机械原理综合训练插床凸轮机构数学建模

大二机械原理课程设计插床matlab大二机械原理课程设计：插床MATLAB引言：插床是机床的一种，用于加工金属零件时，通过插刀进行切削。

插床具有切削速度快、工件精度高等优点，被广泛应用于机械制造行业。

本文将介绍一种利用MATLAB进行插床仿真的方法，通过编写MATLAB程序，实现对插床的运动轨迹和切削过程的模拟。

一、插床运动轨迹的建模在插床的运动过程中，刀具需要按照一定的轨迹进行插入和退出。

为了模拟插床的运动轨迹，需要对刀具的运动进行建模。

可以使用MATLAB中的插值函数来实现对插床运动轨迹的模拟。

需要确定插床的初始位置和目标位置。

然后，根据初始位置和目标位置之间的距离，计算出刀具插入或退出的总距离。

接下来，选择合适的插值方法，如线性插值或样条插值，根据总距离和插入或退出时间来计算出刀具在不同位置的坐标。

在MATLAB中，可以使用interp1函数来进行插值计算，根据初始位置、目标位置、总距离和插入或退出时间，得到刀具在不同位置的坐标。

通过绘制这些坐标点，可以得到插床的运动轨迹。

二、插床切削过程的模拟插床的切削过程是通过刀具对工件进行切削来实现的。

为了模拟插床的切削过程，需要对切削力进行建模，并将其应用到插床的运动轨迹上。

根据机械原理课程的知识，切削力与切削速度、切削深度、切削角度等因素有关。

可以通过建立切削力的数学模型，将切削力作用于插床的运动轨迹上，从而实现对插床切削过程的模拟。

在MATLAB中，可以使用函数来定义切削力的数学模型，并将其与插床的运动轨迹相结合。

通过调用这些函数，可以得到插床在不同位置上的切削力。

然后，可以根据切削力的大小和方向，对插床的运动轨迹进行调整，模拟切削过程。

三、插床MATLAB程序的编写根据上述的建模和模拟方法，可以编写一个MATLAB程序来实现对插床的仿真。

首先，需要定义插床的初始位置和目标位置，以及刀具插入或退出的总距离和时间。

然后，通过调用插值函数，得到插床的运动轨迹。

机械原理综合训练（一）题目：数学建模(自选题)班级：机自15-1姓名：卢浩教师：席本强2017年6月18日一、压力机机构分析：（一）压力机机构运动简图：压力机机构的机构运动简图如上图所示。

（二）1）对曲柄滑块部分进行分析如下：为了研究方便，建立如图所示的坐标系，设曲柄的相对于x轴的转角为θ1，曲柄的转速为ω1，曲柄逆时针方向做匀速圆周运动。

则 A 点的位移为:xA=l1cosθ1y A =l1sinθ1将上式分别对时间t求一次导数得到A点位置的速度VxA 和VyA：V xA=x A /dt= -l 1sinθ1dθ1/dt V yA=y A /dt= l 1cosθ1dθ1/dt将上式再分别对时间t求一次导数得到A点位置的加速度axA 和ayA：a xA =dVxA/dt=-l 1cosθ1（dθ1/dt）2+（-l 1sinθ1）d2θ1/dt2a yA =dVxA/dt= -l 1sinθ1（dθ1/dt）2+（-l 1cosθ1）d2θ1/dt2综上所得，在知道曲柄相对于x轴的转角为θ1，曲柄的转速ω1以及杆长l的情况下，可得曲柄端部的运动轨迹相关方程。

2）对整体进行分析如下：曲柄连杆滑块3和机架一起组成曲柄滑块部分，滑块3的运动通过摆杆4和摆杆4'传递给连杆6和连杆6'，然后连杆6和连杆6'带动滑块7做上下往复运动，实现冲压。

N=8,n=7,pl =10,ph=0;F=3n-2pl -ph=3*7-2*10-0=1=原动件个数所以，该机构具有确定的运动方向；。

深航北方科技学院课程名称机械原理课程设计插床机构设计题目名称插床机构设计学生学院机械工程系专业班级学号学生姓名指导教师一设计任务书 (1)1、工作原理 (1)2、设计数据 (2)二参数设计 (3)1.倒杆机构的方案选型 (3)（1）方案I (3)（2）方案II (3)（3）方案III (4)2、导杆机构分析与设计 (4)（1）导杆机构尺寸计算 (4)（2）导杆在1位置的运动分析 (5)1）速度分析 (5)3）加速度分析 (6)（2）凸轮机构设计 (7)(1) 确定凸轮机构的基本尺寸 (7)(2) 凸轮廓线的绘制 (9)（4）齿轮的设计计算 (11)1）设计原理 (11)2）小齿轮参数计算 (11)3）大齿轮参数计算 (11)三小结 (13)一设计任务书1、工作原理插床机械系统的执行机构主要是由导杆机构和凸轮机构组成。

