机械原理大作业2(10)

HarbinInstituteofTechnology机械原理大作业二课程名称：机械原理设计题目：凸轮机构设计班级：设计者：学号：指导教师：设计时间：2014年6月5日1.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。1.1凸轮机构运动简图1.2凸轮机构原始参数二.凸轮推杆升程、回程运动方程及推杆位移、速度、加速度线图%t表示转角s表示位移t=0:0.01:pi/4%升程阶段s=2*80*(2*t/pi).^2;holdonplot(t,s);t=pi/4:0.01:pi/2;s=80-1280*(pi/2-t).^2/pi/pi;holdonplot(t,s);t=(pi/2):0.01:(19*pi/18);%远休止阶段s=80;holdonplot(t,s);t=(19*pi/18):0.01:(23*pi/18);序号升程（mm）升程运动角（）升程运动规律升程许用压力角（）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（）108090等加等减速4080等减等加速7010090图（一）%回程阶段s=80-2*80/(4*pi/9)/(4*pi/9)*(t-19*pi/18).^2;holdonplot(t,s);t=(23*pi/18):0.01:(27*pi/18);s=810/pi/pi*(27*pi/18-t).^2;holdonplot(t,s);t=(27*pi/18):0.01:(2*pi);%近休止阶段s=0;holdonplot(t,s);gridonholdoff位移图%t表示转角，令ω1=1t=0:0.01:pi/4%升程阶段v=1280/pi/pi*t;holdonplot(t,v);t=pi/4:0.01:pi/2;v=1280/pi/pi*(pi/2-t);holdonplot(t,v);t=(pi/2):0.01:(19*pi/18);%远休止阶段v=0;holdonplot(t,v);t=(19*pi/18):0.01:(23*pi/18);%回程阶段v=-1620/pi/pi*(t-19*pi/18);holdonplot(t,v);t=(23*pi/18):0.01:(27*pi/18);v=-1620/pi/pi*(27*pi/18-t);holdonplot(t,v);t=(27*pi/18):0.01:(2*pi);%近休止阶段v=0;holdonplot(t,v);速度图%令ω1=1t=0:0.01:pi/4;%升程阶段a=1280/pi/pi;holdonplot(t,a);t=pi/4:0.01:pi/2;a=-1280/pi/pi;holdonplot(t,a);t=(pi/2):0.01:(19*pi/18);%远休止阶段a=0;holdonplot(t,a);t=(19*pi/18):0.01:(23*pi/18);%回程阶段a=-1620/pi/pi;holdonplot(t,a);t=(23*pi/18):0.01:(27*pi/18);a=1620/pi/pi;holdonplot(t,a);t=(27*pi/18):0.01:(2*pi);%近休止阶段a=0;holdonplot(t,a);加速度图三.绘制凸轮机构的ds/dφ--s线图%t表示转角，x横坐标表示ds/dt,y纵坐标表示位移st=0:0.01:pi/4;%升程阶段x=1280/pi/pi*t;y=2*80*(2*t/pi).^2;holdonplot(x,y,'-r');t=pi/4:0.01:pi/2;x=1280/pi/pi*(pi/2-t);y=80-640*(pi/2-t).^2/pi/pi;holdonplot(x,y,'-r');t=(pi/2):0.01:(19*pi/18);%远休止阶段x=0;y=80;holdonplot(x,y,'-r');%回程阶段t=(19*pi/18):0.01:(23*pi/18);x=-1620/pi/pi*(t-19*pi/18);y=80-2*80/(4*pi/9)/(4*pi/9)*(t-19*pi/18).^2;holdonplot(x,y,'-r');t=(23*pi/18):0.01:(27*pi/18);x=1620/pi/pi*(t-27*pi/18);y=810/pi/pi*(27*pi/18-t).^2;holdonplot(x,y,'-r');t=(27*pi/18):0.01:(2*pi);%近休止阶段x=0;y=0;holdonplot(x,y,'-r');gridonds/dφ--s线图四.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[α1]=400,则切点处的斜率与直线Dtdt的斜率相等。经计算在右侧升程曲线上没有斜率相同的切点，故转角取最右点t=π/4。带入计算式:%升程阶段t=0:0.01:pi/4;x=1280/pi/pi*t;y=2*80*(2*t/pi).^2;可求的切点坐标(x,y)=(101.8592，40)(2)在图-4中，左侧曲线为回程阶段的类速度-位移图，作直线Dt’dt’与其相切，且位移轴正方向呈夹角[α1]=700,则切点处的斜率与直线Dt’dt’的斜率相等，因为kDtdt=tan200,左侧曲线斜率可以表示为k=tan160.%回程阶段t=(19*pi/18):0.01:(23*pi/18);x=-1620/pi/pi*(t-19*pi/18);y=80-2*80/(4*pi/9)/(4*pi/9)*(t-19*pi/18).^2;t=(23*pi/18):0.01:(27*pi/18);x=1620/pi/pi*(t-27*pi/18);y=810/pi/pi*(27*pi/18-t).