滚子摆动从动件凸轮设计matlab程序
改进梯形加速圆柱凸轮数控加工宏程序设计
Nu me r i c a l Co nt r o l Ma c hi ni ng Ma c r o Pr o g r a m De s i g n o f Mo di ie f d Tr a p e z o i d Ac c e l e r a t i o n Cy l i n dr i c a l Ca m
WA NG G u a n mi n g . GAO Yo u k u n. L U Z h i x u e
( S c h o o l o f E l e c t r o me c h a n i c a l E n g i n e e r i n g , N a n c h a n g U n i v e r s i t y , N a n c h a n g J i a n g x i 3 3 0 0 3 1 , C h i n a )
mo d e l o f ma c r o p r o g r a m a b o u t c u t t e r p a t h o f n u me ic r a l c o n t r o l ma c h i n i n g w a s e s t a b l i s h e d .T h e ma c r o p r o g r a m w a s d e s i g n e d t o b e a d —
n u me r i c a l c o n t r o l ma c h i n i n g p r o ra g m w a s r e a l i z e d .S o i t p r o v i d e s p r o ra g mmi n g me t h o d s a n d s t r a t e g i e s f o r n u me r i c a l c o n t r o l ma c h i n i n g ma c r o p r o g r a m d e s i g n o f t h e o s c i l l a t i n g r o l l e r f o l l o we r c y l i n d r i c l a C AM wi t h a c o mp l i c a t e d mo v e me n t l a w. Ke y wo r d s :C y l i n d r i c l a C AM ;Mo d i i f e d t r a p e z o i d a c c e l e r a t i o n;Ma c r o p r o g r a m d e s i g n
机械原理-凸轮设计(偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计)
中国地质大学
课程论文
题目偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计
指导老师__ _____________
姓名
班级
学号
专业机械设计制造及其自动化
院系机电学院
日期 2015 年 5 月 30 日
解析法分析机构运动
——MATLAB辅助分析摘要:
在各种机械,特别是自动化和自动控制装置中,广泛采用着各种形式的凸轮机构,例如盘形凸
轮机构在印刷机中的应用,等经凸轮机构在机械加工中的应用,利用分度凸轮机构实现转位,
圆柱凸轮机构在机械加工中的应用。
凸轮机构的最大优点是只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线,就可以使推杆得到各种预期的运
动规律,而且响应快速,机构简单紧凑。正因如此,凸轮机构不可能被数控,电控等装置完全
代替。但是凸轮机构的缺点是凸轮轮廓线与推杆之间为点,线接触,易磨损,凸轮制造较困难。
在这些前提之下,设计者要理性的分析实际情况,设计出合理的凸轮机构,保证工作的质量与
效率。
本次设计的是偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构,推杆是滚子推杆,这种推杆由于滚子与凸轮
廓之间为滚动摩擦,所以磨损较小,可用来传递较大动力,因而被大量使用,通过设计从根本
上了解这种凸轮机构的设计原理,增加对凸轮机构的认识。通过用MATLAB软件进行偏置直动