图1.1为其参考示意图，电动机经过减速传动装置（皮带和齿轮传动）带动曲柄3转动，再通过导杆机构使装有刀具的滑块5沿导路y—y作往复运动，以实现刀具的切削运动。

刀具向下运动时切削，在切削行程H中，前后各有一段0.05H的空刀距离，工作阻力F为常数；刀具向上运动时为空回行程，无阻力。

为了缩短回程时间，提高生产率，要求刀具具有急回运动。

刀具与工作台之间的进给运动，是由固结于轴O2上的凸轮驱动摆动从动件DOl8和其它有关机构（图中未画出）来完成的。

图1.1 插床工作原理图2、设计数据二 参数设计1.倒杆机构的方案选型（1）方案I该方案如图2—1由两个四杆机构组成。

使b>a, 构件1、2、3、6便构成摆动导杆机构，基本参数为b/a=λ。

构件3、4、5、6构成摇杆滑块机构。

图2—1方案特点如下：1).是一种平面连杆机构，结构简单，加工方便，能承受较大载荷。

2).具有急回作用，其行程速比系数00(180)/(180)k θθ=+-,而arcsin(1/)θλ=。

只要正确选择λ，即可满足行程速比系数k 的要求。

机械原理综合训练（一）题目：数学建模班级：机自13-2姓名：张海征教师：席本强2015年06月10日插床凸轮机构·数学建模一、设计题目：插床凸轮机构的设计二、系统简图：三、工作条件已知从动件的最大摆角max ψ，许用压力角[]α，从动件长度4O D l ，从动件运动规律为等加、等减速运动，凸轮与曲柄共轴。

四、原始数据 凸轮机构的设计从动杆加速度规律°Mm ° 15 40 125 60 10 60 等加速运动 五、要求：1）按许用压力角[]α确定凸轮机构的基本尺寸。

2）求出理论廓线外凸曲线的最小曲率半径min ρ。

3）选取滚子半径T r 绘制凸轮实际廓线,并绘制简图。

4）编写说明书。

一、设计任务及要求(凸轮机构的设计)已知：从动件的最大摆角max φ，许用压力角][α，从动件的长度lo 4d 从动件的运动规律为等加，等减速运动，凸轮与曲柄共轴。

数据如下：60,10,60,125,40][,15m ax 3214======φφφαφd lo要求：1)按许用压力角 ][α确定凸轮的基圆半径r0；2)求出理论轮廓线外凸的最小曲率半径min ρ3)选取滚子半径r T 绘制凸轮实际轮廓线，并动态显示机构；4)用计算机打印出说明书二、机构的数学模型如图选取xOy坐标系，B1点为凸轮轮廓线起始点。

开始时推杆轮子中心处于B1点处，当凸轮转过角度时，摆动推杆角位移为，由反转法作图可看出，此时滚子中心应处于B2点,其直角坐标为：因为实际轮廓线与理论轮廓线为等距离，即法向距离处处相等，都为滚半径rT.故将理论廓线上的点沿其法向向内测移动距离rT即得实际廓线上的点B(x1,y1).由高等数学知，理论廓线B点处法线nn的斜率应为根据上式有：可得实际轮廓线上对应的点B(x,y)的坐标为此即为凸轮工作的实际廓线方程，式中“-”用于内等距线.二、根据运动分析写出与运动方程式1．设从动件起始角.300=Φ2．1）,2/1Φ<Φ升程加速区，其运动方程为：2）,12/1Φ<Φ<=Φ属于升程减速区，其运动方程为：:1*1m ax/*4:1*1/)1(m ax**4:)1*1/()1(*)1(m ax**2m axΦΦΦ-=ΦΦΦ-ΦΦ=ΦΦΦ-ΦΦ-ΦΦ-Φ=Φεω3）,211Φ+Φ<Φ<=Φ，属于远休止区，其运动方程为： 4）),2/321()21(Φ+Φ+Φ<Φ<=Φ+Φ属于回程加速区，其运动方程为：5）)321()2/321(Φ+Φ+Φ<Φ<=Φ+Φ+Φ，属于回程减速区，其运动方程为：6）360)321(<Φ<=Φ+Φ+Φ ，于近休止区，其运动方程为。

一 插床机构的设计与运动分析1.插床机构简介与设计数据插床主要由齿轮机构、导杆机构和凸轮机构等组成，如图2-1，a 所示。

电动机经过减速装置（图中只画出齿轮1z 、2z ）使曲柄1转动，再通过导杆机构1-2-3-4-5-6，使装有刀具的滑块沿导路y-y 作往复运动，以实现刀具切削运动。

