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哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）机械原理大作业说明书课程名称：机械原理设计题目：凸轮机构设计院系：班级：设计者：学号：指导教师：设计时间：2014年6月哈尔滨工业大学一、设计题目如右图所示直动从动件盘形凸轮机构，选择一组凸轮机构的原始参数，据此设计该凸轮机构。哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）凸轮机构原始参数序号行程（mm）推程运动角推程运动规律推程许用压力角1590150正弦加速度30°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100°余弦加速度60°55°55°二.凸轮推杆升程、回程运动方程及推杆位移、速度、加速度线图凸轮推杆推程运动方程:凸轮推杆回程运动方程%t表示转角，s表示位移t=0:0.01:5*pi/6;%升程阶段s=90*[(6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*sin(12*t/5)];holdonplot(t,s);t=5*pi/6:0.01:41*pi/36;%远休止阶段s=90;holdonplot(t,s);哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）t=41*pi/36:0.01:61*pi/36;%回程阶段s=45*[1+cos((9*t/5)-(41*pi/20))];holdonplot(t,s);t=61*pi/36:0.01:2*pi;%近休止阶段s=0;holdonplot(t,s);gridonholdoff012345670102030405060708090%t表示转角，令ω1=1t=0:0.01:5*pi/6;%升程阶段v=108*1*[1-cos(12*t/5)]/piholdonplot(t,v);t=5*pi/6:0.01:41*pi/36;%远休止阶段v=0holdonplot(t,v);t=41*pi/36:0.01:61*pi/36;%回程阶段v=-81*1*sin((9*t/5)-(41*pi/20))holdonplot(t,v);t=61*pi/36:0.01:2*pi;%近休止阶段哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）v=0holdon0123456-100-80-60-40-20020406080t=0:0.001:5*pi/6;a=259.2*sin(12*t/5)/pi;holdonplot(t,a);t=5*pi/6:0.01:41*pi/36;a=0;holdonplot(t,a);t=41*pi/36:0.001:61*pi/36;a=-145.8*cos((9*t/5)-(41*pi/20));holdonplot(t,a);t=61*pi/36:0.001:2*pi;a=0;holdon哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）0123456-150-100-50050100150三.绘制凸轮机构的sdds线图%t表示转角，x(横坐标)表示速度ds/dφ，y（纵坐标）表示位移st=0:0.001:5*pi/6;%升程阶段x=108*1*(1-cos(12*t/5))/pi;y=90*((6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*sin(12*t/5));holdonplot(x,y,'-r');t=5*pi/6:0.01:41*pi/36;%远休止阶段x=0;y=90;holdonplot(x,y,'-r');t=41*pi/36:0.001:61*pi/36;%回程阶段x=-81*1*sin((9*t/5)-(41*pi/20));y=45*(1+cos((9*t/5)-(41*pi/20)));holdonplot(x,y,'-r');t=61*pi/36:0.01:2*pi;%近休止阶段x=0;y=0;哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）holdonplot(x,y,'-r');gridonholdoff-100-80-60-40-200204060800102030405060708090四.按许用压力角确定凸轮基圆半径和偏距1.求切点转角（1）在图-4中，右侧曲线为升程阶段的类速度-位移图，作直线Dtdt与其相切，且位移轴正方向呈夹角[1]=300,则切点处的斜率与直线Dtdt的斜率相等，因为kDtdt=tan300,右侧曲线斜率可以表示为,所以，，通过编程求其角度。编码：哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）求得转角t=1.1123进而求的切点坐标（x,y）=(93.8817,45.8243)（2）在图-4中，左侧曲线为回程阶段的类速度-位移图，作直线D’td’t与其相切，且位移轴正方向呈夹角[1]=600,则切点处的斜率与直线D’td’t的斜率相等，因为kDtdt=tan300同理求得切点坐标（x,y）=(-110.0654,42.3144)2.确定直线方程直线Dtdt：y=tan(pi/3)(x-93.8817)=45.8243;直线Dt’dt’:y=-tan(pi/3)(x+84.3144)=110.0654;3.绘图确定基圆半径和偏距%直线Dtdtx=-125:1:150;y=tan(pi/3)*(x-93.8798)+45.8243;holdonplot(x,y);%直线Dt’dt’x=-125:1:150;y=-tan(pi/6)*(x+110.0654)+34.3144;holdonplot(x,y);%直线Ddx=0:1:150;y=tan(2*pi/3)*x;holdonplot(x,y);t=0:0.001:5*pi/6;%升程阶段x=108*1*[1-cos(12*t/5)]/pi;y=90*[(6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*sin(12*t/5)];holdonplot(x,y,'-r');t=5*pi/6:0.01:41*pi/36;%远休止阶段x=0;y=90;holdonplot(x,y,'-r');t=41*pi/36:0.001:61*pi/36;%回程阶段x=-81*1*sin((9*t/5)-(41*pi/20));y=45*[1+cos((9*t/5)-(41*pi/20))];holdonplot(x,y,'-r');t=61*pi/36:0.01:2*pi;%近休止阶段x=0;y=0;holdon哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）plot(x,y,'-r');gridonholdoff-150-100-50050100150-350-300-250-200-150-100-50050100150如图，在这三条直线所围成的公共许用区域，只要在公共许用区域内选定凸轮轴心O的位置，凸轮基圆半径r0和偏距e就可以确定了。