哈工大机械原理大作业凸轮设计
- 格式：docx
- 大小：12.42 KB
- 文档页数：8
哈工大机械原理大作业凸轮设计
Harb inIn stituteofTech no logy
大作业设计说明书
课程名称：设计题目：院班学
级：机械原理凸轮机构设计 1208103系：机械设计制造及其自动化
设计指导教师：设计时间：
林琳 2019425
哈尔滨工业大学
一、 运动分析题目
如图所示直动从动件盘形凸轮机构，其原始数据参数见表 2-1,。从表2-1中选
择一组凸轮机构原始参数，据此设计该凸轮机构。
二、 凸轮运动规律
升程运动角（°） 90
升程运动规律
生程许回程运用压力动角角（°）
等加等4080减速
回程运动规律
回程许远休用压力止角角（°）
余弦加7040速度
近休止角（°） 150
升程（mm）150
1 、升程运动规律（0 /4）位移s=2h（速度v
2 /2 4*150*w
( /2)A24*150*wA2( /2)人2
加速度a
2 、升程运动规律(/4 /2)
位移s 150
2*150
( /2 )A2
(
/2)A2
速度v
4*60*w
( /2 )
( /2)A2
4*60*wA2( /2)A2
加速度a
3 、回程运动规律(/2 2
93 位移 s 75*{1 cos
[ (/2 2 )]}
94
9
速度v
hw
*sin*[ ( /2 2 )]
92*4 4 /2 2 )
99
加速度a
A2hwA2
cos[ ( /2 2 )]
94 2*(4 )A2
99
根据运动规律做出的曲线以及源代码如图所示
位移线图
速度线图
加速度线图
位移线图源代码
fl=pi/180;x0=0:fl:pi/4;x1=pi/4:fl:pi/2;
x2=pi/2:fl:13*pi/18;x3=13*pi/18:fl:7*pi/6;x4=7*pi/6:fl:2*pi;s0=300*(2*x0/pi)A 2；
s1=150-1200*(pi/2-x1).*(pi/2-x1)/(pi.*pi);s2=150+x2*0;
s3=75*(1+cos(9/4*(x3-13*pi/18)));s4=x4*0;
Plot(x0,s0,x1,s1,'b',x2,s2,'b',x3,s3,'b',x4,s4,'b')axis([070200])title('
杆位移线图')xlabel(' 0 (rad)')ylabel('V(mm⑸')gridon
速度源代码 fl=pi/180;x0=0:fl:pi/4;x1=pi/4:fl:pi/2;
x2=pi/2:fl:13*pi/18;x3=13*pi/18: fl:7*pi/6;x4=7*pi/6:fl:2*pi;w=30;
v0=600.*w.*x0/(pi/2)A2;
v1=600.*w.*(pi/2-x1)/(pi/2)A2;v2=0*x2;
v3=-150*30*pi/(2*4*pi/9).*si n(9/4*(x3-13*pi/18));v4=0*x4;
Plot(x0,v0,'b',x1,v1,'b',x2,v2,'b',x3,v3,'b',x4,v4,'b')title('
')xlabel(' 0 (rad)')ylabel('v(mm/s')gridon 推杆速度
加速度源代码 fl=pi/180;x0=0:fl:pi/4;x1=pi/4:fl:pi/2;
x2=pi/2:fl:13*pi/18;x3=13*pi/18: fl:7*pi/6;x4=7*pi/6:fl:2*pi; w=30;
a0=600*w.A2/(pi/2).A2+xO*0;a 仁-600*w.A2/(pi/2)A2+x1*0;a2=x2*0; a3=-pi*pi*150*30*30/(2*4*pi/9)A2.*cos(9/4*(x3-13*pi/18));a4=x4*0;
Plot(x0,a0,'b',x1,a1,'b',x2,a2,'b',x3,a3,'b',x4,a4,'b')title('
')xlabel(' 0 (rad)')ylabel('a(mm/sA2')gridon
三、凸轮机构的
ds
s曲线绘制
d
由凸轮机构位移公式可知
4h
(/2)A2(0 /4)
ds 4*60 ( /2 )( /4 /2)d ( /2)A2
75*4*s in 9( 13 )( /2 2 /2 2 4 ) 9418999
则其曲线如图所示
其源代码如下
clc
fl=pi/180;x0=0:fl:pi/4;x1=pi/4:fl:pi/2;
x2=pi/2:fl:13*pi/18;x3=13*pi/18: fl:7*pi/6;x4=7*pi/6:fl:2*pi;w=30;
