哈工大机械原理大作业_凸轮机构设计(第3题)

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： 11208103xx

指导教师：林琳

设计时间： 2014.5.2

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(6

50πϕ≤≤) 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 1442

1ϕπωa ； 2、凸轮推杆推程远休止角运动方程（

πϕπ≤≤6

5） 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--=5

9sin

451v ； ()πϕω-=5

9cos 81-a 21；

4、凸轮推杆回程近休止角运动方程（πϕπ29

14≤≤） 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=0:0.01:5*pi/6;

s=50*((6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*sin(12*t/5));

hold on

plot(t,s);

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

s=50;

hold on

plot(t,s);

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

s=25*(1+cos(9*(t-pi)/5));

hold on

plot(t,s);

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

s=0;

hold on

plot(t,s),xlabel('φ/rad'),ylabel('s/mm'); grid on

hold 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1

t=0:0.01:5*pi/6;

v=60/pi*(1-cos((12*t)/5));

hold on

plot(t,v);

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

v=0;

hold on

plot(t,v);

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

v=-45*sin(9*(t-pi)/5);

hold on

plot(t,v);

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

v=0;

hold on

plot(t,v),xlabel('φ(rad)'),ylabel('v(mm/s)'); grid on

hold 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1

t=0:0.01:5*pi/6;

a=144/pi*sin(12*t/5);

hold on

plot(t,a);

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

a=0;

hold on

plot(t,a);

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

a=-81*cos(9*(t-pi)/5);

hold on

plot(t,a);

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

a=0;

hold on

plot(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：

()⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧≤≤≤≤-≤≤≤≤--=πϕππϕππϕπϕππϕπππϕ29

14.0914,59sin 4565,0650),512cos 6060(d ds 利用matlab 编程：

%用t 代替φ,a 代替ds/d φ,

t=0:0.01:5*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/6:0.01:pi;

a=0;

s=50;

hold on

plot(a,s);

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

a=0;

s=0;

hold on

plot(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：