为了缩短空程时间，提高生产率，要求刀具有急回运动。

刀具与工作台之间的进给运动，是由固结于轴2O 上的凸轮驱动摆动从动杆D O 4和其他有关机构来完成的。

设计数据表 设计内容 导杆机构的设计及运动分析符号 1n K HB O BCl l 3 32O O la b c单位 min r mm mm数据 652120116055551251．设计内容和步骤已知 行程速度变化系数（行程速比系数）K ，滑块5的冲程H ，中心距32O O l ，比值BO BCl l 3，各构件重心S 的位置，曲柄每分钟转数 1n 。

要求 设计导杆机构，作机构两个位置的速度多边行和加速度多边形，做滑块的运动线图。

步骤1）设计导杆机构。

按已知条件确定导杆机构的各未知参数。

其中滑块5的导路y y -的位置可根据连杆4传力给滑块5的最有利条件来确定，即y y -应位于B 点所画圆弧高的平分线上。

2）作机构运动简图。

选取长度比例尺)(mm m l μ，按表22-所分配的两个曲柄位置作出机构运动简图，其中一个位置用粗线画出。

曲柄位置的作法如图22-；取滑块5在上极限时所对应的曲柄位置为起始位置1 ，按转向将曲柄圆周十二等分，得12个曲柄位置，显然位置9对应于滑块5处于下极限时的位置。

再作出开始切削和终止切削所对应的'1和'8两个位置。

3）作速度、加速度多边形。

选取速度比例尺⎪⎭⎫⎝⎛mm s m v μ和加速度比例尺⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛mm s m a 2μ，用相应运动图解法作该两个位置的速度多边形和加速度多边形，并将其结果列入下表：项目位置1ω2A v23A A v 3A v CB v C v 3S vω大小 方向 106.28 0.471 0. 14 0.450 0.04 0.2 0.26 2.1逆时针单位 s 1 s m s 1项目 位置 2A a K A A a23 n A a 3t A a 3n CB a C a 3S a ε2.96 0.6 0.96 0.04 0.016 0.04 0.54单位2s m 21s4）作滑块的运动线图。

第二章 插床主体机构尺寸综合设计令狐文艳机构简图如下： 已知21O O =150mm ，1/2=BO BC ，行程H=100mm ，行程比系数K=2，根据以上信息确定曲柄,1A O 2,BO BC 长度，以及2O 到YY 轴的距离1.A O 1长度的确定图 1 极限位置由)180/()180(00θθ-+=K ，得极为夹角：060=θ，首先做出曲柄的运动轨迹，以1O 为圆心，A O 1为半径做圆，随着曲柄的转动，有图知道，当A O 2转到12A O ，于圆相切于上面时，刀具处于下极限位置；当A O 2转到22A O ，与圆相切于下面时，刀具处于上极限位置。

于是可得到12A O 与22A O 得夹角即为极为夹角060=θ。

由几何关系知，212211O O A O O A ∠=∠，于是可得，021221160=∠=∠O O A O O A 。

由几何关系可得：代入数据，21O O =150mm ，060=θ，得即曲柄长度为75mm 2.杆2BO BC 、的长度的确定图 2 杆BC ，BO 2长度确定由图 2 知道，刀具处于上极限位置2C 和下极限位置1C时，21C C 长度即为最大行程H=100mm ，即有21C C =100mm 。

在确定曲柄长度过程中，我们得到021221160=∠=∠O O A O O A ，那么可得到022160=∠B O B ，那么可知道三角形221O B B ∆等边三角形。

又有几何关系知道四边形1221C C B B 是平行四边形，那么1212C C B B =，又上面讨论知221O B B ∆为等边三角形，于是有1221B B O B =，那么可得到mm O B 10022=,即mm BO 1002=又已知1/2=BO BC ，于是可得到 即杆2,BO BC 的100mm 。

3.2O 到YY 轴的距离的确定图 32O 到YY 轴的距离有图我们看到，YY 轴由3311y y y y 移动到过程中，同一点的压力角先减小，后又增大，那么在中间某处必有一个最佳位置，使得每个位置的压力角最佳。