d0=-600.*x0/(pi/2)A2;
d1=-600.*(pi/2-x1)/(pi/2)A2;d2=0*x2;
d3=75*4/9.*si n(9/4*(x3-13*pi/18));d4=0*x4;
s0=300*(2*x0/pi)A2;
s1=150-1200*(pi/2-x1).*(pi/2-x1)/(pi.*pi);s2=150+x2*0; 推杆加速度
s3=75*(1+cos(9/4*(x3-13*pi/18)));s4=x4*0;
Plot(d0,s0,'b',d1,s1,'b',d2,s2,'b',d3,s3,'b',d4,s4,'b')title(' 类速度-位移
曲线')xlabel(' 类速度(mm/rad)')ylabel(' 位移(mmm)')gridon
四、 确定凸轮的基圆半径和偏距
以ds/df-s图为基础，可分别作出二条限制线，以这二条线可确定最小基圆半径及所
对应的偏距e,在其下方选择一合适点，即可满足压力角的限制条件图像
如图所示
由图像可知，设置点(50，-100 )为凸轮轴心位置。则偏距 e=50mm基圆半径
r0=A2 100A2=111.8mm其程序源代码如下所示
clc
fl=pi/180;x0=0:fl:pi/4;x1=pi/4:fl:pi/2;
x2=pi/2:fl:13*pi/18;x3=13*pi/18: fl:7*pi/6;x4=7*pi/6:fl:2*pi;w=30;
d0=-600.*x0/(pi/2)A2;
d仁-600.*(pi/2-x1)/(pi/2)A2;d2=-0*x2;
d3=75*4/9.*si n(9/4*(x3-13*pi/18));d4=0*x4;
s0=300*(2*x0/pi)A2;
s1=150-1200*(pi/2-x1).*(pi/2-x1)/(pi.*pi);s2=150+x2*0;s3=);s4=x4*0;
k1=-ta n(pi/2-2*pi/9);k2=ta n(pi/2-7*pi/18);x=-200:0.1:50;b=s0-k1*d0;m=s3-
k2*d3;g=mi n( b);h=mi n( m); y仁 k1.*x+g;y2=k2.*x+h;
plot(x,y1,x,y2,'b')holdo n
Plot(d0,s0,'b',d1,s1,'b',d2,s2,'b',d3,s3,'b',d4,s4,'b')title(' 确定半径图
')grid on
五、 绘制凸轮的理论曲线
由反转法可知，该凸轮（逆摆式）的理论廓线应该满足
x Isi n( 0 ) as in (0 2 )y acos lcos( 0 )(0 2
)则用matlab画图如下所示
其程序源代码如下所示
fl=pi/180;
x0=-(0:fl:pi/4);x1=-(pi/4:fl:pi/2);
x2=-(pi/2:fl:13*pi/18);x3=-(13*pi/18:fl:7*pi/6);x4=-(7*pi/6:fl:2*pi);
s0=300*(2*abs(x0)/pi).A2;
s1=150-1200*(pi/2-abs(x1)).*(pi/2-abs(x1))/(pi.*pi);s2=150+abs(x2)*0;
s3=75*(1+cos(9/4*(abs(x3)-13*pi/18)));s4=abs(x4)*0;e=50;
r0=s0.*0+111.8;r仁s1.*0+111.8;r2=s2.*0+111.8;r3=s3.*0+111.8;r4=s4.*0+111.8;hol
don
m0=(r0+s0);polar(x0,m0)m 仁(r1+s1);polar(x1,m1)
m2=(r2+s2);polar(x2,m2)m3=(r3+s3);polar(x3,m3)m4=(r4+s4);polar(x4,m4)holdoffgr
idon
六、300滚子半径的确定与实际廓线的确定
为确定滚子的半径，先确定最小曲率半径，根据 r min
可以确定合适
尺寸的滚子半径大小，防止出现尖点与包络线相交的状况。最小曲率半径的数学
[(dx/d )2 (dy/d )2]3/2
模型如下所示，
(dx/d )(d2y/d 2) (dy/d )(d2x/d 2)
利用上式可求的最小曲率半径，而后可确定实际廓线。
其程序源代码如下所示
fl=pi/180;
s0=300*(2*x0/pi)A2;
s1=150-1200*(pi/2-x1).*(pi/2-x1)/(pi.*pi);s2=150+x2*0;
s3=75*(1+cos(9/4*(x3-13*pi/18)));
