哈工大机原大作业二大作业
哈工大机械原理大作业1-16
Harbin Institute of Technology机械原理大作业设计说明书（一）课程名称：机械原理设计题目：连杆运动分析（16）院系：能源科学与工程学院班级：1102201设计者：学号：指导教师：赵永强唐德威设计时间：2013年6月8 日哈尔滨工业大学1 连杆机构运动分析题目16：如图所示机构，已知机构各构件的尺寸为AC l =CE l =100mm ，BC l =CD l =200mm ，90BCD ∠=，构件1的角速度为10/rad s ，试求构件5的角位移、角速度和角加速度，并对计算结果进行分析。
2 分析过程2.1 建立坐标系建立以点E 为原点的固定平面直角坐标系x-E-y,如图所示：图2 机构坐标系2.2结构分析将构件BCD 分为杆3和杆4。
该机构由2个Ⅰ级杆组RR （杆1和杆5）和两个Ⅱ级杆组RRP （杆3、杆4和滑块B 、D ）。
其中原动件为杆1。
现将杆组分为如下两部分：图1 机构运动简图RRPRR图3 各级杆组2.3 建立数学模型2.3.1构件1、2、3的分析原动件杆1的转角：1θ=0—360。
原动件杆1的角速度：1ω=.1θ=10/rad s原动件杆1的角加速度：..1αθ==0运动副A 的坐标：0200A A x y mm =⎫⎬=⎭运动副A 的速度及加速度都为零。
构件1为BC （RRP Ⅱ级杆组）上滑块B 的导路 滑块B 的位置为：132cos cos B A C x x s x l θθ=+=+ 132sin sin B A C y y s x l θθ=+=+消去s,得：212arcsinA l θθ=+式中：011()sin ()cos C A C A A x x y y θθ=---构件3的角速度i ω和滑块B 沿导路的移动速度D υ：.211213(Q sin Q cos )/Q ωϕθθ==-+ 1322323(Q cos Q sin )/Q D s l l υθθ⋅==-+式中：..11111211321212Q sin ;Q cos ;Q sin sin cos sin l l l θθθθθθθθ=-==+构件3的角加速度和滑块B 沿导路移动的加速度：..241513(Q sin Q cos )/Q αθθθ==-+..4325323(Q cos Q sin )/Q B s l l υθθ==-+式中：122......21142211111Q cos sin cos 2sin l l l s θθθθθθθθ=---- 122......21152211111Q sin cos sin 2cos l l l s θθθθθθθθ=+-+2.3.2 构件3,4,5的分析构件3,4,5,由1个Ⅰ级基本杆组和一个RRP Ⅱ级杆组组成，与构件1,2,3结构相同，只运动分析过程与其相反。
哈工大 机电控制系统 大作业二
1. 设计题目
设一由环形分配器、驱动电路和四相反应式步进电机组成的开环控制系统，试设计该系统的环形分配器，实现以下功能。
（1）步进电机组成的开环控制系统具有上电复位和手动复位功能；
（2）步进电机组成的开环控制系统具有正反转控制功能；
2. 设计说明书
（1）画出四相八拍反应式步进电机励磁状态转换表；
正转：A→AB→B→BC→C→CD→D→DA→A
（2）确定复位状态；
以初始状态为复位状态：ABCD----1000。
（3）设计上电复位和手动复位电路，设置手动复位开关；
如图所示，采用D触发器控制ABCD状态。
上电瞬间，电容可视为短路，控制A端口的D触发器R=0，S=1，使A输出为1，控制B、C、D端口的D触发器R=1，S=0，B、C、D端输出为0，从而使ABCD=1000。
同样，当按下开关J1，同样使4个D触发器状态同上电瞬间，也使ABCD=1000。
此电路实现了上电复位和手动复位。
（4）通过卡诺图或布尔代数化简，写出各项的逻辑表达式；
'TCD TAB T A CD ∙∙= 'B TAB TCD TCD =∙∙
'C ：
'C TAB TAB TCD =∙∙ 'D TCD TAB TAB =∙∙。
（5）作逻辑图；。
哈工大机械原理大作业
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y大作业设计说明书课程名称：机械原理设计题目：凸轮机构院系：机电学院班级：姓名：学号：指导教师：丁刚设计时间：2014.5.29哈尔滨工业大学1.设计题目第31题：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/。
150 90 等加等减速40 80 余弦加速度70 40 1502.运动方程式及运动线图由题目要求凸轮逆时针旋转（1）确定凸轮机构推杆升程、回程运动方程，并绘制推杆位移、速度、加速度线图。
升程第一段：（0 <φ< pi /4）φ0=pi/2;s1 = 73*φ^2;v1=146*w*φ;a1 = 146*w^2;升程第二段：（pi/4 <φ< pi /2）s2 =90-73*(pi/2-φ)^2;v2=146*w*( pi/2-φ);a2 =-146*w.^2;远休止程：（pi/2 <φ< 10*pi/9)s3 = 90;v3 = 0;a3 = 0;回程：(10*pi/9)< φ< ( 14*pi/9)s4 =45*(1+cos(9/4*(φ-10*pi/9)));v4 =-101.25*w*sin(9/4*(φ-10*pi/9)) ;a4 =-227.8*w^2* cos(9/4*(φ-10*pi/9)); 近休止程：(14*pi/9)< φ < ( 2*pi);s5 =0;v5 =0;a5 =0;1.由上述公式通过编程得到位移、速度、加速度曲线如下：（编程见附录）.基圆半径为r0 = (50^2+100^2)0.5=112mm，偏距e = 50mm。
3.凸轮实际轮廓，理论轮廓，基圆，偏距圆绘制4.整体图像附录1.求位移、速度、加速度的程序（matlab）w = input('请输入W=');x = 0:(pi/1000):(pi/4);s1 = 73*x.^2;v1=146*w*x;a1 = 146*w.^2;y = (pi/4):(pi/1000):(pi/2);s2 =90-73*(pi/2-y).^2;v2=146*w*( pi/2-y);a2 =-146*w.^2;z = (pi/2 ):(pi/1000):(10*pi/9);s3 = 90;v3 = 0;a3 = 0;c = (10*pi/9):(pi/1000):( 14*pi/9);s4 =45*(1+cos(9/4*(c-10*pi/9)));v4 =-101.25*w*sin(9/4*( c-10*pi/9)) ;a4 =-227.8*w.^2* cos(9/4*(c-10*pi/9));d=(14*pi/9):(pi/1000):( 2*pi);s5 =0; v5 =0; a5 =0;subplot (2,2,1)plot(x,s1,'b',y,s2,'b',z,s3,'b',c,s4,'b', d,s5,'b');xlabel('转角/rad')ylabel('位移/(mm/s)')title('位移与转角曲线')grid onsubplot (2,2,2)plot(x,v1,'g',y,v2,'g',z,v3,'g ',c,v4,'g', d,v5,'g')ds4 =45*9/4*sin(9/4*(c-10*pi/9));d=(14*pi/9):(pi/1000):( 2*pi);s5 =0;ds5 =0;plot(ds1,s1,'b',ds2,s2,'b',ds3,s3,'b',ds4,s4,'b',ds5,s5,'b'); xlabel('ds/dp');ylabel('(位移s/mm)')title('ds/dp 与位移s曲线')grid onhold onx3=-150:0.001:0;y3 = 0.577*x3;plot (x3,y3,'r');hold onx1=-150:0.001:150;for i=1:1:250;k1=(s1(i+1)-s1(i))/ (ds1(i+1)-ds1(i));if(k1>=-1.733 && k1<=-1.731)y1=k1*(x1-ds1(i))+s1(i);plot (x1,y1,'r');end3.确定滚子半径（1）先求凸轮理论轮廓曲线，程序如下：Clc；clear;w = input('请输入w=');s0 = 100;s = 90;e = 50; x = 0:(pi/100):(pi/4);x1 = (s + s0)*cos(x)-e*sin(x);y1 = (s0 + s)*sin(x) - e*cos(x);y = (pi/4):(pi/100):(pi/2);x2 = (s + s0)*cos(y)-e*sin(y);y2 = (s0 + s)*sin(y) - e*cos(y);z = (pi/2 ):(pi/100):(10*pi/9);x3 = (s + s0)*cos(z)-e*sin(z);y3 = (s0 + s)*sin(z) - e*cos(z);c = (10*pi/9):(pi/1000):( 14*pi/9);x4 = (s + s0)*cos(c)-e*sin(c);y4 = (s0 + s)*sin(c) - e*cos(c);d=(14*pi/9):(pi/1000):( 2*pi);x5 = (s + s0)*cos(d)-e*sin(d);y5 = (s0 + s)*sin(d) - e*cos(d);plot(x1,y1,'b',x2,y2,'b',x3,y3,'b',x4,y4,'b',x5,y5,'b');xlabel('x/mm')ylabel('y/mm')title('理论轮廓曲线')grid on（2）理论轮廓线最小曲率半径编程代码：由下程序结果可知pmin =81.6667这里滚子半径为 r r < pmin-ΔΔ=3~5mm；取r r=10mm;clear;clc;v=[];syms x1 x2 x3 x4 x5s0 = 100;e = 50;s1 = 73*x1.