滚子从动件盘形凸轮轮廓设计,得出理论廓线和工作廓线,进一步加深对凸轮的理解。
一、课程设计(论文)的要求与数据
设计题目:偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计
试设计偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构的理论轮廓曲线和工作廓线。已知凸轮轴置于推杆轴
线右侧,偏距e=20mm,基圆半径r0=50mm,滚子半径r r=10mm。凸轮以等角速度沿顺时针方
机械原理课程设计——凸轮机构
目录
(一)机械原理课程设计的目的和任务 (2)
(二)从动件(摆杆)及滚子尺寸的确信 (4)
(三)原始数据分析 (5)
(四)摆杆的运动规律及凸轮轮廓线方程 (6)
(五)程序方框图 (8)
(六)运算机源程序 (9)
(七)程序计算结果及其分析 (14)
(八)凸轮机构示意简图 (16)
(九)心得体会 (16)
(十)参考书籍 (18)
(一)机械原理课程设计的目的和任务
一、机械原理课程设计的目的:
一、机械原理课程设计是一个重要实践性教学环节。其目的在于:
进一步巩固和加深所学知识;
二、培育学生运用理论知识独立分析问题、解决问题的能力;
3、使学生在机械的运动学和动力分析方面初步成立一个完整的概念;
4、进一步提高学生计算和制图能力,及运用电子运算机的运算能力。
二、机械原理课程设计的任务:
一、摆动从动件杆盘型凸轮机构
二、采纳图解法设计:凸轮中心到摆杆中心A的距离为160mm,凸轮以顺时针方向等速回转,摆杆的运动规律如表:
3、设计要求:
①确信适合摆杆长度
②合理选择滚子半径rr
③选择适当比例,用几何作图法绘制从动件位移曲线并画于图纸上;
④用反转法绘制凸轮理论廓线和实际廓线,并标注全数尺寸(用A2图纸)
⑤将机构简图、原始数据、尺寸综合方式写入说明书
4、用解析法设计该凸轮轮廓,原始数据条件不变,要写出数学模型,
编制程序并打印出结果 备注:
一、尖底(滚子)摆动从动件盘形凸轮机构压力角:
00[cos()]tan sin()
d l
a l d a ψψψϕ
αψψ+-=
+
在推程中,当主从动件角速度方向不同时取“-”号,相同时取“+”号。
基于matlab的连杆机构设计
基于matlab的连杆机构设计
————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:
目录
1平面连杆机构的运动分析 (1)
1.2 机构的工作原理 (1)
1.3机构的数学模型的建立 (1)
1.3.1建立机构的闭环矢量位置方程...................................................1
1.3.2求解方法.....................................................................2
2基于MATLAB程序设计 (4)
2.1 程序流程图 (4)
2.2 M文件编写 (6)
2.3程序运行结果输出 (7)
3 基于MATLAB图形界面设计 (11)
3.1界面设计……………………………………………………………………………………………11
3.2代码设计……………………………………………………………………………………………12
4 小结 (17)
参考文献 (18)
1平面连杆机构的运动分析
1.1 机构运动分析的任务、目的和方法
曲柄摇杆机构是平面连杆机构中最基本的由转动副组成的四杆机构,它可以用来实现转动和摆动之间运动形式的转换或传递动力。
对四杆机构进行运动分析的意义是:在机构尺寸参数已知的情况下,假定主动件(曲柄)做匀速转动,撇开力的作用,仅从运动几何关系上分析从动件(连杆、摇杆)的角位移、角速度、角加速度等运动参数的变化情况。还可以根据机构闭环矢量方程计算从动件的位移偏差。上述这些内容,无论是设计新的机械,还是为了了解现有机械的运动性能,都是十分必要的,而且它还是研究机械运动性能和动力性能提供必要的依据。
基于MATLAB的摆动式磨头圆柱端面凸轮曲线优化设计
(0 1)
和 : 即 ,
『]
2
: n () 其中: t i 4
2 2 目标 函数 的确定 . 设计 以降低机 构 的振 动 为 目的 , 主动 摆 杆 最 大 取
