基于MATLAB的平面盘形凸轮机构参数化设计

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基于MATLAB的凸轮设计

基于MATLAB的凸轮设计凸轮是一种用于转动机件的机械元件，常用于驱动一些运动部件做往复运动或者周期性运动。

在机械设计中，通过凸轮的设计可以实现复杂的运动路径，以及具有特定速度和加速度要求的运动。

MATLAB是一种强大的数学计算和编程环境，可以用于进行科学计算、数据分析和算法开发。

在凸轮设计中，MATLAB可以用于凸轮曲线的生成、设计和优化。

本文将介绍如何基于MATLAB进行凸轮设计。

在凸轮设计中，最重要的是凸轮曲线的生成。

凸轮曲线是一个由数据点组成的模板，通过插值或者数值逼近的方法可以生成一个光滑的凸轮曲线。

在 MATLAB 中，可以使用插值函数 interp1 或者曲线拟合函数polyfit 进行凸轮曲线的生成。

具体步骤如下：1.定义凸轮的设计参数，例如凸轮的半径、凸轮转动的角度范围等；2.根据凸轮的设计参数，生成一些数据点，这些数据点可以通过数学计算或者几何建模等方式得到；3. 使用插值函数 interp1 或者曲线拟合函数 polyfit 对这些数据点进行插值或者拟合，得到一个平滑的曲线；4.根据凸轮转动的角度范围，生成一系列角度的数据点；5. 使用插值函数 interp1 或者曲线拟合函数 polyval 对这些角度的数据点进行插值或者拟合，得到一系列对应的曲线坐标点；6.将这些坐标点绘制成凸轮曲线，并进行可视化。

除了凸轮曲线的生成，MATLAB 还可以用于凸轮的设计和优化。

凸轮设计包括凸轮的尺寸设计、运动路径设计等。

在 MATLAB 中，可以使用优化函数 fmincon 或者遗传算法函数 ga 进行凸轮设计的优化，以获得符合设计要求的凸轮参数。

具体步骤如下：1.定义凸轮的设计变量和目标函数。

设计变量可以是凸轮的尺寸参数，例如凸轮半径、凸轮高度等；目标函数可以是凸轮的运动路径误差、速度误差等。

2.定义凸轮的约束条件。

约束条件可以是凸轮的尺寸范围、速度和加速度的限制等。

3. 使用优化函数 fmincon 或者遗传算法函数 ga 对凸轮的设计变量进行优化，以使目标函数最小化或者最大化。

matlab凸轮轮廓设计及仿真说明书

1.2
滚子半径
=40
1
第一章：工作意义
1.1本次课程设计意义1.2已知条件
第二章：工作设计过程5
2.1:设计思路5
2.2:滚子从动件各个阶段相关方程6
2.பைடு நூலகம்：盘型凸轮理论与实际轮廓方程7
工工“..A作……'A程过A程
3.1:滚子从动件各各阶段MATLAB程序编制…*8
3.2:凸轮的理论实际运动仿真程序编制
12
第四章…？： •……
运行结果
17
4.1：滚子运动的位移图17
4.2：滚子运动的速度图17
4.3：滚子运动的加速度图，局部加速度图……18—
44滚子运动的仿真图19
4.5：滚子运动的理论与实际轮廓图20
6.1：参考文献
22
第一章：工作意义
1.1 本次课程设计意义凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，一般为主动件，作等速回转运动或往复直线运动。与凸轮轮廓接触，并传递动力和实现预定的运动规律的构件，一般做往复直线运动或摆动，称为从动件。凸轮机构在应用中的基本特点在于能使
程和回程。凸轮轮廓曲线决定于位移曲线的
形状。在某些机械中，位移曲线由工艺过程决定，但一般
情况下只有行程和对应的凸轮转角根据工作需要决定，而
曲线的形状则由设计者选定，可以有多种运动规律。传统的凸轮运动
规律有等速、等加速-等减速、余弦加速度和正弦加速度等。等速运动规律因有速度突变，会产生强烈的刚性冲击，只适用于低速。等加速-等减速和余弦加速度也有加速度突变，会引起柔性冲击，只适用
思路口。因此，基于MATLAB件进行凸轮机构的解析法设计，可以解
决设计工作量大的问题。
本此课程设计基于MATLAB软件进行凸轮轮廓曲线的解析法设计，并对的运动规律凸轮进行仿真，其具体方法为首先精确地计算出轮廓线

基于MATLAB的平行分度凸轮机构CAD算法和设计

图１平行分度凸轮机构运动简图
＊稿日期：０６ｌ — １收２０１３
作者简介：岩（９９）男，东安丘人，坊学院机械工程学院讲师，士。范１６一，山潍硕
维普资讯
潍坊学院学报
２０年３月０７
对于给定的机构参数，一个共轭凸轮齿对每应的圆心角是相同的。共轭圆弧齿由位于不同平面上具有相同的圆心角但相位角不同的两段圆弧
一
『＋一ｓ４０ｉ）２号ｉ兀十兀ｎ１］（
。
为凸轮的角速度；
∞ （）分度轮的角速度为ｅ（）为分度轮的角加速度；
０３￣ａｃａ咄ｓｎｒｔｎＲｉ
￣）（３一
）
（）６（）７
按上述公式在ＭＡＡＢ中编制程序，算ＴＬ计
ａ一２１ｏ０
￣（ｉ￣）＋（－Ｒｃｓ２／Ｒｓ２－ｏ￣）ｎ一Ｒ
（）３
ｃ一『＋一ｓ４］ｃ４丢ｉ兀ｎ）（ｓ
一（ｉ（／）＋（－Ｒｃｓ￣／）一ＲＲｓｎ２）ｄ－ｏ（２）
［ｃ（０］１ｏ４）－ｓ
平行分度凸轮机构是一种间歇运动机
构Ｅ～】其机构运动简图如图１示。该凸轮机１４，所构与槽轮机构相比具有传动平稳和承载能力大等优点，值得推荐使用的间歇运动机构。平行分是度机构的运动学分析和设计是采用类似平面凸轮机构的方法，基本内容是凸轮轮廓曲线及其压力角、曲率半径的计算。由于计算机和数控机床的广泛应用，凸轮设计中，在利用计算机算出平行凸

