机械原理大作业二凸轮机构设计本科论文.doc

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1、哈尔滨工业大学机械原理课程设计Harbin Institute of Technology机械原理大作业（二）作业名称： 凸轮机构设计 作业题号： 06 院系： 机械设计制造及其自动化 班级： 班 姓名： 学号： 指导教师： 一、设计题目图示直动从动件盘形凸轮机构，选择一组凸轮机的原始参数，据此设计该凸轮机构。序号升程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0660mm150正弦加速度30100等减加速605060二、凸轮推杆升程、回程运动方程（设定角速度为=10 rad/s）1、推程 0 5pi/6:s=606/5pi-sin(12/5)/2p

2、i;v=360/5pi1-cos(12/5);a=864/5picos(12/5pi);2、远休止 5pi/6 10pi/9:s=60;v=0；a=0;3、回程 9pi/10 25pi/18:s=60-1944/pi2 ( 10pi/9)2 ;v= 38881/pi2 10pi/9;a=38881 2 /pi2 25pi/18 5pi/3:s=1944/pi2 2pi/3 2v= 38881/pi2 2pi/3;a=38881 2 /pi24、近休止 5pi/3 2pi:s=0;v=0;a=0;二、推杆位移、速度、加速度图1、推杆位移曲线代码：%推拉位移曲线; x=0:(pi/1000):(5

3、*pi/6); s1=60*(1.2*x/pi-sin(2.4*x)/(2*pi); y=(5*pi/6):(pi/1000):(10*pi/9); s2=60; z=(10*pi/9):(pi/1000):(25*pi/18); s3=60-388.8*(z-10*pi/9).2/(pi*pi); m=(25*pi/18):(pi/1000):(5*pi/3); s4=388.8*(5*pi/3-m).*(5*pi/3-m)/(pi*pi);n=(5*pi/3):(pi/1000):(2*pi);s5=0; plot(x,s1,b,y,s2,b,z,s3,b,m,s4,b,n,s5, b);

4、 xlabel(角度(rad); ylabel(行程(mm); title(推杆位移曲线); grid;推杆位移图2、推杆速度曲线代码：%推杆速度曲线; w=1; x=0:(pi/1000):(5*pi/6); v1=72*(1-cos(2.4*x)/pi; y=(5*pi/6):(pi/1000):(10*pi/9); v2=0; z=(10*pi/9):(pi/1000):(25*pi/18);v3=-777.6*w*(z-10*pi/9)/(pi*pi); m=(25*pi/18):(pi/1000):(5*pi/3);v4=-777.6*w*(5*pi/3-m)/(pi*pi);n=(

5、5*pi/3):(pi/1000):(2*pi);v5=0;plot(x,v1,r,y,v2,r,z,v3,r,m,v4,r,n,v5, r); xlabel(角度(rad); ylabel(速度(mm/s); title(推杆速度曲线(w=1rad/s); grid; 推杆速度图3、推杆加速度曲线代码：%凸轮推杆加速度曲线;w=1; x=0:(pi/1000):(5*pi/6); a1=172.8*w*w*sin(2.4*x)/pi; y=(5*pi/6):(pi/1000):(10*pi/9);a2=0; z=(10*pi/9):(pi/1000):(25*pi/18); a3=-777.

6、6*w2/(pi2); m=(25*pi/18):(pi/1000):(5*pi/3); a4=777.6*w2/(pi2); n=(5*pi/3):(pi/1000):(2*pi);a5=0;plot(x,a1,m,y,a2,m,z,a3,m,m,a4,m,n,a5, m); xlabel(角度(rad); ylabel(加速度(mm/s2); title(凸轮推杆加速度曲线(w=1rad/s); grid; 推杆加速度图三、绘制凸轮机构𝐝𝐬/𝒅𝛗𝐬线图代码：x=0:(pi/1000):(5*pi/6); s1=

