机械原理课程设计matlab程序 凸轮机构

弹簧机构MATLAB凸轮代码下面是一个示例MATLAB 代码，可以用来模拟凸轮机构。

这段代码使用了凸轮机构的解析解，通过迭代解决方程来求解位置和速度。

首先，我们需要设置一些参数，包括凸轮机构的几何参数（如凸轮半径和齿数），以及模拟的时间步长和模拟的总时间。

clear;clc;% Set simulation parametersdt = 0.01; % time stept_total = 5; % total simulation time% Set mechanism parametersR = 1; % crank radiusr = 0.5; % follower radiusN = 20; % number of teeth然后，我们需要计算凸轮机构的解析解。

这可以通过迭代方程来实现，方程如下x_i+1 = x_i + dt*v_i+1v_i+1 = v_i + dt*a_i+1其中x_i 和v_i 分别表示第i 次迭代时凸轮机构的位置和速度，a_i 表示凸轮机构的加速度。

% Initialize position and velocityx = 0;v = 0;% Initialize timet = 0;% Initialize arrays to store position and velocity datax_data = [];v_data = [];% Iterate through timewhile t < t_total% Calculate accelerationa = (R - r)*sin(x) / (R*N);% Update position and velocityx = x + dt*v;v = v + dt*a;% Store datax_data = [x_data x];v_data = [v_data v];% Update timet = t + dt;end最后，我们可以使用MATLAB 的plot 函数绘制凸轮机构的位置和速度随时间的变化情况。

matlab凸轮摇杆机构设计动画代码一、引言凸轮摇杆机构是机械工程中常见的一种机构，其运动特性决定了它在很多领域都有广泛的应用，例如发动机、汽车、船舶等。

而在设计凸轮摇杆机构时，需要进行大量的计算和试验，这对于工程师来说是一个非常繁琐的过程。

但是，通过使用MATLAB软件可以大大简化这个过程，并且可以生成动画效果来更直观地展示凸轮摇杆机构的运动特性。

二、MATLAB凸轮摇杆机构设计代码以下是MATLAB代码实现凸轮摇杆机构的动画效果：1. 定义凸轮形状首先需要定义凸轮的形状，可以采用圆弧、正弦曲线等方式进行定义。

例如，在此我们采用正弦曲线进行定义：```matlabtheta = linspace(0,2*pi,100);r = 1+sin(theta);```2. 定义摇杆长度和连杆长度根据具体情况定义摇杆长度和连杆长度：```matlabL1 = 3;L2 = 6;```3. 计算连杆末端位置坐标根据凸轮形状和连杆长度，可以计算出连杆末端的位置坐标：```matlabx1 = r.*cos(theta);y1 = r.*sin(theta);x2 = x1 + L1*cos(theta);y2 = y1 + L1*sin(theta);```4. 计算摇杆末端位置坐标根据连杆长度和摇杆长度，可以计算出摇杆末端的位置坐标：```matlabtheta2 = asin((y2-L2)./L1);x3 = x2 - L2*cos(theta-theta2);y3 = y2 - L2*sin(theta-theta2);```5. 绘制动画效果最后，使用MATLAB的plot函数绘制凸轮摇杆机构的动画效果：```matlabfor i=1:length(x3)plot([0,x2(i),x3(i)],[0,y2(i),y3(i)],'k-o','linewidth',4,'MarkerFaceColor','r','MarkerSize',10)axis equalpause(0.01)end```三、MATLAB凸轮摇杆机构设计代码详解1. 步骤一：定义凸轮形状在此我们采用正弦曲线进行定义。

全面探究凸轮机构设计原理及方法凸轮机构是一种常用的机械传动装置，通过凸轮和摆杆的配合组成，具有可逆性、可编程性和高精度的特点。

本文将从设计原理、设计方法和优化策略三个方面探究凸轮机构设计的要点。

一、设计原理
凸轮机构的设计原理是在摆杆与凸轮配合时，摆杆可以沿凸轮轮廓实现规定的运动规律，如直线运动、往返运动和旋转运动等。

凸轮可以根据运动轨迹、运动频率和运动速度等要求，通过凸轮轮廓的设计来完成。

凸轮轮廓的设计包括了初步设计、动力学分析、运动规划等步骤。

二、设计方法
凸轮机构的设计方法包括手工绘图及设计软件辅助。

手工绘图是传统的凸轮轮廓设计方法，适用于简单的凸轮机构，如往复式转动机构、转动转动机构等；而对于复杂的凸轮机构，可以利用计算机辅助设计软件，如ProEngineer、CATIA、AutoCAD等，进行三维建模、运动模拟和优化设计。

此外，对于凸轮机构的设计还需要考虑到强度计算、可靠性分析等相关问题。

三、优化策略
凸轮机构的设计优化策略主要包括凸轮轮廓的形状优化、摆杆的长度优化和机构传动效率的优化等。

凸轮轮廓的形状优化通常是通过
Cycloid、Involute、Bezier等曲线的拟合来实现；摆杆的长度优化可以通过数学模型来建立，利用遗传算法、粒子群算法等优化算法进行
求解；传动效率的优化可以通过轮廓优化、材料优化、润滑优化等途
径来进行。

