(完整word版)2019春哈工大机械原理大作业凸轮21

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机械原理大作业凸轮设计

机械原理大作业凸轮设计

机械原理大作业凸轮设计本文档旨在介绍《机械原理大作业凸轮设计》的背景和目的。

凸轮设计在机械工程中具有重要性和挑战,因此本文档将探讨凸轮设计的原理和方法,并提供相应的示例和解释。

本文档包括以下内容:凸轮设计的背景和意义凸轮设计的原理和方法凸轮设计的实例和案例分析结论和建议每一部分将详细阐述相关的知识和技术,旨在帮助读者理解和应用凸轮设计的原理及方法。

请继续阅读以下各章节,以便全面了解凸轮设计的重要性和实践应用。

凸轮的定义和作用凸轮是一种机械元件,具有特殊形状的轮缘。

它主要用于传递运动和改变运动方向。

凸轮通常与其他机械部件,如凸轮轴和凸轮销,一起使用,以实现特定的工作任务。

凸轮的重要性和应用凸轮在机械原理中具有重要的作用。

它被广泛应用于不同的机械系统中。

首先,凸轮在传输运动方面非常重要。

通过凸轮的特殊形状,它可以转换来自动力源的旋转运动为直线或曲线的机械运动。

这使得凸轮能够将动力传递给其他部件,实现机械装置的工作。

其次,凸轮还能够改变运动方向。

通过将凸轮与其他机械部件连接,如齿轮或连杆,可以改变运动的方向和速度。

这使得凸轮在不同机械系统中能够实现不同的功能,例如提供机械装置的正向和反向运动。

最后,凸轮还可以用于执行特定的运动模式。

通过调整凸轮的形状和轮缘的位置,可以实现不同的运动曲线和运动模式。

这为机械系统的设计师提供了更大的灵活性,以满足特定的工作要求。

总之,凸轮在机械原理中起着关键的作用。

它通过传输运动和改变运动方向,为不同机械系统的功能实现提供支持。

凸轮的设计和应用需要充分考虑机械装置的工作需求和运动特性,以确保凸轮的有效性和可靠性。

本文介绍凸轮设计的基本原则,包括凸轮外形的选择和凸轮参数的确定。

我们将讨论凸轮的轮廓曲线以及与其相关的几何特征。

此外,我们还将介绍凸轮的运动学和动力学分析,以及对凸轮进行性能评估和优化的方法。

本文以一个具体案例为例,详细介绍凸轮设计的过程。

通过该案例研究,读者可以了解凸轮设计的步骤和方法,以及可能遇到的问题和解决方案。

机械原理大作业——凸轮.docx

机械原理大作业——凸轮.docx

大作业(二)凸轮机构设计题号:6班级:姓名:学号:同组者:成绩:完成时间:目录一凸轮机构题目要求 (1)二摆杆的运动规律及凸轮轮廓线方程 (2)三计算程序 (3)四运算结果及凸轮机构图 (9)4.1 第一组(A组)机构图及计算结果 (9)4.2 第二组(B组)机构图及计算结果 (14)4.3 第三组(C组)机构图及计算结果 (19)五心得体会 (24)第一组(A组) (24)第二组(B组) (24)第三组(C组) (24)六参考资料 (25)附录程序框图 (26)一凸轮机构题目要求(摆动滚子推杆盘形凸轮机构)题目要求:试用计算机辅助设计完成下列偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构或摆动滚子推杆盘形凸轮机构的设计,已知数据如下各表所示。

凸轮沿逆时针方向作匀速转动。

表一摆动滚子推杆盘形凸轮机构的已知参数题号初选的基圆半径R0/mm机架长度Loa/mm摆杆长度Lab/mm滚子半径Rr/mm推杆摆角φ许用压力角许用最小曲率半径[ρamin][α1] [α2]A 15 60 55 10 24°35°70°0.3RrB 20 70 65 14 26°40°70°0.3RrC 22 72 68 18 28°45°65°0.35Rr 要求:1)凸轮理论轮廓和实际轮廓的坐标值2)推程和回程的最大压力角,及凸轮对应的转角3)凸轮实际轮廓曲线的最小曲率4)半径及相应凸轮转角5)基圆半径6)绘制凸轮理论廓线和实际廓线7)计算点数:N:72~120推杆运动规律:1)推程运动规律:等加速等减速运动2)回程运动规律:余弦加速度运动二摆杆的运动规律及凸轮轮廓线方程1)推程:1,运动规律:等加速等减速运动;2,轮廓线方程:A:等加速推程段设定推程加速段边界条件为:在始点处δ=0,s=0,v=0。

在终点处。

整理得:(注意:δ的变化范围为0~δ0/2。

哈工大机械原理大作业直动从动件盘形凸轮机构满分完美版哈尔滨工业大学

哈工大机械原理大作业直动从动件盘形凸轮机构满分完美版哈尔滨工业大学
y(i)=(s0+s(i))*cosd(Phi(i))-e*sind(Phi(i));
end
%曲率半径
dx=diff(x);
dx(36001)=0;
dy=diff(y);
dy(36001)=0;
dydx=dy./dx;
ddy=diff(dydx);
ddy(36001)=0;
ddy=ddy./dx;
~7~
xlabel('凸轮转角φ/°');
ylabel('从动件加速度 a/(mm/s^2)');
title('加速度');
subplot(2,3,4);
plot(dsdPhi,s);
axis equal
axis([-30 50 -50 30]);
hold on
plot(x1,f1,'r');
hold on
axis equal
hold on
plot(x,y,'k')
legend('理论廓线',-1);
hold on
%轮廓图
%实际廓线
%理论廓线
~8~
哈尔滨工业大学
直动从动件盘型凸轮机构设计说明书
plot(x0,y0,':')
hold on
%基圆
plot(xe,ye,'k:')
%偏距圆
legend('实际廓线','理论廓线','基圆','偏距圆',-1);
subplot(2,3,1);
plot(Phi,s);
grid on
axis([0 360 0 27]);