机械原理大作业凸轮机构有关公式凸轮机构是机械传动中常见的一种机构，具有转动曲线的特点，可以将驱动轴的转动运动通过凸轮的滚动轮廓来实现对从动件的相应动作控制。

在凸轮机构的设计和分析中，有一些与凸轮曲线有关的公式是十分重要的。

一、凸轮曲线方程凸轮曲线是指凸轮的滚动轮廓，可以通过数学方法来表示。

常见的凸轮曲线方程有圆弧、椭圆、正弦曲线等。

其中，最常用的是圆弧和直线的组合，这种凸轮曲线被称为简谐凸轮曲线。

简谐凸轮曲线方程可以表示为：y = r (1 - cos(θ - θ0))其中，r为凸轮半径，θ为凸轮角度，θ0为凸轮曲线的初相位差。

凸轮在其中一角度θ的位置的坐标可以通过此公式计算得出。

二、凸轮曲线的导数和导数变化率在凸轮机构的设计和分析中，对凸轮曲线的导数和导数变化率也有相当重要的影响。

凸轮的导数表示了凸轮曲线的斜率，而导数的变化率表示了凸轮曲线的曲率。

凸轮曲线的导数可以表示为：dy/dθ = r sin(θ - θ0)凸轮曲线的导数变化率可以表示为：d²y/dθ² = r cos(θ - θ0)通过对凸轮的导数和导数变化率的计算和分析，可以确定从动件的运动状态和速度变化情况，进而进行凸轮机构的设计和优化。

三、凸轮压力和压力角在凸轮机构中，凸轮和从动件之间存在着压力作用。

对于凸轮的任何一个位置，凸轮所施加的压力可以通过力的分解计算得出，并且可以利用凸轮的转角来表示。

凸轮的压力可以表示为：F = P * r * cos(θ - θ0)其中，P为压力系数，r为凸轮半径，θ为凸轮角度，θ0为凸轮曲线的初相位差。

凸轮的压力角可以表示为：φ = atan(dy/dθ)其中，dy/dθ为凸轮曲线的导数。

凸轮的压力角可以用来描述凸轮的主动件施加力的方向和作用范围，对凸轮机构的设计和分析具有指导意义。

以上是凸轮机构常见的几个重要的公式，通过这些公式可以计算和分析凸轮机构的运动学和动力学性能，为凸轮机构的设计和优化提供指导。

机械原理大作业凸轮设计1. 引言凸轮是一种通过凸起部分的形状变化驱动其他机械部件的旋转元件。

在机械系统中，凸轮被广泛应用于各种传动装置和运动控制系统。

本文档将讨论凸轮的设计原理和方法，并以一个具体的案例进行说明。

2. 凸轮设计原理2.1 凸轮的基本概念凸轮由凸起部分和基座两部分组成。

其中，凸起部分通常称为凸轮型面，它的形状决定了凸轮所能产生的运动规律。

基座是凸轮的固定部分，通常与主轴连接，使凸轮能够旋转。

2.2 凸轮设计的基本要求凸轮设计的目标是实现所需的运动规律。

在设计一个凸轮时，需要考虑以下几个方面：•运动规律：根据具体需求确定凸轮的运动规律，如线性运动、往复运动、旋转运动等。

•周期性：确定凸轮的运动周期，即凸轮的一次完整运动所需的时间。

•加减速：确定凸轮的运动加速和减速过程，以实现平滑的运动过渡。

•载荷和寿命：考虑凸轮所承受的载荷和使用寿命要求，选择适当的材料和结构。

2.3 凸轮设计的方法凸轮设计可以采用基于经验的方法或基于计算机辅助设计（CAD）的方法。

基于经验的方法通常适用于简单的凸轮系统，而复杂的凸轮系统通常需要借助CAD 软件进行设计和分析。

凸轮设计的关键步骤包括：•确定凸轮的运动规律和周期。

•根据凸轮的运动规律计算凸轮型面的形状。

•通过CAD软件创建凸轮的三维模型。

•进行凸轮的运动仿真和动态分析。

•对凸轮进行优化设计，以满足运动要求和结构要求。

3. 案例分析：凸轮驱动往复运动机构3.1 问题描述设计一个凸轮驱动的往复运动机构，要求满足以下条件：•机构的往复运动幅度为20mm。

•机构的往复运动频率为10Hz。

•机构的驱动电机转速为1000rpm。

•机构的凸轮型面应满足正弦形状。

3.2 设计步骤1.确定凸轮的运动规律和周期。

根据往复运动要求，选择正弦运动作为凸轮的运动规律，运动周期为0.1s。

2.计算凸轮型面的形状。

根据凸轮的运动规律和运动周期，计算凸轮型面的形状参数。

3.创建凸轮的三维模型。

机械原理综合训练（二）题目：对偏置式曲柄滑块机构的分析班级：机自15-1姓名：卢浩教师：席本强2017年6月18日对偏置式曲柄滑块机构的分析卢浩（辽宁工程技术大学机械工程学院，辽宁阜新）摘要：曲柄滑块机构的运功副为低副,各元件间为面接触,构成低副两元件的几何形状简单,加工得到较高的制造精度相对容易,因此在包括煤矿机械在内的各类机械中得到了广泛的应用,如冲床、剪床、内燃机以及空气压缩机等。