^2;y对x求导可得切点转角t=27π/18+tan160.带入上式可求的切点坐标(x,y)=(-59.8028，10.8832)2.确定直线方程直线Dtdt:y=tanπ/3*x-273直线Dt’dt’:y=tan160*x-22.73.绘图确定基圆半径和偏距编码:%直线Dtdtx=-230:1:200;y=tan(pi/3)*x-273;holdonplot(x,y);%直线Dt’dt’x=-180:1:200;y=-tan(pi/9)*x-22.7;holdonplot(x,y);t=0:0.01:pi/4;%升程阶段x=1280/pi/pi*t;y=2*80*(2*t/pi).^2;holdonplot(x,y,'-r');t=pi/4:0.01:pi/2;x=1280/pi/pi*(pi/2-t);y=80-640*(pi/2-t).^2/pi/pi;holdonplot(x,y,'-r');t=(pi/2):0.01:(19*pi/18);%远休止阶段x=0;y=80;holdonplot(x,y,'-r');%回程阶段t=(19*pi/18):0.01:(23*pi/18);x=-1620/pi/pi*(t-19*pi/18);y=80-2*80/(4*pi/9)/(4*pi/9)*(t-19*pi/18).^2;holdonplot(x,y,'-r');t=(23*pi/18):0.01:(27*pi/18);x=1620/pi/pi*(t-27*pi/18);y=810/pi/pi*(27*pi/18-t).^2;holdonplot(x,y,'-r');t=(27*pi/18):0.01:(2*pi);%近休止阶段x=0;y=0;holdonplot(x,y,'-r');gridon在轴心公共许用区内取轴心位置，能够满足压力角要求，现取直线Dt’dt’与直线Dtdt的交点为轴心位置，通过解二元一次方程组，y=tanπ/3*x-273，y=tan160*x-22.7可得x=119.4167y=-66.1642。可得:偏距e=119.4167=120,R0=√x2+y2=136.5212=137。五.绘制凸轮理论轮廓线%凸轮的理论轮廓，t表示转角，x表示横坐标，y表示纵坐标s0=(136.5212^2-119.4167^2).^0.5;e=119.4167;%t表示转角s表示位移t=0:0.01:pi/4%升程阶段s=2.*80.*(2.*t/pi).^2;x=(s0+s).*cos(t)-e.*sin(t);y=(s0+s).*sin(t)+e.*cos(t);holdonplot(x,y);t=pi/4:0.01:pi/2;s=80-640.*(pi/2-t).^2/pi/pi;x=(s0+s).*cos(t)-e.*sin(t);y=(s0+s).*sin(t)+e.*cos(t);holdonplot(x,y);t=(pi/2):0.01:(19.*pi/18);%远休止阶段s=80;x=(s0+s).*cos(t)-e.*sin(t);y=(s0+s).*sin(t)+e.*cos(t);holdonplot(x,y);t=(19.*pi/18):0.01:(23.*pi/18);%回程阶段s=80-2.*80/(4.*pi/9)/(4.*pi/9).*(t-19.*pi/18).^2;x=(s0+s).*cos(t)-e.*sin(t);y=(s0+s).*sin(t)+e.*cos(t);holdonplot(x,y);t=(23.*pi/18):0.01:(27.*pi/18);s=810/pi/pi.*(27.*pi/18-t).^2;x=(s0+s).*cos(t)-e.*sin(t);y=(s0+s).*sin(t)+e.*cos(t);holdonplot(x,y);t=(27.*pi/18):0.01:(2.*pi);%近休止阶段s=0;x=(s0+s).*cos(t)-e.*sin(t);y=(s0+s).*sin(t)+e.*cos(t);holdonplot(x,y);gridonholdon%基圆t=0:0.001:2*pi;x=136.5252*cos(t);y=136.5252*sin(t);holdonplot(x,y);%偏距圆t=0:0.001:2*pi;x=119.4167*cos(t);y=119.4167*sin(t);holdonplot(x,y);gridonholdoff六.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=1,2,3,4,5,6h=80;%升程t0=pi/2;%升程角t01=4.*pi/9;%回程角ts=5.*pi/9;%远休止角ts1=pi/2;%近休止角e=120;%偏距s0=(137^2-120^2).^0.5;%升程阶段(1)t=linspace(0,pi/4,1000);s=2.*80.*(2.*t/pi).^2;dx1=(1280.*t.*cos(t))/pi.^2-sin(t).*((640.*t.^2)/pi^2+4369.^(1/2))-120.*cos(t);dy1=cos(t).*((640.*t.^2)/pi.^2+4369.^(1/2))-120.*sin(t)+(640.*t.*sin(t))/pi.^2;p=sqrt(dx1.^2+dy1.^2);holdonplot(t,p);c=min(p)%升程阶段(2)t=linspace(pi/4,pi/2,1000);s=40-320.*(pi/2-t).^2/pi/pi;dx2=(320.*cos(t).*(pi-2.*t))/pi.^2-sin(t).*(4369.^(1/2)-(320.*(pi/2-t).^2)/pi.^2+40)-120.*cos(t);dy2=cos(t).*(43