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

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≤。

(完整word版)哈工大机械原理试卷

(完整word版)哈工大机械原理试卷

一.填空题(本大题共7小题,每空1分, 共15分)1. 按照两连架杆可否作整周回转,平面连杆机构分为 、 和 。

2. 平面连杆机构的 角越大,机构的传力性能越好。

3. 运动副按接触形式的不同,分为 和 。

4.直齿圆柱齿轮正确啮合条件是两齿轮的 和 分别相等。

5. 凸轮从动件按其端部的形状可分为 从动件、 从动件和从动件动件。

6. 机构具有确定运动的条件是: 。

7.通过将铰链四杆机构的转动副之一转化为移动副时,则可得到具有移动副的 机构、 机构、摇块机构和 机构。

二.选择题(本大题共15小题,每小题1分,共15分)1. 要实现两相交轴之间的传动,可采用 传动。

A .直齿圆柱齿轮B .斜齿圆柱齿轮C .直齿锥齿轮D .蜗杆蜗轮2. 我国标准规定,对于标准直齿圆柱齿轮,其ha*= 。

A .1B .0.25C .0.2D .0.83. 在机械传动中,若要得到大的传动比,则应采用 传动。

A. 圆锥齿轮B. 圆柱齿轮C. 蜗杆D. 螺旋齿轮4. 当四杆机构处于死点位置时,机构的压力角为 。

A .0°B .90°C .45°D .15°5. 一般情况凸轮机构是由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成的 机构。

A .转动副B .移动副C .高副D .空间副6. 齿轮的渐开线形状取决于它的 直径。

A .齿顶圆B .分度圆C .基圆D .齿根圆7. 对于滚子从动件盘形凸轮机构,滚子半径 理论轮廓曲线外凸部分的最小曲率半径。

A .必须小于B .必须大于C .可以等于D .与构件尺寸无关8. 渐开线直齿圆柱齿轮中,齿距p ,法向齿距n p ,基圆齿距b p 三者之间的关系为 。

A.p p p n b <=B.p p p n b <<C.p p p n b >>D. p p p n b =>9. 轻工机械中常需从动件作单向间歇运动,下列机构中不能实现该要求的是 。

机械原理大作业凸轮

机械原理大作业凸轮

机械原理大作业凸轮
机械原理大作业,凸轮。

凸轮是机械传动中常用的一种机构,它通过不规则形状的轮廓
来实现对运动部件的控制。

在机械原理中,凸轮通常被用于将旋转
运动转化为直线运动,或者实现复杂的运动轨迹控制。

本文将对凸
轮的结构、工作原理以及应用进行介绍。

首先,凸轮的结构可以分为凸轮轴、凸轮轮廓和凸轮座三个部分。

凸轮轴是凸轮的主体,它通常由钢材或铸铁制成,具有一定的
硬度和强度。

凸轮轮廓是凸轮的关键部分,它的形状决定了凸轮的
运动规律。

凸轮座则是凸轮的支撑部分,用于将凸轮固定在机器上。

这三个部分共同构成了凸轮的基本结构。

其次,凸轮的工作原理是利用凸轮轮廓的不规则形状来控制运
动部件的运动。

当凸轮轴旋转时,凸轮轮廓会推动凸轮座上的运动
部件,使其产生直线运动或者复杂的运动轨迹。

通过合理设计凸轮
轮廓的形状,可以实现各种不同的运动控制效果。

最后,凸轮在机械传动中有着广泛的应用。

它常常被用于发动
机的气门控制系统中,通过凸轮的旋转来控制气门的开闭,从而实现发动机的正常工作。

此外,凸轮还被应用于纺织机械、冲压机械等领域,用于控制各种不同的运动部件。

综上所述,凸轮作为机械传动中常用的机构,具有结构简单、工作可靠、应用广泛的特点。

通过合理设计凸轮的结构和轮廓,可以实现对运动部件的精确控制,从而实现各种不同的机械运动。

在未来的机械设计中,凸轮仍然会发挥重要的作用,为各种机械设备的运动控制提供可靠的解决方案。

哈工大机械原理大作业 凸轮资料

哈工大机械原理大作业 凸轮资料

机械原理大作业课程名称:机械原理设计题目:直动从动件盘形凸轮机构院系:机电学院班级:完成者:学号:指导教师:设计时间:哈尔滨工业大学题目:如图所示直动从动件盘形凸轮机构,其原始参数见表,据此设计该凸轮机构。