^2;t1 = (s1 + s0)*cos(x1)-e*sin(x1);y1 = (s0 + s1)*sin(x1) - e*cos(x1);tx1=diff(t1,x1);txx1=diff(t1,x1,2);yx1=diff(y1,x1);yxx1=diff(y1,x1,2);for xx1= 0:(pi/100):(pi/4);k1=subs(abs((tx1*yxx1-txx1*yx1)/(tx1^2+yx1^2)^1.5),{x1},{xx1}); v=[v,1/k1];ends2 =90-73*(pi/2-x2).^2;t2 = (s2 + s0)*cos(x2)-e*sin(x2);y2 = (s0 + s2)*sin(x2) - e*cos(x2);tx2=diff(t2,x2);txx2=diff(t2,x2,2);yx2=diff(y2,x2);yxx2=diff(y2,x2,2);for xx2=(pi/4):(pi/100):(pi/2);k2=subs(abs((tx2*yxx2-txx2*yx2)/(tx2^2+yx2^2)^1.5),{x2},{xx2});k4=subs(abs((tx4*yxx4-txx4*yx4)/(tx4^2+yx4^2)^1.5),{x4},{xx4}); v=[v,1/k4];ends5 =0;t5 = (s5 + s0)*cos(x5)-e*sin(x5);y5 = (s0 + s5)*sin(x5) - e*cos(x5);tx5=diff(t5,x5);txx5=diff(t5,x5,2);yx5=diff(y5,x5);yxx5=diff(y5,x5,2);for xx5=(10*pi/9):(pi/100):( 4*pi/3);k5=subs(abs((tx5*yxx5-txx5*yx5)/(tx5^2+yx5^2)^1.5),{x5},{xx5}); v=[v,1/k5];endpmin=min(v)4.绘制凸轮轮廓曲线clear ;clc;syms x y z c dw= input('请输入w=');n3 = diff(x3);m3 = diff(y3);xt3= subs(x3 + (r*m3)./sqrt(m3.^2+n3.^2),z,zz);yt3 = subs(y3 - (r*n3)./sqrt(m3.^2+n3.^2),z,zz);cc= (10*pi/9):(pi/1000):( 14*pi/9);s4 =45*(1+cos(9/4*(c-10*pi/9)));x4 = (s4 + s0).*cos(c)-e*sin(c);y4 = (s0 +s4).*sin(c) - e*cos(c);n4 = diff(x4);m4 = diff(y4);xt4= subs(x4 + (r*m4)./sqrt(m4.^2+n4.^2),c,cc);yt4 =subs( y4 - (r*n4)./sqrt(m4.^2+n4.^2),c,cc);dd=(14*pi/9):(pi/1000):( 2*pi);s5 =0;x5 = (s5 + s0).*cos(d)-e*sin(d);y5 = (s0 +s5).*sin(d) - e*cos(d);n5 = diff(x5);m5 = diff(y5);xt5= subs(x5 + (r*m5)./sqrt(m5.^2+n5.^2),d,dd);yt5 =subs( y5 - (r*n5)./sqrt(m5.^2+n5.^2),d,dd);plot(xt1,yt1,'b',xt2,yt2,'b',xt3,yt3,'b',xt4,yt4,'b',xt5,yt5,'b')for i=1:3601if yy(1,i)<=y0/2s(1,i)=2*h*(yy(i)./y0).^2;v(1,i)=4*h*w*yy(i)./(y0.^2);a(1,i)=4*h*w.^2./(y0.^2);elseif yy(1,i)>y0/2 && yy(1,i)<y0s(1,i)=h-2*h./y0.^2.*(y0-yy(i)).^2;v(1,i)=4*h*w*(y0-yy(i))./(y0.^2);a(1,i)=-4*h*w.^2./(y0.^2);elseif yy(1,i)>=y0 && yy(1,i)<y0+yss(1,i)=h;v(1,i)=0;a(1,i)=0;elseif yy(1,i)>=y0+ys && yy(1,i)<y0+ys+y01s(1,i)=h/2*(1+cos(pi/y01*(yy(1,i)-y0-ys)));v(1,i)=-pi*h*w/2/y01*sin(pi/y01*(yy(1,i)-y0-ys));a(1,i)=-pi^2*h*w^2/2/y01^2*cos(pi/y01*(yy(1,i)-y0-ys)); elseif yy(1,i)>=y0+ys+y01 && yy(1,i)<=360s(1,i)=0;v(1,i)=0;a(1,i)=0;subplot(2,3,5) ;plot(x,y,'r',xt,yt,eex,eey,'g',r0x,r0y,'k')%画图title('实际理论轮廓线')axis equal%使坐标轴比例相等grid on%画网格线。
哈工大 机械工程测试大作业二--传感器综合运用
(1)
图 2 内锥计算方法
所以测量如图 1 所示工件的内孔锥度的思路为测量在一段轴线距离上两端点的孔径值，故需要位移测 量传感器，பைடு நூலகம்方案选用压力式气动测量方法（图 3） 。而本方案要求为计算机控制的测试系统，所以还需要 将气压信号转化为电信号，故还需要一个压力传感器。
1
图 3 气动测量圆锥孔示意图
3
表 2 气压传感器型号及规格
传感器 气压传感器
型号 郎恩 PT100
压力范围 0~0.2MPa
精度 ±0.5%F.S
输出信号 0~5V
响应时间 10ms
图 7 郎恩气压传感器 PT100
3.
测量方案
根据要求，本方案为计算机控制的测试系统，即数字化气动测量系统，它包括气动测量、气电转换、 数据采集和计算机处理等部分。 1） 气动测量 差压式气动测量气路原理图如图 4 所示。测量回路又由两个背压回路组成，测量时两个背压回路处于 相同的环境压力和温度下，使外界环境（压力、温度和湿度等）对测量的影响降到最小，测量精度高、稳 定性好。 2） 气电转换 气电转换原理图如图 8 所示。本子系统包含压电传感器、信号放大器以及模数转换器。
气电转换 信号放大
图 8 气电转换原理图
模数转换
3） 数据采集 数字信号的采集采用 PCI-8335B 数采卡。PCI-8335B 卡适用于提供了 PCI 总线插槽的 PC 系列微机， 具有即插即用（PnP）的功能。其操作系统可选用目前流行的 Windows 系列、高稳定性的 Unix 等多种操作 系统以及专业数据采集分析系统 LabVIEW 等软件环境。在硬件的安装上也非常简单，使用时只需将接口 卡插入机内任何一个 PCI 总线插槽中并用螺丝固定，信号电缆从机箱外部直接接入。 PCI-8335B 卡安装使用简便、功能齐全。其 A/D 转换启动方式有程控频率触发、程控单步触发。A/D 转换后的数据结果通过先进先出存储器（FIFO）缓存后由 PCI 总线读出。 4） 计算机处理 基于本方案要求，选择中断方式来完成对数据采集卡编程。中泰 PCI-8335B 数采卡设备驱动程序支持 Visual C++， 可以通过编程实现对本方案测量仪器的控制与监测。
哈工大机械原理大作业-凸轮机构设计
哈工大机械原理大作业-凸轮机构设计(第3题)(共15页)-本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-机械原理大作业二课程名称：机械原理设计题目：凸轮设计院系：机电学院班级： 1208103完成者： xxxxxxx学号： xx指导教师：林琳设计时间：工业大学凸轮设计一、设计题目如图所示直动从动件盘形凸轮，其原始参数见表，据此设计该凸轮。
二、凸轮推杆升程、回程运动方程及其线图1 、凸轮推杆升程运动方程(650πϕ≤≤) 升程采用正弦加速度运动规律，故将已知条件mm h 50=，650π=Φ带入正弦加速度运动规律的升程段方程式中得：⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-=512sin 215650ϕππϕS ；⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-=512cos 1601ππωv ； ⎪⎭⎫ ⎝⎛=512sin 14421ϕπωa ； 2、凸轮推杆推程远休止角运动方程（πϕπ≤≤65） mm h s 50==； 0==a v ；3、凸轮推杆回程运动方程（914πϕπ≤≤）回程采用余弦加速度运动规律，故将已知条件mm h 50=，95'0π=Φ，6s π=Φ带入余弦加速度运动规律的回程段方程式中得：⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+=)(59cos 125πϕs ；()πϕω--=59sin451v ； ()πϕω-=59cos 81-a 21；4、凸轮推杆回程近休止角运动方程（πϕπ2914≤≤） 0===a v s ；5、凸轮推杆位移、速度、加速度线图根据以上所列的运动方程，利用matlab 绘制出位移、速度、加速度线图。