凸轮机构的设计是机械工业中非常重要的一环，它涉及到运动学、动力学、力学等多个学科的知识，需要学习者在多方面进行深入研究
和实践。

通过对凸轮机构的深入探究，我们可以更好地理解机械原理
的精髓，提高机械设计的水平和能力。

凸轮轮廓程序：>> e=20;s0=77.46;a1=0:pi/36:pi/3;s1=50*[3*a1/pi-sin(6*a1)/(2*pi)];x1=(s0+s1).*sin(a1)+e*cos(a1);y1=(s0+s1).*cos(a1)-e*sin(a1);k1=150/pi*[1-cos(6*a1)];>> i仁[(k1-e).*si n( a1)+(sO+s1).*cos(a1)].*[(k1-e).*(k1-e)+(sO+s1).*(sO+s1)]A(-1/2);>> j1=[-(k1-e).*cos(a1)+(s0+s1).*si n( a1)].*[(k1-e).*(k1-e)+(s0+s1).*(s0+s1)].^(-1/2); >> x1O=x1-1O*j1;>> y10=y1-10*i1;a2=pi/3:pi/36:pi;s2=50;x2=(s0+s2).*sin(a2)+e*cos(a2);y2=(s0+s2).*cos(a2)-e*sin(a2);k2=0;>> i2=[(k2-e).*si n( a2)+(s0+s2).*cos(a2)].*[(k2-e).*(k2-e)+(s0+s2).*(s0+s2)]A(-1/2);j2=[-(k2-e).*cos(a2)+(s0+s2).*si n( a2)].*[(k2-e).*(k2-e)+(s0+s2).*(s0+s2)].A(-1/2); x20=x2-10*j2;y20=y2-10*i2;>> a3=pi:pi/36:4*pi/3;>> s3=50*[1-3*(a3-pi)/pi+sin(6*(a3-pi))/(2*pi)];>> x3=(s0+s3).*sin(a3)+e*cos(a3);>> y3=(s0+s3).*cos(a3)-e*sin(a3);>> k3=50*[-3/pi+3/pi*cos(6*(a3-pi))];>> i3=[(k3-e).*si n( a3)+(s0+s3).*cos(a3)].*[(k3-e).*(k3-e)+(s0+s3).*(s0+s3)].A(-1/2);>> j3=[-(k3-e).*cos(a3)+(s0+s3).*si n( a3)].*[(k3-e).*(k3-e)+(s0+s3).*(s0+s3)].A(-1/2); >> x30=x3-10*j3;>> y30=y3-10*i3;>> a4=4*pi/3:pi/36:2*pi;>> s4=0;>> x4=(s0+s4).*sin(a4)+e*cos(a4);>> y4=(s0+s4).*cos(a4)-e*sin(a4);>> k4=0;>> i4=[(k4-e).*si n( a4)+(s0+s4).*cos(a4)].*[(k4-e).*(k4-e)+(s0+s4).*(s0+s4)].A(-1/2);>> j4=[-(k4-e).*cos(a4)+(s0+s4).*si n( a4)].*[(k4-e).*(k4-e)+(s0+s4).*(s0+s4)].A(-1/2); >> x40=x4-10*j4;>> y40=y4-10*i4;>> plot(x10,y10,'-g*',x20,y20,'-r*',x30,y30,'-b*',x40,y40,'-k*')>> plot(x10,y10,'-g*',x20,y20,'-r*',x30,y30,'-b*',x40,y40,'-k*',x1,y1,'-g*',x2,y2,'-r*',x3,y3,'-b*',x4,y4,'-k*')>>凸轮压力角：>> x=0:0.01: pi/3;>> t=5.76*si n(6*x)+6*x.*si n(6*x)+(2-2* pi/15)*cos(6*x)-2+2* pi/15;>> xColu mns 1 through 60 0.0100 0.0200 0.0300 0.0400 0.0500Colu mns 7 through 120.0600 0.0700 0.0800 0.0900 0.1000 0.1100Colu mns 13 through 180.1200 0.1300 0.1400 0.1500 0.1600 0.1700 Columns 19 through 240.1800 0.1900 0.2000 0.2100 0.2200 0.2300 Columns 25 through 300.2400 0.2500 0.2600 0.2700 0.2800 0.2900 Columns 31 through 360.3000 0.3100 0.3200 0.3300 0.3400 0.3500 Columns 37 through 420.3600 0.3700 0.3800 0.3900 0.4000 0.4100 Columns 43 through 480.4200 0.4300 0.4400 0.4500 0.4600 0.4700 Columns 49 through 540.4800 0.4900 0.5000 0.5100 0.5200 0.5300 Columns 55 through 600.5400 0.5500 0.5600 0.5700 0.5800 0.5900 Columns 61 through 660.6000 0.6100 0.6200 0.6300 0.6400 0.6500 Columns 67 through 720.6600 0.6700 0.6800 0.6900 0.7000 0.7100 Columns 73 through 780.7200 0.7300 0.7400 0.7500 0.7600 0.7700 Columns 79 through 840.7800 0.7900 0.8000 0.8100 0.8200 0.8300Columns 85 through 900.8400 0.8500 0.8600 0.8700 0.8800 0.8900Columns 91 through 960.9000 0.9100 0.9200 0.9300 0.9400 0.9500Columns 97 through 1020.9600 0.9700 0.9800 0.9900 1.0000 1.0100Columns 103 through 1051.0200 1.0300 1.0400>> tColumns 1 through 60.0000 0.3461 0.6925 1.0379 1.3809 1.7202Columns 7 through 122.0546 2.3825 2.70283.0141 3.3150 3.6042Columns 13 through 183.88044.1424 4.3889 4.6187 4.83075.0237Columns 19 through 245.1967 5.3487 5.4788 5.5861 5.6698 5.72925.7636 5.7725 5.7555 5.7122 5.6422 5.5455Columns 25 through 30Columns 31 through 365.4219 5.2715 5.0944 4.8908 4.6610 4.4055 Columns 37 through 424.1248 3.8196 3.4906 3.1387 2.7647 2.3699 Columns 43 through 481.9552 1.5219 1.0714 0.6051 0.1243 -0.3692 Columns 49 through 54-0.8740 -1.3882 -1.9102 -2.4381 -2.9701 -3.5044 Columns 55 through 60-4.0388 -4.5716 -5.1008 -5.6243 -6.1401 -6.6464 Columns 61 through 66-7.1410 -7.6221 -8.0877 -8.5359 -8.9648 -9.3727 Columns 67 through 72-9.7578 -10.1184 -10.4528 -10.7596 -11.0372 -11.2843 Columns 73 through 78-11.4996 -11.6820 -11.8304 -11.9439 -12.0215 -12.0627 Columns 79 through 84-12.0668 -12.0335 -11.9623 -11.8531 -11.7059 -11.5207 Columns 85 through 90-11.2979 -11.0378 -10.7410 -10.4081 -10.0399 -9.6374-9.2016 -8.7339 -8.2356 -7.7081 -7.1530 -6.5722 Columns 91 through 96Columns 97 through 102x =Columns 1 through 6Columns 7 through 11-5.9674 -5.3405 -4.6937 -4.0291 -3.3489 -2.6554Columns 103 through 105-1.9511 -1.2383 -0.5195 >> x=0.46:0.001:0.47;>> t=5.76*sin(6*x)+6*x.*sin(6*x)+(2-2*pi/15)*cos(6*x)-2+2*pi/15; >> xColumns 1 through 6Columns 7 through 11>> tColumns 1 through 6Columns 7 through 11>> x=0.462:0.0001:0.463;>> t=5.76*sin(6*x)+6*x.*sin(6*x)+(2-2*pi/15)*cos(6*x)-2+2*pi/15; >> x0.4620 0.4621 0.4622 0.4623 0.4624 0.46250.46000.4610 0.4620 0.4630 0.4640 0.46500.46600.4670 0.4680 0.4690 0.47000.12430.0755 0.0266 -0.0225 -0.0717 -0.1210-0.1704 -0.2199-0.2696 -0.3193 -0.36920.4626 0.4627 0.4628 0.4629 0.4630>> tColumns 1 through 60.0266 0.0217 0.0168 0.0119 0.0070 0.0021Columns 7 through 11-0.0028 -0.0077 -0.0126 -0.0176 -0.0225>> z=[0 0.4625];>> y=[150/pi*(1-cos(6*z))-20].*[45.8+50*(3*z/pi-sin(6*z)/(2*pi))];>> y=[150/pi*(1-cos(6*z))-20]./[45.8+50*(3*z/pi-sin(6*z)/(2*pi))];>> y-0.4367 1.1121>> a=atan(y)-0.4117 0.8384>> a*180/pians =-23.5900 48.0382>>以上是计算推程压力角的临界值。

【关键字】设计目录（一）机械原理课程设计的目的和任务 (2)（二）设计题目及设计思路 (3)（三）凸轮基圆半径及滚子尺寸的确定 (5)（四）从动杆的运动规律及凸轮轮廓线方程 (7)（五）计算程序框图 (8)（六）计算机源程序 (11)（七）计算机程序结果及分析 (14)（八）凸轮机构示意简图 (20)（九）体会心得 (20)（十）参考资料 (21)（一）机械原理课程设计的目的和任务一、机械原理课程设计的目的：1、机械原理课程设计是一个重要实践性教学环节。

其目的在于：进一步巩固和加深所学知识；2、培养学生运用理论知识独立分析问题、解决问题的能力；3、使学生在机械的运动学和动力分析方面初步建立一个完整的概念；4、进一步提高学生计算和制图能力，及运用电子计算机的运算能力。

2、机械原理课程设计的任务：1、偏置直动滚子从动杆盘型凸轮机构2、采用图解法设计：凸轮中心到摆杆中心A的距离为160mm，凸轮以顺时针方向等速回转，摆杆的运动规律如表：3、设计要求：①升程过程中，限制最大压力角αmax≤30º,确定凸轮基园半径r0②合理选择滚子半径rr③选择适当比例尺，用几何作图法绘制从动件位移曲线，并画于图纸上；④用反转法绘制凸轮理论廓线和实际廓线，并标注全部尺寸（用A2图纸）⑤将机构简图、原始数据、尺寸综合方法写入说明书4、用解析法设计该凸轮轮廓，原始数据条件不变，要写出数学模型，编制程序并打印出结果备注：凸轮轮廓曲率半径与曲率中心理论轮廓方程，其中其曲率半径为：；曲率中心位于：三、课程设计采用方法：对于此次任务，要用图解法和解析法两种方法。

图解法形象，直观，应用图解法可进一步提高学生绘图能力，在某些方面，如凸轮设计中，图解法是解析法的出发点和基础；但图解法精度低，而解析法则可应用计算机进行运算，精度高，速度快。

在本次课程设计中，可将两种方法所得的结果加以对照。

四、编写说明书：1、设计题目（包括设计条件和要求）；2、机构运动简图及设计方案的确定，原始数据；3、机构运动学综合；4、列出必要的计算公式，写出图解法的向量方程，写出解析法的数学模型，计算流程和计算程序，打印结果；5、分析讨论。

凸轮大作业选题：凸轮5-C一：题目及原始数据：利用计算机辅助设计完成偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构的设计，已知数据如下所示，凸轮沿逆时针方向做匀速运动。

具体要求如下：1.推程运动规律为等加速等减速运动，回程运动规律为五次多项式运动；2.近休凸轮转角为0°-30°；推程凸轮转角30°-210°；远休凸轮转角210°-280°；回程凸轮转角280°-360。