凸轮运动分为五个阶段 1.升程阶段0~5034500010156s h ϕϕϕ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎢⎥=⨯-⨯+⨯ ⎪ ⎪ ⎪ΦΦΦ⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦ 23410000306030h v ωϕϕϕ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎢⎥=⨯-⨯+⨯ ⎪ ⎪ ⎪ΦΦΦΦ⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦ 23212000060180120h a ωϕϕϕ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎢⎥=⨯-⨯+⨯ ⎪ ⎪ ⎪ΦΦΦΦ⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦2.远休止50~1503.回程等加速150~195()20'202sh s h ϕ=--Φ-ΦΦ()10'204s h s ωϕ=--Φ-ΦΦ21'204h v ω=Φ4.回程等减速195~240()2'00'202s h s ϕ=Φ+Φ+Φ-Φ()'100'24s h v ωϕ=-Φ+Φ+Φ-Φ21'204h v ω=-Φ5.近休止240~360其中,Φ 推程运动角sΦ 远休止角 '0Φ 回程运动角使用Matlab实现1.从动件位移%用fi1,fi2,fi3,fi4,fi5代替转角h=20;fio1=5*pi/18;fis=5*pi/9;fio2=pi/2;fi1=0:0.01:fio1;dfi=fi1/fio1;s1=h*(10*(fi1/fio1).^3-15*(fi1/fio1).^4+6*(fi1/fio1).^5); hold onplot(180*fi1/pi,s1);fi2=fio1:0.01:fio1+fis;s2=h;hold onplot(180*fi2/pi,s2);fi3=fio1+fis:0.01:fio1+fis+fio2/2;s3=h-2*h/fio2^2*(fi3-fio1-fis).^2;hold onplot(180*fi3/pi,s3);fi4=fio1+fis+fio2/2:0.001:fio1+fis+fio2;s4=2*h/fio2^2*(fio1+fis+fio2-fi4).^2;hold onplot(180*fi4/pi,s4);fi5=fio1+fis+fio2:0.001:2*pi;s5=0;hold onplot(180*fi5/pi,s5);title('位移');xlabel('φ/度'),ylabel('s/mm');grid onhold off2.从动件速度%用fi1,fi2,fi3,fi4,fi5代替转角%设角速度为1rad/sw=1;h=20;fio1=5*pi/18;fis=5*pi/9;fio2=pi/2;fi1=0:0.01:fio1;dfi=fi1/fio1;v1=h*w/fio1*(30*(fi1/fio1).^2-60*(fi1/fio1).^3+30*(fi1/fio1).^4); hold onplot(180*fi1/pi,v1);fi2=fio1:0.01:fio1+fis;v2=0;hold onplot(180*fi2/pi,v2);fi3=fio1+fis:0.01:fio1+fis+fio2/2;v3=-4*h*w/fio2^2*(fi3-fio1-fis);hold onplot(180*fi3/pi,v3);fi4=fio1+fis+fio2/2:0.001:fio1+fis+fio2; v4=-4*h*w/fio2^2*(fio1+fis+fio2-fi4); hold onplot(180*fi4/pi,v4);fi5=fio1+fis+fio2:0.001:2*pi;v5=0;hold onplot(180*fi5/pi,v5);title('速度');xlabel('φ/度'),ylabel('v/(mm/s)');grid onhold off3.从动件加速度%用fi1,fi2,fi3,fi4,fi5代替转角%设角速度为1rad/sw=1;h=20;fio1=5*pi/18;fis=5*pi/9;fio2=pi/2;fi1=0:0.01:fio1;dfi=fi1/fio1;a1=h*w^2/fio1*(60*(fi1/fio1)-180*(fi1/fio1).^2+120*(fi1/fio1).^3) ;hold onplot(180*fi1/pi,a1);fi2=fio1:0.01:fio1+fis;a2=0;hold onplot(180*fi2/pi,a2);fi3=fio1+fis:0.01:fio1+fis+fio2/2;a3=-4*h*w/fio2^2;hold onplot(180*fi3/pi,a3);fi4=fio1+fis+fio2/2:0.001:fio1+fis+fio2;a4=4*h*w/fio2^2;hold onplot(180*fi4/pi,a4);fi5=fio1+fis+fio2:0.001:2*pi;a5=0;hold onplot(180*fi5/pi,a5);title('加速度');xlabel('φ/度'),ylabel('v/(mm/s^2)');grid onhold off4.sdsdϕ-线图%用fi1,fi2,fi3,fi4,fi5代替转角h=20;fio1=5*pi/18;fis=5*pi/9;fio2=pi/2;fi1=0:0.01:fio1;s1=h*(10*(fi1/fio1).^3-15*(fi1/fio1).^4+6*(fi1/fio1).^5);ds1=h*(3*10*(fi1/fio1).^2/fio1-4*15*(fi1/fio1).^3/fio1+5*6*(fi1/f io1).^4/fio1);hold onplot(ds1,s1);fi2=fio1:0.01:fio1+fis;s2=h+0*fi2;ds2=0*fi2;hold onplot(ds2,s2);fi3=fio1+fis:0.01:fio1+fis+fio2/2;s3=h-2*h/fio2^2*(fi3-fio1-fis).^2;ds3=-2*h/fio2^2*2*(fi3-fio1-fis);hold onplot(ds3,s3);fi4=fio1+fis+fio2/2:0.001:fio1+fis+fio2; s4=2*h/fio2^2*(fio1+fis+fio2-fi4).^2; ds4=-2*h/fio2^2*2*(fio1+fis+fio2-fi4); hold on plot(ds4,s4);fi5=fio1+fis+fio2:0.001:2*pi; s5=0+0*fi5; ds5=0*fi5; hold on plot(ds5,s5); title('ds/d φ-s');xlabel('ds/d φ(mm/rad)'),ylabel('s(mm)'); grid on hold off5.凸轮轴心位置的确定凸轮压力角的正切值s s e d ds +-=0/tan ϕα,右侧为升程,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 ,则在直线上或其下方取凸轮轴心时,可使[]αα≤。