①位移线图 编程如下： %用t 代替转角 t=0::5*pi/6;s=50*((6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*sin(12*t/5)); hold on plot(t,s); t=5*pi/6::pi; s=50; hold on plot(t,s); t=pi::14*pi/9;s=25*(1+cos(9*(t-pi)/5));hold onplot(t,s);t=14*pi/9::2*pi;s=0;hold onplot(t,s),xlabel('φ/rad'),ylabel('s/mm'); grid onhold off所得图像为：②速度线图编程如下：%用t代替转角,设凸轮转动角速度为1t=0::5*pi/6;v=60/pi*(1-cos((12*t)/5));hold onplot(t,v);t=5*pi/6::pi;v=0;hold onplot(t,v);t=pi::14*pi/9;v=-45*sin(9*(t-pi)/5);hold onplot(t,v);t=14*pi/9::2*pi;v=0;hold onplot(t,v),xlabel('φ(rad)'),ylabel('v(mm/s)'); grid onhold off所得图像为：③加速度线图利用matlab编程如下：%用t代替转角,设凸轮转动角速度为1t=0::5*pi/6;a=144/pi*sin(12*t/5);hold onplot(t,a);t=5*pi/6::pi;a=0;hold onplot(t,a);t=pi::14*pi/9;a=-81*cos(9*(t-pi)/5);hold onplot(t,a);t=14*pi/9::2*pi; a=0; hold onplot(t,a),xlabel('φ(rad)'),ylabel('a(mm/s^2)'); grid on hold off所得图形：三、绘制s d ds -ϕ线图根据运动方程求得：()⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧≤≤≤≤-≤≤≤≤--=πϕππϕππϕπϕππϕπππϕ2914.0914,59sin 4565,0650),512cos 6060(d ds 利用matlab 编程：%用t 代替φ,a 代替ds/d φ, t=0::5*pi/6;a=-(60/pi-60/pi*cos(12*t/5));s=50*((6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*sin(12*t/5)); hold on plot(a,s); t=5*pi/6::pi; a=0; s=50; hold on plot(a,s); t=pi::14*pi/9;a=45*sin(9*(t-pi)/5); s=25*(1+cos(9*(t-pi)/5)); hold on plot(a,s);t=14*pi/9::2*pi; a=0; s=0; hold onplot(a,s),title('ds/d φ-s'),xlabel('ds/d φ(mm/rad)'),ylabel('s(mm)'); grid on hold off 得s d ds-ϕ图：凸轮压力角的正切值s s e d ds +-=0/tan ϕα，左侧为升程，作与s 轴夹6π角等于升程许用压力角的切界线t t d D ，则在直线上或其左下方取凸轮轴心时，可使[]αα≤，同理右侧回程，作与s 轴夹角等于回程许用压力角3π的切界线''t t d D ，则在直线上或其右下方取凸轮轴心时，可使[]αα≤。
哈工大机械原理大作业——凸轮——2号
哈工大机械原理大作业——凸轮——2号————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：Harbin Institute of Technology机械原理大作业课程名称：机械原理设计题目：凸轮机构设计一、设计题目(1)凸轮机构运动简图：(2)凸轮机构的原始参数序号升程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14 90°120°余弦加速度35°90°3-4-5多项式65°80°70°(1) 推杆升程、回程运动方程如下：A.推杆升程方程：设为1rad sω=升程位移为：()()1cos451cos1.52hsπψψψ⎡⎤⎛⎫=-=-⎢⎥⎪Φ⎝⎭⎣⎦23ψπ≤≤升程速度为：()()1100sin67.5sin1.52hvπωπψψωψ⎛⎫==⎪ΦΦ⎝⎭23ψπ≤≤升程加速度为：()()2221100cos101.25cos1.52haπωπψψωψ⎛⎫==⎪ΦΦ⎝⎭23ψπ≤≤B.推杆回程方程：回程位移为：()()345111110156s h T T T ψ⎡⎤=--+⎣⎦1029918ψπ≤≤ 回程速度为：()()22111103012h v T T T ωψ=--+'Φ 1029918ψπ≤≤ 回程加速度为：()()221111260132h a T T T ωψ=--+'Φ 1029918ψπ≤≤其中：()010s T ψ-Φ+Φ='Φ1029918ψπ≤≤ (2) 利用Matlab 绘制推杆位移、速度、加速度线图 A. 推杆位移线图clcclearx1=linspace(0,2*pi/3,300);x2=linspace(2*pi/3,10*pi/9,300); x3=linspace(10*pi/9,29*pi/18,300); x4=linspace(29*pi/18,2*pi,300); T1=(x3-10*pi/9)/(pi/2); s1=45*(1-cos(1.5*x1)) s2=90;s3=90*(1-(10*T1.^3-15*T1.^4+6*T1.^5)); s4=0;plot(x1,s1,'r',x2,s2,'r',x3,s3,'r',x4,s4,'r') xlabel('角度ψ/rad'); ylabel('位移s/mm') title('推杆位移线图') gridaxis([0,7,-10,100]) 得到推杆位移线图：B.推杆速度线图clcclearx1=linspace(0,2*pi/3,300);x2=linspace(2*pi/3,10*pi/9,300);x3=linspace(10*pi/9,29*pi/18,300);x4=linspace(29*pi/18,2*pi,300);T1=(x3-10*pi/9)/(pi/2);v1=67.5*1*sin(1.5*x1);v2=0;v3=-30*90*1*T1.^2/(pi/2).*(1-2*T1+T1.^2);v4=0;plot(x1,v1,'r',x2,v2,'r',x3,v3,'r',x4,v4,'r') xlabel('角度ψ/rad');ylabel('速度v/(mm/s)')title('推杆速度线图')Grid得到推杆速度线图：C.推杆加速度线图clcclearx1=linspace(0,2*pi/3,300);x2=linspace(2*pi/3,10*pi/9,300);x3=linspace(10*pi/9,29*pi/18,300);x4=linspace(29*pi/18,2*pi,300);T1=(x3-10*pi/9)/(pi/2);a1=101.25*1.^2.*cos(1.5*x1);a2=0;a3=-60.*90.*T1./((pi/2).^2).*(1-3*T1+2*T1.^2); a4=0;plot(x1,a1,'r',x2,a2,'r',x3,a3,'r',x4,a4,'r') xlabel('角度ψ/rad');ylabel('加速度a/')title('推杆加速度线图')Grid得到推杆加速度线图：三、凸轮机构的ds/dψ-s线图，并依次确定凸轮的基圆半径和偏距.1、凸轮机构的ds/dψ--s线图：x1=linspace(0,2*pi/3,300);x2=linspace(2*pi/3,10*pi/9,300);x3=linspace(10*pi/9,29*pi/18,300);x4=linspace(29*pi/18,2*pi,300);T1=(x3-10*pi/9)/(pi/2);s1=45*(1-cos(1.5*x1))s2=90;s3=90*(1-(10*T1.^3-15*T1.^4+6*T1.^5));s4=0;v1=67.5*1*sin(1.5*x1);v2=0;v3=-30*90*1*T1.^2/(pi/2).*(1-2*T1+T1.^2);v4=0;plot(v1,s1,'r',v2,s2,'r',v3,s3,'r',v4,s4,'r')xlabel('ds/dψ');ylabel('(位移s/mm)')title('ds/dψ—s曲线')gridaxis([-120,80,-10,100])得到ds/dψ—s曲线：2、确定凸轮的基圆半径和偏距：在dssdϕ-线图中，右侧曲线为升程阶段的类速度-位移图，作直线D t d t与其相切，且与位移轴正方向呈夹角[α1]=350, 故该直线斜率：32sin2=tan5533cos2okϕϕ⨯=⨯通过编程求其角度。
哈工大机械原理大作业2号连杆
连杆分析说明书一、题目分析干草压缩机，当杆件1以w=5π/3(n=50r/min)转动时，带动RRR杆组中2和3杆件的摆动。
通过Ｅ点的连接使杆件4带动杆件5沿着导路水平运动。
二、杆组划分该装置由一个一级杆组RR、两个二级杆组(RRR和RRP)以及机架组成。
一级杆组：二级杆组包括一个RRR杆组以及一个RRP杆组。
RRR 杆组：RRP 杆组：三、各基本杆组的运动分析数学模型建立如图所示的坐标系。