°3.初选基圆半径为22mm；4.偏距为+14mm5.滚子半径为18mm6.推杆行程为35mm7.许用压力角为α1=35°，α2=65°。

8.最小曲率半径为0.35r r9.计算点数取120.二：推杆运动规律及凸轮轮廓线方程1.推程加速阶段：s1=70.*a1.*a1/pi/pi;x1=(s0+s1).*sin(a1)+e*cos(a1);y1=(s0+s1).*cos(a1)-e*sin(a1);k1=140*a1/pi^2;i1=[(k1-e).*sin(a1)+(s0+s1).*cos(a1)].*[(k1-e).*(k1-e)+(s0+ s1).*(s0+s1)].^(-1/2);j1=[-(k1-e).*cos(a1)+(s0+s1).*sin(a1)].*[(k1-e).*(k1-e)+(s0 +s1).*(s0+s1)].^(-1/2);x10=x1-18*j1;y10=y1-18*i1;2.推程减速阶段：s11=35-70.*(pi-a11).*(pi-a11)/pi/pi;x11=(s0+s11).*sin(a11)+e*cos(a11);y11=(s0+s11).*cos(a11)-e*sin(a11);k11=140.*(pi-a1)/pi^2;i11=[(k11-e).*sin(a11)+(s0+s11).*cos(a11)].*[(k11-e).*(k11-e)+(s0+s11).*(s0+s11)].^(-1/2);j11=[-(k11-e).*cos(a11)+(s0+s11).*sin(a11)].*[(k11-e).*(k11 -e)+(s0+s11).*(s0+s11)].^(-1/2);x101=x11-18*j11;y101=y11-18*i11;3.远休阶段：x2=(s0+s2).*sin(a2)+e*cos(a2);y2=(s0+s2).*cos(a2)-e*sin(a2);k2=0;i2=[(k2-e).*sin(a2)+(s0+s2).*cos(a2)].*[(k2-e).*(k2-e)+(s0+ s2).*(s0+s2)].^(-1/2);j2=[-(k2-e).*cos(a2)+(s0+s2).*sin(a2)].*[(k2-e).*(k2-e)+(s0 +s2).*(s0+s2)].^(-1/2);x20=x2-18*j2;y20=y2-18*i2;4.回程阶段：a30=33*pi/18-a3;s3=(350.*a30.*a30.*a30/(4*pi/9)^3-525.*a30.*a30.*a30.*a30/( 4*pi/9)^4+210.*a30.*a30.*a30.*a30.*a30/(4*pi/9)^5);x3=(s0+s3).*sin(a3)+e*cos(a3);y3=(s0+s3).*cos(a3)-e*sin(a3);k3=-1050.*a30.*a30/(4*pi/9)^3+2100.*a30.*a30.*a30/(4*pi/9)^ 4-1050.*a30.*a30.*a30.*a30/(4*pi/9)^5;i3=[(k3-e).*sin(a3)+(s0+s3).*cos(a3)].*[(k3-e).*(k3-e)+(s0+ s3).*(s0+s3)].^(-1/2);j3=[-(k3-e).*cos(a3)+(s0+s3).*sin(a3)].*[(k3-e).*(k3-e)+(s0 +s3).*(s0+s3)].^(-1/2);x30=x3-18*j3;y30=y3-18*i3;5.近休阶段：s4=0;x4=(s0+s4).*sin(a4)+e*cos(a4);y4=(s0+s4).*cos(a4)-e*sin(a4);k4=0;i4=[(k4-e).*sin(a4)+(s0+s4).*cos(a4)].*[(k4-e).*(k4-e)+(s0+ s4).*(s0+s4)].^(-1/2);j4=[-(k4-e).*cos(a4)+(s0+s4).*sin(a4)].*[(k4-e).*(k4-e)+(s0 +s4).*(s0+s4)].^(-1/2);x40=x4-18*j4;y40=y4-18*i4;三：matlab计算程序e=14;r0=22s0=sqrt(r0^2-e^2);c111=1;c3=1;for(i=1:0.1:200) %由压力角条件循环求合适基圆半径if (c111<35/180)&&(c3<65/180) %判断条件else a1=0:pi/60:pi/2; % 推程加速阶段 s1=70.*a1.*a1/pi/pi;x1=(s0+s1).*sin(a1)+e*cos(a1);y1=(s0+s1).*cos(a1)-e*sin(a1);k1=140*a1/pi^2; % 对s1求导i1=[(k1-e).*sin(a1)+(s0+s1).*cos(a1)].*[(k1-e).*(k1-e)+(s0+ s1).*(s0+s1)].^(-1/2);j1=[-(k1-e).*cos(a1)+(s0+s1).*sin(a1)].*[(k1-e).*(k1-e)+(s0 +s1).*(s0+s1)].^(-1/2);x10=x1-18*j1;y10=y1-18*i1;a11=pi/2:pi/60:pi; % 推程减速阶段s11=35-70.*(pi-a11).*(pi-a11)/pi/pi;x11=(s0+s11).*sin(a11)+e*cos(a11);y11=(s0+s11).*cos(a11)-e*sin(a11);k11=140.*(pi-a1)/pi^2;i11=[(k11-e).*sin(a11)+(s0+s11).*cos(a11)].*[(k11-e).*(k11-e)+(s0+s11).*(s0+s11)].^(-1/2);j11=[-(k11-e).*cos(a11)+(s0+s11).*sin(a11)].*[(k11-e).*(k11 -e)+(s0+s11).*(s0+s11)].^(-1/2);x101=x11-18*j11;y101=y11-18*i11;a2=pi:pi/60:25*pi/18; %凸轮远休阶段s2=35;%推杆行程x2=(s0+s2).*sin(a2)+e*cos(a2);y2=(s0+s2).*cos(a2)-e*sin(a2);k2=0;i2=[(k2-e).*sin(a2)+(s0+s2).*cos(a2)].*[(k2-e).*(k2-e)+(s0+ s2).*(s0+s2)].^(-1/2);j2=[-(k2-e).*cos(a2)+(s0+s2).*sin(a2)].*[(k2-e).*(k2-e)+(s0 +s2).*(s0+s2)].^(-1/2);x20=x2-18*j2;y20=y2-18*i2;a3=25*pi/18:pi/60:33*pi/18;%推杆回程阶段a30=33*pi/18-a3;s3=(350.*a30.*a30.*a30/(4*pi/9)^3-525.*a30.*a30.*a30.*a30/( 4*pi/9)^4+210.*a30.*a30.*a30.*a30.*a30/(4*pi/9)^5);x3=(s0+s3).*sin(a3)+e*cos(a3);y3=(s0+s3).*cos(a3)-e*sin(a3);k3=-1050.*a30.*a30/(4*pi/9)^3+2100.*a30.*a30.*a30/(4*pi/9)^ 4-1050.*a30.*a30.*a30.*a30/(4*pi/9)^5;i3=[(k3-e).*sin(a3)+(s0+s3).*cos(a3)].*[(k3-e).*(k3-e)+(s0+ s3).*(s0+s3)].^(-1/2);j3=[-(k3-e).*cos(a3)+(s0+s3).*sin(a3)].*[(k3-e).*(k3-e)+(s0 +s3).*(s0+s3)].^(-1/2);x30=x3-18*j3;y30=y3-18*i3;a4=33*pi/18:pi/60:2*pi;%推杆近休阶段s4=0;x4=(s0+s4).*sin(a4)+e*cos(a4);y4=(s0+s4).*cos(a4)-e*sin(a4);k4=0;i4=[(k4-e).*sin(a4)+(s0+s4).*cos(a4)].*[(k4-e).*(k4-e)+(s0+ s4).*(s0+s4)].^(-1/2);j4=[-(k4-e).*cos(a4)+(s0+s4).*sin(a4)].*[(k4-e).*(k4-e)+(s0 +s4).*(s0+s4)].^(-1/2);x40=x4-18*j4;y40=y4-18*i4;plot(x10,y10,'-g*',x101,y101,'-g+',x20,y20,'-r*',x30,y30,'-b*',x40,y40,'-k*',x1,y1,'-g*',x11,y11,'-g+',x2,y2,'-r*',x3,y3,'-b*',x4,y4,'-k*')%凸轮轮廓曲线绘制title(‘凸轮轮廓曲线绘制');xlabel('Variable X'); %X轴ylabel('Variable Y'); %Y轴text(-250,-200,'工作廓线') %文字标注text(100,-100,'理论廓线');grid on %加网格axis equal%坐标相等a1=0:pi/60:pi/2;%压力角计算force1=abs(atan((k1).*(s0+s1).^-1)); c1=max(force1);a11=pi/2:pi/60:pi;force11=abs(atan((k11).*(s0+s11).^-1));c11=max(force11);c111=max(c1,c11);a2=pi:pi/60:25*pi/18;force2=abs(atan((k2).*(s0+s2).^-1));c2=max(force2);a3=25*pi/18:pi/60:33*pi/18;force3=abs(atan((k3).*(s0+s3).^-1));c3=max(force3);a4=33*pi/18:pi/60:2*pi;force4=abs(atan((k4).*(s0+s4).^-1));c4=max(force4);r0=r0+1; %每循环一次基圆半径+1s0=sqrt(r0^2-e^2);endend%求最大压力角位置c111c3[m1,n1]=sort(force1);bend1=n1(end-1+1:end)jiaodu1=(bend1(end)-1)*3[m11,n11]=sort(force11);bend11=n11(end-1+1:end)jiaodu11=(bend11(end)-1)*3+90 [m3,n3]=sort(force3);bend3=n3(end-1+1:end)jiaodu=(bend3(end)-1)*3+250vv=i1./j1;vv1=diff(vv);vv2=diff(vv,2);vv22=[0,vv2];p=(1+vv1.^2).^(3/2)./vv22;g=min(p)vv1=i11./j11;vv11=diff(vv1);vv21=diff(vv1,2);vv221=[0,vv21];p1=(1+vv11.^2).^(3/2)./vv221;g1=min(p1)vv2=i2./j2;vv222=diff(vv2);vv223=diff(vv2,2);vv2211=[0,vv223];p2=(1+vv222.^2).^(3/2)./vv2211;g2=min(p2)vv=i3./j3;vv1=diff(vv);vv2=diff(vv,2);vv22=[0,vv2];p=(1+vv1.^2).^(3/2)./vv22;g3=min(p)vv=i4./j4;vv1=diff(vv);vv2=diff(vv,2);vv22=[0,vv2];p=(1+vv1.^2).^(3/2)./vv22;g4=min(p))ro=sqrt(s0^2+e^2) %求合适基圆半径x1y1x11y11x2y2x3y3x4y4x10y10x101y101x20y20x30y30x40y40force1force11force2force3force4c111c3jiaodu11jiaodu3四：计算结果及分析：（1）工作廓线坐标：1;推程加速阶段X坐标14 24.9479312972938 35.8335795427018 46.6331664128873 57.323071617132667.8798591305935 78.2803034241300 88.5014157831108 98.5204708048515108.315033160764 117.862984704875 127.142552005136 136.132334367976144.811332419744 153.158977301315 161.155160523920 168.780264525614176.015193958402 182.841407726263 189.240951783976 195.196492695966200.691351943287 205.709540955551 210.235796832989 214.255618712129 217.755304716715 220.721989423648 223.143681761924 225.009303250807226.308726472013 227.0328136593412推程加速阶段Y坐标209.532813659341 208.532370629552 206.998924199561 204.935879972465202.347567871334 199.239236813805 195.617049448531 191.488076931747186.860293712014 181.742572281261 176.144677840557 170.0772******** 163.551861181761 156.580882432274 149.177605251176 141.356170650697133.131574562033 124.519659744732 115.537106908501 106.20142493273596.5309400655771 86.5447839816669 76.2628805759777 65.705931370278654.8953994088027 43.8534915206956 32.6031388287473 21.16797538678679.57231483194954 -2.15887505719948 -14.00000000000003推程减速阶段X坐标227.032813659341 227.134619685286 226.568905051752 225.331644205755 223.421214513810 220.838411540547 217.586454974950 213.670985176905209.100050353069 203.884084407342 