哈工大(威海)机械原理大作业凸轮31.docx

Harbin Institute of Technology 课程名称: 机械原理大作业说明书设计题目: 凸轮机构设计(31) 院系: 班级: 设计者: 学号: 指导教师: 设计时间: 201 5年5月哈尔滨工业大学(威海) 题目( 31):如图所示直动从动件盘形凸轮机构,其原始参数见表 2-1 。从表 2-1 中选择一组凸轮机构的原始参数,据此设计该凸轮机构。图 2-1 表 2-1 凸轮机构原始参数序号升程( mm ) h 升程运动角(°)Φo 升程运动规律升程许用压力角( °) 回程运动角Φo' 回程运动规律回程许用压力角( °) 远休止角( °) Φs 近休止角( °) Φs' 31150 90 等加等减速 40 80 余弦加速度 7040150 解: (1 )推杆升程,回程运动方程不妨设凸轮以角速度ω=1rad/s 匀速转动 ,方程式如下: 等加速运动,当: (0≤Φ≤Φ o/2); s=2h*( Φ/Φo)2; v=(4h ωΦ/Φo2 );a=4h ω2 /Φo2;等减速运动,当: (Φo/2 ≤Φ≤Φ o); s=h-2h*( Φo-Φ)2/Φo2; v=4h ω*(Φo-Φ)/Φo2;a=-4h ω2 /Φo2;,方程式如下: 当( Φo+Φs≤Φ≤Φ o+Φs+Φo'); s=h/2(1+(cos( π/Φo'))*( Φ-(Φo+Φs))); v=(- πhω*sin( π/Φo')*( Φ-(Φo+Φs)))/2 Φo'2; a=(- π2 hω2 *cos( π/Φo')*( Φ-(Φo+Φs)))/2 Φo'2; 、速度、加速度线图在 MATLAB 命令窗口中输入以下程序: w=1; h=1 5 0; PI=; Phi0=PI/2; Phis= 2 *PI/9; Phi01= 4 *PI/9; Phis1=1 5 *PI/18; % 推杆升程阶段 phi1=0:PI/180:Phi0/2; s1=2*h*(phi1/Phi0).^2; v1=(4*h*w*phi1)/Phi0^2; a1=(4*h*w^2)/Phi0^2; phi2=Phi0/2:PI/180:Phi0; s2=h-(2*h*(Phi0-phi2).^2)/Phi0^2; v2=(4*h*w*(Phi0-phi2))/Phi0^2; a2=-4*h*w^2/Phi0^2; % 推杆远休程阶段 phi3=Phi0:PI/180:(Phi0+Phis); s3=h; v3=0; a3=0; % 推杆回程阶段 phi4=(Phi0+Phis):PI/180:(Phi0+Phis+Phi01); s4=(h/2)*(1+cos(PI*(phi4-(Phi0+Phis))/Phi01)); v4=-(PI*h*w/(2*Phi01))*sin(PI*(phi4-(Phi0+Phis))/Phi01); a4=-(PI^2*h*w^2/(2*Phi01^2))*cos(PI*(phi4-(Phi0+Phis))/Phi01); % 推杆近休程阶段 phi5=(Phi0+Phis+Phi01):PI/180:(Phi0+Phis+Phi01+Phis1); s5=0; v5=0; a5=0; % 作图 subplot(3,1,1); plot(phi1,s1,phi2,s2,phi3,s3,phi4,s4,phi5,s5,'LineWidth',2); title(' 推杆位移线图'); line([pi/2,1 3 *pi/18],[1 5 0,1 5 0],'LineWidth',2); line([2 1 *pi/18,2*pi],[0,0],'LineWidth',2); xlabel('\phi (rad)'); ylabel('s (mm)'); grid; subplot(3,1,2); plot(phi1,v1,phi2,v2,phi3,v3,phi4,v4,phi5,v5,'LineWidth',2); line([pi/2,1 3 *pi/18],[0,0],'LineWidth',2); line([2 1 *pi/18,2*pi],[0,0],'LineWidth',2); title(' 推杆速度线图'); xlabel('\phi (rad)'); ylabel('\nu (mm/s)'); grid; subplot(3,1,3); plot(phi1,a1,phi2,a2,phi3,a3,phi4,a4,phi5,a5,'LineWidth',2); line([0,pi/4],[a1,a1],'LineWidth',2