一级杆组：B点的位置w1=5*3.14159/3;a1=0;xA=0;yA=0;vxA=0;vyA=0;axA=0;ayA=0;lAB=150;xB=xA+cos(f1)*lAB;yB=yA+sin(f1)*lAB; xyvxB=vxA-w1*lAB*sin(f1);vyB=vyA+w1*lAB*cos(f1);axB=0-w1^2*lAB*cos(f1)-0*lAB*sin(f1);ayB=ayA-w1^2*lAB*sin(f1);RRR杆组：xD=400;yD=500;vxD=0;vyD=0;axD=0;ayD=0;lBC=600lCD=500;lBE=480A0=2*lBC*(xD-xB)B0=2*lBC*(yD-yB)E=(xD-xB);F=(yD-yB);C0fang=E.^2.-F.^2;C0=C0fang.^(1/2);f2=2*atan((B0+(A0.^2+B0.^2-C0.^2).^(1/2))./(A0+C0)) xC=xB+lBC*cos(f2);yC=yB+lBC*sin(f2);f3=atan((yC-yD)./(xC-xD))+pi;C2=lBC*cos(f2);S2=lBC*sin(f2);C3=lCD*cos(f3);S3=lCD*sin(f3);G1=C2.*S3-C3.*S2;w2=(C3.*(vxD-vxB)+S3.*(vyD-vyB))./G1;w3=(C2.*(vxD-vxB)+S2.*(vyD-vyB))./G1;vxC=vxB-lBC*w2.*sin(f2);vyC=vyB+lBC*w2.*cos(f2);G2=axD-axB+w2.^2.*C2-w3.^2.*C3;G3=ayD-ayB+w2.^2.*S2-w3.^2.*S3;e2=(G2.*C3+G3.*S3)./G1;e3=(G2.*C2+G3.*S2)./G1;axC=axB-lBC*e2.*sin(f2)-lBC*w2.^2.*cos(f2);ayC=ayB+lBC*e2.*cos(f2)-lBC*w2.^2.*sin(f2);xE=xB+lBE*cos(f2);yE=yB+lBE*sin(f2);vxE=vxB-lBE*w2.*sin(f2);vyE=vyB+lBE*w2.*cos(f2);axE=axB-lBE*w2.^2.*cos(f2)-lBE*e2.*sin(f2);ayE=ayB-lBE*w2.^2.*sin(f2)+lBE*e2.*cos(f2);RRP杆组：lEF=600;yF=600;A02=600-yE;f4=asin(A02/lEF);Q2=-vyE;Q3=-lEF*cos(f4);w4=Q2/Q3;Q4=ayD-ayE+lEF*w4.^2.*sin(f4);xF=xE+lEF*cos(f4);e4=Q4/Q3;vFx=vxE-lEF*w4.*sin(f4);aFx=axE-lEF*w4.^2.*cos(f4)-lEF*e4.*sin(f4);s=xF-xA;四、计算编程f1=[0:pi/180:2*pi];w1=5*3.14159/3;a1=0;xA=0;yA=0;vxA=0;vyA=0;axA=0;ayA=0;lAB=150;xB=xA+cos(f1)*lAB;yB=yA+sin(f1)*lAB;vxB=vxA-w1*lAB*sin(f1);vyB=vyA+w1*lAB*cos(f1);axB=0-w1^2*lAB*cos(f1)-0*lAB*sin(f1);ayB=ayA-w1^2*lAB*sin(f1);xD=400;yD=500;vxD=0;vyD=0;axD=0;ayD=0;lBC=600lCD=500;lBE=480A0=2*lBC*(xD-xB)B0=2*lBC*(yD-yB)E=(xD-xB);F=(yD-yB);C0fang=E.^2.-F.^2;C0=C0fang.^(1/2);f2=2*atan((B0+(A0.^2+B0.^2-C0.^2).^(1/2))./(A0+C0)) xC=xB+lBC*cos(f2);yC=yB+lBC*sin(f2);f3=atan((yC-yD)./(xC-xD))+pi;C2=lBC*cos(f2);S2=lBC*sin(f2);C3=lCD*cos(f3);S3=lCD*sin(f3);G1=C2.*S3-C3.*S2;w2=(C3.*(vxD-vxB)+S3.*(vyD-vyB))./G1;w3=(C2.*(vxD-vxB)+S2.*(vyD-vyB))./G1; vxC=vxB-lBC*w2.*sin(f2);vyC=vyB+lBC*w2.*cos(f2);G2=axD-axB+w2.^2.*C2-w3.^2.*C3;G3=ayD-ayB+w2.^2.*S2-w3.^2.*S3;e2=(G2.*C3+G3.*S3)./G1;e3=(G2.*C2+G3.*S2)./G1;axC=axB-lBC*e2.*sin(f2)-lBC*w2.^2.*cos(f2); ayC=ayB+lBC*e2.*cos(f2)-lBC*w2.^2.*sin(f2); xE=xB+lBE*cos(f2);yE=yB+lBE*sin(f2);vxE=vxB-lBE*w2.*sin(f2);vyE=vyB+lBE*w2.*cos(f2);axE=axB-lBE*w2.^2.*cos(f2)-lBE*e2.*sin(f2); ayE=ayB-lBE*w2.^2.*sin(f2)+lBE*e2.*cos(f2); lEF=600;yF=600;A02=600-yE;f4=asin(A02/lEF);Q2=-vyE;Q3=-lEF*cos(f4);w4=Q2/Q3;Q4=ayD-ayE+lEF*w4.^2.*sin(f4);xF=xE+lEF*cos(f4);e4=Q4/Q3;vFx=vxE-lEF*w4.*sin(f4);aFx=axE-lEF*w4.^2.*cos(f4)-lEF*e4.*sin(f4); s=xF-xA;f=f1./pi*180;plot(f,s);plot(f,vFx);plot(f,aFx);五、计算结果分析0123456758060062064066068070001234567-400-300-200-100100200300400速度变化曲线01234567-1000-500500100015002000250030003500。
哈工大《机械机构创新设计及应用》大作业DOC
《机械机构创新设计及应用》大作业（2014年春季学期）大作业一题目：两个齿条机构串联组合的位移机构原理及结构设计1 大作业二题目：柔性铰链及其应用姓名崔晓蒙学号1110811005班级1108110班专业机械设计制造及其自动化报告提交日期2014.6.11哈尔滨工业大学机电工程学院大作业要求1.完成课堂布置的2道大作业题，拒绝雷同和抄袭，否则均为零分；2.大作业最好包含自己的体会等；3.大作业统一用该模板撰写，字数不限，表达清晰完整即可；4.正文格式：小四号字体，行距为1.25倍行距；5.用A4纸双面打印（节约用纸）；左侧装订，1枚钉；6.大作业需同时提交打印稿和电子文档予以存档，电子文档由班长收齐（缺电子文档得零分），统一发送至：shanxiaobiao@；7.此页不得删除。
评语：教师签名：年月日题目一设计题目5——两个齿条机构串联组合的位移机构原理及结构设计1 （2人）1设计要求1) 两个齿条串联的位移机构如图1所示1、2-齿条r1'、r2'—双联齿轮的节圆半径S1、S2—位移量图1 两个齿条串联的位移机构原理图说明：图1中，气缸活塞推动齿条1运动，双联齿轮位置不变2) 齿条2需产生不小于1000N的推力3) 运动的最大速度0.1m/s4) 往复运动行程±300mm2需完成工作1) 论述其原理，给出上齿条（齿条2）的位移S2与气缸位移为S1之间的关系。
2) 给出大致的结构设计（必须给出齿条的支承、导向、齿轮的支承，气缸不需要设计）1.该机构的工作原理及应用场合1.1结构分析由结构简图分析可知，这种两个齿条机构串联组合的位移机构由两个齿条及其对应的导轨，节圆半径分别为r 1'、r 2'的双联齿轮及其固定轴和一个气缸组合而成。
气缸是它的动力源，最终所需要的运动或者动力由上面的齿条2输出，所以它属于执行件，而中间固定的齿轮则属于传动件。
该机构属于扩大位移机构，细分的话属于齿轮齿条行程放大机构，通过双联齿轮的节圆半径不同，可以实现位移的扩大或者缩小（本例子属于扩大）或者输出力的扩大或缩小（本例属于缩小），以实现实际生产应用中对于位移和力的要求。
哈工大机械原理大作业_连杆35
Harbin Institute of Technology机械原理大作业一课程名称：机械原理设计题目：连杆机构设计院系：机电学院班级：1308102分析者：学号：指导教师：设计时间：2015年06月哈尔滨工业大学一、连杆机构运动分析题目以及坐标系的建立题目中的连杆机构可以简化为图示机构二、机构的结构分析，组成机构的基本杆组划分该机构由机架、一个原动件AB和两个II级杆组组成。
有题目分析易知B点的位置、速度和加速度是我们知道的由B点我们可以推导出c点的位移速度加速度从而得到D点的轨迹最终我们可以求得E点的各个参数。
五、计算编程利用vb软件进行编程，程序如下：Public q As SingleOption ExplicitPrivate Sub Command1_Click()Dim yd, xd, yc, xb, yb, a, b, t, q, i As Singleq = 0a1.ScaleWidth = 300a1.ScaleHeight = -300a1.ScaleLeft = -150a1.ScaleTop = 250a1.Line (-300, 0)-(300, 0)a1.Line (0, -300)-(0, 300)For i = -300 To 300If i Mod 50 = 0 Thena1.Line (-5, i)-(5, i)a1.Line (i, -5)-(i, 5)a1.CurrentX = 0a1.CurrentY = ia1.Print ia1.CurrentX = ia1.CurrentY = 0a1.Print iEnd IfNextFor t = 0 To 200q = q + t / 1000xb = 100 * Sin(q)yb = -100 * Cos(q)xd = 3 / 2 * xbyd = yb + Sqr(40000 - xb * xb) / 2 a1.Line (a, b)-(xd, yd)a = xdb = ydNextEnd SubPrivate Sub Command2_Click()Dim