现取轴心位置为x=20，y=-125，则可得偏距e=20，基圆半径=127五.绘制凸轮理论轮廓线编码：%凸轮的理论轮廓，t表示转角，x表示横坐标，y表示纵坐标t=0:0.0001:5*pi/6;x=(125+130*[(6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*sin(12*t/5)]).*cos(t)-20*sin(t);y=(125+130*[(6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*sin(12*t/5)]).*sin(t)+20*cos(t);holdonplot(x,y);t=5*pi/6:0.0001:pi;x=(125+130).*cos(t)-20*sin(t);y=(125+130).*sin(t)+20*cos(t);holdonplot(x,y);t=pi:0.0001:14*pi/9;x=(125+65*[1+cos(9*(t-pi)/5)]).*cos(t)-20*sin(t);y=(125+65*[1+cos(9*(t-pi)/5)]).*sin(t)+20*cos(t);holdonplot(x,y);t=14*pi/9:0.0001:2*pi;x=(125).*cos(t)-20*sin(t);y=(125).*sin(t)+20*cos(t);holdonplot(x,y);%基圆t=0:0.001:2*pi;哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）x=20.1074*cos(t);y=20.1074*sin(t);holdonplot(x,y);%偏心圆t=0:0.001:2*pi;x=13.3509*cos(t);y=13.3509*sin(t);holdonplot(x,y);gridonholdoff六、在理论廓线上分别绘出基圆与偏距圆：编码：%凸轮的理论轮廓，t表示转角，x表示横坐标，y表示纵坐标t=0:0.0001:5*pi/6;x=(125+130*[(6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*sin(12*t/5)]).*cos(t)-20*sin(t);y=(125+130*[(6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*sin(12*t/5)]).*sin(t)+20*cos(t);holdonplot(x,y);t=5*pi/6:0.0001:pi;x=(125+130).*cos(t)-20*sin(t);哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）y=(125+130).*sin(t)+20*cos(t);holdonplot(x,y);t=pi:0.0001:14*pi/9;x=(125+65*[1+cos(9*(t-pi)/5)]).*cos(t)-20*sin(t);y=(125+65*[1+cos(9*(t-pi)/5)]).*sin(t)+20*cos(t);holdonplot(x,y);t=14*pi/9:0.0001:2*pi;x=(125).*cos(t)-20*sin(t);y=(125).*sin(t)+20*cos(t);holdonplot(x,y);%基圆t=0:0.001:2*pi;x=127*cos(t);y=127*sin(t);holdonplot(x,y);%偏心圆t=0:0.001:2*pi;x=20*cos(t);y=20*sin(t);holdonplot(x,y);gridonholdoff哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）七.确定滚子半径1.绘制曲率半径图%凸轮理论轮廓半径，t表示转角，p表示曲率半径,%dxi表示dx/dφ,dyi表示dy/dφ,i=1,2,3,4h=130;%升程t0=pi*5/6;%升程角t01=pi*5/9;%回程角ts=pi/6;%远休止角ts1=pi*4/9;%近休止角e=20;%偏距s0=125;%升程阶段t=linspace(0,pi*5/6,1000);s=h*(t/t0-sin(2*pi*t/t0)/(2*pi));dx1=(h/t0-h*cos(2*pi*t/t0)).*cos(t)-(s0+s).*sin(t)-e*cos(t);dy1=(h/t0-h*cos(2*pi*t/t0)).*sin(t)+(s0+s).*cos(t)-e*sin(t);p=sqrt(dx1.^2+dy1.^2);holdonplot(t,p);%远休止阶段t=linspace(pi*5/6,pi,1000);s=h;哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）dx2=-sin(t).*(s+s0)-e*cos(t);dy2=cos(t).*(s+s0)-e*sin(t);p=sqrt(dx2.^2+dy2.^2);holdonplot(t,p);%回程阶段t=linspace(pi,pi*14/9,1000);s=0.5*h*(1+cos(pi*(t-(t0+ts))/t01));dx3=-0.5*h*pi/(2*t01)*sin((pi/t01)*(t-(t0+ts))).*cos(t)-sin(t).*(s+s0)-e*cos(t);dy3=-0.5*h*pi/(2*t01)*sin((pi/t01)*(t-(t0+ts))).*sin(t)+cos(t).*(s+s0)-e*sin(t);p=sqrt(dx3.^2+dy3.^2);holdonplot(t,p);%近休止阶段t=linspace(pi*14/9,pi*2,100