198.0358******** 191.570525763878184.505401336072 176.860074548737 168.656256843411 159.917723656843150.670231233150 140.941425726738 130.760744942876 120.159313091203109.169828954466 97.8264479001947 86.1646581868564 74.221152038085562.0336919788640 49.6409729459048 37.0824807009210 24.398347089867511.6292027035831 -1.18397249451846 -14.00000000000004推程减速阶段Y坐标-14.0000000000000 -25.9228338599749 -37.8904674143353 -49.8635381159681 -61.8024134893063 -73.6673405558026 -85.4185959941913 -97.0166364509177 -108.422248415730 -119.596697079292 -130.501873593764 -141.100440163605 -151.355972402351 -161.233098401750 -170.697633972432 -179.716713530067 -188.258916117849 -196.294386074865 -203.794947880574 -210.734214728044 -217.0876******** -222.832864069368 -227.949297596606 -232.418705078147 -236.225024238547 -239.354479443456 -241.795636066125 -243.539445995213 -244.579284102998 -244.910975527746 -244.5328136593415远休阶段X坐标-14.0000000000000 -26.7786721222032 -39.4839457654822 -52.0809966579133 -64.5352971586108 -76.8127108955902 -88.8795863311907 -100.702848998602 -112.250092156677 -123.489665614559 -134.390762482652 -144.923503612169 -155.059019491793 -164.769529377011 -174.028********* -182.810305697758 -191.0911******** -198.848174053764 -206.060195464824 -212.707420203182 -218.771628687875 -224.236199344965 -229.086154166116 -233.308199762282 6远休阶段Y坐标-244.532813659341 -243.464986549453 -241.729838834477 -239.332126433691 -236.278421310122 -232.577093457254 -228.238287957455 -223.273897175014 -217.697528159994 -211.524465352257 -204.771628687875 -197.457527222762 -189.602208400634 -181.227203104369 -172.355466641343 -163.011315824535 -153.220362321829 -143.009442456216 -132.406543649295 -121.440727709697 -110.142051176688 -98.5414829372844 -86.6708193426842 -74.5625970566802 7减速阶段X坐标-234.573962542258 -237.924423961410 -240.528414701632 -242.301034179885 -243.179109387654 -243.122053300159 -242.111828793401 -240.152099129043 -237.266657296952 -233.497236106624 -228.900808808014 -223.546496133102 -217.512199933386 -210.881086014932 -203.738039329490 -196.166213373622 -188.243792502170 -180.0410******** -171.618025436311 -163.022********* -154.287835944964 -145.434490148429 -136.467891333878 -127.380539946257 -118.153582814159 -108.759487623767 -99.16559150875688减速阶段Y坐标-70.4794512845940 -58.1011116825609 -45.5418784536957 -32.8365161989020 -20.0390090002643 -7.21694579130250 5.55380225566372 18.194003075560030.6254874984057 42.7749931638176 54.5773610652433 65.978032703814576.9348117792082 87.4188705720677 97.4149974868349 106.921098432862115.946980634777 124.512462892978 132.644871079527 140.375991577690147.738568287212 154.762440563530 161.470429890068 167.874092062809173.969459073374 179.732900602872 185.1172389914419近休X坐标-92.6420511766881 -82.6518154464002 -72.4350368350310 -62.0197188225945 -51.4344090718031 -40.7081211809080 -29.8702551594429 -18.9505168448415 -7.97883648080264 3.01471331942776 13.999999999999910近休Y坐标1 188.460739555420 193.050970998372 197.112063148625 200.632884834880203.603785729623 206.016622800007 207.864782627336 209.143199533988209.848369468082 209.978359607845 209.532813659341（2）理论廓线坐标;推程加速阶段X坐标12.8000000000000 22.8728273179084 32.8885297342726 42.825360681316652.6617133932777 62.3761432336542 71.9473900632018 81.354400741436490.5763518517692 99.5926727370081 108.383068927807 116.927546041764125.206434225271 133.200413203958 140.890538000620 148.258265371979155.285481007489 161.954527524708 168.248233286539 174.149942056033179.643543494319 184.713504496809 189.344901352090 193.523452696839197.235553228942 200.468308129584 203.209568133643 205.447965176251 207.172948531918 208.374821351328 209.044777489697推程加速阶段Y坐标191.572858202826 190.652383395923 189.241484022951 187.343250393275 184.961604006512 182.101293199539 178.767888983898 174.967781050798170.708173911217 165.997083129187 160.843331597179 155.256545793692149.247151954669 142.826372082411 136.006219708068 128.799495316842121.219781338553 113.281436600464 104.999590134052 96.390134222989187.4697165758390 78.2557315040260 68.7663099834431 59.020308476717649.0372963926355 38.8375420595755 28.4419970910307 17.87227902341457.15065210936054 -3.69999384635310 -14.6561667163081推程减速阶段X坐标209.193734991700 209.188778273809 208.573036193737 207.342473187261 205.495287697520 203.0319******** 199.955103403567 196.269775760348191.983156349172 187.104683111356 181.645993349332 175.620886984768169.0452******** 161.937156885096 154.316496362355 146.205213858842137.627077770212 128.607625755855 119.174072750844 109.35521228870799.1813115200797 88.6840003369476 77.8961550352902 66.851776970326355.5858666782191 44.1342939559169 32.5336644067296 20.82118297320159.03451499079487 -2.78835469420737 -14.6092639913715推程减速阶段Y坐标-16.4015145824514 -27.3181030218633 -38.2760890490105 -49.2392576762938 -60.1711110106104 -71.0350090000076 -81.7943109934888 -92.4125175513741 -102.853********* -113.0812******** -123.060653160544 -132.757237971647 -142.137258475553 -151.167983975963 -159.817777845352 -168.0562******** 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126.795209558515133.801107529679 140.502367786106 146.906758880859 153.010*********158.793589895652 164.219890434419 169.232439040273近休阶段X坐标-84.7013039329720 -75.5673741224230 -66.2263193920283 -56.7037429235150 -47.0257454370771 -37.2188536511159 -27.3099475743478 -17.3261868295693 -7.29493621101956 2.75630932061967 12.8000000000000近休阶段Y坐标172.306961879241 176.503744912797 180.216743450172 183.435780420462 186.152032667084 188.358055131435 190.0478******** 191.216639573932191.861366370818 191.980214498602 191.572858202826凸轮压力角0 0.00354431855997765 0.00708657544025155 0.0106247131274339 0.01415668242241860.0176804465517903 0.0211939852247537 0.0246952986180828 0.02818241127214470.0316533758817331 0.0351062769662460 0.0385392344046481 0.04195040682166590.0453379948127508 0.0487002439965149 0.0520354478845675 0.05534195055995420.0586181491567104 0.0618624961343669 0.0650735013425822 0.06824973387240840.0713898236920071 0.0744924630659183 0.0775564077582259 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0.165667032050483 0.145943761057100 0.1233999352907570.0990517714422343 0.0741698891884142 0.0502587840423935 0.02902100443043590.0123165659206908 0.00213229641216247推程最大压力角：0.193821958696751*180出现位置：90回程最大压力角：0.204580805091460*180出现位置292最小曲率半径：g2=4.2145<0.35*18故满足要求最后确定基圆半径：ro = 211五：凸轮机构图六：体会和建议在本次设计中，对凸轮结构的各项参数对最终凸轮形状的影响有了更深刻的认识。