哈工大机械原理大作业2凸轮机构设计

哈工大机械原理大作业2凸轮机构设计

机械原理大作业(二)作业名称:凸轮机构设计设计题目:23题院系:班级:设计者:学号:指导教师:设计时刻:哈尔滨工业大学机械设计1.运动分析题目:设计直动从动件盘形凸轮机构,其原始参数见下表2.确信凸轮机构推杆升程、回程运动方程(设定角速度为ω=10 rad/s)升程:0°< Φ < 120°由公式可得:s=60-60*cos(3*Φ/2);v=90*ω*sin(3*Φ/2);a=135*ω2 *cos(3*Φ/2);远停止:120°< Φ < 200°由公式可得:s=120;v=0;a=0;回程:200°< Φ < 290°由公式可得:s=h[1-(10T23-15T24+6T25)]v=(-30hω1/Φ0')T22(1–2T2+T22)a=(-60hω12/Φ0'2)T2(1–3T2+2T22)式中:T2=(Φ-Φ0-Φs)/ Φ0'近停止: 290°< Φ < 360°由公式可得:s=0;v=0;a=0;3.绘制推杆位移、速度、加速度线图(设ω=10rad/s)1) 推拉位移曲线代码:%推杆位移曲线;x=0:(pi/1000):(2*pi/3);s1=60-60*cos(1.5*x);y=(2*pi/3):(pi/1000):(10*pi/9);s2=120;z=(10*pi/9):(pi/1000):(29*pi/18);T2=(z-10*pi/9)*2/pi;s3=120*(1-(10*T2.^3-15*T2.^4+6*T2.^5));m=(29*pi/18):(pi/1000):(2*pi);s4=0;plot(x,s1,'b',y,s2,'b',z,s3,'b',m,s4,'b'); xlabel('角度(rad)');ylabel('行程(mm)');title('推杆位移曲线');grid;2)推杆速度曲线代码:%推杆速度曲线;w=10;x=0:(pi/1000):(2*pi/3);v1=90*w*sin(1.5*x);y=(2*pi/3):(pi/1000):(10*pi/9);v2=0;z=(10*pi/9):(pi/1000):(29*pi/18);T2=(z-10*pi/9)*2/pi;v3=(-30*120*w/(pi/2))*T2.^2.*(1-2*T2.^2+T2.^2); % v3=-120*w*sin(2*z-20*pi/9);m=(29*pi/18):(pi/1000):(2*pi);v4=0;plot(x,v1,'r',y,v2,'r',z,v3,'r',m,v4,'r'); xlabel('角度(rad)');ylabel('速度(mm/s)');title('推杆速度曲线(w=10rad/s)');grid;3)凸轮推杆加速度曲线代码:%凸轮推杆加速度曲线;w=10;x=0:(pi/1000):(2*pi/3);a1=135*w^2*cos(3*x/2);y=(2*pi/3):(pi/1000):(10*pi/9);a2=0;z=(10*pi/9):(pi/1000):(29*pi/18);T2=(z-10*pi/9)*2/pi;a3=(-60*120*w^2/(pi/2)^2)*T2.*(1-3*T2.^2+2*T2.^2); m=(29*pi/18):(pi/1000):(2*pi);a4=0;plot(x,a1,'m',y,a2,'m',z,a3,'m',m,a4,'m');xlabel('角度(rad)');ylabel('加速度(mm/s^2)');title('凸轮推杆加速度曲线(w=10rad/s)');grid;4)绘制凸轮机构的dd/dd−d线图,并依次确信凸轮的基圆半径和偏距代码:%dd/dd−d线图,确信e,s0;x=0:(pi/1000):(2*pi/3);s1=60-60*cos(1.5*x);ns1=90*sin(1.5*x);y=(2*pi/3):(pi/1000):(10*pi/9);s2=120;ns2=0;z=(10*pi/9):(pi/1000):(29*pi/18);T2=(z-10*pi/9)*2/pi;s3n=120*(1-(10*T2.^3-15*T2.^4+6*T2.^5));ns3=-120*10*3*T2.^2+120*15*4*T2.^3-120*6*5*T2.^4 ;m=(29*pi/18):(pi/1000):(2*pi);s4=0;ns4=0;x1=0:pi/36000:pi/2;s1n=60-60*cos(1.5*x1);v1=90*sin(1.5*x1);m1=diff(s1n);%求切线1n1=diff(v1);z=m1./n1;for i=1:length(z);if abs(z(i)+tan(-55*pi/180))<0.001;breakendendb11=s1n(i)-z(i)*v1(i);x1=-300:200;y01=z(i)*x1+b11;%切线1k1=z(i);plot(x1,y01)x3=10*pi/9:pi/36000:14*pi/9;%求切线2s3n=120*(1-(10*T2.^3-15*T2.^4+6*T2.^5));v3=-120*10*3*T2.^2+120*15*4*T2.^3-120*6*5*T2.^4 ;m3=diff(s3n);n3=diff(v3);p=m3./n3;for o=1:length(p);if abs(p(o)-tan(-25*pi/180))<0.01;breakendendo;b33=s3n(o)-p(o)*v3(o);x3=-300:700;y03=p(o)*x3+b33;%切线2plot(x3,y03);sym uv[u,v]=solve('u= 1.4281*v-81.7665','u=-0.4663*v-59.6715');%v=11.66332347972972972972972972973 x%u=-65.110107738597972972972972972973 yplot(ns1,s1,'m',ns2,s2,'b',ns3,s3n,'b',ns4,s4,'b',x1,y01,'g',x3,y03,'g',v,u,'*'); xlabel('ds/d¦µ');ylabel('S');axis([-300,200,-300,300]);title('s0,e 的确信');grid;确信凸轮基圆半径与偏距:偏距e=90mm,d020mm;基圆半径为d0=150mm。

哈尔滨工业大学机械原理大作业凸轮设计

哈尔滨工业大学机械原理大作业凸轮设计

大作业1连杆机构运动分析1.题目(8)如图所示机构,已知机构各构件的尺寸为==100AC CE l l mm ,==200BC CD l l mm ,90BCD ∠=︒,构件1的角速度为1=10/w 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。

1.1机构的运动分析AB 为原动件,AB 转动通过转动导杆机构带动杆BCD 转动,BCD 转动通过转动导杆机构带动杆DE 摆动。

1.2 机构的结构分析杆组可以划分为一个RR I级杆组(杆1)、RRPII级杆组(滑块2,杆3)、RPRII 级杆组(滑块4,杆5)(1)RRI级杆组1:(2)RRPII级杆组2,3:(3)RPRII级杆组4,5:2.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。

2.2 建立数学模型(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:0212arcsinA 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)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。

哈工大机械原理大作业凸轮

哈工大机械原理大作业凸轮

1 / 17机械原理大作业课程名称:机械原理 设计题目:直动从动件盘形凸轮机构 院 系: 机电学院 班 级: 完 成 者: 学 号: 指导教师: 设计时间:哈尔滨工业大学题目:如图所示直动从动件盘形凸轮机构,其原始参数见表,据此设计该凸轮机构。