无因次加速度 为 目标函数 , 选用五次项修正等速运 动 规律 , 按照 均匀计 权 的方 法 , 优化 目标 函数 为 得
d me so a c ee a in wa n y 3 i n in la c lr t s o l 3% o e o tmiain a o r b 0% o fpr — p i z to nd lwe y 3 c mp r d wih t e o gn lc r e,t u o a e t h r ia u v i hs
O 引 言
 ̄ - / T/t()-y ) m " i I—0 ] 0 on 0 - l s tt ok , x O o
一 _
作为 陶瓷 地砖 、 石材 等建 材产 品精磨 、 光 的陶瓷 抛
抛光机 , 其特点是对脆性材料进行磨削 , 要求加工后 的
表 面平整 、 无划 痕 , 到镜 面 光 亮 而 且破 损 率 低 , 达 因此 其 关 键 部 分— —磨 头 驱 动 部 分 必 须 有 良好 的动 态 性 能 。 目前 抛光 机存 在 的 主要 问题 是 磨头 振 动 过 大 , 易 造 成工件 破 损 … 。文 章 对 磨 头 凸轮 曲 线 进 行 优 化 设 计, 以求 得性 能 良好且从 动 件振 动小 的设计 方案 , 改善 陶瓷抛光 机 的性能 , 高瓷砖 表 面加工 质量 。 提 1 磨头凸轮轮廓曲线方程 蛳 ,引 [ 1 )理论 轮廓 线方 程 柱 面坐标 方程
MATLAB在摆动滚子从动件盘形凸轮机构设计中的应用
J D
{ X . ' = : X  ̄ ± r r C 。 O i S ;
1 1 摆杆在推程阶段的运动方程 : 8 f 0 , 8 。 / 2 ] , 等加速运动阶段 :
q b=2 q 5
c s
2 . 2从动件运动规律 的确定 为给 定 的 运 动 规 律 中 的摆 角 推 杆 的 角 位 移 , 6 为 凸轮 的转 角 , 由于 摆 动从动件的升、 回程运动规律均为等加速等减速 运动 , 结合表1 , 得到从动件 的运 动 方 程 :
e q ui p me n t a nd a s s e mbl y p r o d u c t i o n l i ne . Th e a r t i c l e il w l i n t r o d uc e t he a p pl i c a t i o n o fM ATLAB i n t h e o s c i l l a t i n g r o l l e r f o l l o we r d i s c c a m me c h a n i s m d e s i g n f r o m
f
( 6 / 8 o ) : 8∈[ 8 0 / 2 , 8 , 等 减 速 运 动 阶段 :
,  ̄
‘
=
~
一
2 ( 8 。 一 8 y / 8 o 2
2 ) 摆 杆 在 回程 阶段 的 运 动方 程 :
matlab凸轮轮廓设计及仿真说明书
形状。在某些机械中,位移曲线由工艺过程决定,但一般
情况下只有行程和对应的凸轮转角根据工作需要决定,而
曲线的形状则由设计者选定,可以有多种运动规律。传统的凸轮运动
规律有等速、等加速-等减速、余弦加速度和正弦 加速度等。等速运 动规律因有速度突变,会产生强烈的刚性 冲击,只适用于低速。等加 速-等减速和余弦加速度也有加速度突变,会引起柔性冲击,只适用
思路口。因此,基于MATLAB件进行凸轮机构的解析法设计,可以解
决设计工作量大的问题。
本此课程设计基于MATLAB软件进行凸轮轮廓曲线的 解析法 设计,并 对的运动规律凸轮进行仿真,其具体方法为首先精确地 计算出轮 廓线
上各点的坐标,然后运用MATLAB绘制比较精 确的凸轮轮廓曲线和推杆 的位移、速度及加速度曲线以及仿真。
1.2
滚子半径
=40
凸轮轮廓曲线,所以在应用时,只要根据从动件的运动规律来设计凸
轮的轮廓曲线就可以了。
由凸轮的回转运动或往复运动推动从动件作规定往复移 动或摆动 的机构。凸轮具有曲线轮廓或凹槽,有盘形凸轮、 圆柱凸轮和移动凸 轮等, 其中圆柱凸轮的凹槽曲线是空间曲 线,因而属于空间凸轮。 从动件与凸轮作点接触或线接触, 有滚子从动件、平底从动件和尖端 从动件等。尖端从动件能 与任意复杂的凸轮轮廓保持接触,可实现任 意运动,但尖端 容易磨损,适用于传力较小的低速机构中。 在带滚子的直动从动件盘形凸轮机构中, 凸轮回转一周从动 件依次作升-停-降-停4个动作。从动件位移s(或行程高度h)与凸 轮转角 ①(或时间t)的关系称为位移曲线。从动件的行程h有推