机械原理课程设计凸轮一、课程目标知识目标：1. 掌握凸轮的基本概念、分类及其在机械原理中的应用；2. 理解并掌握凸轮的轮廓曲线设计方法，能够分析其运动特性；3. 了解凸轮机构的工作原理，掌握其运动及动力分析的基本方法。

技能目标：1. 能够运用所学知识，设计简单的凸轮轮廓曲线，并分析其运动性能；2. 能够运用凸轮机构进行简单机械系统的运动及动力分析；3. 能够运用绘图软件（如CAD）进行凸轮轮廓的绘制，提高实际操作能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械原理课程的学习兴趣，激发创新意识；2. 培养学生具备团队协作精神，提高沟通与交流能力；3. 培养学生关注我国机械行业发展，增强社会责任感和使命感。

课程性质：本课程为机械原理课程的实践环节，旨在让学生通过设计凸轮，将理论知识与实际应用相结合，提高解决实际问题的能力。

学生特点：高年级本科生，具备一定的机械原理知识基础，具有较强的自学能力和动手能力。

教学要求：注重理论与实践相结合，强调学生的主体地位，鼓励学生积极参与讨论、实践，提高综合运用知识的能力。

在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。

二、教学内容1. 凸轮基本概念与分类- 凸轮的定义、作用及其在机械系统中的应用；- 凸轮的分类及特点。

2. 凸轮轮廓曲线设计- 简单凸轮轮廓曲线的设计方法；- 复杂凸轮轮廓曲线的设计原理及技巧。

3. 凸轮运动及动力分析- 凸轮机构的工作原理；- 凸轮机构的运动及动力分析方法。

4. 凸轮轮廓曲线绘制- 运用CAD软件绘制凸轮轮廓曲线；- 结合实际案例，进行凸轮轮廓曲线的绘制实践。

教学内容安排与进度：第一周：凸轮基本概念与分类，简单凸轮轮廓曲线设计；第二周：复杂凸轮轮廓曲线设计，凸轮机构工作原理；第三周：凸轮运动及动力分析，实际案例解析；第四周：CAD软件操作，凸轮轮廓曲线绘制实践。

教材章节：《机械原理》第五章：凸轮机构；《机械原理学习指导与习题解析》第五章：凸轮机构。

偏置直动尖端推杆盘型凸轮机构一、凸轮参数二、推杆运动规律进程段 余弦加速度运动进程段 S= H-H*(1-cos(pi*i/J1))/2 （00～900） 回程段 余弦加速度运动回程段 S= H*(1-cos(pi*i/J3))/2 (1800~2700) 凸轮廓线方程：)sin(*)()cos(*22J S E R J E X +-+= )sin(*)cos(*)(22J E J S E R Y -+-= 三、程序设计%凸轮机构参数E=10; %偏距H=50; %升程b=0:pi/10:2*pi;R=40; %基圆半径x2=R*cos(b); %基圆轮廓y2=R*sin(b);x1=10*sin(b);%偏心圆轮廓y1=10*cos(b);J1=90; %推程J3=90; %回程s0=sqrt(R^2-E^2);s1=(H/2)*(1-cos(pi*i/J1)); %推程，余弦加速度运动 s2=H*eig(eye(360))'; %停歇，s=Hs3=H-(H/2)*(1-cos(pi*i/J3));%回程，余弦加速度运动 s4(1,360)=0; %停歇，s=0 x(1,360)=0;y(1,360)=0;%凸轮机构循环代码for i=1:360if i>=270s(i)=0;elseif i>=180s(i)=H-H*(1-cos(pi*i/J1))/2;elseif i>=90s(i)=H;elses(i)=H*(1-cos(pi*i/J3))/2;endx(i)=E*cos(pi*i/180)+(s0+s(i))*sin(pi*i/180);y(i)=(s0+s(i))*cos(pi*i/180)-E*sin(pi*i/180); end%凸轮轮廓曲线figure(1)plot(x,y,'-r',x1,y1,'-b',x2,y2,'-g','linewidth',2); title('凸轮轮廓曲线');xlabel('x'),ylabel('y');axis([-80,120,-100,60]);grid on;%位移曲线figure(2)plot(s,'-r','linewidth',2);title('位移曲线');xlabel('转角'),ylabel('位移')axis([0,400,-10,60]);grid on;四、运行结果。

机械原理课程设计凸轮机构一、课程设计目标本课程设计旨在通过对凸轮机构的学习，使学生了解凸轮机构的基本工作原理、结构特点和应用领域，掌握凸轮机构的设计和分析方法，培养学生的机械原理分析和设计能力。

二、课程设计内容1. 凸轮机构的基本概念和分类（1）凸轮机构的定义和基本概念（2）凸轮机构的分类和特点2. 凸轮机构的工作原理和运动分析（1）凸轮机构的工作原理和运动规律（2）凸轮机构的运动分析方法3. 凸轮机构的设计和优化（1）凸轮机构的设计原则和方法（2）凸轮机构的优化设计方法4. 凸轮机构的应用和发展（1）凸轮机构在机械传动系统中的应用（2）凸轮机构的发展趋势和前景三、教学方法本课程采用多种教学方法，包括课堂讲授、案例分析、实验演示、课外阅读和小组讨论等。

通过多种教学手段，引导学生深入理解和掌握凸轮机构的基本原理和设计方法，提高学生的分析和设计能力。

四、教学评价本课程的教学评价主要包括平时作业、课堂表现、实验报告和期末考试等。

通过对学生的综合评价，评估学生的学习成果和能力提高情况，为学生提供有效的反馈和指导。

五、参考教材1.《机械设计基础》（第四版），郑育新、刘道玉编著，清华大学出版社，2017年。

2.《机械原理》（第五版），唐光明编著，高等教育出版社，2018年。

3.《机械设计手册》（第三版），机械工业出版社，2015年。

六、教学进度安排本课程的教学进度安排如下：第一周：凸轮机构的基本概念和分类第二周：凸轮机构的工作原理和运动分析第三周：凸轮机构的设计和优化第四周：凸轮机构的应用和发展第五周：实验演示和案例分析第六周：课外阅读和小组讨论第七周：期末考试和总结回顾。

matlab凸轮运动仿真课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解凸轮运动的基本原理，掌握运用MATLAB进行凸轮运动仿真的方法。