凸轮运动分为五个阶段1.升程阶段0~5034500010156s h ϕϕϕ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎢⎥=⨯-⨯+⨯ ⎪ ⎪ ⎪ΦΦΦ⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦23410000306030h v ωϕϕϕ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎢⎥=⨯-⨯+⨯ ⎪ ⎪ ⎪ΦΦΦΦ⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦23212000060180120h a ωϕϕϕ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎢⎥=⨯-⨯+⨯ ⎪ ⎪ ⎪ΦΦΦΦ⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦2.远休止50~1503.回程等加速150~195()20'202sh s h ϕ=--Φ-ΦΦ()10'204s h s ωϕ=--Φ-ΦΦ21'204h v ω=Φ4.回程等减速195~240()2'00'202s h s ϕ=Φ+Φ+Φ-Φ()'100'204s h v ωϕ=-Φ+Φ+Φ-Φ21'204h v ω=-Φ5.近休止 240~360其中,0Φ 推程运动角 s Φ 远休止角 '0Φ 回程运动角使用Matlab 实现1.从动件位移%用fi1,fi2,fi3,fi4,fi5代替转角h=20;fio1=5*pi/18;fis=5*pi/9;fio2=pi/2;fi1=0:0.01:fio1;dfi=fi1/fio1;s1=h*(10*(fi1/fio1).^3-15*(fi1/fio1).^4+6*(fi1/fio1).^5); hold onplot(180*fi1/pi,s1);fi2=fio1:0.01:fio1+fis;s2=h;hold onplot(180*fi2/pi,s2);fi3=fio1+fis:0.01:fio1+fis+fio2/2;s3=h-2*h/fio2^2*(fi3-fio1-fis).^2;hold onplot(180*fi3/pi,s3);fi4=fio1+fis+fio2/2:0.001:fio1+fis+fio2;s4=2*h/fio2^2*(fio1+fis+fio2-fi4).^2;hold onplot(180*fi4/pi,s4);fi5=fio1+fis+fio2:0.001:2*pi;s5=0;hold onplot(180*fi5/pi,s5);title('位移');xlabel('φ/度'),ylabel('s/mm');grid onhold off2.从动件速度%用fi1,fi2,fi3,fi4,fi5代替转角%设角速度为1rad/sw=1;h=20;fio1=5*pi/18;fis=5*pi/9;fio2=pi/2;fi1=0:0.01:fio1;dfi=fi1/fio1;v1=h*w/fio1*(30*(fi1/fio1).^2-60*(fi1/fio1).^3+30*(fi1/fio1).^4); hold onplot(180*fi1/pi,v1);fi2=fio1:0.01:fio1+fis;v2=0;hold onplot(180*fi2/pi,v2);fi3=fio1+fis:0.01:fio1+fis+fio2/2;v3=-4*h*w/fio2^2*(fi3-fio1-fis);hold onplot(180*fi3/pi,v3);fi4=fio1+fis+fio2/2:0.001:fio1+fis+fio2;v4=-4*h*w/fio2^2*(fio1+fis+fio2-fi4);hold onplot(180*fi4/pi,v4);fi5=fio1+fis+fio2:0.001:2*pi;v5=0;hold onplot(180*fi5/pi,v5);title('速度');xlabel('φ/度'),ylabel('v/(mm/s)');grid onhold off3.从动件加速度%用fi1,fi2,fi3,fi4,fi5代替转角%设角速度为1rad/sw=1;h=20;fio1=5*pi/18;fis=5*pi/9;fio2=pi/2;fi1=0:0.01:fio1;dfi=fi1/fio1;a1=h*w^2/fio1*(60*(fi1/fio1)-180*(fi1/fio1).^2+120*(fi1/fio1).^3); hold onplot(180*fi1/pi,a1);fi2=fio1:0.01:fio1+fis;a2=0;hold onplot(180*fi2/pi,a2);fi3=fio1+fis:0.01:fio1+fis+fio2/2;a3=-4*h*w/fio2^2;hold onplot(180*fi3/pi,a3);fi4=fio1+fis+fio2/2:0.001:fio1+fis+fio2;a4=4*h*w/fio2^2;hold onplot(180*fi4/pi,a4);fi5=fio1+fis+fio2:0.001:2*pi;a5=0;hold onplot(180*fi5/pi,a5);title('加速度');xlabel('φ/度'),ylabel('v/(mm/s^2)');grid onhold off4.sdsdϕ-线图%用fi1,fi2,fi3,fi4,fi5代替转角h=20;fio1=5*pi/18;fis=5*pi/9;fio2=pi/2;fi1=0:0.01:fio1;s1=h*(10*(fi1/fio1).^3-15*(fi1/fio1).^4+6*(fi1/fio1).^5);ds1=h*(3*10*(fi1/fio1).^2/fio1-4*15*(fi1/fio1).^3/fio1+5*6*(fi1/fio1).^4/fio1);hold onplot(ds1,s1);fi2=fio1:0.01:fio1+fis;s2=h+0*fi2;ds2=0*fi2;hold onplot(ds2,s2);fi3=fio1+fis:0.01:fio1+fis+fio2/2;s3=h-2*h/fio2^2*(fi3-fio1-fis).^2; ds3=-2*h/fio2^2*2*(fi3-fio1-fis); hold onplot(ds3,s3);fi4=fio1+fis+fio2/2:0.001:fio1+fis+fio2; s4=2*h/fio2^2*(fio1+fis+fio2-fi4).^2; ds4=-2*h/fio2^2*2*(fio1+fis+fio2-fi4); hold onplot(ds4,s4);fi5=fio1+fis+fio2:0.001:2*pi; s5=0+0*fi5; ds5=0*fi5; hold onplot(ds5,s5);title('ds/d φ-s');xlabel('ds/d φ(mm/rad)'),ylabel('s(mm)'); grid on hold off5.凸轮轴心位置的确定凸轮压力角的正切值s s ed ds +-=0/tan ϕα,右侧为升程,作与s 轴夹6π角等于升程许用压力角的切界线t t dD ,则在直线上或其下方取凸轮轴心时,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 ,则在直线上或其下方取凸轮轴心时,可使[]αα≤。