凸轮机构matlab程序

凸轮轮廓程序：>> e=20;s0=77.46;a1=0:pi/36:pi/3;s1=50*[3*a1/pi-sin(6*a1)/(2*pi)];x1=(s0+s1).*sin(a1)+e*cos(a1);y1=(s0+s1).*cos(a1)-e*sin(a1);k1=150/pi*[1-cos(6*a1)];>> i1=[(k1-e).*sin(a1)+(s0+s1).*cos(a1)].*[(k1-e).*(k1-e)+(s0+s1).*(s0+s1)].^(-1/2);>> j1=[-(k1-e).*cos(a1)+(s0+s1).*sin(a1)].*[(k1-e).*(k1-e)+(s0+s1).*(s0+s1)].^(-1/2);>> x10=x1-10*j1;>> y10=y1-10*i1;a2=pi/3:pi/36:pi;s2=50;x2=(s0+s2).*sin(a2)+e*cos(a2);y2=(s0+s2).*cos(a2)-e*sin(a2);k2=0;>> i2=[(k2-e).*sin(a2)+(s0+s2).*cos(a2)].*[(k2-e).*(k2-e)+(s0+s2).*(s0+s2)].^(-1/2);j2=[-(k2-e).*cos(a2)+(s0+s2).*sin(a2)].*[(k2-e).*(k2-e)+(s0+s2).*(s0+s2)].^(-1/2);x20=x2-10*j2;y20=y2-10*i2;>> a3=pi:pi/36:4*pi/3;>> s3=50*[1-3*(a3-pi)/pi+sin(6*(a3-pi))/(2*pi)];>> x3=(s0+s3).*sin(a3)+e*cos(a3);>> y3=(s0+s3).*cos(a3)-e*sin(a3);>> k3=50*[-3/pi+3/pi*cos(6*(a3-pi))];>> i3=[(k3-e).*sin(a3)+(s0+s3).*cos(a3)].*[(k3-e).*(k3-e)+(s0+s3).*(s0+s3)].^(-1/2);>> j3=[-(k3-e).*cos(a3)+(s0+s3).*sin(a3)].*[(k3-e).*(k3-e)+(s0+s3).*(s0+s3)].^(-1/2);>> x30=x3-10*j3;>> y30=y3-10*i3;>> a4=4*pi/3:pi/36:2*pi;>> s4=0;>> x4=(s0+s4).*sin(a4)+e*cos(a4);>> y4=(s0+s4).*cos(a4)-e*sin(a4);>> k4=0;>> i4=[(k4-e).*sin(a4)+(s0+s4).*cos(a4)].*[(k4-e).*(k4-e)+(s0+s4).*(s0+s4)].^(-1/2);>> j4=[-(k4-e).*cos(a4)+(s0+s4).*sin(a4)].*[(k4-e).*(k4-e)+(s0+s4).*(s0+s4)].^(-1/2);>> x40=x4-10*j4;>> y40=y4-10*i4;>> plot(x10,y10,'-g*',x20,y20,'-r*',x30,y30,'-b*',x40,y40,'-k*')>>plot(x10,y10,'-g*',x20,y20,'-r*',x30,y30,'-b*',x40,y40,'-k*',x1,y1,'-g*',x2,y2,'-r*',x3,y3,'-b*',x4,y4,'-k*')>>凸轮压力角：>> x=0:0.01:pi/3;>> t=5.76*sin(6*x)+6*x.*sin(6*x)+(2-2*pi/15)*cos(6*x)-2+2*pi/15; >> xx =Columns 1 through 60 0.0100 0.0200 0.0300 0.0400 0.0500Columns 7 through 120.0600 0.0700 0.0800 0.0900 0.1000 0.1100Columns 13 through 180.1200 0.1300 0.1400 0.1500 0.1600 0.1700 Columns 19 through 240.1800 0.1900 0.2000 0.2100 0.2200 0.2300 Columns 25 through 300.2400 0.2500 0.2600 0.2700 0.2800 0.2900 Columns 31 through 360.3000 0.3100 0.3200 0.3300 0.3400 0.3500 Columns 37 through 420.3600 0.3700 0.3800 0.3900 0.4000 0.4100 Columns 43 through 480.4200 0.4300 0.4400 0.4500 0.4600 0.4700 Columns 49 through 540.4800 0.4900 0.5000 0.5100 0.5200 0.5300 Columns 55 through 600.5400 0.5500 0.5600 0.5700 0.5800 0.5900 Columns 61 through 660.6000 0.6100 0.6200 0.6300 0.6400 0.6500 Columns 67 through 720.6600 0.6700 0.6800 0.6900 0.7000 0.7100 Columns 73 through 780.7200 0.7300 0.7400 0.7500 0.7600 0.7700 