2. 学生能够运用MATLAB软件构建凸轮运动模型，分析凸轮运动的特点及其在不同参数下的变化。

3. 学生能够掌握MATLAB中与凸轮运动相关的基本命令和函数，并运用这些工具进行数据分析和处理。

技能目标：1. 学生能够运用MATLAB软件设计简单的凸轮运动仿真程序，具备实际操作能力。

2. 学生能够通过MATLAB仿真实验，分析凸轮运动中的关键参数，并对其进行优化。

3. 学生能够独立解决在凸轮运动仿真过程中遇到的技术问题，具备一定的故障排查和问题解决能力。

情感态度价值观目标：1. 学生通过学习MATLAB凸轮运动仿真，培养对机械运动的兴趣和热情，增强对工程技术的认识。

2. 学生能够意识到理论知识与实际应用之间的联系，增强学以致用的意识。

3. 学生在团队协作中培养沟通与协作能力，学会尊重他人意见，共同解决问题。

本课程针对高年级学生，在掌握一定MATLAB基础知识和凸轮运动原理的基础上，以提高学生的实际操作能力和创新能力为目标。

课程注重理论与实践相结合，强调学生的主体地位，通过项目式教学，培养学生独立思考和解决问题的能力。

通过本课程的学习，使学生能够更好地将所学知识应用于实际工程问题中，提高综合运用知识的能力。

二、教学内容1. 凸轮运动原理回顾：简要复习凸轮机构的基本构成、运动特点及运动规律，重点回顾教材中关于凸轮运动分析的章节内容。

2. MATLAB软件基础：复习MATLAB的基本操作、编程语法和数据类型，为后续凸轮运动仿真打下基础。

3. 凸轮运动仿真方法：介绍MATLAB在凸轮运动仿真中的应用，包括建模、求解和结果分析等步骤，结合教材相关章节进行讲解。

4. MATLAB凸轮运动建模：详细讲解如何使用MATLAB软件构建凸轮运动模型，包括参数设置、函数调用和模型验证等。

中国地质大学〔武汉〕1. 凸轮要求设计一对心直动滚子推杆盘形凸轮机构,滚子半径r r =10mm,凸轮以等角速度逆时针回转.凸轮转角δ=0~120 时,推杆等速上升20mm ；δ=120~180 时,推杆远休止；δ=180~270时,推杆等加速等减速下降20mm ；δ=270~360时,推杆近休止.要求推程的最大压力角α<=30,试选取合适的基圆半径,并绘制凸轮的廓线.问此凸轮是否有缺陷,应如何补救.2．列出凸轮运动方程 {S =30π∗δV =30πa =00<δ<2/3π{S =20V =0a =02/3π<δ<π {S =−140+320π∗δ−160π∗δ^2V =320π−320π2∗δa =−320/π^2π<δ<54π{S =360−480π∗δ+160π2∗δ^2V =−480π−320π2∗δa =−320/π^25/4π<δ<32π {S =0V =0a =02/3π<δ<2π3.由方程写MATLAB 源程序%1.已知参数 clear;r0=50; %基圆半径 rr=10; %滚子半径 h=20; %行程delta01=120;%推程运动角 delta02=60; % 远休角 delta03=90;%回程运动角 hd=pi/180; du=180/pi;n1=delta01+delta02; n2=delta01+delta02+delta03;%2凸轮曲线设计n=360;for i=1:360%计算推杆运动规律if i<=delta01s<i>=30/pi*<i*hd>;ds<i>=30/pi;ds=ds<i>;elseif i>delta01 && i<=n1;s<i>=h;ds<i>=0;ds=ds<i>;elseif i>n1 && i<=<n1+delta03/2>s<i>=-140+320/pi*<i*hd>-160/pi^2*<i*hd>^2;ds<i>=320/pi-320/pi^2*<i*hd>;ds=ds<i>;elseif i><n1+delta03/2> && i<=n2s<i>=360-480/pi*<i*hd>+160/pi^2*<i*hd>^2;ds<i>=-480/pi+320/pi^2*<i*hd>;ds=ds<i>;elseif i>n2 && i<=ns<i>=0;ds=0;end%计算凸轮轨迹曲线xx<i>=<r0+s<i>>*sin<i*hd>;%计算理论轮廓曲线yy<i>=<r0+s<i>>*cos<i*hd>;dx<i>=ds*sin<i*hd>+<r0+s<i>>*cos<i*hd>;%计算导数dy<i>=ds*cos<i*hd>-<r0+s<i>>*sin<i*hd>;xp<i>=xx<i>+rr*dy<i>/sqrt<dx<i>^2+dy<i>^2>;yp<i>=yy<i>-rr*dx<i>/sqrt<dx<i>^2+dy<i>^2>;end%3.输出凸轮轮廓曲线figure<1>;hold on;grid on;axis equal;axis<[-<r0+h-30> <r0+h+10> -<r0+h+10> <r0+rr+10>]>; text<r0+h+3,4,'X'>;text<3,r0+rr+3,'Y'>;text<-6,4,'O'>;title<'对心直动滚子推杆盘形凸轮设计'>;xlabel<'x/mm'>;ylabel<'y/mm'>;plot<[-<r0+h-40> <r0+h>],[0 0],'k'>;plot<[0 0],[-<r0+h> <r0+rr>],'k'>;plot<xx,yy,'r--'>;%»绘凸轮实际轮廓曲线ct=linspace<0,2*pi>;plot<r0*cos<ct>,r0*sin<ct>,'g'>;%绘凸轮基圆plot<rr*cos<ct>,r0+rr*sin<ct>,'k'>;%绘滚子圆plot<0,r0,'o'>;%滚子圆中心plot<[0 0],[r0 r0+30],'k'>;plot<xp,yp,'b'>; %绘凸轮实际轮廓曲线%4. 凸轮机构运动仿真%计算凸轮滚子转角xp0=0;yp0=r0-rr;dss=sqrt<diff<xp>.^2+diff<yp>.^2>;%对轮廓曲线进行差分计算ss<1>=sqrt<<xp<1>-xp0>^2+<xp<1>-yp0>^2>;%轮廓曲线第一点长度for i=1:359ss<i+1>=ss<i>+dss<i>;%计算实际廓曲线长度endphi=ss/rr;%计算滚子转角%运动仿真开始figure<2>;m=moviein<20>;j=0;for i=1:360j=j+1;delta<i>=i*hd;%凸轮转角xy=[xp',yp'];%凸轮实际轮廓曲线坐标A1=[cos<delta<i>>,sin<delta<i>>;%凸轮坐标旋转矩阵-sin<delta<i>>,cos<delta<i>>];xy=xy*A1;%旋转后实际凸轮曲线坐标clf;%绘凸轮plot<xy<:,1>,xy<:,2>>;hold on;axis equal;axis<[-<120> <470> -<100> <140>]>;plot<[-<r0+h-40> <r0+h>],[0],'k'>;%绘凸轮水平轴plot<[0 0],[-<r0+h> <r0+rr>],'k'>;%绘凸轮垂直轴plot<r0*cos<ct>,r0*sin<ct>,'g'>;%绘基圆plot<rr*cos<ct>,r0+s<i>+rr*sin<ct>,'k'>;绘滚子圆plot<[0 rr*cos<-phi<i>>],[r0+s<i> r0+s<i>+rr*sin<-phi<i>>],'k'>; % 绘滚子圆标线plot<[0 0],[r0+s<i> r0+s<i>+40],'k'>;%绘推杆%绘推杆曲线plot<[1:360]+r0+h,s+r0>;plot<[<r0+h> <r0+h+360>],[r0 r0],'k'>;plot<[<r0+h> <r0+h>],[r0 r0+h],'k'>;plot<i+r0+h,s<i>+r0,'*'>;title<'对心直动滚子推杆盘形凸轮设计'>;xlabel<'x/mm'>;ylable<'y/mm'>;m<j>=getframe;endmovie<m>;4.运动仿真结果在MATLAB中可以看出轮廓曲线有一处缺口.应用圆弧连接起来. 5.计算结果由于数据太多,只等间隔取了三十六组数据Xx8.9718 18.2411 27.5000 36.4246 44.6859 51.9615 57.9477 62.3712 65.0000 65.6539 64.2123 60.6218 53.6231 44.9951 35.0000 23.9414 12.1554 0.0000 -12.0696 -23.2658 -32.7778 -39.9163 -44.3549 -47.1503 -48.8408 -49.7267 -50.0000 -49.2404 -46.9846 -43.3013 -38.3022 -32.1394 -25.0000 -17.1010 -8.6824 -0.0000Yy50.8817 50.1169 47.6314 43.4092 37.4959 30.0000 21.0912 10.9977 0.0000 -11.5765 -23.3714 -35.0000 -44.9951 -53.6231 -60.6218 -65.7785 -68.9365-70.0000 -68.4502 -63.9223 -56.7728 -47.5704 -37.2182 -27.2222 -17.7766 -8.7682 -0.0000 8.6824 17.1010 25.0000 32.1394 38.3022 43.3013 46.984649.2404 50.0000Dx52.5400 53.3830 52.4060 49.5474 44.8111 38.2699 30.0646 20.4019 9.5493 -2.1723 -14.3980 -26.7301 -44.9951 -53.6231 -60.6218 -65.7785 -68.9365-70.0000 -67.4676 -60.0514 -48.2845 -33.0207 -19.8785 -12.5201 -7.1415 -3.1953 0.0000 8.6824 17.1010 25.0000 32.1394 38.3022 43.3013 46.984649.2404 50.0000Dy0.4324 -9.2677 -19.2301 -29.1094 -38.5478 -47.1869 -54.6817 -60.7129 -65.0000 -67.3121 -67.4784 -65.3964 -53.6231 -44.9951 -35.0000 -23.9414 -12.1554-0.0000 17.6425 33.9010 47.4799 57.2560 58.9047 55.6385 52.7117 50.7094 50.0000 49.2404 46.9846 43.3013 38.3022 32.1394 25.0000 17.10108.6824 0.0000。

matlab 凸轮课程设计一、教学目标本课程旨在通过MATLAB软件仿真，使学生掌握凸轮机构的基本原理和设计方法，提高学生运用数学模型解决工程实际问题的能力。

具体目标如下：1.知识目标：使学生了解凸轮机构的基本概念、类型和运动特性，掌握常用凸轮机构的运动规律和设计方法，理解MATLAB在凸轮设计中的应用。

2.技能目标：培养学生运用MATLAB进行凸轮机构仿真分析的能力，能够独立完成凸轮机构的运动规律分析、参数优化和设计。

3.情感态度价值观目标：培养学生对机械设计的兴趣，增强工程实践能力和创新意识，树立团队协作和终身学习的观念。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.凸轮机构的基本概念、类型和运动特性。

