哈工大机械原理大作业

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大作业设计说明书

课程名称：机械原理

设计题目：凸轮机构

院系：机电学院

班级：

姓名：

学号：

指导教师：丁刚

设计时间：

哈尔滨工业大学

1.设计题目

2.运动方程式及运动线图

由题目要求凸轮逆时针旋转

（1）确定凸轮机构推杆升程、回程运动方程，并绘制推杆位移、速度、加速度线图。升程第一段：（0 <φ< pi /4）φ0=pi/2;

s1 = 73*φ^2;

v1=146*w*φ;

a1 = 146*w^2;

升程第二段：（pi/4 <φ< pi /2）

s2 =90-73*(pi/2-φ)^2;

v2=146*w*( pi/2-φ);

a2 =-146*w.^2;

远休止程：（pi/2 <φ< 10*pi/9)

s3 = 90;

v3 = 0;

a3 = 0;

回程：(10*pi/9)< φ< ( 14*pi/9)

s4 =45*(1+cos(9/4*(φ-10*pi/9)));

v4 =*w*sin(9/4*(φ-10*pi/9)) ;

a4 =*w^2* cos(9/4*(φ-10*pi/9));

近休止程：(14*pi/9)< φ < ( 2*pi);

s5 =0;

v5 =0;

a5 =0;

1.由上述公式通过编程得到位移、速度、加速度曲线如下：（编程见附录）.

2. 凸轮机构的线图及基圆半径和偏距的确定

凸轮机构的线图如下图所示（代码详见附录）：

因为凸轮逆时针旋转，，所以滚子从动件右偏，但由于绘图原因，采用向左为正方向，由此

确定凸轮基圆半径与偏距：

基圆半径为r0 = (50^2+100^2)=112mm，偏距e = 50mm。

3.凸轮实际轮廓，理论轮廓，基圆，偏距圆绘制

4.整体图像

附录1.求位移、速度、加速度的程序（matlab）

w = input('请输入W=');

x = 0:(pi/1000):(pi/4);

s1 = 73*x.^2;

v1=146*w*x;

a1 = 146*w.^2;

y = (pi/4):(pi/1000):(pi/2);

s2 =90-73*(pi/2-y).^2;

v2=146*w*( pi/2-y);

a2 =-146*w.^2;

z = (pi/2 ):(pi/1000):(10*pi/9);

s3 = 90;

v3 = 0;

a3 = 0;

c = (10*pi/9):(pi/1000):( 14*pi/9);

s4 =45*(1+cos(9/4*(c-10*pi/9)));

v4 =*w*sin(9/4*( c-10*pi/9)) ;

a4 =*w.^2* cos(9/4*(c-10*pi/9));

d=(14*pi/9):(pi/1000):( 2*pi);

s5 =0; v5 =0; a5 =0;

subplot (2,2,1)

plot(x,s1,'b',y,s2,'b',z,s3,'b',c,s4,'b', d,s5,'b');

xlabel('转角/rad')

ylabel('位移/(mm/s)')

title('位移与转角曲线')

grid on

subplot (2,2,2)

plot(x,v1,'g',y,v2,'g',z,v3,'g ',c,v4,'g', d,v5,'g')

xlabel('转角/rad')

ylabel('速度/(mm/s)')

title('转角与速度曲线')

grid on

subplot (2,2,3)

plot(x,a1,'r',y,a2,'r',z,a3,'r ',c,a4,'r',d,a5,'r')

xlabel('转角/rad')

ylabel('加速度/(mm/s)')

title('转角与加速度曲线')

grid on

2.绘制凸轮机构dφ/ds – s线图

w = input('请输入W=');

x = 0:(pi/1000):(pi/4);

s1 = 73*x.^2;

ds1 =-73*2*x;

y = (pi/4):(pi/1000):(pi/2);

s2 =90-73*(pi/2-y).^2;

ds2 =-73*2*(pi/2-y);

z = (pi/2 ):(pi/1000):(10*pi/9);

s3 = 90;

ds3 =0;

c = (10*pi/9):(pi/1000):( 14*pi/9);

s4 =45*(1+cos(9/4*(c-10*pi/9)));

ds4 =45*9/4*sin(9/4*(c-10*pi/9));

d=(14*pi/9):(pi/1000):( 2*pi);

s5 =0;

ds5 =0;

plot(ds1,s1,'b',ds2,s2,'b',ds3,s3,'b',ds4,s4,'b',ds5,s5,'b'); xlabel('ds/dp');

ylabel('(位移s/mm)')

title('ds/dp 与位移s曲线')

grid on

hold on

x3=-150::0;

y3 = *x3;