凸轮的matlab绘制
附2:习题4-3解答
(1)凸轮的理论廓线方程:
000()sin cos ()cos sin x s s e y s s e s ϕϕϕϕ=++⎧⎨
=+-⎩=式中 (2)从动件在不同阶段的位移方程:
2sin()[0,120]230[120,150][150,300]'0
[300,360]
h h s h h πϕϕϕφπφϕϕϕφϕ⎧-∈︒︒⎪⎪∈︒︒⎪=⎨
⎪-∈︒︒⎪⎪∈︒︒⎩推程阶段远休止阶段回程阶段近休止阶段
(3)求解凸轮的实际廓线:
a r a r 00x =x-r cos y =y-r sin sin cos ()cos sin sin ()sin cos cos dx dy dx
ds s s e d d dy ds s s e d d θθ
θθϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕ⎧⎨
⎩⎧
⎪=⎪⎪⎪⎪⎪
⎨
⎪-
⎪=⎪⎪
⎪
⎪⎩
⎧=++-⎪⎪
⎨
⎪=++-⎪⎩
式中而
同样,由于位移s 与从动件所处的运动阶段有关,所以有:
2cos()[0,120]0[120,150]s [150,300]'0
[300,360]
h h
d h
d πϕϕφφφϕϕϕφϕ⎧-∈︒︒⎪⎪∈︒︒⎪=⎨⎪∈︒︒⎪⎪∈︒︒⎩推程阶段远休止阶段回程阶段近休止阶段
(4)代入已知条件,并用Matlab 语言编程求解,编程代码如下: disp ' ******** 偏置直动滚子从动件盘形凸轮设计 ********' disp '已知条件:'
disp ' 凸轮作逆时针方向转动,从动件偏置在凸轮轴心的右边'
disp ' 从动件在推程作摆线运动规律运动,在回程作等速运动规律运动' ro = 50;rr = 10;e = 12;h = 30;ft = 120;fs = 30;fh = 150;
基于Pro/E的摆动从动件盘形凸轮设计
中图分 类号 : TH 1 3 2 . 4 7
文献标 志 码 : A
CA 0 Zhi me i
D e s i g n o f P l a t e Ca m wi t h S wi n g i n g F o l l o w e r b a s e d o n P r o / E
法 。
图 1 摆 动 从 动 件 的 位 移 曲线
1 P r o / E软 件 命 令 介 绍
利用 P r o / E软 件 进 行 摆 动 从 动件 盘 形 凸轮 设 计 涉及 到 2个重 要概 念 , 1 个 是 Gr a p h曲线 , 另 一个
是可变 截 面扫描 命 令 。通 过 这 2项 配合 使 用 , 能够
Biblioteka Baidu
简化 , 结 果 如 图 1所 示 , 其 中 摆 杆 最 大 摆 角 为
2 4 o [
。
的轮 廓 曲线精 度不 高 , 解 析 法 计 算 的方 程 式 又非 常
复杂 。随着行业 对 凸轮设 计 的精 度和 效率 的要 求越 来 越高 , 采 用三 维设 计 软 件 来 进 行 凸 轮设 计 被 广 泛
离表达 式 , 并利 用 P r o / E软 件 中的 Gr a p h曲线 和 可变截 面扫 描命 令 对 凸轮 进 行 了设计 , 从 而 大大提 高 了 凸轮 设 计 的精度 , 缩 短 了设 计 时 间 , 提 高 了效率 。其设 计过 程具 有较 好 的通用性 和适 用性 , 有借 鉴价 值 。
推程余弦加速回程正弦加速运动MATLAB程序
推程余弦加速回程正弦加速运动MATLAB程序
disp'*****偏执移动从动件盘形凸轮设计*****'
disp'已知条件:'
disp'凸轮并作逆时针方向旋转,从动件偏置在凸轮轴心的右边'disp'从动件在推程并作等快速'
rb=40;rt=10;e=10;h=30;ft=150;fs=30;fh=120;alp=30;fprintf(1,'基圆半径
rb=omm\\n',rb)fprintf(1,'滚子半径rt=%3.4fmm\\n',rt)fprintf(1,'推杆偏距