2.常用凸轮机构的运动规律和设计方法。

3.MATLAB在凸轮设计中的应用，包括凸轮机构的运动规律分析、参数优化和设计。

教学大纲安排如下：第1-2课时：凸轮机构的基本概念、类型和运动特性。

第3-4课时：常用凸轮机构的运动规律和设计方法。

第5-6课时：MATLAB在凸轮设计中的应用。

三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式，包括：1.讲授法：用于讲解凸轮机构的基本概念、类型和运动特性，以及常用凸轮机构的运动规律和设计方法。

2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生更好地理解凸轮机构的设计和应用。

3.实验法：引导学生利用MATLAB软件进行凸轮机构的仿真实验，提高学生的实践操作能力。

四、教学资源为了支持本课程的教学，将准备以下教学资源：1.教材：《MATLAB凸轮设计教程》。

2.参考书：相关领域内的学术论文、专著等。

3.多媒体资料：课件、教学视频等。

4.实验设备：计算机、MATLAB软件等。

通过以上教学资源的支持，为学生提供丰富多样的学习体验，提高教学质量。

五、教学评估本课程的教学评估将采用多元化的评价方式，以全面、客观、公正地评估学生的学习成果。

评估方式包括：1.平时表现：通过课堂参与、提问、小组讨论等环节，评估学生的学习态度和课堂表现。

#include "stdio.h" /*--------------凸轮程序----------------*/#include<graphics.h>#include "math.h"#define kh 1 /*行程缩减倍数1.0-4.0*/ #define H 10 /*最大行程*/#define h1 60.9902/kh#define h2 20/kh#define W 4.5 /*角速度(度/秒)*/#define K 4 /*循环步距角*/#define AA 65.9412#define AB 42.4265#define A1 60#define A2 150#define A3 210#define A4 360#define X0 400 /*凸轮转轴坐标*/#define Y0 280#define pi 3.14159#define t pi/180 /*度-->弧度*/main() /*主程序*/ { float e,ro,rr,p,so,dx,dy,st,ct; /*变量说明*/float s[500],ds[500],dv[500],da[500],x[500],y[500],xp[500],yp[500];int a=DETECT,b,i=0,w=0;/*---------------------------------------------*/initgraph(&a,&b,"");e=0; /*偏心距*/ro=100; /*基圆半径*/rr=20; /*滚子半径*/so=sqrt(ro*ro-e*e);/*---------------------------------------------*/for(p=0;p<=A4;p+=K){if(p<=A1) /*推程正弦加速段*/{s[i]=H*(p/A1-sin(2*pi*p)/2/pi);ds[i]=H*W*(1-cos(2*pi*p/A1))/A1;dv[i]=2*pi*H*W*W*sin(2*pi*p/A1)/A1/A1;}if(p>A1&&p<=A2) /*远休止段*/{s[i]=H;ds[i]=0;dv[i]=0;}if(p>A2&&p<=A3) /*回程正弦减速段*/{s[i]=H*(1-(p-A2)/(A3-A2)+sin(2*pi*(p-A2)/(A3-A2))/2/pi) ;ds[i]=H*W*(cos(2*pi*(p-A2)/(A3-A2))-1)/(A3-A2);dv[i]=-2*pi*H*W*W*sin(2*pi*(p-A2)/(A3-A2))/(A3-A2)/(A3-A2);}if(p>A3) /*近休止段*/{s[i]=0;ds[i]=0;dv[i]=0;}da[i]=(atan((ds[i]/(W*t)-e)/(so+s[i])))/(t);x[i]=X0+(so+s[i])*sin(p*t)+e*cos(p*t); /*理论廓线坐标*/y[i]=Y0+(so+s[i])*cos(p*t)-e*sin(p*t);dx=(ds[i]-e)*sin(p*t)+(so+s[i])*cos(p*t); /* x微分*/ dy=(ds[i]-e)*cos(p*t)-(so+s[i])*sin(p*t); /* y微分*/ st=dy/sqrt(dx*dx+dy*dy); /* SIN 值*/ ct=dx/sqrt(dx*dx+dy*dy); /* COS 值*/ xp[i]=x[i]+rr*st; /*外实际廓线坐标*/yp[i]=y[i]-rr*ct;i++;}/*---------------------------------------*/circle(X0,Y0,ro); /*画基圆*/circle(X0,Y0,e); /*画偏距园*/for(w=0;w<A4/K;w++){line(x[w],y[w],x[w+1],y[w+1]); /*画理论廓线*/line(xp[w],yp[w],xp[w+1],yp[w+1]); /*画外实际廓线*/circle(x[w],y[w],rr);} /*画滚子*/circle(x[0],y[0],rr); /*滚子*/circle(x[0],y[0],5); /*滚轴*/circle(x[A1/K],y[A1/K],5); /*滚轴*/circle(x[A2/K],y[A2/K],5); /*滚轴*/circle(x[A3/K],y[A3/K],5); /*滚轴*/circle(x[A4/K],y[A4/K],5); /*滚轴*/line(X0+e,Y0,x[0],y[0]+50); /*3条导路方向线*/line(X0+e*cos(60*t),Y0-e*sin(60*t),x[60/K],y[60/K]);line(X0+e*cos(240*t),Y0-e*sin(240*t),x[240/K],y[240/K]);arc(X0,Y0,0,50,100); /*凸轮转向*/line(X0+100,Y0,X0+100-5,Y0-15); /*转向箭头*/line(X0+100,Y0,X0+100+3,Y0-15); /*转向箭头*/getch();/* cleardevice(); *//*---------------------------------------*/line(0,180,360,180);line(0,240,360,240);line(0,360,360,360);line(0,0,0,480);line(A1,0,A1,480);line(A3,0,A3,480);line(360,0,360,480);for(w=0;w<A4/K;w++){line(w*K,180-s[w],(w+1)*K,180-s[w+1]);line(w*K,240-ds[w]*4,(w+1)*K,240-ds[w+1]*4);line(w*K,360-dv[w]*10,(w+1)*K,360-dv[w+1]*10);}getch();/*---------------------------------------*/printf(" p s ds dv a \n");printf("=========================================\n");for(w=0;w<=A4/K;w=w+1){printf("%4d%10.2f%8.2f%8.2f%10.2f\n",w*K,s[w],ds[w],dv[w],da[w]);} getch();}。

机械原理课程设计——凸轮机构设计（一）目录 (1)＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（一）、题目及原始数据 (2)（二）、推杆运动规律及凸轮廓线方程 (3)（三）、计算程序方框图 (5)（四）、计算源程序 (6)（五）、程序计算结果及分析 (10)（六）、凸轮机构图 (15)（七）、心得体会 (16)（八）、参考书 (16)（一）、题目及原始数据试用计算机辅助设计完成偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构的设计，凸轮以1rad/s的角速度沿逆时针方向转动。

要求：（1）、推程运动规律为等加速等减速运动，回程运动规律为五次多项式运动规律；（2）、打印出原始数据；（3）、打印出理论轮廓和实际轮廓的坐标值；（4）、打印出推程和回程的最大压力角，以及出现最大压力角时凸轮的相应转角；（5）、打印出凸轮实际轮廓曲线的最小曲率半径，以及相应的凸轮转角；（6）、打印出凸轮运动的位移；（7）、打印最后所确定的凸轮的基圆半径。