Columns 79 through 840.7800 0.7900 0.8000 0.8100 0.8200 0.8300 Columns 85 through 900.8400 0.8500 0.8600 0.8700 0.8800 0.8900 Columns 91 through 960.9000 0.9100 0.9200 0.9300 0.9400 0.9500 Columns 97 through 1020.9600 0.9700 0.9800 0.9900 1.0000 1.0100 Columns 103 through 1051.0200 1.0300 1.0400>> tt =Columns 1 through 60.0000 0.3461 0.6925 1.0379 1.3809 1.7202 Columns 7 through 122.0546 2.3825 2.70283.0141 3.3150 3.6042 Columns 13 through 183.88044.1424 4.3889 4.6187 4.83075.0237 Columns 19 through 245.1967 5.3487 5.4788 5.5861 5.6698 5.7292 Columns 25 through 305.7636 5.7725 5.7555 5.7122 5.6422 5.5455 Columns 31 through 365.4219 5.2715 5.0944 4.8908 4.6610 4.4055 Columns 37 through 424.1248 3.8196 3.4906 3.1387 2.7647 2.3699 Columns 43 through 481.9552 1.5219 1.0714 0.6051 0.1243 -0.3692 Columns 49 through 54-0.8740 -1.3882 -1.9102 -2.4381 -2.9701 -3.5044 Columns 55 through 60-4.0388 -4.5716 -5.1008 -5.6243 -6.1401 -6.6464 Columns 61 through 66-7.1410 -7.6221 -8.0877 -8.5359 -8.9648 -9.3727 Columns 67 through 72-9.7578 -10.1184 -10.4528 -10.7596 -11.0372 -11.2843 Columns 73 through 78-11.4996 -11.6820 -11.8304 -11.9439 -12.0215 -12.0627 Columns 79 through 84-12.0668 -12.0335 -11.9623 -11.8531 -11.7059 -11.5207 Columns 85 through 90-11.2979 -11.0378 -10.7410 -10.4081 -10.0399 -9.6374 Columns 91 through 96-9.2016 -8.7339 -8.2356 -7.7081 -7.1530 -6.5722 Columns 97 through 102-5.9674 -5.3405 -4.6937 -4.0291 -3.3489 -2.6554Columns 103 through 105-1.9511 -1.2383 -0.5195>> x=0.46:0.001:0.47;>> t=5.76*sin(6*x)+6*x.*sin(6*x)+(2-2*pi/15)*cos(6*x)-2+2*pi/15; >> xx =Columns 1 through 60.4600 0.4610 0.4620 0.4630 0.4640 0.4650Columns 7 through 110.4660 0.4670 0.4680 0.4690 0.4700>> tt =Columns 1 through 60.1243 0.0755 0.0266 -0.0225 -0.0717 -0.1210Columns 7 through 11-0.1704 -0.2199 -0.2696 -0.3193 -0.3692>> x=0.462:0.0001:0.463;>> t=5.76*sin(6*x)+6*x.*sin(6*x)+(2-2*pi/15)*cos(6*x)-2+2*pi/15; >> xx =Columns 1 through 60.4620 0.4621 0.4622 0.4623 0.4624 0.4625Columns 7 through 110.4626 0.4627 0.4628 0.4629 0.4630>> tt =Columns 1 through 60.0266 0.0217 0.0168 0.0119 0.0070 0.0021Columns 7 through 11-0.0028 -0.0077 -0.0126 -0.0176 -0.0225>> z=[0 0.4625];>> y=[150/pi*(1-cos(6*z))-20].*[45.8+50*(3*z/pi-sin(6*z)/(2*pi))];>> y=[150/pi*(1-cos(6*z))-20]./[45.8+50*(3*z/pi-sin(6*z)/(2*pi))];>> yy =-0.4367 1.1121>> a=atan(y)a =-0.4117 0.8384>> a*180/pians =-23.5900 48.0382>>以上是计算推程压力角的临界值。