机械原理大作业-凸轮机构

机械原理大作业-凸轮机构

二、凸轮机构一、运动分析凸轮的运动分为4个阶段:推程运动、远休程、回程运动、近休程。

该凸轮机构4个阶段的运动角分别为推程运动角90˚、远休止角100 ˚、回程运动角50 ˚、近休止角120 ˚。

推程运动阶段的运动规律为正弦加速度运动,回程运动的运动规律为4-5-6-7多项式运动。

凸轮的简图如图1所示。

图1对该机构进行简单的运动分析:1.升程阶段采用正弦加速度的运动规律,从动件的位移、速度、加速度、压力角的计算公式如下:计算时将相应的量带入公式即可得到。

类速度可以直接将位移方程对凸轮转角ϕ求导得到。

2.远休程阶段的位移不变,与凸轮升程阶段最后的位移相等,速度、加速度则变为0。

3.回程阶段位移、速度、加速度可通过代入4-5-6-7多项式的方程求得。

4.近休程阶段的位移与回程阶段最后的位移相等,且为0,速度、加速度均变为0.二、流程框图图2三、运用VC编程#include<stdio.h>#include<math.h>#define pi 3.141592654 //定义全局变量int main() //主函数{int i,j,k,l;double s; //定义位移量double v; //定义速度量double a; //定义加速度量double r; //定义弧度制角度量double d,o,m,t=40,x1,x2,y1,y2,d1,d2; //定义中间变量double p; //定义角度制角度量double w=1; //定义并角速度量赋值double R=50; //定义基圆半径double e=30; //定义偏距double n; //定义压力角double u; //定义曲率半径double Rr=17; //定义滚子半径并赋值double x,y,X,Y; //定义实际与理论廓线上点的坐标r=0;for(i=0;i<20;i++){s=20/pi*(4*r-sin(4*r));x=-(t+s)*sin(r)-e*cos(r);y=(t+s)*cos(r)-e*sin(r);d1=-(s+t)*cos(r)+e*sin(r);d2=-(s+t)*sin(r)-e*cos(r);X=x-Rr*d2/pow(d1*d1+d2*d2,0.5);Y=y+Rr*d1/pow(d1*d1+d2*d2,0.5);d=80/pi*(1-cos(4*r));v=80/pi*(1-cos(4*r));a=320/pi*sin(4*r);m=atan(fabs(d-e)/(s+t));n=180*m/pi;x1=(t+s)*cos(r)+v/w*sin(r)-e*sin(r);y1=-(t+s)*sin(r)+v/w*cos(r)-e*cos(r);x2=-(t+s)*sin(r)+v/w*cos(r)+a/(w*w)*sin(r)+v/w*cos(r)-e*cos(r);y2=-(t+s)*cos(r)-v/w*sin(r)+a/(w*w)*cos(r)-v/w*sin(r)+e*sin(r);u=pow(x1*x1+y1*y1,1.5)/fabs(x1*y2-y1*x2);r=r+pi/40;p=180/pi*r;printf("%lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf\n", p,s,v,a,d,n,u,x,y,X,Y);}r=pi/2;for(j=0;j<5;j++){s=s;x=-(t+s)*sin(r)-e*cos(r);y=(t+s)*cos(r)-e*sin(r);d1=-(s+t)*cos(r)+e*sin(r);d2=-(s+t)*sin(r)-e*cos(r);X=x-Rr*d2/pow(d1*d1+d2*d2,0.5);Y=y+Rr*d1/pow(d1*d1+d2*d2,0.5);d=0;v=0;a=0;m=atan(fabs(d-e)/(s+t));n=180*m/pi;x1=(t+s)*cos(r)+v/w*sin(r)-e*sin(r);y1=-(t+s)*sin(r)+v/w*cos(r)-e*cos(r);x2=-(t+s)*sin(r)+v/w*cos(r)+a/(w*w)*sin(r)+v/w*cos(r)-e*cos(r);y2=-(t+s)*cos(r)-v/w*sin(r)+a/(w*w)*cos(r)-v/w*sin(r)+e*sin(r);u=pow(x1*x1+y1*y1,1.5)/fabs(x1*y2-y1*x2);r=r+pi/9;p=180/pi*r;printf("%lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf\n", p,s,v,a,d,n,u,x,y,X,Y);}r=(19*pi)/18;for(k=0;k<20;k++){o=(18*r-19*pi)/(5*pi);s=40*(1-35*pow(o,4)+84*pow(o,5)-70*pow(o,6)+20*pow(o,7));x=-(t+s)*sin(r)-e*cos(r);y=(t+s)*cos(r)-e*sin(r);d1=-(s+t)*cos(r)+e*sin(r);d2=-(s+t)*sin(r)-e*cos(r);X=x-Rr*d2/pow(d1*d1+d2*d2,0.5);Y=y+Rr*d1/pow(d1*d1+d2*d2,0.5);d=18*40/5/pi*(-35*4*pow(o,3)+84*5*pow(o,4)-70*6*pow(o,5)+20*7*pow(o,6));v=-80/pi*(140*pow(o,3)-420*pow(o,4)+420*pow(o,5)-140*pow(o,6));a=-160/pi*(420*pow(o,2)-1680*pow(o,3)+2100*pow(o,4)-840*pow(o,5));m=atan(fabs(d-e)/(s+t));n=180*m/pi;x1=(t+s)*cos(r)+v/w*sin(r)-e*sin(r);y1=-(t+s)*sin(r)+v/w*cos(r)-e*cos(r);x2=-(t+s)*sin(r)+v/w*cos(r)+a/(w*w)*sin(r)+v/w*cos(r)-e*cos(r);y2=-(t+s)*cos(r)-v/w*sin(r)+a/(w*w)*cos(r)-v/w*sin(r)+e*sin(r);u=pow(x1*x1+y1*y1,1.5)/fabs(x1*y2-y1*x2);r=r+pi/72;p=180/pi*r;printf("%lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf\n", p,s,v,a,d,n,u,x,y,X,Y);}r=(4*pi)/3;for(l=0;l<5;l++){s=s;x=-(t+s)*sin(r)-e*cos(r);y=(t+s)*cos(r)-e*sin(r);d1=-(s+t)*cos(r)+e*sin(r);d2=-(s+t)*sin(r)-e*cos(r);X=x-Rr*d2/pow(d1*d1+d2*d2,0.5);Y=y+Rr*d1/pow(d1*d1+d2*d2,0.5);d=0;v=0;a=0;m=atan(fabs(d-e)/(s+t));n=180*m/pi;x1=(t+s)*cos(r)+v/w*sin(r)-e*sin(r);y1=-(t+s)*sin(r)+v/w*cos(r)-e*cos(r);x2=-(t+s)*sin(r)+v/w*cos(r)+a/(w*w)*sin(r)+v/w*cos(r)-e*cos(r);y2=-(t+s)*cos(r)-v/w*sin(r)+a/(w*w)*cos(r)-v/w*sin(r)+e*sin(r);u=pow(x1*x1+y1*y1,1.5)/fabs(x1*y2-y1*x2);r=r+2*pi/15;p=180/pi*r;printf("%lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf\n", p,s,v,a,d,n,u,x,y,X,Y);}return 0;}四、计算结果处理1.输出数据位移s、速度v、加速度a、类速度ds/dϕ、压力角α、曲率半径ρ(其中曲率半径缺失的数据为太大而不合题意的数据,已将其舍去):表1凸轮轮廓:理论廓线坐标、实际廓线坐标:表22.根据输出数据做出图像:图2图3图4图5图6图7图8。

(完整word版)哈工大机械原理大作业凸轮DOC

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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:班级:设计者:学号:指导教师: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。

凸轮机构原始参数序号升程(mm)升程运动角升程运动规律升程许用压力角27130150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:)]512sin(2156[130s ϕππϕ-= )512sin(4.374)]512cos(1[156v 211ϕπϕπωω=-=a% t 表示转角,s 表示位移t=0:0.01:5*pi/6;%升程阶段s= [(6*t)/(5*pi )- 1/(2*pi )*sin(12*t/5)]*130; 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 ;s=0;hold onplot(t,s);grid onhold off%t表示转角,令ω1=1t=0:0。

01:5*pi/6;%升程阶段v=156*1*[1-cos(12*t/5)]/pi hold onplot(t,v);t= 5*pi/6:0。

01:pi;v=0hold onplot(t,v);t=pi:0.01:14*pi/9;%回程阶段v=—117*1*sin(9*(t—pi)/5) hold onplot(t,v);t=14*pi/9:0。