yd, xd, yc, xb, yb, a, b, t, q, i, ve, vc, ye, ye0, yc0, ve0, vc0, ae, ac, ae0, ac0, x1 As Singlea1.ScaleWidth = 10a1.ScaleHeight = -100a1.ScaleLeft = 150a1.ScaleTop = 50ve0 = 0vc0 = 0ye = 200x1 = 151For i = 1 To 15x1 = 3.14159 / 6 + x1a1.Line (x1, 1)-(x1, -1)a1.CurrentX = x1 - 3.14159 / 12a1.CurrentY = -2a1.Print i * 30NextFor t = 0 To 3000q = q + t / 10000xb = 100 * Sin(q)yb = -100 * Cos(q)xd = (3 / 2) * xbyd = yb + Sqr(40000 - xb * xb) / 2ye = yd + Sqr(40000 - xd * xd)yc = yb - Sqr(40000 - xb * xb)ve = (ye - ye0)vc = (yc - yc0)ae = ve - ve0ac = ae - ae0a1.Line (151, -100)-(151, 100)a1.Line (t - 50, 0)-(t, 0)If t Mod 5 = 0 Thena1.Line (150.9, t)-(151.1, t)a1.CurrentX = 151a1.CurrentY = ta1.Print t * 55a1.CurrentX = 151a1.CurrentY = -ta1.Print -t * 55End Ifa1.CurrentX = 151a1.CurrentY = 0a1.Line (q - 0.2, vc0)-(q, vc)a1.Line (q - 0.2, ve0)-(q, ve)yc0 = ycye0 = yeve0 = vevc0 = vcae0 = aeac0 = acNextEnd SubPrivate Sub Command4_Click()Dim yd, xd, yc, xb, yb, a, b, t, q, i, ve, vc, ye, ye0, yc0, ve0, vc0, ae, ac, ae0, ac0, x1 As Singlea1.ScaleWidth = 10a1.ScaleHeight = -30a1.ScaleLeft = 150a1.ScaleTop = 15ve0 = 0vc0 = 0ye = 200x1 = 151For i = 1 To 15x1 = 3.14159 / 6 + x1a1.Line (x1, 0.5)-(x1, -0.5)a1.CurrentX = x1 - 3.14159 / 12a1.CurrentY = -2a1.Print i * 30Nexta1.Line (151, -100)-(151, 100)a1.Line (0, 0)-(300, 0)For t = 0 To 3000q = q + t / 10000xb = 100 * Sin(q)yb = -100 * Cos(q)xd = (3 / 2) * xbyd = yb + Sqr(40000 - xb * xb) / 2 ye = yd + Sqr(40000 - xd * xd)yc = yb - Sqr(40000 - xb * xb)ve = (ye - ye0)vc = (yc - yc0)ae = ve - ve0ac = ae - ae0a1.Line (q - 0.2, ae0)-(q, ae)a1.Line (q - 0.2, ac0)-(q, ac)If t Mod 2 = 0 Thena1.Line (150.9, t)-(151.1, t)a1.CurrentX = 151a1.CurrentY = ta1.Print t * 300a1.CurrentX = 151a1.CurrentY = -ta1.Print -t * 300End Ifyc0 = ycye0 = yeve0 = vevc0 = vcae0 = aeac0 = acNextEnd SubPrivate Sub Command5_Click()Dim yd, xd, yc, xb, yb, a, b, t, q, i, ve, vc, ye, ye0, yc0, ve0, vc0, ae, ac, ae0, ac0, x1 As Singlea1.ScaleWidth = 8.5a1.ScaleHeight = -500a1.ScaleLeft = 25a1.ScaleTop = 300ye = 200x1 = 26For t = 0 To 3000q = q + t / 10000xb = 100 * Sin(q)yb = -100 * Cos(q)xd = (3 / 2) * xbyd = yb + Sqr(40000 - xb * xb) / 2ye = yd + Sqr(40000 - xd * xd)yc = yb - Sqr(40000 - xb * xb)a1.Line (q - 1 / 10, yc0 + 300)-(q, yc + 300) a1.Line (q - 1 / 10, ye0 - 150)-(q, ye - 150) yc0 = ycye0 = yeIf t Mod 27 = 0 Thena1.Line (25.8, t)-(26.2, t)a1.CurrentX = 26a1.CurrentY = ta1.Print 16500 * (t / 270 - 1)End IfNexta1.Line (0, 270)-(50, 270)a1.Line (26, 2270)-(26, -270)For i = 1 To 15x1 = 3.14159 / 6 + x1a1.Line (x1, 275)-(x1, 265)a1.CurrentX = x1 - 3.14159 / 12a1.CurrentY = 270a1.Print i * 30NextEnd SubPrivate Sub Command3_Click()a1.ClsTimer1.Enabled = FalseEnd SubPrivate Sub Command6_Click()Timer1.Enabled = TrueEnd SubPrivate Sub Timer1_Timer()Dim yd, xd, yc, xb, yb, a, b, i, ve, vc, ye, ye0, yc0, ve0, vc0, ae, ac, ae0, ac0, x1 As Singlea1.Clsa1.ScaleWidth = 500a1.ScaleHeight = -700a1.ScaleLeft = -250a1.ScaleTop = 350a1.Line (-350, 0)-(350, 0)a1.Line (0, -350)-(0, 350)For i = -7 To 7a1.Line (-2, i * 50)-(2, i * 50)a1.CurrentX = 0a1.CurrentY = i * 50a1.Print i * 50a1.Line (i * 50, -2)-(i * 50, 2)a1.CurrentY = 0a1.CurrentX = i * 50a1.Print i * 50Nextye = 200x1 = 26q = q + 1 / 100xb = 100 * Sin(q)yb = -100 * Cos(q)xd = (3 / 2) * xbyd = yb + Sqr(40000 - xb * xb) / 2ye = yd + Sqr(40000 - xd * xd)yc = yb - Sqr(40000 - xb * xb)yc0 = ycye0 = yea1.Line (0, 0)-(xb, yb)a1.Line (0, yc)-(xd, yd)a1.Line (10, yc + 10)-(-10, yc + 10) a1.Line (10, yc - 10)-(-10, yc - 10) a1.Line (-10, yc + 10)-(-10, yc - 10) a1.Line (10, yc + 10)-(10, yc - 10)a1.Line (0, ye)-(xd, yd)a1.Line (10, ye + 10)-(-10, ye + 10) a1.Line (10, ye - 10)-(-10, ye - 10) a1.Line (-10, ye + 10)-(-10, ye - 10) a1.Line (10, ye + 10)-(10, ye - 10) End Sub得到如下结果动画D点的行程曲线速度曲线位移曲线加速度曲线六、结果分析我们从可以看出计算出的曲线与标准答案一致我们可以看出我们的结果是正确的。
哈工大机械原理大作业2-29
设计说明书1 设计题目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。
