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： 凸轮机构设计 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： 2014.5.2

哈尔滨工业大学

凸轮机构设计

一、设计题目

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

50π

ϕ≤

≤) 升程采用正弦加速度运动规律，故将已知条件mm h 50=，6

50π

=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

1ϕπ

ωa ；

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（9

14π

ϕπ≤≤）

回程采用余弦加速度运动规律，故将已知条件mm h 50=，9

5'0π=

Φ，6

s 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--=59

sin

451v ； ()πϕω-=59

cos 81-a 21；

4、凸轮推杆回程近休止角运动方程（πϕπ

29

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： 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：