原始数据如下：r0=0.015; 初选的基圆半径r0Deltar0=0.0005; 当许用压力角或许用最小曲率半径不满足时，r0以Δr0为步长增加重新计算rr=0.010; 滚子半径r rh=0.028; 推杆行程he=0.005; 偏距eomega=1; 原动件凸轮运动角速度，逆时针ωdelta1=pi/3; 近休止角δ1delta2=2*pi/3; 推程运动角δ2delta3=pi/2; 远休止角δ3delta4=pi/2; 回程运动角δ4alpha1=pi/6; 推程许用压力角[α1]alpha2=(70/180)*pi; 回程许用压力角[α2]rho0min=0.3*rr; 许用最小曲率半径ραmin （二）、推杆运动规律及凸轮廓线方程推杆运动规律：（1）近休阶段：0o≤δ<60 os=0v=0a=0（2）推程阶段：60o≤δ<180 o等加速运动规律：60o≤δ<120 os=2h(δ-60o)2/(120 o)2v=4hω(δ-60o)/(120 o)2a=4hω2/(120 o)2等减速运动规律：120o≤δ<180 os=h-2h(120o -(δ-60o))2/(120 o)2v=4hω(120o -(δ-60o))/(120 o)2a=-4hω2/(120 o)2（3）远休阶段：180o≤δ<270 os=hv=0a=0（4）回程阶段：270o≤δ≤360 o五次多项式运动规律：s=h-(10h(δ-270o)3/(90 o)3-15h(δ-270o)4/(90 o)4+6h(δ-270o)5/(90 o)5)v=-(30hω(δ-270o)2/(90 o)3-60hω(δ-270o)3/(90 o)4+30hω(δ-270o)4/(90 o)5)a=-(60hω2(δ-270o)/(90 o)3-180hω2(δ-270o)2/(90o)4+120hω2(δ-270o)3/(90 o)5)凸轮廓线方程：（1）理论廓线方程：s0=sqrt(r02-e2)x=(s0+s)sinδ+ecosδy=(s0+s)cosδ-esinδ(2)实际廓线方程先求x，y的一阶导数x’=(v/ω-e) sinδ+(s0+s)cosδy’=(v/ω-e) cosδ-(s0+s)sinδ再求sinθ，cosθsinθ＝x’/sqrt((x’)2+(y’)2)cosθ＝-y’/sqrt((x’)2+(y’)2)最后求实际廓线方程x1=x-rr cosθy1=y-rr sinθ压力角方程：曲率半径计算公式：（四）、计算源程序%凸轮机构大作业Matlab语言源程序%选题：偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构5—A% 推程运动规律：等加速等减速运动% 回程运动规律：五次多项式运动% 作者:WYH 学号：xxxxxxxx 日期：2007.12.26 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% clear all;%close all;clc;%赋初值r0=0.015;Deltar0=0.0005;rr=0.010;h=0.028;e=0.005;omega=1; %原动件凸轮运动角速度，逆时针delta1=pi/3; %近休止角delta2=2*pi/3; %推程运动角delta3=pi/2; %远休止角delta4=pi/2; %回程运动角alpha1=pi/6; %推程许用压力角alpha2=(70/180)*pi; %回程许用压力角rho0min=0.3*rr; %许用最小曲率半径del1=delta1+delta2;del2=del1+delta3;temp=0; %判断是否执行r0＝r0＋Deltar0的变量while (temp==0)temp=1;s0=sqrt(r0^2-e^2); %求解s0alpha1max=0;delta1max=0; %定义alpha1的最大值以及对应的delta1值alpha2max=0;delta2max=0; %定义alpha2的最大值以及对应的delta2值rhoamin=r0-rr;deltamin=0; %定义rhoa的最小值以及对应的delta值for I=0:120; %圆周120等分delta=(I*3/180)*pi;if delta>=0&delta<delta1 %近休阶段s=0; %位移v=0; %速度a=0; %加速度elseif delta>=delta1&delta<(delta2/2)+delta1 %等加速推程s=2*h*(delta-delta1)^2/delta2^2;v=4*h*omega*(delta-delta1)/delta2^2;a=4*h*omega^2/delta2^2;elseif delta>=(delta2/2)+delta1&delta<del1 %等减速推程s=h-2*h*(delta2-(delta-delta1))^2/delta2^2;v=4*h*omega*(delta2-(delta-delta1))/delta2^2;a=-4*h*omega^2/delta2^2;elseif delta>=del1&delta<del2 %远休阶段s=h;v=0;a=0;elseif delta>=del2&delta<=2*pi %五次多项式运动规律回程s=h-(10*h*(delta-del2)^3/delta3^3-15*h*(delta-del2)^4/delta3^4+6*h*(delta-del 2)^5/delta3^5);v=-(30*h*omega*(delta-del2)^2/delta4^3-60*h*omega*(delta-del2)^3/delta4^4 +30*h*omega*(delta-del2)^4/delta4^5);a=-(60*h*omega^2*(delta-del2)/delta4^3-180*h*omega^2*(delta-del2)^2/delta 4^4+120*h*omega*(delta-del2)^3/delta4^5);endx=(s0+s)*sin(delta)+e*cos(delta); %理论轮廓方程式y=(s0+s)*cos(delta)-e*sin(delta);x_=(v/omega-e)*sin(delta)+(s0+s)*cos(delta); %理论轮廓对delta求一次导数y_=(v/omega-e)*cos(delta)-(s0+s)*sin(delta);x__=(a/omega^2-(s0+s))*sin(delta)+(2*v/omega-e)*cos(delta); %理论轮廓对delta求二次导数y__=(a/omega^2-(s0+s))*cos(delta)-(2*v/omega--e)*sin(delta);x1=x-rr*(-y_/sqrt(x_^2+y_^2)); %实际轮廓方程式y1=y-rr*(x_/sqrt(x_^2+y_^2));alpha=atan((v-e)/(sqrt(r0^2-e^2)+s)); %求压力角if delta>=del2&delta<=2*pi %判断是否为回程if abs(alpha)>alpha2 %判断是否大于回程许用压力角r0=r0+Deltar0;temp=0;break;elseif abs(alpha)>alpha2max %满足许用压力角，则找出回程最大压力角alpha2max=abs(alpha);delta2max=delta;endendelseif abs(alpha)>alpha1 %判断是否大于推程许用压力角r0=r0+Deltar0; %不满足许用压力角，则增大基圆半径重新计算temp=0;break;elseif abs(alpha)>alpha1max %满足许用压力角，则找出推程最大压力角alpha1max=abs(alpha);delta1max=delta;endendendrho=(x_^2+y_^2)^(3/2)/(x_*y__-y_*x__); %计算曲率半径if rho<0rhoa=abs(rho)-rr;if rhoa>=rho0min %满足最小曲率半径if rhoa<rhoamin %找出实际轮廓曲线的最小曲率半径及其对应的delta角rhoamin=rhoa;deltamin=delta;endelser0=r0+Deltar0;temp=0;break;endendDelta(I+1)=(delta/pi)*180; %delta由弧度值转化为角度值X(I+1)=x*1000;Y(I+1)=y*1000;X1(I+1)=x1*1000;Y1(I+1)=y1*1000;S(I+1)=s;V(I+1)=v;A(I+1)=a;ALPHA(I+1)=(alpha/pi)*180;PHO(I+1)=rho*1000;endenddeltamin=(deltamin/pi)*180;alpha1max=(alpha1max/pi)*180;delta1max=(delta1max/pi)*180;alpha2max=(alpha2max/pi)*180;delta2max=(delta2max/pi)*180;figure(1);axis equal;hold ont=0:0.01:2*pi;xx=r0*cos(t)*1000;yy=r0*sin(t)*1000;xxx=(rr*cos(t)+X(1)/1000)*1000;yyy=(rr*sin(t)+Y(1)/1000)*1000;xxxx=e*cos(t)*1000;yyyy=e*sin(t)*1000;plot(xx,yy,'m--',X,Y,':',X1,Y1,'k',xxx,yyy,'c-',xxxx,yyyy,'y-');%画出理论轮廓及实际轮廓以及基圆legend('基圆','理论轮廓','实际工作轮廓');plot(0,0,'ko')plot(X(1),Y(1),'ko');title('凸轮轮廓曲线图');xlabel('X/mm');ylabel('Y/mm');figure(2);plot(Delta,S,Delta,V,'r--',Delta,A,'k:'); %画出位移、速度、加速度曲线图title('凸轮运动规律曲线图');xlabel('{\delta}/(^o)');ylabel('s/m v/m.s^{-1} a/m.s^{-2}');legend('位移','速度','加速度');%结果显示：disp([num2str(Delta'),num2str(X'),num2str(Y'),num2str(X1'),num2str(Y1'),num 2str(S'*1000)]);disp(['rhoamin=',num2str(rhoamin*1000),'deltamin=',num2str(deltamin)]);disp(['alpha1max=',num2str(alpha1max),'delta1max=',num2str(delta1max)]);disp(['alpha2max=',num2str(alpha2max),'delta2max=',num2str(delta2max)]);disp(['r0=',num2str(r0*1000)]);（五）、程序计算结果及分析求得ραmin及对应的δαmin值：rhoamin=14.0952 deltamin=288求得α1max及对应的δ1max值：alpha1max=29.782 delta1max=120求得α2max及对应的δ2max值：alpha2max=47.4426 delta2max=324求得最后的基圆半径r0为:r0=24.5（七）、心得体会通过对凸轮机构的编程设计：（1）、熟悉了推杆的运动规律特别是等加速等减速和五次多项式运动规律；（2）、掌握了已知推杆运动规律用解析法对凸轮轮廓曲线的进行设计的方法以及设计时应该注意的各个性能要求；（3）、加深了对Matlab语言的熟悉与应用（八）、参考书（1）《机械原理》第七版高等教育出版社（2）《MATLAB程序设计教程》中国水利水电出版社。