文章在总结前人研究成果的基础上,对曲柄滑块机构的传动特性分析进行了综述研究。

介绍曲柄滑块机构的运动特性,对现有的关于曲柄滑块机构特性分析方法进行了归纳与总结,主要包括有矢量法、函数法等。

关键词: 偏置式曲柄滑块机构; 运动分析;0.引言偏置曲柄滑块机构是由若干刚性构件使用低副( 回转副、移动副) 连接而成的一种机构,可用于将滑块的往复直线运动转换为曲柄的回转运动或者把曲柄回转运动变为滑块的直线往复运动。

由于其结构简单而工作可靠,且制造简易、能承受比较大的载荷,因此在工程实践中得到广泛的应用［1］。

1.偏置式曲柄滑块机构简介1.1曲柄滑块机构的构成用曲柄和滑块来实现转动和移动相互转换的平面连杆机构，也称曲柄连杆机构。

曲柄滑块机构中与机架构成移动副的构件为滑块，通过转动副A、B联接曲柄和滑块的构件为连杆。

机构运动时，如铰链中心B的轨迹不通过曲柄的转动中心OA，称为偏置曲柄滑块机构，其中e为偏距。

1.2偏置式曲柄滑块机构的应用偏置式曲柄滑块机构是一种特殊的平面四杆机构，其主要优点是结构简单、制造方便、工作可靠。

对曲柄滑块机构进行运动特性分析有助于人们了解其机构特性偏置曲柄滑块机构的滑块具有急回特性，利用这一特性可以达到慢进和空程急回的目的。

其在机械设备中应用非常多，例如在冲床、剪床、内燃机以及空气压缩机等机械中均得到广泛应用。

2.函数法分析偏置式曲柄滑块机构的运动特性图1-1 ：偏置式曲柄滑块机构示意图为了研究方便，建立如图1-1所示的坐标系。

二、凸轮机构一、运动分析凸轮的运动分为4个阶段：推程运动、远休程、回程运动、近休程。

该凸轮机构4个阶段的运动角分别为推程运动角90˚、远休止角100 ˚、回程运动角50 ˚、近休止角120 ˚。

推程运动阶段的运动规律为正弦加速度运动，回程运动的运动规律为4-5-6-7多项式运动。

凸轮的简图如图1所示。

图1对该机构进行简单的运动分析：1.升程阶段采用正弦加速度的运动规律，从动件的位移、速度、加速度、压力角的计算公式如下：计算时将相应的量带入公式即可得到。

类速度可以直接将位移方程对凸轮转角ϕ求导得到。

2.远休程阶段的位移不变，与凸轮升程阶段最后的位移相等，速度、加速度则变为0。

3.回程阶段位移、速度、加速度可通过代入4-5-6-7多项式的方程求得。

4.近休程阶段的位移与回程阶段最后的位移相等，且为0，速度、加速度均变为0.二、流程框图图2三、运用VC编程#include<stdio.h>#include<math.h>#define pi 3.141592654 //定义全局变量int main() //主函数{int i,j,k,l;double s; //定义位移量double v; //定义速度量double a; //定义加速度量double r; //定义弧度制角度量double d,o,m,t=40,x1,x2,y1,y2,d1,d2; //定义中间变量double p; //定义角度制角度量double w=1; //定义并角速度量赋值double R=50; //定义基圆半径double e=30; //定义偏距double n; //定义压力角double u; //定义曲率半径double Rr=17; //定义滚子半径并赋值double x,y,X,Y; //定义实际与理论廓线上点的坐标r=0;for(i=0;i<20;i++){s=20/pi*(4*r-sin(4*r));x=-(t+s)*sin(r)-e*cos(r);y=(t+s)*cos(r)-e*sin(r);d1=-(s+t)*cos(r)+e*sin(r);d2=-(s+t)*sin(r)-e*cos(r);X=x-Rr*d2/pow(d1*d1+d2*d2,0.5);Y=y+Rr*d1/pow(d1*d1+d2*d2,0.5);d=80/pi*(1-cos(4*r));v=80/pi*(1-cos(4*r));a=320/pi*sin(4*r);m=atan(fabs(d-e)/(s+t));n=180*m/pi;x1=(t+s)*cos(r)+v/w*sin(r)-e*sin(r);y1=-(t+s)*sin(r)+v/w*cos(r)-e*cos(r);x2=-(t+s)*sin(r)+v/w*cos(r)+a/(w*w)*sin(r)+v/w*cos(r)-e*cos(r);y2=-(t+s)*cos(r)-v/w*sin(r)+a/(w*w)*cos(r)-v/w*sin(r)+e*sin(r);u=pow(x1*x1+y1*y1,1.5)/fabs(x1*y2-y1*x2);r=r+pi/40;p=180/pi*r;printf("%lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf\n", p,s,v,a,d,n,u,x,y,X,Y);}r=pi/2;for(j=0;j<5;j++){s=s;x=-(t+s)*sin(r)-e*cos(r