机械原理大作业二
课程名称：机械原理
设计题目：凸轮设计
院系：机电学院
班级： 1208103
完成者： xxxxxxx
学号： xx
指导教师：林琳
设计时间：
工业大学
凸轮设计
一、设计题目
如图所示直动从动件盘形凸轮，其原始参数见表，据此设计该凸轮。
二、凸轮推杆升程、回程运动方程及其线图
1 、凸轮推杆升程运动方程(6
50πϕ≤≤) 升程采用正弦加速度运动规律，故将已知条件mm h 50=，650π=
Φ带入正弦加速度运动规律的升程段方程式中得：
⎥⎦⎤⎢⎣
⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-=512sin 215650ϕππϕS ；
⎥⎦
⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-=512cos 1601ππωv ； ⎪⎭
⎫ ⎝⎛=512sin 1442
1ϕπωa ； 2、凸轮推杆推程远休止角运动方程（
πϕπ≤≤6
5） mm h s 50==；
0==a v ；
3、凸轮推杆回程运动方程（914πϕπ≤≤） 回程采用余弦加速度运动规律，故将已知条件mm h 50=，95'
0π=
Φ，6s π
=Φ带入余弦加速度运动规律的回程段方程式中得：
⎥⎦
⎤⎢⎣⎡-+=)(59cos 125πϕs ； ()πϕω--=5
9sin
451v ； ()πϕω-=5
9cos 81-a 21；
4、凸轮推杆回程近休止角运动方程（πϕπ29
14≤≤） 0===a v s ；
5、凸轮推杆位移、速度、加速度线图
根据以上所列的运动方程，利用matlab 绘制出位移、速度、加速度线图。 ①位移线图
编程如下： %用t 代替转角
t=0::5*pi/6;
s=50*((6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*sin(12*t/5));
hold on
plot(t,s);
t=5*pi/6::pi;
s=50;
hold on
plot(t,s);
t=pi::14*pi/9;
s=25*(1+cos(9*(t-pi)/5));
hold on
plot(t,s);
t=14*pi/9::2*pi;
s=0;
hold on
plot(t,s),xlabel('φ/rad'),ylabel('s/mm'); grid on
hold off
所得图像为：
②速度线图
编程如下：
%用t代替转角,设凸轮转动角速度为1
t=0::5*pi/6;
v=60/pi*(1-cos((12*t)/5));
hold on
plot(t,v);
t=5*pi/6::pi;
v=0;
hold on
plot(t,v);
t=pi::14*pi/9;
v=-45*sin(9*(t-pi)/5);
hold on
plot(t,v);
t=14*pi/9::2*pi;
v=0;
hold on
plot(t,v),xlabel('φ(rad)'),ylabel('v(mm/s)'); grid on
hold off
所得图像为：
③加速度线图
利用matlab编程如下：
%用t代替转角,设凸轮转动角速度为1
t=0::5*pi/6;
a=144/pi*sin(12*t/5);
hold on
plot(t,a);
t=5*pi/6::pi;
a=0;
hold on
plot(t,a);
t=pi::14*pi/9;
a=-81*cos(9*(t-pi)/5);
hold on
plot(t,a);
t=14*pi/9::2*pi;
a=0;
hold on
plot(t,a),xlabel('φ(rad)'),ylabel('a(mm/s^2)');
grid on
hold off
所得图形：
三、绘制s d ds -ϕ
线图 根据运动方程求得：
()⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧≤≤≤≤-≤≤≤≤--=πϕππϕππϕπϕππϕπππϕ29
14.0914,59sin 4565,0650),512cos 6060(d ds 利用matlab 编程：
%用t 代替φ,a 代替ds/d φ,
t=0::5*pi/6;
a=-(60/pi-60/pi*cos(12*t/5));
s=50*((6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*sin(12*t/5));
hold on
plot(a,s);
t=5*pi/6::pi;
a=0;
s=50;
hold on
plot(a,s);
t=pi::14*pi/9;
a=45*sin(9*(t-pi)/5);
s=25*(1+cos(9*(t-pi)/5));
hold on
plot(a,s);
t=14*pi/9::2*pi;
a=0;
s=0;
hold on
plot(a,s),title('ds/d φ-s'),xlabel('ds/d φ(mm/rad)'),ylabel('s(mm)'); grid on
hold off
得s d ds -ϕ
图：