e=%3.4fmm\\n',e)fprintf(1,'推程升程h=%3.4fmm\\n',h)fprintf(1,'推程运动角
ft=%3.4fmm\\n',ft)fprintf(1,'远休止角fs=%3.4fmm\\n',fs)fprintf(1,'回程运动角fh=%3.4fmm\\n',fh)
fprintf(1,'推程许用压力角
alp=%3.4fmm\\n',alp)hd=pi/180;du=180/pi;se=sqrt(rb^2-
e^2);d1=ft+fs;d2=ft+fs+fh;disp''
disp'计算过程和输出结果:'
disp'1-排序凸轮理论轮廓的压力角和曲率半径'disp'1-1推程(余弦加速度运动)'s=zeros(ft);ds=zeros(ft);d2s=zeros(ft);at=zeros(ft);atd=zeros(ft);pt=zeros(ft );forf=1:ft
s(f)=.5*h*(1-cos(pi*f/ft));s=s(f);
基于MATLAB语言的凸轮轮廓曲线的解析法设计
functions of MATLAB are used to perfonn kinematic simulation on the motion law of the cam.The contour curve
oscillating follower is drawn. The disc cam and the displacement, velocity and acceleration curves of the push rod are
1 总体设计方嘉 1.1 推杆的运动规律
通常情况下,要完成凸轮机构的设计任务,推杆的运 动规律和凸轮的相关尺寸是根据所给定的条件以及凸轮 机构的类型来决定的,然后根据所决定的推杆的运动规 律通过一系列的计算,设计出凸轮应有的理论轮廓曲线 以及实际轮廓曲线。所以说选择合适的推杆的运动规律 至关重要,这不仅关系到接下来研究的难易,还关系到凸 轮机构的工作质量。
通常来说,推杆的运动规律,就是推杆的位移s 与时 间t , 速度c与时间s和加速度。与时 IBJt之间的变化规律。摆 动从动件盘形凸轮经常情况下为等速运动,推杆的运动 规律可以用推杆的运动随凸轮转角S变化而变化来表示。 其中余弦加速Βιβλιοθήκη Baidu运动规律的加速度曲线在开始的时候运 动有急剧的增加或者急剧的减小,在结束时也会发生这
I 网址,刷刷.jxg臼 com 电邮 hrbengineer@163 ∞m 囚18 年第 7 期
机械原理-凸轮设计(偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计)
中国地质大学
课程论文
题目偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计
指导老师__ _____________
姓名
班级
学号
专业机械设计制造及其自动化
院系机电学院
日期 2015 年 5 月 30 日
解析法分析机构运动
——MATLAB辅助分析摘要:
在各种机械,特别是自动化和自动控制装置中,广泛采用着各种形式的凸轮机构,例如盘形凸轮机构在印刷机中的应用,等经凸轮机构在机械加工中的应用,利用分度凸轮机构实现转位,圆柱凸轮机构在机械加工中的应用。
凸轮机构的最大优点是只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线,就可以使推杆得到各种预期的运动规律,而且响应快速,机构简单紧凑。正因如此,凸轮机构不可能被数控,电控等装置完全代替。但是凸轮机构的缺点是凸轮轮廓线与推杆之间为点,线接触,易磨损,凸轮制造较困难。在这些前提之下,设计者要理性的分析实际情况,设计出合理的凸轮机构,保证工作的质量与效率。
本次设计的是偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构,推杆是滚子推杆,这种推杆由于滚子与凸轮廓之间为滚动摩擦,所以磨损较小,可用来传递较大动力,因而被大量使用,通过设计从根本上了解这种凸轮机构的设计原理,增加对凸轮机构的认识。通过用MATLAB软件进行偏置直动滚子从动件盘形凸轮轮廓设计,得出理论廓线和工作廓线,进一步加深对凸轮的理解。
一、课程设计(论文)的要求与数据