);y=(t+s)*cos(r)-e*sin(r);d1=-(s+t)*cos(r)+e*sin(r);d2=-(s+t)*sin(r)-e*cos(r);X=x-Rr*d2/pow(d1*d1+d2*d2,0.5);Y=y+Rr*d1/pow(d1*d1+d2*d2,0.5);d=0;v=0;a=0;m=atan(fabs(d-e)/(s+t));n=180*m/pi;x1=(t+s)*cos(r)+v/w*sin(r)-e*sin(r);y1=-(t+s)*sin(r)+v/w*cos(r)-e*cos(r);x2=-(t+s)*sin(r)+v/w*cos(r)+a/(w*w)*sin(r)+v/w*cos(r)-e*cos(r);y2=-(t+s)*cos(r)-v/w*sin(r)+a/(w*w)*cos(r)-v/w*sin(r)+e*sin(r);u=pow(x1*x1+y1*y1,1.5)/fabs(x1*y2-y1*x2);r=r+pi/9;p=180/pi*r;printf("%lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf\n", p,s,v,a,d,n,u,x,y,X,Y);}r=(19*pi)/18;for(k=0;k<20;k++){o=(18*r-19*pi)/(5*pi);s=40*(1-35*pow(o,4)+84*pow(o,5)-70*pow(o,6)+20*pow(o,7));x=-(t+s)*sin(r)-e*cos(r);y=(t+s)*cos(r)-e*sin(r);d1=-(s+t)*cos(r)+e*sin(r);d2=-(s+t)*sin(r)-e*cos(r);X=x-Rr*d2/pow(d1*d1+d2*d2,0.5);Y=y+Rr*d1/pow(d1*d1+d2*d2,0.5);d=18*40/5/pi*(-35*4*pow(o,3)+84*5*pow(o,4)-70*6*pow(o,5)+20*7*pow(o,6));v=-80/pi*(140*pow(o,3)-420*pow(o,4)+420*pow(o,5)-140*pow(o,6));a=-160/pi*(420*pow(o,2)-1680*pow(o,3)+2100*pow(o,4)-840*pow(o,5));m=atan(fabs(d-e)/(s+t));n=180*m/pi;x1=(t+s)*cos(r)+v/w*sin(r)-e*sin(r);y1=-(t+s)*sin(r)+v/w*cos(r)-e*cos(r);x2=-(t+s)*sin(r)+v/w*cos(r)+a/(w*w)*sin(r)+v/w*cos(r)-e*cos(r);y2=-(t+s)*cos(r)-v/w*sin(r)+a/(w*w)*cos(r)-v/w*sin(r)+e*sin(r);u=pow(x1*x1+y1*y1,1.5)/fabs(x1*y2-y1*x2);r=r+pi/72;p=180/pi*r;printf("%lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf\n", p,s,v,a,d,n,u,x,y,X,Y);}r=(4*pi)/3;for(l=0;l<5;l++){s=s;x=-(t+s)*sin(r)-e*cos(r);y=(t+s)*cos(r)-e*sin(r);d1=-(s+t)*cos(r)+e*sin(r);d2=-(s+t)*sin(r)-e*cos(r);X=x-Rr*d2/pow(d1*d1+d2*d2,0.5);Y=y+Rr*d1/pow(d1*d1+d2*d2,0.5);d=0;v=0;a=0;m=atan(fabs(d-e)/(s+t));n=180*m/pi;x1=(t+s)*cos(r)+v/w*sin(r)-e*sin(r);y1=-(t+s)*sin(r)+v/w*cos(r)-e*cos(r);x2=-(t+s)*sin(r)+v/w*cos(r)+a/(w*w)*sin(r)+v/w*cos(r)-e*cos(r);y2=-(t+s)*cos(r)-v/w*sin(r)+a/(w*w)*cos(r)-v/w*sin(r)+e*sin(r);u=pow(x1*x1+y1*y1,1.5)/fabs(x1*y2-y1*x2);r=r+2*pi/15;p=180/pi*r;printf("%lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf\n", p,s,v,a,d,n,u,x,y,X,Y);}return 0;}四、计算结果处理1.输出数据位移s、速度v、加速度a、类速度ds/dϕ、压力角α、曲率半径ρ（其中曲率半径缺失的数据为太大而不合题意的数据，已将其舍去）:表1凸轮轮廓：理论廓线坐标、实际廓线坐标：表22.根据输出数据做出图像：图2图3图4图5图6图7图8。