基于Creo Parametric和MATLAB的盘形凸轮机构的设计和分析

基于Creo Parametric和MATLAB的盘形凸轮机构的设计和分析蔡玉强;李亚丛【摘要】以偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构为研究对象,根据凸轮从动件的运动规律及理论计算公式,提出一种基于Creo Parametric进行凸轮机构的轮廓曲线设计、建模、装配及运动学分析的方法,并结合MATLAB强大的计算功能绘制压力角随转角的变化曲线,为判断凸轮机构的设计是否具有合理的结构尺寸和良好的运动、力学性能提供了一种新的思路.这种方法具有精度高、快捷、便利的特点.【期刊名称】《河北联合大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(038)004【总页数】7页(P57-63)【关键词】盘形凸轮机构;凸轮轮廓曲线;压力角;Creo Parametric;MATLAB【作者】蔡玉强;李亚丛【作者单位】华北理工大学机械工程学院,河北唐山063009;华北理工大学机械工程学院,河北唐山063009【正文语种】中文【中图分类】TH122凸轮不仅结构简单、紧凑，设计方便，还可通过任意适当的凸轮轮廓曲线，使从动件实现各种预期的运动规律。

因此凸轮机构广泛应用于内燃机的配气机构、车辆制动的控制元件、包装机、印刷机等自动化机械和自动化控制装置。

目前凸轮设计常用的方法有：图解法和解析法。

其中图解法简单、直观但精度较低，而解析法虽然精度高但要求能够建立复杂的数学关系式，这就限制了解析法在凸轮设计方面的应用。

随着计算机的高速发展，在解析法的基础上，利用主流软件快速精确地完成其设计已成为工程技术人员共同追求的目标。

采用Creo Parametric软件能够快速方便地进行凸轮轮廓曲线设计，完成运动学分析，并结合MATLAB强大的数据处理、图形处理能力绘制压力角变化曲线，验证机构设计的合理性，使其尽早发现问题，缩短凸轮机构的设计周期。

以偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构为例［1］。

已知凸轮沿顺时针方向匀速转动，正偏置，偏距e＝12 mm，基圆半径rb＝65mm，滚子半径rr＝12mm，δ＝0°～135°时，推杆以摆线运动规律上升28mm；δ＝135°～180°时推杆远休止；δ＝180°～260°时，推杆按简谐运动规律返回；δ＝260°～360°时推杆近休止。

基于MATLAB的凸轮机构设计及仿真软件的开发

基于MATLAB的凸轮机构设计及仿真软件的开发
田绿竹;霍平
【期刊名称】《机电一体化》
【年(卷),期】2009()4
【摘要】为提高凸轮机构的设计精度和效率，利用MATLAB语言开发了凸轮机构CAD系统。

该系统界面友好，功能强大，控制方便，能快速、准确地完成各种凸轮轮廓曲线生成、刀具中心轨迹坐标输出等的计算机辅助设计。

【总页数】3页(P95-96)
【关键词】凸轮机构;CAD;计算机仿真
【作者】田绿竹;霍平
【作者单位】河北理工大学机械工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH112.2;TP273
【相关文献】
1.基于SolidWorks与Matlab的凸轮机构设计与仿真运动分析 [J], 李雅昔;王宏斌;李晓莉
2.基于MATLAB软件的铰链四杆机构运动分析仿真软件开发 [J], 覃虹桥;魏承辉;罗佑新
3.基于VRML和MATLAB的凸轮机构运动仿真设计 [J], 江北大;孔凡宝;王宁
4.基于MATLAB凸轮机构CAD软件系统的开发 [J], 田绿竹;霍平;程秀芳
5.基于MATLAB的行走机构设计及仿真软件的开发 [J], 程秀芳;高瑞香
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基于MATLAB的凸轮机构优化设计

基于MATLAB的凸轮机构优化设计范佳琦【摘要】现今广泛应用的凸轮柱塞式湿喷浆机在实际使用的过程中存在些许问题,如运行时振动较大、出料不均匀、堵管等,经分析知,凸轮机构对其影响较大.文中运用凸轮的理论设计依据,建立相关的数学模型,通过MATLAB编写程序,从而对喷浆机的凸轮进行优化设计与计算,给出了喷浆机凸轮的设计流程和MATLAB的M文件的编写流程,以达到理论与软件结合,从而使其设计计算更加快捷准确,对混凝土喷浆机凸轮的设计缺陷进行优化改进,使之更加可靠实用.【期刊名称】《机械工程师》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】3页(P128-130)【关键词】喷浆机;数学模型;MATLAB;凸轮设计【作者】范佳琦【作者单位】北京理工大学机械与车辆学院,北京 100081【正文语种】中文【中图分类】TP391.7;TH12凸轮机构广泛应用于混凝土喷浆机中。

混凝土喷浆机凸轮机构的关键要求，是在满足使用要求的基础上，能够保证结构紧凑、良好的运动和传力性能。

结构参数是结构正常运行的理论保证，故为保证其要求，控制和优化其相关参数，是混凝土喷浆机设计的重点，在此，运用MATLAB的强大数据计算能力和数据可视化功能，可简洁、准确地进行喷浆机凸轮机构的设计［1-3］。

1.1 喷浆机凸轮机构设计的基本流程（见图1）1.2 建立数学模型为使计算公式统一，引入凸轮转向系数λ和从动件偏置方向系数p，并做出表1规定。

1）根据反转法原理，可以得出喷浆机凸轮理论轮廓的直角坐标方程式：式中：为凸轮转角；s为从动件位移；s0为结构常数，s0=2）喷浆机凸轮实际轮廓直角坐标系方程式：3）喷浆机凸轮轮廓线理论压力角：4）喷浆机轮廓上理论曲率半径：5）喷浆机凸轮轮廓直角坐标的一阶和二阶导函数为：编写MATLAB的M文件的流程如图2所示。

3.1 已知条件凸轮作逆时针方向转动，从动件偏置在凸轮轴心的右边，即：λ=-1；p=1，从动件在推程作等加速、等减速运动，在回程作余弦加速度运动，其相关参数见表2［5-6］。

凸轮运动Matlab仿真-Matlab课程设计

Matlab 课程设计李俊机自091设计题目一：凸轮机构设计已知轮廓为圆形的凸轮（圆的半径为100mm、偏心距为20mm），推杆与凸轮运动中心的距离20mm，滚子半径为10mm，请利用matlab仿真出凸轮推杆的运动轨迹和运动特性（速度，加速度），并利用动画演示出相关轨迹和运动特性。