设计题目:偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计
试设计偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构的理论轮廓曲线和工作廓线。已知凸轮轴置于推杆轴线右侧,偏距e=20mm,基圆半径r0=50mm,滚子半径r r=10mm。凸轮以等角速度沿顺时针方向回转,在凸轮转过δ2=120°的过程中,推杆按正弦加速度沿顺时针方向回转,在凸轮转过δ2=30°时,推杆保持不动;其后,凸轮在回转角度δ3=60°期间,推杆又按余弦加速度运动规律下降至起始位置;凸轮转过一周的其余角度时,推杆又静止不动。求实际和理论轮廓线,验算压力角,验算失真情况,确定铣刀中心轴位置。
摆动式固定凸轮与连杆机构的设计
摆动式固定凸轮与连杆机构的设计
姓名:xxx
学校:湖南工业大学
专业:机械设计制造及其自动化
班级:机设1002班
学号:xxxxxxxxxx
指导老师:贺兵
时间:2013年12月20日
目录
一、课程设计的目的 (3)
二、设计内容与步骤 (3)
1、设计内容 (3)
2、设计步骤 (3)
三、设计要求 (3)
四、设计指导 (4)
1、概述 (4)
2、基本参数 (5)
3、设计步聚 (6)
1)确定驱动方案 (6)
2)确定e (7)
3)确定h (7)
4)确定α (7)
5)确定δ (7)
6)求算b1、b2 (7)
7)设计凸轮廊线 (9)
8)检验压力角 (12)
五、结论 (14)
六、参考文献 (14)
七、附图 (14)
摘要
包装设计课程设计是在完成机械设计课程学习后,一次重要的实践性教学环节。是高等工科院校大多数专业学生第一次较全面的设计能力训练,也是对机械设计课程的全面复习和实践。其目的是培养理论联系实际的设计思想,训练综合运用机械设计和有关选修课程的理论,结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力,巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识。
本次设计的题目是直动式固定凸轮与连杆机构的设计。根据题目要求和机械设计的特点作者做了以下几个方面的工作:①根据有关参数进行计算或编写有关设计计算程序;②利用程序设计的方法输出结果并自动生成图形;③画出装配图及其主要零件图;④完成设计计算说明书。
一、课程设计的目的
《包装机械设计》课程设计是本课程各教学环节中重要的一环,它让学习者联系实际进一步深入理解、掌握所学的理论知识。其基本目的是:
基于matlab的凸轮优化设计
摘要
配气机构是内燃机的重要组成部分,配气凸轮是决定配气机构工作性能的关键零件,如何设计和加工出具有合理型线的凸轮是整个配气系统设计中最为重要的问题。
文章首先对凸轮进行分段设计,然后利用最大速度和最大加速度位置基于高次方程凸轮运动规律设计通过Matlab软件进行凸轮型线的优化设计,根据摇臂比计算气门运动规律,然后通过变摇臂比对凸轮运动规律进行反求,借鉴高次方程的凸轮设计经验,得出一种凸轮设计的新方法,对气门运动规律进行优化设计,将新设计凸轮型线与原始凸轮型线进行对比,分析出新设计比原设计上在升程、速度和加速度方面所得到的提高,据此得出新设计对配气机构乃至整车所发挥的作用。
关键词:凸轮;高次方程;变摇臂比;优化设计
ABSTRACT
It is the importance of the internal combustion engine to constitute part to go together with to annoy organization, go together with to annoy a cam is to decide to go together with the key spare parts of annoying the organization work function, how design and process to submit the cam of having the reasonable type line is the most important problem in the whole design that go together with to annoy system.