7、60*(1.2*x/pi-sin(2.4*x)/(2*pi); ns1=72*(1-cos(2.4*x)/pi; y=(5*pi/6):(pi/1000):(10*pi/9); s2=60; ns2=0; z=(10*pi/9):(pi/1000):(25*pi/18); s3=60-388.8*(z-10*pi/9).2/(pi*pi); ns3=-777.6*w*(z-10*pi/9)/(pi*pi); m=(25*pi/18):(pi/1000):(5*pi/3); s4=388.8*(5*pi/3-m).*(5*pi/3-m)/(pi*pi);ns4=-777.6*w*(5*pi/3-

8、m)/(pi*pi);n=(5*pi/3):(pi/1000):(2*pi);s5=0;ns5=0;xlabel( ds/d); ylabel(s);plot(ns1,s1,ns2,s2,ns3,s3,ns4,s4,ns5,s5);title(凸轮机构图);grid四、并依次确定凸轮机构的基圆半径和偏距代码：x=0:(pi/1000):(5*pi/6); s1=60*(1.2*x/pi-sin(2.4*x)/(2*pi); ns1=72*(1-cos(2.4*x)/pi; y=(5*pi/6):(pi/1000):(10*pi/9); s2=60; ns2=0; z=(10*pi/9):(pi

9、/1000):(25*pi/18); s3=60-388.8*(z-10*pi/9).2/(pi*pi); ns3=-777.6*w*(z-10*pi/9)/(pi*pi); m=(25*pi/18):(pi/1000):(5*pi/3); s4=388.8*(5*pi/3-m).*(5*pi/3-m)/(pi*pi);ns4=-777.6*w*(5*pi/3-m)/(pi*pi);n=(5*pi/3):(pi/1000):(2*pi);s5=0;ns5=0;j1=diff(ns1);k1=diff(s1);q1=k1./j1;q2=tan(60*pi/180);on1=find(abs(q1

10、-q2)0.014)s1x=s1(on1);ns1x=ns1(on1);j2=diff(ns4);k2=diff(s4);p1=k2./j2;p2=-tan(30*pi/180);on2=find(abs(p1-p2)0.00157)s4x=s4(on2);ns4x=ns4(on2);x1=-80:0.001:60;y1=tan(pi/3)*(x1-ns1x)+s1x;x2=-80:0.001:80;y2=tan(pi/6)*(x2-ns4x)+s4x;x3=0:0.001:80;y3=tan(-pi/3)*x3;xlabel( ds/d); ylabel(s);plot(ns1,s1,ns2

11、,s2,ns3,s3,ns4,s4,ns5,s5,x1,y1.x2,y2,x3,y3);grid图五、滚子半径的确定代码：v= ; syms x1 x2 x3 x4 x5 s0=150; e=90; s1=60-60*cos(1.5*x1); t1=(s1+s0).*cos(x1)-e*sin(x1); y1=(s0+s1).*sin(x1)-e*cos(x1); tx1=diff(t1,x1); txx1=diff(t1,x1,2); yx1=diff(y1,x1); yxx1=diff(y1,x1,2); for xx1=0:(pi/100):(2*pi/3); k1=subs(abs(t

12、x1*yxx1-txx1*yx1)/(tx12+yx12)1.5),x1,xx1); v=v,1/k1; ends2=120; t2=(s2+s0).*cos(x2)-e*sin(x2); y2=(s0+s2).*sin(x2)-e*cos(x2); tx2=diff(t2,x2); txx2=diff(t2,x2,2);yx2=diff(y2,x2); yxx2=diff(y2,x2,2); for xx2=(2*pi/3):(pi/100):(10*pi/9); k2=subs(abs(tx2*yxx2-txx2*yx2)/(tx22+yx22)1.5),x2,xx2); v=v,1/k2