02-哈工大机械原理大作业任务书-凸轮机构

02-哈工大机械原理大作业任务书-凸轮机构

大作业2 凸轮机构设计
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
2.凸轮机构的设计要求
(1)确定凸轮推杆升程、回程运动方程,并绘制推杆位移、速度、加速度线图;
(2)绘制凸轮机构的s s -ϕ
d d 线图; (3)确定凸轮基圆半径和偏距;
(4)确定滚子半径;
图2-1
(5)绘制凸轮轮廓曲线。

3.要求提交的设计文件
(1)机构运动简图1张,凸轮轮廓图1张(标注凸轮的各部分参数),A3图纸;
(2)设计说明书1份,A4幅面。

4.设计说明书内容要求
设计说明书的封面按机械原理课程网站提供的格式制作。

设计说明书包含以下内容:
(1)设计题目,包括机构运动简图和凸轮机构的原始参数;
(2)凸轮推杆升程、回程运动方程及推杆位移、速度、加速度线图;
(3)凸轮机构的s s -ϕ
d d 线图,并依次确定凸轮的基圆半径和偏距; (4)滚子半径的确定及凸轮理论廓线和实际廓线的绘制。

5.凸轮机构的设计流程
(1)计算推杆的位移、速度和加速度线图;
(2)绘制凸轮机构的s s -ϕ
d d 线图; (3)确定凸轮的基圆半径和偏距;
(4)绘制凸轮理论廓线;
(5)确定滚子半径并绘制凸轮实际廓线。

机械原理大作业凸轮

机械原理大作业凸轮

机械原理大作业凸轮凸轮是一种常见的机械传动装置,通过其特殊的轮廓形状和旋转运动,可以实现对连杆机构的运动控制。

在机械原理的学习中,凸轮是一个重要的研究对象,其设计和运用涉及到机械工程、动力学、运动学等多个学科领域。

本文将从凸轮的基本原理、结构特点、工作原理和应用范围等方面进行介绍和分析。

首先,凸轮的基本原理是利用凸轮轮廓的不规则形状,在旋转运动中对连杆机构施加不同的力和运动规律,从而实现对机械装置的运动控制。

凸轮的轮廓可以是圆形、椭圆形、心形等多种形状,根据具体的运动要求和传动方式来设计选择。

凸轮的轮廓形状决定了其在运动中对连杆机构的推动和拉动效果,是凸轮传动的关键。

其次,凸轮的结构特点主要包括凸轮轴、凸轮轮廓和凸轮支撑等部分。

凸轮轴是凸轮的轴心部分,通过轴承和传动装置与动力源相连,实现旋转运动。

凸轮轮廓是凸轮的轮廓外形,根据具体的运动要求和传动方式进行设计和加工。

凸轮支撑是凸轮的固定支撑装置,通常由轴承、轴套和固定座等部分组成,用于支撑和固定凸轮的运动。

凸轮的工作原理是利用凸轮轮廓的不规则形状,在旋转运动中对连杆机构施加不同的力和运动规律,从而实现对机械装置的运动控制。

当凸轮轴转动时,凸轮轮廓与连杆机构发生接触和相互作用,通过凸轮的推动和拉动作用,实现对连杆机构的运动控制。

凸轮的工作原理是基于凸轮轮廓的不规则形状和旋转运动,通过对连杆机构施加不同的力和运动规律,实现对机械装置的运动控制。

最后,凸轮在机械工程中有着广泛的应用范围,常见的应用包括发动机气门控制、机床加工控制、自动化生产线等领域。

在发动机气门控制中,凸轮通过其特殊的轮廓形状和旋转运动,实现对气门的开启和关闭,从而控制气缸内气体的进出。

在机床加工控制中,凸轮通过其特殊的轮廓形状和旋转运动,实现对工件的加工和定位,从而实现精密加工和高效生产。

在自动化生产线中,凸轮通过其特殊的轮廓形状和旋转运动,实现对工件的输送和定位,从而实现自动化生产和装配。

哈工大机械原理大作业凸轮设计号DOC

哈工大机械原理大作业凸轮设计号DOC

机械原理大作业二题目:凸轮机构设计院系:班级:姓名:学号:1、设计题目(序号21)如图所示直动从动件盘形凸轮机构,原始参数见下表,据此设计该凸轮机构。

2、推杆升程、回程运动方程对于不同运动规律的凸轮结构,其上升与下降的方式不一,但遵循同样的运动顺序:上升、远休止点恒定,下降、近休止点恒定。

因此,在设计时,仅需确定这四个阶段的角度与位置即可。

(1) 推杆升程运动方程)231(60)21(30)61510(211120212110511414131T T T h T T T h v T T T h s --=+-=+-=φωαφω)6/50(πϕ≤≤式中01/φϕ=T(2) 推杆远休程运动方程升程 (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(°) 1101503-4-5 多项式401003-4-5 多项式604565在远休程s φ段,即36/396/5πϕπ≤≤时,s=110mm,v=0,a=0。

(3) 推杆回程运动方程)231(60)21(30)61510(211120212110511414131T T T h T T T h v T T T h h s ---=+--=+--=φωαφω)36/5936/39(πϕπ≤≤式中 (4) 推杆近休程运动方程在远休程段,即πϕπ236/59≤≤时,s=0,v=O,a=0。

