎共阅data(1,:)=x;data(2,:)=y;data(3,:)=xx;data(4,:)=yy;if max1a1|max2a2|(k-Rr)a1disp(无法满足条件,求出的结果为推程压力角最小时的解!);endfprintf(推程最大压力角=%fn对应转角=%fn回程最大压力角=%fn对应转角=%fn最小曲率半径Pmin=%fn对应转角=%fn最后确定基圆半径=%fn,d(1),d(2),d(3),d(4),d(5),d(6),d(7);disp(正在导出数据,请稍候);title=
25、凸轮转角;理论轮廓X;理论轮廓Y;实际轮廓X;实际轮廓Y;xlswrite(data.xls,title);dd=0:360/n:360;dd=dd data;xlswrite(data.xls,dd,A2:E362);disp(数据导出完毕,请查看当前目录下的data.xls文件);四四 运算结果及凸轮机构图运算结果及凸轮机构图4.1 A4.1 A 组组4.1.1 交互界面图及凸轮机构图4.1.2 轮廓线坐标凸轮转角理论轮廓X03691215182124273033363942454851-24.7167-24.1141-23.4454-22.7125-21.9173-21.062-20.1
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