滚子摆动从动件平面共轭凸轮的设计与制造
理轮 论廓
平 面共 轭 凸轮 机构 的设计 , 先须 根 据 机 构 的 运 动要 求 首
确 定从 动件 的运动 规 律 , 据许 用 压 力 角 和可 能 的空 间位 置 根
确 定 凸轮 的基 圆半 径 和 相关 的几 何 尺 寸 ; 然后 由从 动 件 的 升 程 要求 确 定 主 凸 轮 的 理 论 轮 廓 , 据 给 定 的 摆 杆 长 度 和 夹 根
Ma 1 y 20 0
滚 子 摆 动 从 动 件 平 面 共 轭 凸 轮 的 设 计 与 制 造
唐 春 阳 ,许 兴 稳 ,陈荣 发
( .扬 州 大学 机 械 工 程 学 院 ,江 苏 扬 州 2 5 2 ;2 1 2 1 7 .扬 州 凯 越 刷 业 机 械 有 限公 司 ,江 苏 扬 州 2 5 l ) 2 1 1
( 0 0 ) 2 08 9
* 联 系 人 , — i ya g yu eu e E mal t n @ z . d . n :c
3 8
扬州大学学报( 自然 科 学 版 )
角, 由主 凸轮理 论 轮廓 计 算 得 到 回 凸轮 的 理论 轮 廓 ; 后 由 最
图 1 滚 子 摆 动 从 动 件 平 面 共 轭 凸轮 简 图
Fi 1 Th a r m f t s iltng r le g. e dig a Hale Waihona Puke Baidu he o cla i o lr
摆动滚子从动件盘形凸轮廓线和刀具中心轨迹的通用算法
图 1 摆动滚 子从动 件盘形 凸轮机构 在运转 中的 为
一
个任 意位 置 。 A为 凸轮 与摆杆 的 中心距 , 为摆杆 长
一
co cs
() 2
度 ,0 r 为滚 子半 径 , 为 凸轮 的基 圆半径 , 为滚 子 与
凸轮实 际廓线 的接触 点 。
( 一 01 )d A P 3
从 动件 的运 动规律 后 , 即可 导 出 以凸轮 转 角 为参 变
目前 , 有关 凸轮设计 的各种 资料 中 , 对于摆 动滚子
从 动件 盘形 凸 轮 的解 析 法设 计 , 常首先 计 算 凸轮 的 通 理论 廓线坐 标 , 再根 据理论 廓线 坐标计算 实际 廓线 。 加
量 从 件 位 方 — 和 速 方 蔷 的 动 角 移 程 ( 类 度 程{ ) r
凸轮 的廓线 和刀具 中心轨 迹 时具 有很 好 的通 用性 , 同
时还 计算 出了机构 的压力 角 。公 式 的推 导过程 简单 明
了, 几何 意义 清楚 , 且公 式形 式 适 于编 程 计算 , 此种 为 凸轮 的廓线设 计 和刀具 中心轨迹 计算提 供 了一 种简单
可行 的新方 法 。
=
工 凸轮时 , 根据实 际廓线计 算 刀具 中心 轨迹 。 文利用 本 速 度瞬心 的性质导 出 了一 套可分 别单独 计算 凸轮廓线
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}
disp ' ******** 滚子摆动从动件凸轮设计 ********'
disp '已知条件:'
disp ' 凸轮作顺时针方向转动,从动件做摆动'
disp ' 从动件在推程作等加速/等减速运动,在回程作等加速等减速运动'
rb =52;rt = 10;qm=15;ft = 60;fs = 10;fh = 60;alp = 35;a=140;l=122;q0=asin(rb/a)*180/pi;
fprintf (1,' 基圆半径 rb = % mm \n',rb)
fprintf (1,' 滚子半径 rt = % mm \n',rt)
fprintf (1,' 起始角度 q0= % mm \n',q0)
;
fprintf (1,' 最大摆动角度 qm = % mm \n',qm)
fprintf (1,' 推程运动角 ft = % 度 \n',ft)
fprintf (1,' 远休止角 fs = % 度 \n',fs)
fprintf (1,' 回程运动角 fh = % 度 \n',fh)
fprintf (1,' 推程许用压力角 alp = % 度 \n',alp)
hd= pi / 180;du = 180 / pi; %角度弧度互换
d1 = ft + fs;d2 = ft + fs + fh;
disp ' '
.
