哈工大机械原理大作业2凸轮机构27题

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

机械原理大作业说明书

课程名称：机械原理

设计题目：凸轮机构设计

院系：能源学院

班级：1002101班

设计者：

学号：

指导教师：赵永强

设计时间：6月10日-6月24日

哈尔滨工业大学

一、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。

序号 升程（mm ）

升程运动角 升程运动规律 升程许用压力角

27 130

150 正弦加速度 30°

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

100° 余弦加速度 60° 30° 80°

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

凸轮推杆升程运动方程：)]5

12sin(2156[130s ϕ

ππϕ-=

)

5

12sin(4.374)]5

12cos(1[156

v 211

ϕπϕπωω=-=

a

% t 表示转角，s 表示位移 t=0:0.01:5*pi/6; %升程阶段

s=130*[(6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*sin(12*t/5)]; hold on plot(t,s); t= 5*pi/6:0.01:pi; %远休止阶段 s=130; hold on plot(t,s);

t=pi:0.01:14*pi/9; %回程阶段

s=65*[1+cos(9*(t-pi)/5)]; hold on

plot(t,s);

t=14*pi/9:0.01:2*pi;

%近休止阶段

s=0;

hold on

plot(t,s);

grid on

hold off

% t表示转角，令ω1=1 t=0:0.01:5*pi/6;

%升程阶段

v=156*1*[1-cos(12*t/5)]/pi hold on

plot(t,v);

t= 5*pi/6:0.01:pi;

%远休止阶段

v=0

t=pi:0.01:14*pi/9;

%回程阶段

v=-117*1*sin(9*(t-pi)/5) hold on

plot(t,v);

t=14*pi/9:0.01:2*pi;

%近休止阶段

v=0

hold on

t=0:0.001:5*pi/6;

a=374.4*sin(12*t/5)/pi; hold on

plot(t,a);

t=5*pi/6:0.01:pi;

a=0;

hold on

plot(t,a);

t=pi:0.001:14*pi/9;

a=-210.6*cos(9*(t-pi)/5);

t=14*pi/9:0.001:2*pi; a=0;

hold on

三. 绘制凸轮机构的

s

d

ds

-

ϕ

线图

% t表示转角，x(横坐标)表示速度ds/dφ，y（纵坐标）表示位移s t=0:0.001:5*pi/6;

% 升程阶段

x= 156*1*(1-cos(12*t/5))/pi;

y= 130*((6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*sin(12*t/5));

hold on

plot(x,y,'-r');

t= 5*pi/6:0.01:pi;

%远休止阶段

x=0;

y=130;

hold on

plot(x,y,'-r');

t=pi:0.001:14*pi/9;

x=-117*1*sin(9*(t-pi)/5);

y=65*(1+cos(9*(t-pi)/5));

hold on

plot(x,y,'-r');

t=14*pi/9:0.01:2*pi;

%近休止阶段

x=0;

y=0;

hold on

plot(x,y,'-r');

grid on

hold off

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D t d t与其相切，且位移轴正方向呈夹角[ 1]=300,则切点处的斜率与直线D t d t的斜率相等，因为k Dtdt=tan300,右侧曲线斜率可以表示为,所以，，通过编程求其角度。编码：

求得转角t =1.1123

进而求的切点坐标（x,y）=(93.8817, 45.8243)

（2）在图-4中，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，且位移轴正方向呈夹角[ 1]=600,则切点处的斜率与直线D’t d’t的斜率相等，因为k Dtdt=tan300

同理求得切点坐标（x,y）=( -110.0654, 42.3144)

2. 确定直线方程

直线D t d t：y =tan(pi/3)(x-93.8817)=45.8243;

直线D t’d t’: y =-tan(pi/3)(x+84.3144)+110.0654;

3. 绘图确定基圆半径和偏距

% 直线Dtdt

x=-125:1:150;

y= tan(pi/3)*(x-93.8798)+45.8243;

hold on

plot(x,y);

% 直线Dt’dt’

x=-125:1:150;

y=-tan(pi/6)*(x+110.0654)+34.3144;

hold on

plot(x,y);

%直线Dd

x=0:1:150;

y=tan(2*pi/3)*x;

hold on

plot(x,y);

t=0:0.001:5*pi/6;