2、推杆升程、回程运动方程及位移、速度、加速度线图2.1凸轮运动分析 推程运动方程; 01cos 2h s πϕ⎡⎤⎛⎫=-⎢⎥ ⎪Φ⎝⎭⎣⎦100sin 2h v πωπϕ⎛⎫=⎪ΦΦ⎝⎭221200cos 2h a πωπϕ⎛⎫= ⎪ΦΦ⎝⎭回程运动方程：()'1s s hϕ-Φ+Φ⎡⎤=-⎢⎥Φ⎣⎦1'hvω=-Φa=2.2求位移、速度、加速度线图MATLAB源程序pi=3.1415926;c=pi/180;h=140;f0=120;fs=45;f01=90;fs1=105;%升程阶段f=0:1:360;for n=0:f0s(n+1)=h/2*(1-cos(pi/f0*f(n+1)));v(n+1)=pi*h/(2*f0*c)*sin(pi/f0*f(n+1));a(n+1)=pi^2*h/(2*f0^2*c^2)*cos(pi/f0*f(n+1));end%远休止阶段for n=f0:f0+fss(n+1)=140;v(n+1)=0;a(n+1)=0;end%回程阶段for n=f0+fs:f0+fs+f01s(n+1)=h*(1-(f(n+1)-(f0+fs))/f01);v(n+1)=-h/(f01*c);a(n+1)=0;end;%近休止阶段for n=f0+fs+f01:360;s(n+1)=0;v(n+1)=0;a(n+1)=0;endfigure(1);plot(f,s,'r');xlabel('\phi/\circ');ylabel('s/mm');grid on;title('推杆位移线图')figure(2);plot(f,v,'r');xlabel('\phi/\circ');ylabel('v/\ommiga');grid on;title('推杆速度线图') figure(3);plot(f,a,'r');xlabel('\phi/\circ');ylabel('a/\ommiga');grid on;title('推杆加速度线图')2.3位移、速度、加速度线图3 凸轮机构的dssdϕ-线图，确定基圆半径和偏心距3.1理论分析机构压力角α应按下式计算：以d s/dφ为横坐标，以s(φ)为纵坐标，可作出d s/dφ-s(φ)曲线如图4-16所示，再作斜直线D t d t 与升程的[d s/dφ-s(φ)]曲线相切并使与纵坐标夹角为升程[α]，则D t d t线的右下方为选择凸轮轴心的许用区。
哈工大机械原理大作业二01号
机械原理大作业二课程名称：机械原理设计题目： 1院系：机电工程学院班级：完成者：学号：指导教师：林琳刘福利设计时间：2014.5.31哈尔滨工业大学1.设计题目如图2-1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。
表2-1 凸轮机构原始参数 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 （）50 90等加等减速4080 等速 7060 130凸轮运动角速度：1（rad/s ）二、 凸轮推杆升程、回程运动方程及推杆位移、速度、加速度线图推杆升程运动方程：0 ≤ φ≤ π/4 位移s=2*50(2φ/π)2 速度v =4*4*50*w1*φ/π*π 加速度 a=4*4*50*w12/π*ππ/4≤φ≤π/2 位移s=50-4*2*50(π/2-φ)2/π*π 速度v=16*50*w1*(π/2-φ)/π*π 加速度 a=-16*50*w1*w1/π*π 回程运动方程：150*π/180≤φ≤230*π/180位移 S=50*(1-(φ-150*π/180)/(80*π/180)) 速度v=-90/(80*π/180) 加速度a=0 位移图：图一速度图：加速度图：三、凸轮机构的ds/dφ-s图及基圆半径和偏距的确定（1）凸轮机构的ds/dφ-s图四、滚子半径的确定及凸轮轮廓线的绘制mme mm S 20,800==所以基圆半径 mm r 5.822080220=+= 偏距mm e 20=。
理论轮廓线是把滚子中心视为尖顶从动件的尖顶，将滚子中心的运动规律当作尖顶的运动规律以此求得的尖顶从动件轮廓。
理论轮廓线方程：X=-(s0+s)cos α+esin α Y=(s0+s)sin α+ecos α位移图、速度图、加速度图程序：pi=3.1415926; c=pi/180; h=50; f1=45; f0=90; fs=60; f01=80; fs1=130; %升程阶段 f=0:1:360; for n=0:f1s(n+1)=2*h*(f(n+1)/f0) *(f(n+1)/f0); v(n+1)=4*h/(2*f0*c) /(2*f0*c)*f(n+1);a(n+1)=4*h/(f0^2*c^2);endfor n=f1:f0s(n+1)=h-2*h/f0/f0*(f0^2+f(n+1)^2-2*f0*f(n+1));v(n+1)= 4*h/(2*f0*c)/(2*f0*c)*(f0-f(n+1));a(n+1)= -4*h/(f0^2*c^2);end%远休止阶段for n=f0:f0+fss(n+1)=50;v(n+1)=0;a(n+1)=0;end%回程阶段for n=f0+fs:f0+fs+f01s(n+1)=h*(1-(f(n+1)-(f0+fs))/f01);v(n+1)=-h/(f01*c);a(n+1)=0;end;%近休止阶段for n=f0+fs+f01:360;s(n+1)=0;v(n+1)=0;a(n+1)=0;endfigure(1);plot(f,s,'r');xlabel('\phi/\circ');ylabel('s/mm');grid on;title('推杆位移线图')figure(2);plot(f,v,'r');xlabel('\phi/\circ');ylabel('v/\ommiga');grid on;title('推杆速度线图') figure(3);plot(f,a,'r');xlabel('\phi/\circ');ylabel('a/\ommiga');grid on;title('推杆加速度线图')ds/dφ-s图程序：t =0:0.001:pi/4;s=100*(2*t/pi).^2;v=4*50*t*4/pi.^2;hold onplot(s,v);t=pi/4:0.001:pi/2;s=50-400*(pi/2-t).^2/pi.^2;v=4*50*(pi/2-t)*4/pi.^2;hold onplot(s,v);t=pi/2:0.001:5*pi/6;s=50;v=0;hold onplot(s,v);t=5*pi/6:0.001:23*pi/18;s=50*(1-(t-15*pi/6)/(90*pi/180));v=-5/8;hold onplot(s,t);t=23*pi/18:0.001:2*pi;s=0;v=0;hold onplot(s,t);grid onplot(s,v);滚子半径的确定及凸轮理论轮廓和实际轮廓绘制程序：h=60;w=1;e=20;rr=20;s0=80;q=90*pi/180;qs=(90+60)*pi/180;q1=(90+60+80)*pi/180;for i=1:1:120qq(i)=i*pi/180.0;s1=h/2-h/2*cos(pi*qq(i)/q);v1=(pi*w*h/q/2)*sin(pi*qq(i)/q);x(i)=(s0+s1)*cos(qq(i))-e*sin(qq(i));y(i)=(s0+s1)*sin(qq(i))+e*cos(qq(i));b(i)=(s0+s1)*cos(qq(i))-e*sin(qq(i))-v1*sin(qq(i));a(i)=-(s0+s1)*sin(qq(i))-e*cos(qq(i))+v1*cos(qq(i));xx(i)=x(i)-rr*b(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i));yy(i)=y(i)+rr*a(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i));endfor i=121:1:180qq(i)=i*pi/180;s2=h;v2=0;x(i)=(s0+s2)*cos(qq(i))-e*sin(qq(i));y(i)=(s0+s2)*sin(qq(i))+e*cos(qq(i));a(i)=-(s0+s2)*sin(qq(i))-e*cos(qq(i))+v2*cos(qq(i));b(i)=(s0+s2)*cos(qq(i))-e*sin(qq(i))-v2*sin(qq(i));xx(i)=x(i)-rr*b(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i));yy(i)=y(i)+rr*a(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i));endfor i=181:1:270qq(i)=i*pi/180;qq1(i)=qq(i)-(120*pi/180+60*pi/180);s3=h-h*qq1(i)/(90*pi/180);v3=-w*h/(90*pi/180);x(i)=(s0+s3)*cos(qq(i))-e*sin(qq(i));y(i)=(s0+s3)*sin(qq(i))+e*sin(qq(i));a(i)=-(s0+s3)*sin(qq(i))-e*cos(qq(i))+v3*cos(qq(i)); b(i)=(s0+s3)*cos(qq(i))-e*sin(qq(i))-v3*sin(qq(i)); xx(i)=x(i)-rr*b(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i));yy(i)=y(i)+rr*a(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i));endfor i=271:1:360qq(i)=i*pi/180;x(i)=(s0+0)*cos(qq(i))-e*sin(qq(i));y(i)=(s0+0)*sin(qq(i))+e*cos(qq(i));a(i)=-(s0+0)*sin(qq(i))-e*cos(qq(i));b(i)=(s0+0)*cos(qq(i))-e*sin(qq(i));xx(i)=x(i)-rr*b(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i));yy(i)=y(i)+rr*a(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i));endplot(x,y,'r',xx,yy,'g')text(50,20,)text(65,40,)。