%总程序代码clc;clf;clear;p=figure('position',[100 100 1200 600]);for i=1:360%画圆形凸轮R=100; %圆形凸轮半径A=0:0.006:2*pi;B=i*pi/180;e=20; %偏心距a=e*cos(B);b=e*sin(B);x=R*cos(A)+a;y=R*sin(A)+b;subplot(1,2,1)plot(x,y,'b','LineWidth',3);%填充fill(x,y,'y')axis([-R-e,R+e,-R-e,R+e+100]);set(gca,'Xlim',[-R-e,R+e])set(gca,'Ylim',[-R-e,R+e+100])axis equal;axis manual;axis off;hold on;plot(a,b,'og')plot(e,0,'or')plot(0,0,'or','LineWidth',3)%画滚子gcx=0; %滚子中心X坐标r=10; %滚子半径gcy=sqrt((R+r)^2-a^2)+b; %滚子中心Y坐标gx=r*cos(A)+gcx; %滚子X坐标gy=r*sin(A)+gcy; %滚子Y坐标plot(gx,gy,'b','LineWidth',2);%画其它部分plot([0 a],[0 b],'k','LineWidth',4)plot([3 3],[170 190],'m','LineWidth',4)plot([-3 -3],[170 190],'m','LineWidth',4)%画顶杆gc=120;dgx=[0 0];dgy=[gcy gcy+gc];plot(dgx,dgy,'LineWidth',4);hold off%画位移图sx(i)=B;sy(i)=gcy;subplot(3,2,2)plot(sx,sy,'b','LineWidth',3)title('位移线图')grid onhold off;%画速度图vx(i)=B;vy(i)=20*cos(B) + (40*cos(B).*sin(B))./(121 - 4*cos(B).^2).^(1/2);subplot(3,2,4)plot(vx,vy,'g','LineWidth',3)title('速度线图')grid onhold off;%画加速度图ax(i)=B;ay(i)=(40*cos(B).^2)./(121 - 4*cos(B).^2).^(1/2) - 20*sin(B) - (40*sin(B).^2)/(121 -4*cos(B).^2).^(1/2) - (160*cos(B).^2.*sin(B).^2)/(121 - 4*cos(B).^2).^(3/2); subplot(3,2,6)plot(ax,ay,'r','LineWidth',3),xlabel('B')title('加速度线图')grid onhold off;M=getframe;end截图附：通过求导求速度和加速度%求速度syms B;a=e*cos(B);b=e*sin(B);s=sqrt((R+r).^2-a.^2)+b;v=diff(s)结果：v =20*cos(B) + (40*cos(B)*sin(B))/(121 - 4*cos(B)^2)^(1/2)%求加速度syms B;v =20*cos(B) + (40*cos(B)*sin(B))/(121 - 4*cos(B)^2)^(1/2);a=diff(v)结果：a =(40*cos(B)^2)/(121 - 4*cos(B)^2)^(1/2) - 20*sin(B) - (40*sin(B)^2)/(121 - 4*cos(B)^2)^(1/2) - (160*cos(B)^2*sin(B)^2)/(121 - 4*cos(B)^2)^(3/2)。

matlab凸轮设计

偏置直动尖端推杆盘型凸轮机构一、凸轮参数二、推杆运动规律进程段余弦加速度运动进程段 S= H-H*(1-cos(pi*i/J1))/2 （00～900）回程段余弦加速度运动回程段 S= H*(1-cos(pi*i/J3))/2 (1800~2700) 凸轮廓线方程：)sin(*)()cos(*22J S E R J E X +-+= )sin(*)cos(*)(22J E J S E R Y -+-= 三、程序设计%凸轮机构参数E=10; %偏距H=50; %升程b=0:pi/10:2*pi;R=40; %基圆半径x2=R*cos(b); %基圆轮廓y2=R*sin(b);x1=10*sin(b);%偏心圆轮廓y1=10*cos(b);J1=90; %推程J3=90; %回程s0=sqrt(R^2-E^2);s1=(H/2)*(1-cos(pi*i/J1)); %推程，余弦加速度运动 s2=H*eig(eye(360))'; %停歇，s=Hs3=H-(H/2)*(1-cos(pi*i/J3));%回程，余弦加速度运动 s4(1,360)=0; %停歇，s=0 x(1,360)=0;y(1,360)=0;%凸轮机构循环代码for i=1:360if i>=270s(i)=0;elseif i>=180s(i)=H-H*(1-cos(pi*i/J1))/2;elseif i>=90s(i)=H;elses(i)=H*(1-cos(pi*i/J3))/2;endx(i)=E*cos(pi*i/180)+(s0+s(i))*sin(pi*i/180);y(i)=(s0+s(i))*cos(pi*i/180)-E*sin(pi*i/180); end%凸轮轮廓曲线figure(1)plot(x,y,'-r',x1,y1,'-b',x2,y2,'-g','linewidth',2); title('凸轮轮廓曲线');xlabel('x'),ylabel('y');axis([-80,120,-100,60]);grid on;%位移曲线figure(2)plot(s,'-r','linewidth',2);title('位移曲线');xlabel('转角'),ylabel('位移')axis([0,400,-10,60]);grid on;四、运行结果。