disp '计算过程和输出结果:'
disp ' 1- 计算凸轮理论轮廓的压力角和曲率半径'
disp ' 1-1 推程(等加速/等减速运动)'
s = zeros(ft);ds = zeros(ft);d2s = zeros(ft);vt=zeros(ft);st1=zeros(ft);at=zeros(ft);
at = zeros(ft);atd = zeros(ft);pt = zeros(ft);
for f = 1 : ft
if f <= ft / 2
s(f)=2*(qm/ft^2)*f^2;st1(f)=s(f);s = s(f); %推程加速方程式
(
ds(f)=(qm/ft^2)*f;vt(f)=ds(f);ds = ds(f);
d2s(f)=4*qm/ft;at(f)=d2s(f);d2s = d2s(f);
else
s(f)=qm-2*qm*(ft-f)^2/ft^2;st1(f)=s(f); s = s(f); %推程减速方程式
ds(f)=4*qm*(ft-f)/ft^2;vt(f)=ds(f);ds = ds(f);
d2s(f)=-4 *qm/ft^2;at(f)=d2s(f);d2s = d2s(f);
end
at(f)= atan((-l*(1-ds))/(a*sin((s+q0)*hd))-(-1)*cos((s+q0)*hd)/sin((s+q0)*hd));atd(f) = at(f) * du; %推程压力角的角度和弧度表达式
/
p1= -a*sin(f*hd)+l*sin((s+q0-f)*hd)*(ds-1);
p2= a*cos(f*hd)+l*cos((s+q0-f)*hd)*(ds-1);
p3=-a*cos(f*hd)+l*(ds-1)^2*cos((s+q0-f)*hd)+l*d2s*sin((s+q0-f)*hd);
p4=-a*sin(f*hd)-l*(ds-1)^2*sin((s+q0-f)*hd)+l*ds*cos((s+q0-f)*hd);
pt(f)= (p1^2+p2^2)^(p1*p4-p2*p3) ;p = pt(f);
end
atm = 0;
for f = 1 : ft
&
if atd(f) > atm
atm = atd(f);
end
end
fprintf (1,' 最大压力角 atm = % 度\n',atm)
for f = 1 : ft
if abs(atd(f) - atm) <
ftm = f;break
~
end
end
fprintf (1,' 对应的位置角 ftm = % 度\n',ftm)
if atm > alp
fprintf (1,' * 凸轮推程压力角超过许用值,需要增大基圆!\n')
end
ptn = rb ;ftn=0;
for f = 1 : ft
@
if pt(f) < ptn
ptn = pt(f);
end
end
fprintf (1,' 轮廓最小曲率半径 ptn = % mm\n',ptn)
for f = 1 : ft
if abs(pt(f) - ptn) <
ftn = f;break
*
end
end
fprintf (1,' 对应的位置角 ftn = % 度\n',ftn)
if ptn < rt + 5
fprintf (1,' * 凸轮推程轮廓曲率半径小于许用值,需要增大基圆或减小滚子!\n')
end
disp ' 1-2 回程(等加速等减速运动)'
s = zeros(fh);ds = zeros(fh);d2s = zeros(fh);
,
ah = zeros(fh);ahd = zeros(fh);ph = zeros(fh);
for f = d1 : d2
k = f - d1;
if k<=fh / 2
s(f) =qm-2*qm*(k)^2/fh^2;st1(f)=s(f); s = s(f);
ds(f)=-4*qm*k/fh^2;ds = ds(f);
d2s(f)= -4*qm/fh^2;d2s = d2s(f);
else
【
s(f) =2*qm*(d2-f)^2/fh^2;st1(f)=s(f); s = s(f);
ds(f)=-4*qm*(d2-f)/fh^2;ds = ds(f);
d2s(f)=4*qm/fh^2;d2s = d2s(f);
end
at(f)= atan((-l*(1-ds))/(a*sin((s+q0)*hd))-(-1)*cos((s+q0)*hd)/sin((s+q0)*hd));atd(f) = at(f) * du; %推程压力角的角度和弧度表达式
p1= -a*sin(f*hd)+l*sin((s+q0-f)*hd)*(ds-1);
p2= a*cos(f*hd)+l*cos((s+q0-f)*hd)*(ds-1);
<
p3=-a*cos(f*hd)+l*(ds-1)^2*cos((s+q0-f)*hd)+l*d2s*sin((s+q0-f)*hd);
p4=-a*sin(f*hd)-l*(ds-1)^2*sin((s+q0-f)*hd)+l*ds*cos((s+q0-f)*hd);
pt(f)= (p1^2+p2^2)^(p1*p4-p2*p3) ;p = pt(f);
end
atm = 0;