2018年哈工大机械原理大作业凸轮第21题

机械原理大作业二课程名称：机械原理设计题目：凸轮结构设计院系：能源学院班级：1602404完成者：原辰宇学号：1160200409指导教师：林琳设计时间：2018年12月25日哈尔滨工业大学一：题目以及要求二：计算流程框图三：计算程序清单（1）从动件的位移，速度，加速度线图fai0=90/180*pi;fai00=50/180*pi;fais=100/180*pi;开始输入凸轮的运动方程输入凸轮的基本参数输出运动状况图像输出压力角，曲率半径图像设计凸轮以及绘制凸轮轮廓结束faiss=120/180*pi;n=1;w=2*pi*n/60;phi1=linspace(0,fai0);phi2=linspace((fai0+fais),(fai0+fais+fai00));phistop=linspace(fai0,(fai0+fais));phistop0=linspace((fai0+fais+fai00),2*pi);h=40;s1=h.*(phi1./fai0-1./(2*pi).*sin(2*pi.*phi1/fai0));s2=h.*(1-35.*(((phi2-fai0-fais)./fai00).^4)+84.*(((phi2-fai0-fais)./fai00).^5)-70.*...(((phi2-fai0-fais)./fai00)).^6+20.*(((phi2-fai0-fais)./fai00).^7));figure(1)plot(phi1,s1,phi2,s2,phistop,h,phistop0,0);gridonfigure(2)v1=h*w/fai0.*(1-cos(2*pi/fai0.*phi1));v2=-h*w/fai00*[140*((phi2-fai0-fais)/fai00).^3-420*((phi2-fai0-fais)/fai00).^4+420*((phi2-...fai0-fais)/fai00).^5-140*((phi2-fai0-fais)/fai00).^6];plot(phi1,v1);holdonplot(phistop,zeros(1,100));holdonplot(phi2,v2);holdon;plot(phistop0,zeros(1,100));holdoff;gridon;figure(3)a1=2*pi*h*w*w/fai0/fai0.*sin(2*pi.*phi1/fai0);a2=-h*w*w/fai00/fai00.*(420.*((phi2-fai0-fais)./(fai00)).^2-1680.*((phi2-fai0-fais)./(fai00)).^3...+2100.*((phi2-fai0-fais)./(fai00)).^4-840.*((phi2-fai0-fais)./(fai00)).^5);plot(phi1,a1,phi2,a2,phistop,zeros(1,100),phistop0,zeros(1,100));gridon;输出的从动件位移图：输出从动件速度图输出从动件加速度图:(2)凸轮机构的ds/dfψ-s线图以及确定凸轮基圆半径和偏距：symsphi1phi2fai0fai00faish;s1=h.*(phi1./fai0-1./(2*pi).*sin(2*pi.*phi1/fai0));s2=h.*(1-35.*(((phi2-fai0-fais)./fai00).^4)+84.*(((phi2-fai0-fais)./fai00).^5)-70.*...(((phi2-fai0-fais)./fai00)).^6+20.*(((phi2-fai0-fais)./fai00).^7));sstop=h;sstop0=0;ds1=diff(s1,phi1,1);ds2=diff(s2,phi2,1);fai0=90/180*pi;fai00=50/180*pi;fais=100/180*pi;faiss=120/180*pi;n=1;w=2*pi*n/60;phi1=linspace(0,fai0);%????phi2=linspace((fai0+fais),(fai0+fais+fai00));%????phistop=linspace(fai0,(fai0+fais));%????????phistop0=linspace((fai0+fais+fai00),2*pi);h=40;ds1=eval(ds1);ds2=eval(ds2);s1=eval(s1);s2=eval(s2);s=[s1hs20];v=[ds10ds20];axisequalplot(v,s);holdon;gridon;k1=tan(pi/2-30/180*pi);k2=-tan(pi/2-60/180*pi);y1min=0;y2min=0;fori=1:160ifv(i)0y1=-k1*v(i)+s(i);ify1y1miny1min=y1;vDt=v(i);sDt=s(i);endelsey2=-k2*v(i)+s(i);ify2y2miny2min=y2;vDt1=v(i);sDt1=s(i);endendendx1=linspace(-125,70,400);y1=k1*(x1-vDt)+sDt;x2=linspace(-200,200,400);y2=k2*(x2-vDt1)+sDt1;x0=linspace(0,100,200);y0=-k1*x0;plot(x1,y1,x2,y2,x0,y0)axis([-125,70,-100,100])图像如下取三条直线下方的公共区域，取x0=20y0=-60则凸轮基圆e=20mm半径r0=sqrt(x0^2+y0^2)=63.2mm(3)凸轮理论轮廓上的压力角线图和曲率半径线图theataa=atan(abs(ds1-20)./(60+s1));theats=atan(abs(0-20)./(60+h));theatss=atan(abs(0-20)./60);theatab=atan(abs(ds2-20)./(s2+60));plot(phi1,theataa,phi2,theatab,phistop,ones(1,100).