基于SolidWorks与Matlab的凸轮机构设计与仿真运动分析

基于SolidWorks与Matlab的凸轮机构设计与仿真运动分
析
李雅昔;王宏斌;李晓莉
【期刊名称】《河北工业科技》
【年(卷),期】2015(032)003
【摘要】为实现快速、准确的盘形凸轮轮廓线设计,并完成盘形凸轮运动参数的仿真分析,通过对盘形凸轮机构从动件运动规律的分析,利用Matlab编制程序,计算出盘形凸轮轮廓线上各点坐标值;将所得坐标值导入SolidWorks中,生成凸轮三维模型;再利用SolidWorks中的Cosmos/Mo-tion功能对凸轮机构进行仿真分析,得出从动件运动参数曲线,从而判断所设计凸轮轮廓的优劣性.
【总页数】5页(P252-256)
【作者】李雅昔;王宏斌;李晓莉
【作者单位】西北农林科技大学机电学院,陕西杨凌712100;商洛职业技术学院机电工程系,陕西商洛726000;西北农林科技大学机电学院,陕西杨凌712100;长安大学信息工程学院,陕西西安710064
【正文语种】中文
【中图分类】TG122
【相关文献】
1.基于MATLAB的凸轮机构运动分析 [J], 徐勇;佟军民
2.基于MATLAB和SolidWorks的平行分度凸轮设计 [J], 蔡玉强;赵长庆
3.基于Solidworks圆柱凸轮机构的建模装配与运动分析 [J], 许茏
4.基于MATLAB的凸轮机构运动分析与动画模拟 [J], 罗世民;杨春辉
5.基于MATLAB与SolidWorks的平面六杆机构运动分析及仿真 [J], 王旭;刘昭文;刘晨媛;高景金;刘蕾
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基于MATLAB软件的凸轮轮廓曲线设计-

基于ＭＡＴＬＡＢ软件的凸轮轮廓曲线设计摘要：以偏置移动从动件盘形凸轮为例，基于ＭＡＴＬＡＢ软件对凸轮轮廓曲线进行了解析法设计．绘制出轮廓曲线。

运行结果表明：在从动件运动规律确定的情况下，利用ＭＡＴＬＡＢ软件以很方便、快捷地得到凸轮的轮廓曲线。

关键词：凸轮机构；凸轮轮廓曲线；ＭＡＴＬＡＢ；解析法前言凸轮轮廓曲线的设计，一般可分为图解法和解析法．利用图解法能比较方便地绘制出各种平面凸轮的轮廓曲线．但这种方法仅适用于比较简单的结构，用它对复杂结构进行设计则比较困难，而且利用图解法进行结构设计，作图误差较大，对一些精度要求高的结构不能满足设计要求。

解析法可以根据设计要求，通过推导机构中各部分之间的几何关系，建立相应的方程，精确地计算出轮廓线上各点的坐标，然后把凸轮的轮廓曲线精确地绘制出来．但是，当从动件运动规律比较复杂时，利用解析法获得凸轮的轮廓曲线的工作量比较大．而ＭＡＴＬＡＢ软件提供了强大的矩阵处理和绘图功能，具有核心函数和工具箱．其编程代码接近数学推导公式，简洁直观，操作简易，人机交互性能好，且可以方便迅速地用三维图形、图像、声音、动画等表达计算结果、拓展思路［１］。

因此，基于ＭＡＴＬＡＢ软件进行凸轮机构的解析法设计，可以解决设计工作量大的问题。

本文基于ＭＡＴＬＡＢ软件进行凸轮轮廓曲线的解析法设计，利用《机械原理》课程的计算机辅助教学，及常用机构的计算机辅助设计．其具体方法为首先精确地计算出轮廓线上各点的坐标，然后运用ＭＡＴＬＡＢ绘制比较精确的凸轮轮廓曲线。

1 设计的意义与已知条件1.1意义凸轮机构是由具有曲线轮廓或凹槽的构件，通过高副接触带动从动件实现预期运动规律的一种高副机构，它广泛地应用于各种机械，特别是自动机械、自动控制装置和装配生产线中，是工程实际中用于实现机械化和自动化的一种常用机构。

所以，在凸轮的加工中，精确的确定凸轮的轮廓，这对于保证凸轮所带动从动件的运动规律是尤为重要的。

1.2已知条件偏置移动从动件盘形凸轮设计已知条件（图1）:凸轮作逆时针方向转动,从动件偏置在凸轮轴心的右边从动件在推程作等加速/等减速运动,在回程作余弦加速度运动基圆半径rb = 40 mm，滚子半径rt = 10mm，推杆偏距e = 15 mm，推程升程h = 50 mm，推程运动角ft = 100度，远休止角fs = 60度回程运动角fh = 90度，推程许用压力角alp = 35度。

基于MATLAB的凸轮机构的优化设计

基于MATLAB的凸轮机构的优化设计张敬东;姚杰;起雪梅;陈显强;吴生文【摘要】本文以高速柴油机顶置凸轮轴式配气机构为研究对象,在运动学、动力学计算的基础上,根据凸轮基圆半径及相应的推杆升程曲线,采用解析函数法与数值法相结合的方法对配气凸轮线型进行了优化设计.通过优化配气机构的凸轮线型,是凸轮的扭矩值在低速段提升了3.44％,高速段提升了1.40％,从而使整机性能得到提升;同时也为汽车凸轮型线的设计提供一定的理论参考.【期刊名称】《攀枝花学院学报》【年(卷),期】2017(034)005【总页数】3页(P61-63)【关键词】配气机构;凸轮机构;优化设计;MATLAB【作者】张敬东;姚杰;起雪梅;陈显强;吴生文【作者单位】攀枝花学院交通与汽车工程学院,四川攀枝花617000;攀枝花学院交通与汽车工程学院,四川攀枝花617000;攀枝花学院交通与汽车工程学院,四川攀枝花617000;攀枝花学院交通与汽车工程学院,四川攀枝花617000;攀枝花学院交通与汽车工程学院,四川攀枝花617000【正文语种】中文【中图分类】U463.33内燃机是汽车零部件中最核心的部件，而内燃机的配气机构的设计合理性在很大程度上影响着内燃机的输出性能，而随着汽车经济性和动力性要求不断提升，我们对配气机构的要求也越来越高，凸轮是汽车配气机构的重要构件之一，因此对凸轮机构的型线进行优化设计是很有必要的[1-2]。