机械原理大作业（二）作业名称：机械原理设计题目：凸轮机构设计院系：机电工程学院班级：设计者：学号：指导教师：丁刚陈明设计时间：哈尔滨工业大学机械设计1.设计题目如图所示直动从动件盘形凸轮机构，根据其原始参数设计该凸轮。

表一：凸轮机构原始参数2.凸轮推杆运动规律(1)推杆升程运动方程S=h[φ/Φ0-sin(2πφ/Φ0)]V=hω1/Φ0[1-cos(2πφ/Φ0)]a=2πhω12sin(2πφ/Φ0)/Φ02式中：h=150，Φ0=5π/6，0<=φ<=Φ0，ω1=1（为方便计算）(2)推杆回程运动方程S=h[1-T/Φ1+sin(2πT/Φ1)/2π]V= -hω1/Φ1[1-cos(2πT/Φ1)]a= -2πhω12sin(2πT/Φ1)/Φ12式中：h=150，Φ1=5π/9，7π/6<=φ<=31π/18，T=φ-7π/63.运动线图及凸轮线图运动线图：用Matlab编程所得源程序如下：t=0:pi/500:2*pi;w1=1;h=150;leng=length(t);for m=1:leng;if t(m)<=5*pi/6S(m) = h*(t(m)/(5*pi/6)-sin(2*pi*t(m)/(5*pi/6))/(2*pi));v(m)=h*w1*(1-cos(2*pi*t(m)/(5*pi/6)))/(5*pi/6);a(m)=2*h*w1*w1*sin(2*pi*t(m)/(5*pi/6))/((5*pi/6)*(5*pi/6)); % 求退程位移，速度，加速度elseif t(m)<=7*pi/6S(m)=h;v(m)=0;a(m)=0;% 求远休止位移，速度，加速度elseif t(m)<=31*pi/18T(m)=t(m)-21*pi/18;S(m)=h*(1-T(m)/(5*pi/9)+sin(2*pi*T(m)/(5*pi/9))/(2*pi));v(m)=-h/(5*pi/9)*(1-cos(2*pi*T(m)/(5*pi/9)));a(m)=-2*pi*h/(5*pi/9)^2*sin(2*pi*T(m)/(5*pi/9));% 求回程位移，速度，加速度elseS(m)=0;v(m)=0;a(m)=0;% 求近休止位移，速度，加速度endend推杆位移图推杆速度图推杆加速度图4.确定凸轮基圆半径和偏距在凸轮机构的ds/dφ-s线图里再作斜直线D t d t与升程的[d s/dφ-s(φ)]曲线相切并使与纵坐标夹角为升程许用压力角[α]，则D t d t线的右下方为选择凸轮轴心的许用区。

插床机构凸轮课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解插床机构凸轮的基本原理与结构，掌握其工作机理。

2. 使学生掌握插床机构凸轮的图形绘制方法，能够准确地表达出凸轮轮廓曲线。

3. 让学生掌握插床机构凸轮运动规律的计算与分析方法。

技能目标：1. 培养学生运用CAD软件绘制插床机构凸轮图形的能力。

2. 培养学生运用数学方法进行插床机构凸轮运动分析的能力。

3. 提高学生解决实际工程问题中插床机构凸轮的设计与应用能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械设计的兴趣，激发学生探究插床机构凸轮的积极性。

2. 培养学生的团队协作意识，提高学生在团队中沟通、协作的能力。

3. 增强学生的创新意识，鼓励学生在插床机构凸轮设计中提出新思路、新方法。

课程性质：本课程为机械设计专业课程，具有较强的理论性与实践性。

学生特点：学生已具备一定的机械基础知识，具有一定的空间想象能力和数学基础。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调学生动手能力的培养，提高学生的实际问题解决能力。