哈工大机械设计大作业2——螺旋起重器
螺旋起重器设计一、 螺旋起重器〔千斤顶〕简介螺旋起重器是一种简单的起重装置，用手鞭策手柄即可升起重物。
它一般由底座、螺杆、螺母、托杯、手柄或扳手等零件所组成。
二、 螺旋起重器〔千斤顶〕布局与功能螺旋起重器布局示意图如右图所示。
零件1为托杯，当千斤顶承受重载时，由1直接托住重物。
螺母5与螺杆7组成螺旋副，同时，螺母5又与底座8固定联接，当动弹手柄4时，托杯便会随着螺杆而上下移动，从而将重物托起。
紧定螺钉6主要是为了提高了联接可靠性。
三、 设计标题问题设计起重量F = 50 000 Ｎ，最大起重高度Ｈ=150 mm 的螺旋起重器〔千斤顶〕。
四、 标题问题解答螺杆、螺母材料螺杆采用45钢调质，抗拉强度σb =600Mpa ， σs =355Mpa 。
由于速度较低，螺母材料用铝青铜ZCuAll0Fe3。
2. 耐磨性计算按耐磨性性条件设计螺纹中径d 2，对于梯形螺纹，8.02≥d ][ψp F 螺杆选用45钢，螺母用铝青铜ZCuAll0Fe3，由参考文献[3]表 5.8 查得[]p =18~25MPa ，从表5.8注释中可以查得，人力驱动可提高约20%，则[]p =21.6 ~30MPa ，取[]p =25MPa 。
由参考文献[3]查得，对于整体式螺母系数ψ=1.2~1.5，取ψ=2。
则代入数据，得8.02≥d ][ ψp F ⨯=8.0√50 0002×25 =25.3 mm 式中：F ──螺杆所受轴向载荷， N ；2d ──螺纹中径，mm ；[ p ]─—螺旋副材料的许用压力，MPa 。
查参考文献[4]表 11.5 取公称直径d =32 mm,螺距P =3 mm,中径2d mm, 小径d 3〔d 1〕=28. 5 mm,内螺纹大径D 4 mm 。
3. 螺杆强度校核螺杆危险截面的强度条件为：σe =√(4F πd12)2+3(16T1πd13)2 ≤ [σe ]式中：F ──螺杆所受轴向载荷，F =50 000 N ；d 3〔d 1〕──螺纹小径，mm d 3〔d 1〕=28. 5 mm ；T 1──螺纹副摩擦力矩，T 1=F tan (φ+ρ’ )2d 2, ψ为螺纹升角，ψ=arctan npπ2d =arctan 1×3π×30.5=42°；[σe ]——螺杆材料的许用应力， MPa查参考文献[1]表 5.10 .得钢对青铜的当量摩擦因数 f ’~,取f ’= 0.09，螺纹副当量摩擦角ρ’ = arctan f ’ = = °。
哈工大机械原理大作业(连杆机构)
建立坐标系：以C为原点，水平方向为X轴，CA所在直线为Y轴建立直角坐标系（如图4）。
取曲柄1水平且位于A点右侧为初始时刻，设曲柄1角速度为w，由题意知w= =8.5π rad/s………………（1）
设曲柄1转角为θ，则B点坐标：
xB=ιABcosθ=ιABcoswt
yB=H1+ιABsinθ=H1+ιABsinwt………………（2）
form=1:length(t)-1
ddxF(m)=(dxF(m+1)-dxF(m))/0.0001;
end
ddxF(length(t))=ddxF(length(t)-1);
figure
plot(t,ddxF)
title('¼ÓËÙ¶ÈͼÏñ');
xlabel('t /s'),ylabel('v /(m/s^2)');
输出图像：
xE(m)=yE(m)/k(m);
xF(m)=xE(m)-(-H^2+lEF^2-yE(m)^2+2*yE(m)*H)^(1/2)+0.1142;
end
form=1:length(t)-1
dxF(m)=(xF(m+1)-xF(m))/0.0001;
end
dxF(length(t))=dxF(length(t)-1);
∵ιEF+ιCE>H且ιCE<H
∴E点始终在F点的右下方
∴xF<xE,所以x2舍去，只取xF=x1……………（8）
∴点F坐标为（xF，H）
当t=0时，可得F点初始位置坐标，不妨设为（xo,H）。
则F点位移（通过计算，t=0时，得xo=-0.1142）
哈工大机械制造基础大作业二
题目及要求(1) 机械加工工艺路线（工序安排）① 工艺方案分析 加工重点、难点② 工序编排 加工顺序、内容③ 加工设备和工艺装备(2) 关键问题分析① 加工工艺问题② 装夹问题③ 生产率问题④ 新技术(3) 解决关键问题的工艺措施（参阅资料)一、零 件 的 分 析零件的工艺分析:零件的材料为HT200,灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良,但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求需要加工的表面:1。
小孔的上端面、大孔的上下端面；2。
小头孔0.021022+-Φmm 以及与此孔相通的8Φmm 的锥孔、8M 螺纹孔;mm；3。
大头半圆孔55位置要求：小头孔上端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.05mm、大孔的上下端面与小头孔中心线的垂直度误差为0。
07mm.由上面分析可知，可以粗加工拨叉底面，然后以此作为粗基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。
再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证.二、零件加工工艺设计（一)确定毛坯的制造形式零件材料为HT200.考虑到零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。
选用铸件尺寸公差等级CT9级，该拨叉生产类型为大批生产，所以初步确定工艺安排为:工序适当分散；广泛采用专用设备，大量采用专用工装。
（二)基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证,生产效率得以提高。
（1) 粗基准的选择:以零件的底面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。
这样就可以达到限制五个自由度，再加上垂直的一个机械加紧，就可以达到完全定位。
（2）精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合"原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔内圆柱表面为辅助的定位精基准。
哈工大机械设计大作业二
哈工大机械设计大作业二————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：大作业计算说明书题目:盘形凸轮轮廓的图解法设计学院:英才学院班号:班学号:6１2１820510姓名:林海奇日期：2014年9月27日哈尔滨工业大学大作业任务书题目:盘形凸轮轮廓的图解法设计设计原始数据：用图解法设计偏置滚子直动从动盘形凸轮轮廓。
原始数据如表格1(推杆的偏置方向及推杆推程和回程运动规律代号见表下方的注）。
表格错误!不能识别的开关参数。
设计原始数据凸轮角速度ω方向基圆半径r（ｍm)偏距e(mm)滚子半径rr(mｍ)推杆运动规律推程回程升程h（ｍm)推程角φ远休止角sφ回程角'φ近休止角'sφ逆时针50 12 １2错误!错误!4５1３°50°130°50°注：（１)推杆的偏置方向应使机构推程压力角较小。
(2）推杆的运动规律(推程、回程)①——等速运动规律;②——等加速度等减速运动规律；③——余弦加速度运动规律；——正弦加速度运动规律。
设计要求:1. 用A3图纸,按１:1比例绘图。
2. 凸轮理论轮廓线用点划线，实际轮廓线用粗实线。
3. 用虚线画出机架和从动件。
4. 作图过程中用到的线用细实线画。
5. 不校验压力角。
目录1. 设计过程…………………………………………………………………………………1 （1)取比例尺并作基圆(2)作反转运动，量取''00s s φφφφ、、、 ,并等分'00φφ、(３)计算推杆的预期位移 （4）确定理论轮廓线上的点 （5)绘制理论轮廓线 (６）绘制实际轮廓线2. 参考文献 (2)1.设计过程(1）取比例尺并作基圆,比例尺选为１:1，实际基圆半径为基圆半径0r 与滚子半径r r 之和，即６2ｍm 如图1所示。
(2)作反转运动，量取''00s s φφφφ、、、 ,并等分'00φφ、。
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H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y机械原理大作业二课程名称：机械原理设计题目：凸轮机构设计院系：机电学院班级：1208105分析者：马亮学号：1120810533指导教师：丁刚设计时间：2014.06.01哈尔滨工业大学一、 设计题目(1) 凸轮机构运动简图：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(为方便作图和坐标的度量，取1ω=1rad/s,用Matlab 作图)(1) 推杆升程，回程运动方程如下：A.推杆升程方程： 设为ω1rad/s112()150[6/5sin()],25s ππΦ=Φ-Φ ;6/50π≤Φ≤ 190012()(1cos(),55v ωπ⎡⎤Φ=-Φ⎢⎥⎣⎦;6/50π≤Φ≤ +21216012()sin(),55a ωπΦ=Φ ;6/50π≤Φ≤B.推杆回程方程：599()150[],205s πΦ=-Φ 1359;1236ππ≤Φ≤ 11350(),5v πωΦ=- 1359;1236ππ≤Φ≤ ,0)(=Φa 1359;1236ππ≤Φ≤(2) 推杆位移,速度,加速度线图如下：A. 