国外学者对配气机构的研究起步较早，技术也比较成熟[3]。

国内学者对配气机构进行了动力学分析，在发动机设计方面取得了一定的成果[4]。

我国东风汽车公司、玉柴机械有限公司、上海柴油机有限公司、山东潍坊柴油机有限公司、以及天津大学、吉林大学、北京理工大学、西安交通大学等单位都进行了单一燃料点燃式天然气发动机的研制与开发[5-8]，本文主要对某汽车的配气机构的凸轮型线进行优化设计，并对两种型线凸轮在不同转速下的扭矩变化情况进行模拟仿真。

基于MATLAB的平面凸轮轮廓的可视化设计系统

基于MATLAB的平面凸轮轮廓的可视化设计系统
谢良喜;赵刚;祝述梅
【期刊名称】《湖北工业大学学报》
【年(卷),期】2004(019)003
【摘要】传统设计凸轮轮廓的方法是作图法和解析法.前者过于麻烦,效率很低;后者不够直观,难以在设计中看到设计的结果.以MATLAB作为开发语言进行平面凸轮轮廓的可视化设计,不仅设计过程快速精确,也可以将设计结果图形显示,通过人机交互方式修改、优化初始参数,从而进一步提高凸轮轮廓的设计质量.
【总页数】2页(P60-61)
【作者】谢良喜;赵刚;祝述梅
【作者单位】武汉科技大学机械自动化学院,湖北,武汉,430081;武汉科技大学机械自动化学院,湖北,武汉,430081;武汉科技大学机械自动化学院,湖北,武汉,430081【正文语种】中文
【中图分类】TH132.47
【相关文献】
1.基于NX的凸轮轮廓曲线设计系统的研究与开发 [J], 李青祝
2.基于Matlab和Pro/E的凸轮轮廓曲线设计及从动件运动学仿真 [J], 肖帮东;黄浩;徐中
3.基于MATLAB语言的凸轮轮廓曲线的解析法设计 [J], 杜韧;冯伟娜;刘昭;刘宏伟;毕珊珊
4.基于MATLAB解析法设计凸轮轮廓 [J], 苑永祥;刘子一;赵立彬
5.基于MATLAB解析法设计凸轮轮廓 [J], 苑永祥;刘子一;赵立彬
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基于MATLAB的凸轮设计

中国地质大学（武汉）1.凸轮要求=10mm，凸轮以等角设计一对心直动滚子推杆盘形凸轮机构，滚子半径rr速度逆时针回转。

凸轮转角=0~120 时，推杆等速上升20mm；=120~180 时，推杆远休止；=180~270时，推杆等加速等减速下降20mm；=270~360时，推杆近休止。