通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于插床机构凸轮的设计与优化中。

二、教学内容1. 插床机构凸轮原理：讲解凸轮机构的基本概念、分类、工作原理及其在插床机构中的应用。

- 教材章节：第二章第三节“凸轮机构概述”- 内容列举：凸轮机构定义、类型、工作原理。

2. 凸轮轮廓曲线绘制：介绍凸轮轮廓曲线的绘制方法，运用CAD软件进行实际操作。

- 教材章节：第三章第一节“凸轮轮廓曲线的绘制”- 内容列举：轮廓曲线绘制原理、CAD软件操作、绘制实例。

3. 凸轮运动规律分析：分析凸轮的运动规律，讲解运动方程、速度、加速度的计算方法。

- 教材章节：第三章第二节“凸轮运动规律分析”- 内容列举：运动方程、速度、加速度计算方法，运动规律分析实例。

4. 插床机构凸轮设计方法：讲解插床机构凸轮的设计步骤、方法，结合实际案例进行分析。

- 教材章节：第四章“插床机构凸轮设计”- 内容列举：设计步骤、方法，案例分析。

大二机械原理课程设计插床matlab插床是一种常见的金属切削加工设备，广泛应用于制造业中。

在大二机械原理课程设计中，插床的设计与分析是非常重要的。

本文将介绍如何利用MATLAB软件对插床进行设计和分析。

首先，插床的设计需要考虑到多个因素，包括结构、动力学、控制系统等。

在MATLAB中，我们可以利用机械系统仿真工具箱对插床进行建模和仿真。

首先，我们需要确定插床的结构参数，包括床身长度、立柱高度、横梁宽度等。

然后，我们可以利用MATLAB的图形绘制函数，如plot函数，绘制出插床的结构图。

接下来，我们可以利用MATLAB对插床的动力学进行分析。

通过建立插床的运动学方程和动力学方程，我们可以求解插床的速度、加速度等动力学参数。

在MATLAB中，我们可以利用符号计算工具箱或数值计算工具箱对这些方程进行求解。

此外，我们还可以利用MATLAB的绘图函数将插床的速度曲线、加速度曲线等进行可视化展示。

插床的控制系统也是设计中重要的一个部分。

在MATLAB中，我们可以利用控制系统工具箱对插床的控制系统进行建模和分析。

首先，我们需要确定控制系统的输入和输出，如电机输入和位移输出。

然后，我们可以利用传递函数模型对控制系统进行建模，并通过频域分析、时域分析等方法对控制系统的性能进行评估。

此外，MATLAB还提供了许多辅助函数和工具箱，以帮助我们进行插床的设计和分析。

例如，MATLAB中的优化工具箱可以帮助我们进行插床的参数优化，使其达到最佳性能。

另外，MATLAB中的仿真工具箱可以帮助我们进行插床的运动仿真和动力学分析。

总之，通过利用MATLAB软件对插床进行设计和分析，我们可以更好地理解和掌握插床的工作原理和性能特点。

同时，MATLAB提供了丰富的工具和函数，使我们能够更高效地进行插床的设计和分析。

希望本文能对大二机械原理课程设计的插床部分有所帮助。

机械原理课程设计插床机构The pony was revised in January 2021插床机构综合与传动系统设计目录题目及设计要求......................................................一、设计题目....................................................二、设计数据与要求..............................................三、设计任务....................................................设计：..............................................................一、确定各构件的运动尺寸，绘制机构简图..........................1、插削机构的设计：.........................................2、送料机构（凸轮机构）的设计：.............................二、假设曲柄1等速转动，画出滑块C的位移和速度的变化规律曲线（插削机构的运动学分析）......................................................1）位置分析.................................................2）角速度分析...............................................3）角加速度分析.............................................三、在插床工作过程中，插刀所受的阻力变化曲线如图2所示，在不考虑各处摩擦、其他构件重力和惯性力的条件，分析曲柄所需的驱动力矩..............四、确定电动机的功率和转速。

机械原理数学建模
机械原理数学建模方法是利用数学工具和原理对机械系统进行建模和分析的一种方法。

通过建立数学模型，可以更加准确地预测机械系统的运动和性能，并进行优化设计。

在机械原理数学建模中，常用的数学工具包括向量、矩阵、微积分、微分方程等。

通过运用这些数学工具，可以将机械系统的运动和行为转化为数学表达式，从而进行分析和求解。

例如，在机械原理中，常见的问题是求解机械系统的运动方程。

通过建立平衡方程和运动方程，可以得到机械系统中各个部件的运动规律和关系。

这些方程可以是线性的，也可以是非线性的，需要利用微分方程的方法进行求解。

另一个常见的问题是机械系统的力学分析。

通过利用向量和矩阵的运算，可以建立机械系统的受力分析模型，求解各个部件的受力大小和方向。

这对于设计合理的机械结构和选择适当的材料具有重要意义。

在机械原理数学建模中，需要注意的一点是准确地描述机械系统的物理性质和运动规律。

因此，在建模过程中需要仔细选择和定义变量，并根据实际情况确定适当的数学模型。

总之，机械原理数学建模是一种重要的工具和方法，可以用于分析和优化机械系统的运动和性能。

通过准确建立数学模型，可以更好地理解和预测机械系统的行为，为机械设计和优化提供科学依据。