3、推杆位移、速度、加速度线图(为方便作图和坐标的度量,取s rad /1=ω,用Matlab 作图) (1) 推杆位移线图程序代码:x1=linspace(0,5*pi/6,1000);x3=linspace(13*pi/12,58*pi/36,1000);x4=linspace(58*pi/36,2*pi,1000);T1=x1/(5*pi/6);T2=(x3-13*pi/12)/(5*pi/9);s1=110*(10*T1.^3-15*T1.^4+6*T1.^5);s2=110;s3=110*(1-(10*T2.^3-15*T2.^4+6*T2.^5));s4=0;plot(x1,s1,'k',x2,s2,'k',x3,s3,'k',x4,s4,'k') xlabel('角度/ψrad');ylabel('位移s/mm');title('推杆位移线图');Grid(2)推杆速度线图程序代码:w=1x1=linspace(0,5*pi/6,1000);x2=linspace(5*pi/6,13*pi/12,1000);x4=linspace(58*pi/36,2*pi,1000);T1=x1/(5*pi/6);T2=(x3-13*pi/12)/(5*pi/9);v1=30*110*1*T1.^2.*(1-2*T1+T1.^2)/(5*pi/6); v2=0;v3=-30*110*1*T2.^2.*(1-2*T2+T2.^2)/(5*pi/9); 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')grid(3)推杆加速度线图程序代码:x1=linspace(0,5*pi/6,1000);x2=linspace(5*pi/6,13*pi/12,1000);x4=linspace(58*pi/36,2*pi,1000);T1=x1/(5*pi/6);T2=(x3-13*pi/12)/(5*pi/9);a1=60*110*1*1*T1.*(1-3*T1+2*T1.^2)/((5*pi/6)^2); a2=0;a3=-60*110*1*1*T2.*(1-3*T2+2*T2.^2)/((5*pi/9)^2); 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/ ')title('推杆加速度线图')grid4、凸轮机构的线图程序:x1=linspace(0,5*pi/6,1000);x2=linspace(5*pi/6,13*pi/12,1000);x3=linspace(13*pi/12,58*pi/36,1000);x4=linspace(58*pi/36,2*pi,1000);T1=x1/(5*pi/6);T2=(x3-13*pi/12)/(5*pi/9);s1=110*(10*T1.^3-15*T1.^4+6*T1.^5);s2=110;s3=110*(1-(10*T2.^3-15*T2.^4+6*T2.^5));s4=0;v1=30*110*1*T1.^2.*(1-2*T1+T1.^2)/(5*pi/6);v2=0;v3=-30*110*1*T2.^2.*(1-2*T2+T2.^2)/(5*pi/9);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')grid5、凸轮的基圆半径和偏距以凸轮机构的ds/dφ-s线图为基础,可分别作出三条限制线(推程许用压力角的切界线,回程许用压力角的限制线,起始点压力角许用线),以这三条线可确定最小基圆半径及所对应的偏距e,在其下方选择一合适点,即可满足压力角的限制条件。

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for i=1:length(phi)-1
s1(i) = s(i);
end
figure(4);
plot(d,s1);
hold on;
k1 = tan(pi/2 - 30*pi/180);
k2 = -tan(pi/2 - 60*pi/180);
y1min = 0;
y2min = 0;
for i=1:length(phi)-1
dm = diff(m)./diff(phi);
dn = diff(n)./diff(phi);
phi1 = zeros(1,length(phi)-1);
机械原理大作业二
题目直动从动件盘形凸轮机构设计
专业
学号
学生
指导教师
1.
设计如图1所示直动从动件盘形凸轮机构。其原始参数见表1。
表1
行程(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()
40
90
正弦加速度
30
50
4-5-6-7多项式
end
end
v = diff(s)./diff(t);
t1 = zeros(1,length(t)-1);
for i=1:length(t)-1
t1(i) = t(i);
end
a = diff(v)./diff(t1);
t2 = zeros(1,length(t)-2);
for i=1:length(t)-2
hold on
m = sqrt(e^2+(s0+s).^2).*cos(atan(s0/e)-phi);
n = sqrt(e^2+(s0+s).^2).*sin(atan(s0/e)-phi);
plot(m,n);
axis equal
axis([-80,120,-110,70]);
(5)曲率半径
%曲率半径线图
60
100
120
推程运动规律方程(正弦加速度):
位移方程
,
速度方程
,
加速度方程
,
回程运动规律方程(4-5-6-7多项式):
位移方程
速度方程
加速度方程
式中
3.
(1)从动件位移、速度、加速度线图
%基本参数
phi0 = 90*pi/180;
if(d(i)>0)
if (-k1*d(i)+s1(i) < y1min)
y1min = -k1*d(i)+s1(i);
end
end
if(d(i)<0)
if (-k2*d(i)+s1(i) < y2min)
y2min = -k2*d(i)+s1(i);
end
end
end
y1 = k1*d+y1min;
title('压力角');
(4)理论轮廓线
%理论廓线
m0= sqrt(s0^2+e^2)*cos(phi);
n0= sqrt(s0^2+e^2)*sin(phi);
figure(6);
plot(m0,n0);
hold on
m1 = e*cos(phi);
n1 = e*sin(phi);
plot(m1,n1);
phis = 100*pi/180;
phi00 = 50*pi/180;
phiss = 120*pi/180;
h = 40;
omega = 10;
%从动件位移、速度、加速度线图
t = 0:pi/5000:pi/5;
phi = omega*t;
s = zeros(1,length(phi));
for i=1:length(phi)
t2(i) = t(i);
end
figure(1);
plot(omega*t,s);
title('位移');
set(gca,'XTick',0:pi/2:2*pi);
set(gca,'XTicklabel',{'0','π/2','π','3π/2','2π'});
figure(2);
plot(omega*t1,v);
title('速度');
set(gca,'XTick',0:pi/2:2*pi);
set(gca,'XTicklabel',{'0','π/2','π','3π/2','2π'});
figure(3);
plot(omega*t2,a);
title('加速度');
set(gca,'XTick',0:pi/2:2*pi);
if (0 <= phi(i) && phi(i) <= phi0)
s(i) = h*(phi(i)/phi0-(1/(2*pi))*sin(2*pi*phi(i)/phi0));
elseif (phi0 < phi(i) && phi(i) <= phi0+phis)
s(i) = s(i-1);
elseif (phi0+phis < phi(i) && phi(i) <= phi0+phis+phi00)
(3)压力角线图
%给定基圆半径和偏距
e=20;
s0=60;
%压力角线图
alpha = atan(abs(d-e)./(s1+s0));
figure(5);
plot(omega*t1,alpha*180/pi);
set(gca,'XTick',0:pi/2:2*pi);
set(gca,'XTicklabel',{'0','π/2','π','3π/2','2π'});
y2 = k2*d+y2min;
y0 = -k1*d;
plot(d,y1);
hold on;
plot(d,y2);
hold on;
plot(d,y0);
axis([-120,60,-100,100]);
title('ds/dφ-s线图');
grid on;
三条直线下方的公共区域中,取x0=20,y0=-60,则凸轮基圆半径e=20mm,s0=60mm,r0= 。
set(gca,'XTicklabel',{'0','π/2','π','3π/2','2π'});
(2)ds/dφ-s线图及基圆半径和偏距的确定
%ds/dφ-s线图
ds=diff(s);
dphi=diff(phi);
d = ds./dphi;
s1 = zeros(1,length(phi)-1);
s(i) = h*(1-35*((phi(i)-phi0-phis)/phi00)^4+84*((phi(i)-phi0-phis)/phi00)^5-70*((phi(i)-phi0-phis)/phi00)^6+20*((phi(i)-phi0-phis)/phi00)^7);
else
s(i) = s(i-1);
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