要求推程的最大压力角<=30，试选取合适的基圆半径，并绘制凸轮的廓线。

问此凸轮是否有缺陷，应如何补救。

2．列出凸轮运动方程0<<2/32/3<<2/3<<3. 由方程写MATLAB源程序%1.已知参数clear;r0=50; %基圆半径rr=10; %滚子半径h=20; %行程delta01=120;%推程运动角delta02=60; % 远休角delta03=90;%回程运动角hd=pi/180;du=180/pi;n1=delta01+delta02;n2=delta01+delta02+delta03;%2凸轮曲线设计n=360;for i=1:360%计算推杆运动规律if i<=delta01s(i)=30/pi*(i*hd);ds(i)=30/pi;ds=ds(i);elseif i>delta01 && i<=n1;s(i)=h;ds(i)=0;ds=ds(i);elseif i>n1 && i<=(n1+delta03/2)s(i)=-140+320/pi*(i*hd)-160/pi^2*(i*hd)^2;ds(i)=320/pi-320/pi^2*(i*hd);ds=ds(i);elseif i>(n1+delta03/2) && i<=n2s(i)=360-480/pi*(i*hd)+160/pi^2*(i*hd)^2;ds(i)=-480/pi+320/pi^2*(i*hd);ds=ds(i);elseif i>n2 && i<=ns(i)=0;ds=0;end%计算凸轮轨迹曲线xx(i)=(r0+s(i))*sin(i*hd);%计算理论轮廓曲线yy(i)=(r0+s(i))*cos(i*hd);dx(i)=ds*sin(i*hd)+(r0+s(i))*cos(i*hd);%计算导数 dy(i)=ds*cos(i*hd)-(r0+s(i))*sin(i*hd);xp(i)=xx(i)+rr*dy(i)/sqrt(dx(i)^2+dy(i)^2);yp(i)=yy(i)-rr*dx(i)/sqrt(dx(i)^2+dy(i)^2);end%3.输出凸轮轮廓曲线figure(1);hold on;grid on;axis equal;axis([-(r0+h-30) (r0+h+10) -(r0+h+10) (r0+rr+10)]); text(r0+h+3,4,'X');text(3,r0+rr+3,'Y');text(-6,4,'O');title('对心直动滚子推杆盘形凸轮设计');xlabel('x/mm');ylabel('y/mm');plot([-(r0+h-40) (r0+h)],[0 0],'k');plot([0 0],[-(r0+h) (r0+rr)],'k');plot(xx,yy,'r--');%?绘凸轮实际轮廓曲线ct=linspace(0,2*pi);plot(r0*cos(ct),r0*sin(ct),'g');%绘凸轮基圆plot(rr*cos(ct),r0+rr*sin(ct),'k');%绘滚子圆plot(0,r0,'o');%滚子圆中心plot([0 0],[r0 r0+30],'k');plot(xp,yp,'b'); %绘凸轮实际轮廓曲线%4. 凸轮机构运动仿真%计算凸轮滚子转角xp0=0;yp0=r0-rr;dss=sqrt(diff(xp).^2+diff(yp).^2);%对轮廓曲线进行差分计算ss(1)=sqrt((xp(1)-xp0)^2+(xp(1)-yp0)^2);%轮廓曲线第一点长度for i=1:359ss(i+1)=ss(i)+dss(i);%计算实际廓曲线长度endphi=ss/rr;%计算滚子转角%运动仿真开始figure(2);m=moviein(20);j=0;for i=1:360j=j+1;delta(i)=i*hd;%凸轮转角xy=[xp',yp'];%凸轮实际轮廓曲线坐标A1=[cos(delta(i)),sin(delta(i));%凸轮坐标旋转矩阵-sin(delta(i)),cos(delta(i))];xy=xy*A1;%旋转后实际凸轮曲线坐标clf;%绘凸轮plot(xy(:,1),xy(:,2));hold on;axis equal;axis([-(120) (470) -(100) (140)]);plot([-(r0+h-40) (r0+h)],[0],'k');%绘凸轮水平轴plot([0 0],[-(r0+h) (r0+rr)],'k');%绘凸轮垂直轴plot(r0*cos(ct),r0*sin(ct),'g');%绘基圆plot(rr*cos(ct),r0+s(i)+rr*sin(ct),'k');绘滚子圆plot([0 rr*cos(-phi(i))],[r0+s(i) r0+s(i)+rr*sin(-phi(i))],'k');% 绘滚子圆标线plot([0 0],[r0+s(i) r0+s(i)+40],'k');%绘推杆%绘推杆曲线plot([1:360]+r0+h,s+r0);plot([(r0+h) (r0+h+360)],[r0 r0],'k');plot([(r0+h) (r0+h)],[r0 r0+h],'k');plot(i+r0+h,s(i)+r0,'*');title('对心直动滚子推杆盘形凸轮设计');xlabel('x/mm');ylable('y/mm');m(j)=getframe;endmovie(m);4.运动仿真结果在MATLAB中可以看出轮廓曲线有一处缺口。

基于MATLAB的平行分度凸轮机构CAD算法和设计

基于MATLAB的平行分度凸轮机构CAD算法和设计
范岩;靳永利
【期刊名称】《潍坊学院学报》
【年(卷),期】2007(007)002
【摘要】提出了一种能在MATLAB图形系统GUI中使用的平行分度凸轮机构CAD算法和相应的程序.该平行分度凸轮机构算法和程序包含了机构结果参数的选择,从动件位移、速度、加速度曲线的自动计算和绘制,凸轮理论和实际轮廓的自动计算和精确绘制,以及自动找出机构运动中最大的推程压力角等.结果不但以精确的数值形式放在数据文件中,而且在MATLAB图形系统下以图形方式精确地绘制出来.【总页数】3页(P11-13)
【作者】范岩;靳永利
【作者单位】潍坊学院,山东,潍坊,261061;首都师范大学,北京,100021
【正文语种】中文
【中图分类】TP301.6
【相关文献】
1.基于MATLAB和Creo的平行分度凸轮机构的设计 [J], 蔡玉强;姚佳
2.基于MATLAB和Creo的三片式平行分度凸轮的设计 [J], 李建功;冯敦敦
3.基于MATLAB和SolidWorks的平行分度凸轮设计 [J], 蔡玉强;赵长庆
4.基于CAD动态图解法的平行分度凸轮机构设计 [J], 张俊;董继先
5.平行分度凸轮机构的一种CAD算法 [J], 刘平;沈永鹤
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基于Matlab的凸轮机构的计算机辅助设计

基于Matlab的凸轮机构的计算机辅助设计
崔玉莲;于芳芳
【期刊名称】《机械设计》
【年(卷),期】2005()z1
【摘要】用MATLAB编程实现凸轮机构的计算机辅助设计,界面友好,可方便地绘制凸轮的理论廓线、实际廓线、钼丝刀具中心线,以及位移、速度、加速度曲线等,从而大大提高设计速度和精度.
【总页数】2页(P249-250)
【关键词】凸轮机构;计算机辅助设计;MATLAB;轮廓曲线
【作者】崔玉莲;于芳芳
【作者单位】装甲兵工程学院,机械设计室,北京,100072 装甲兵工程学院,机械设计室,北京,100072
【正文语种】中文
【中图分类】TH122
【相关文献】
1.基于MATLAB的凸轮机构轮廓曲线计算机辅助设计 [J], 邬文杰
2.基于Solid Edge的凸轮机构计算机辅助设计系统 [J], 李建霞;张文信
3.基于VB开发凸轮机构的计算机辅助设计 [J], 王会;王万新
4.基于MATLAB的平面凸轮机构通用凸轮曲线设计 [J], 吴卓;徐伟;刘广利
5.基于遗传算法的共轭凸轮机构计算机辅助设计 [J], 葛乐乐;张龙;胡凯文
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