13、; ends3=60+60*cos(2*x3-20*pi/9); t3=(s3+s0).*cos(x3)-e*sin(x3); y3=(s0+s3).*sin(x3)-e*cos(x3); tx3=diff(t3,x3); txx3=diff(t3,x3,2); yx3=diff(y3,x3); yxx3=diff(y3,x3,2); for xx3=(10*pi/9):(pi/100):(29*pi/18); k3=subs(abs(tx3*yxx3-txx3*yx3)/(tx32+yx32)1.5),x3,xx3); v=v,1/k3; ends4=0; t4=(s4+s0).*cos(x

14、4)-e*sin(x4); y4=(s0+s4).*sin(x4)-e*cos(x4); tx4=diff(t4,x4); txx4=diff(t4,x4,2); yx4=diff(y4,x4); yxx4=diff(y4,x4,2); for xx4=(29*pi/18):(pi/100):(2*pi); k4=subs(abs(tx4*yxx4-txx4*yx4)/(tx42+yx42)1.5),x4,xx4); v=v,1/k4; endmin(v) 编写程序算出最小曲率半径，程序输出结果为ans = 15.0041，即最小曲率半径为=15.0041mm；则滚子半径可以取r⻖

15、3;=/27.5mm。v= ; syms x1 x2 x3 x4 x5; s0=60; e=25; s1=45-45*cos(3*x1/2);t1=(s1+s0).*cos(x1)-e*sin(x1); y1=(s0+s1).*sin(x1)-e*cos(x1); tx1=diff(t1,x1); txx1=diff(t1,x1,2); yx1=diff(y1,x1); yxx1=diff(y1,x1,2); for xx1=0:(pi/100):(2*pi/3); k1=subs(abs(tx1*yxx1-txx1*yx1)/(tx12+yx12)1.5),x1,xx1); v=v,1/k1

16、; ends2=90; t2=(s2+s0).*cos(x2)-e*sin(x2); y2=(s0+s2).*sin(x2)-e*cos(x2); tx2=diff(t2,x2); txx2=diff(t2,x2,2);yx2=diff(y2,x2); yxx2=diff(y2,x2,2); for xx2=(2*pi/3):(pi/100):(39*pi/36); k2=subs(abs(tx2*yxx2-txx2*yx2)/(tx22+yx22)1.5),x2,xx2); v=v,1/k2; ends3=90-(720/pi.2).*(x3-39*pi/36).2;t3=(s3+s0).*

17、cos(x3)-e*sin(x3); y3=(s0+s3).*sin(x3)-e*cos(x3); tx3=diff(t3,x3); txx3=diff(t3,x3,2); yx3=diff(y3,x3); yxx3=diff(y3,x3,2); for xx3=(39*pi/36):(pi/100):(48*pi/36); k3=subs(abs(tx3*yxx3-txx3*yx3)/(tx32+yx32)1.5),x3,xx3); v=v,1/k3; ends4=720/(pi.2).*(57*pi/36)-x4.2;t4=(s4+s0).*cos(x4)-e*sin(x4); y4=(s

18、0+s4).*sin(x4)-e*cos(x4); tx4=diff(t4,x4); txx4=diff(t4,x4,2); yx4=diff(y4,x4); yxx4=diff(y4,x4,2); for xx4=(48*pi/36):(pi/100):(57*pi/36); k4=subs(abs(tx4*yxx4-txx4*yx4)/(tx42+yx42)1.5),x4,xx4); v=v,1/k4; ends5=0; t5=(s5+s0).*cos(x5)-e*sin(x5); y5=(s0+s5).*sin(x5)-e*cos(x5); tx5=diff(t5,x5); txx5=diff(t5,x5,2); yx5=diff(y5,x5); yxx5=diff(y5,x5,2); for xx5=(57*pi/36):(pi/100):(2*pi); k5=subs(abs(tx5*yxx5-txx5*yx5)/(tx52+yx52)1.5),x5,xx5); v=v,1/k5; endmin(v)