*theats,phistop0,ones(1,100).*theatss);figure(2)s0=60;e=20;r0=sqrt(s0^2+e^2);symsphi1phistopphi2phistop0;s1=h.*(phi1./fai0-1./(2*pi).*sin(2*pi.*phi1/fai0));x1=(s0+s1).*cos(phi1)-e.*sin(phi1);y1=(s0+s1).*sin(phi1)+e.*cos(phi1);xo1=diff(x1,phi1);xoo1=diff(x1,phi1,2);yo1=diff(y1,phi1);yoo1=diff(y1,phi1,2);p1=abs((xo1.^2+yo1.^2).^1.5./(xo1.*yoo1-xoo1.*yo1));phi1=linspace(0,fai0);p1=eval(p1);plot(phi1,p1);holdon;xs=(s0+h).*cos(phistop)-e.*sin(phistop);ys=(s0+h).*sin(phistop)+e.*cos(phistop);xos=diff(xs,phistop);xoos=diff(xs,phistop,2);yos=diff(ys,phistop);yoos=diff(ys,phistop,2);ps=abs((xos.^2+yos.^2).^1.5./(xos.*yoos-xoos.*yos));phistop=linspace(fai0,(fai0+fais));%Ô¶Ðݳ̡£ps=eval(ps);plot(phistop,ps);holdon;s2=h.*(1-35.*(((phi2-fai0-fais)./fai00).^4)+84.*(((phi2-fai0-fais)./fai00).^5)-70.*...(((phi2-fai0-fais)./fai00)).^6+20.*(((phi2-fai0-fais)./fai00).^7));x2=(s0+s2).*cos(phi2)-e.*sin(phi2);y2=(s0+s2).*sin(phi2)+e.*cos(phi2);xo2=diff(x2,phi2);xoo2=diff(x2,phi2,2);yo2=diff(y2,phi2);yoo2=diff(y2,phi2,2);p2=abs((xo2.^2+yo2.^2).^1.5./(xo2.*yoo2-xoo2.*yo2));phi2=linspace((fai0+fais),(fai0+fais+fai00));p2=eval(p2);plot(phi2,p2);xss=(s0).*cos(phistop0)-e.*sin(phistop0);yss=(s0).*sin(phistop0)+e.*cos(phistop0);xoss=diff(xss,phistop0);xooss=diff(xss,phistop0,2);yoss=diff(yss,phistop0);yooss=diff(yss,phistop0,2);pss=abs((xoss.^2+yoss.^2).^1.5./(xoss.*yooss-xooss.*yoss));phistop0=linspace((fai0+fais+fai00),2*pi);pss=eval(pss);plot(phistop0,pss);axis([070200])holdoff;minp=min([p1p2pspss]);压力角线图如下：曲率半径图如下(4)确定滚子半径以及绘制凸轮的理论轮廓和实际轮廓由（3）得，最小的曲率半径保存在minp中小滚子半径rr27.6507-△(3~5mm)取滚子半径为rr=20mm绘制轮廓的代码如下：symssphi;s0=60;e=20;r0=(s0^2+e^2)^(0.5);x=(s0+s).*cos(phi)-e*sin(phi);y=(s0+s).*sin(phi)+e*cos(phi);xo=diff(x,phi);yo=diff(y,phi);X=x-20.*yo./(xo.^2+yo.^2).^(0.5);Y=y+20.*xo./(xo.^2+yo.^2).^(0.5);fai0=90/180*pi;fai00=50/180*pi;fais=100/180*pi;faiss=120/180*pi;phi1=linspace(0,fai0);%ÍƳÌphi2=linspace((fai0+fais),(fai0+fais+fai00));%»Ø³Ìphistop=linspace(fai0,(fai0+fais));%Ô¶Ðݳ̡£phistop0=linspace((fai0+fais+fai00),2*pi);n=1;w=2*pi*n/60;h=40;s1=h.*(phi1./fai0-1./(2*pi).*sin(2*pi.*phi1/fai0));s2=h.*(1-35.*(((phi2-fai0-fais)./fai00).^4)+84.*(((phi2-fai0-fais)./fai00).^5)-70.*...(((phi2-fai0-fais)./fai00)).^6+20.*(((phi2-fai0-fais)./fai00).^7));s=[s1ones(1,100)*hs2zeros(1,100)]phi=[phi1phistopphi2phistop0];x=eval(x);y=eval(y);plot(x,y);holdo