推杆位移线图x1=linspace(0,5*pi/6,300);x2=linspace(5*pi/6,13*pi/12,300);x3=linspace(13*pi/12,59*pi/36,300);x4=linspace(59*pi/36,2*pi,300);s1=150*(6*x1/(5*pi)-(0.5/pi)*sin(12*x1/5)); s2=150;s3=150*(59/20-9*x3/(5*pi)); s4=0;plot(x1,s1,'k',x2,s2,'k',x3,s3,'k',x4,s4,'k') xlabel('角度ψ/rad'); ylabel('位移s/mm') title('推杆位移线图') gridB. 推杆速度线图x1=linspace(0,5*pi/6,300);x2=linspace(5*pi/6,13*pi/12,300);x3=linspace(13*pi/12,59*pi/36,300);x4=linspace(59*pi/36,2*pi,300); v1=(900/(5*pi))*(1-cos(12*x1/5)); v2=0;v3=-1350/(5*pi); v4=0;plot(x1,v1,'k',x2,v2,'k',x3,v3,'k',x4,v4,'k') xlabel('角度ψ/rad');ylabel('速度v/(mm/s)') title('推杆速度线图') gridC. 推杆加速度线图x1=linspace(0,5*pi/6,300);x2=linspace(5*pi/6,13*pi/12,300);x3=linspace(13*pi/12,59*pi/36,300);x4=linspace(59*pi/36,2*pi,300); a1=(2160/(5*pi))*sin(12*x1/5); a2=0; a3=0; a4=0;plot(x1,a1,'k',x2,a2,'k',x3,a3,'k',x4,a4,'k') xlabel('角度ψ/rad'); ylabel('加速度a/-2mm s ∙') title('推杆加速度线图') grid三、凸轮机构的dss d -Φ线图，并依次确定凸轮的基圆半径和偏距.（1）凸轮机构的dss d -Φ线图： x1=linspace(0,5*pi/6,300);x2=linspace(5*pi/6,13*pi/12,300);x3=linspace(13*pi/12,59*pi/36,300);x4=linspace(59*pi/36,2*pi,300);s1=150*(6*x1/(5*pi)-(0.5/pi)*sin(12*x1/5)); s2=150;s3=150*(59/20-9*x3/(5*pi)); s4=0;v1=(900/(5*pi))*(1-cos(12*x1/5)); v2=0;v3=-1350/(5*pi); v4=0;plot(v1,s1,'r',v2,s2,'r',v3,s3,'r',v4,s4,'r') xlabel('ds/dψ');ylabel('(位移s/mm)') title('ds/d ψ—s 曲线')grid（2）确定凸轮的基圆半径和偏距： 在ds s d -Φ线图中，右侧曲线为升程阶段的类速度-位移图，作直线D t d t 与其相切，且位移轴正方向呈夹角[α1]=300, 故该直线斜率01251cos()51==tan 601212sin()5k ⎡⎤-Φ⎢⎥⎣⎦Φ，通过编程求其角度。
% 求升程切点位置转角f=sym('tan(pi/3)*12*sin(12*t/5)-5*(1-cos(12*t/5))=0') t=solve(f) pretty(t)y=150*(6*t/(5*pi)-(0.5/pi)*sin(12*t/5))x=(900/(5*pi))*(1-cos(12*t/5))求的转角近似值t =1.1123（rad）进而求的切点坐标（x,y）=(108.3229，52.8705)左侧曲线为回程阶段的类速度-位移图，作直线D’t d’t与其相切，与位移轴正方向的夹角为[α2]=60°, 故该直线斜率2=tan30k︒；又其过左边的线段最低点（-85.94,0）故直线方程：y=-tan(pi/6)*(x+85.94)因此：直线Dtdt：y –52.8705=tan(pi/3)*(x-108.3229);直线Dt’d t’: y=-tan(pi/6)*(x+85.94);编程如下：%直线Dtdtx=-90:1:120;y =tan(pi/3)*(x-108.3229) +52.8705hold onplot(x,y);%直线Dt’dt’x=-90:1:120;y=-tan(pi/6)*(x+85.94);hold onplot(x,y);t= 0:0.001:5*pi/6;x=(900/(5*pi))*(1-cos(12*t/5));y=150*(6*t/(5*pi)-(0.5/pi)*sin(12*t/5))hold onplot(x,y,'-r');t=5*pi/6:0.001:13*pi/12;x=0;y=150;hold onplot(x,y,'-r');t=13*pi/12:0.001:59*pi/36;x=-1350/(5*pi);y=150*(3-9*t/(5*pi));hold onplot(x,y,'-r');t= 59*pi/36:0.001:2*pi;x=0;y=0;hold on plot(x,y,'-r'); grid on hold off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 -52.8705=tan(pi/3)*(x-108.3229);{y=-tan(pi/6)*(x+85.94);，可取：偏距e=50.00mm, s0=120mm,基圆半径=130.00mm 。
四、滚子半径的确定及凸轮理论轮廓和实际轮廓的绘制.取滚子半径r=10mm ，则凸轮理论轮廓和实际轮廓如下： 编程如下：h=150;w=1;e=50;ra=10;s0=120; q=150*pi/180;qs=(150+45)*pi/180; q1=295*pi/180; for i=1:1:150f(i)=i*pi/180.0;s1=h.*( f(i)./q -(1/pi).*sin(2.*pi.*f(i)./q)); v1=(w*h./q)*(1-cos(2*pi*f(i)/q)); x(i)=(s0+s1)*sin(f(i))+e*cos(f(i)); y(i)=(s0+s1)*cos(f(i))-e*sin(f(i));a(i)=(s0+s1)*cos(f(i))-e*sin(f(i))+v1/w*sin(f(i)); b(i)=-(s0+s1)*sin(f(i))-e*cos(f(i))+v1/w*cos(f(i)); x1(i)=x(i)+ra*b(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i)); y1(i)=y(i)-ra*a(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i));endfor i=151:1:195f(i)=i*pi/180;s2=h;v2=0;x(i)=(s0+s2)*sin(f(i))+e*cos(f(i));y(i)=(s0+s2)*cos(f(i))-e*sin(f(i));a(i)=(s0+s2)*cos(f(i))-e*sin(f(i))+v2/w*sin(f(i)); b(i)=-(s0+s2)*sin(f(i))-e*cos(f(i))+v2/w*cos(f(i));x1(i)=x(i)+ra*b(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i)); y1(i)=y(i)-ra*a(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i));endfor i=196:1:295f(i)=i*pi/180;s3=h.*(1-(f(i)-qs)/(q1-qs));v3=-w*h/(q1-qs);x(i)=(s0+s3)*sin(f(i))+e*cos(f(i));y(i)=(s0+s3)*cos(f(i))-e*sin(f(i));a(i)=(s0+s3)*cos(f(i))-e*sin(f(i))+v3/w*sin(f(i)); b(i)=-(s0+s3)*sin(f(i))-e*cos(f(i))+v3/w*cos(f(i)); x1(i)=x(i)+ra*b(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i));y1(i)=y(i)-ra*a(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i));endfor i=296:1:360f(i)=i*pi/180;x(i)=(s0+0)*sin(f(i))+e*cos(f(i));y(i)=(s0+0)*cos(f(i))-e*sin(f(i));a(i)=(s0+0)*cos(f(i))-e*sin(f(i))+v3/w*sin(f(i)); b(i)=-(s0+0)*sin(f(i))-e*cos(f(i))+v3/w*cos(f(i)); x1(i)=x(i)+ra*b(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i));y1(i)=y(i)-ra*a(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i));endplot(x,y,'r',x1,y1,'g')text(0,20,'实际轮廓线')text(65,40,'理论轮廓线')hold onfor i=1:5:360for j=1:1:360x2(j)=x(i)+ra*cos(j*pi/180);y2(j)=y(i)+ra*sin(j*pi/180);endplot(x2,y2)（2）图像。