凸轮机构设计大作业
机械原理大作业二凸轮(完整版) 20
Harbin Institute of Technology机械原理大作业二作业名称：凸轮机构设计设计题目： 20 院系：机电工程学院班级：设计者：学号：指导教师：**设计时间： 2014年5月哈尔滨工业大学一、设计题目如图1所示直动从动件盘形凸轮机构，其原始参数见表1。
表1 凸轮机构参数升程/h mm 升程运动角 0/ϕ 升程运动规律 升程许用压力角[]/α 回程运动角 0/ϕ'回程运动规律 回城许用压力角[]/α'远休止角/s ϕ 近休止角/s ϕ' 110 120 正弦加速度 3590 正弦加速度 65 50 100二、运动方程式及运动线图本实验假设凸轮逆时针旋转。
1.确定凸轮机构推杆升程、回程运动方程（ϕ为凸轮转角，ω为凸轮角速度）。
推程(余弦加速度)（203ϕπ≤≤）： 图1远休止段：当21738πϕπ≤≤时，110s h==，0v=，0a=回程(正弦加速度)（171389πϕπ≤≤）：近休止段：当1329πϕπ≤≤时，0s=，0v=，0a=2.绘制推杆位移、速度、加速度线图图2三、绘制凸轮机构的ds s d ϕ-线图，并由此确定凸轮的基圆半径和偏距图3图4如图3、图4所示，在ds d ϕ轴正侧（对应于推程），以tan(90[])α-为斜率做ds s d ϕ-曲线的切线1L ，在ds d ϕ轴负侧（对应于回程），以tan(90[])α'+为斜率做ds s d ϕ-曲线的切线2L ，再过点(0,0)O 做斜率为tan(90[])α+的直线3L ，则直线1L 、2L 、3L 与s 轴的夹角分别为[]α、[]α'、[]α。
显然，1L 、2L 、3L 三条直线下方的公共部分即为满足推程压力角不超过[]α和回程压力角不超过[]α'时，凸轮回转中心的可取区域。
记直线1L 与2L 的交点为12P ，直线1L 与3L 的交点为13P ，则最小基圆半径013r OP ==45.79mm ，对应的偏距e =26.27mm （点13P 到s 轴的距离），2200s r e =-=37.51mm 。
机械原理大作业凸轮结构设计
机械原理大作业(二) 作业名称：机械原理设计题目：凸轮机构设计院系: 机电工程学院班级：设计者:学号:指导教师：丁刚陈明设计时间:哈尔滨工业大学机械设计1、设计题目如图所示直动从动件盘形凸轮机构，根据其原始参数设计该凸轮。
表一:凸轮机构原始参数序号升程(mm) 升程运动角(º)升程运动规律升程许用压力角（º)回程运动角（º)回程运动规律回程许用压力角(º)远休止角(º）近休止角（º)１2 ８0 1５０正弦加速度30 １０0 正弦加速度60 ６0 50２、凸轮推杆运动规律(1)推杆升程运动方程S=ｈ［φ/Φ0-siｎ（２πφ/Φ0)]V＝hω1／Φ０[１-ｃos(2πφ/Φ0）]a=2πhω１2sin(2πφ／Φ0)/Φ02式中:h=1５0，Φ0=5π／6,0<=φ<=Φ０,ω1=1(为方便计算)(2)推杆回程运动方程S=h[1-T/Φ１＋sin(2πＴ/Φ1)/２π]V= -hω１/Φ1[1-coｓ(2πT/Φ1)]ａ＝－２πhω12sin(２πT／Φ1)／Φ1２式中:h=150,Φ１=5π/9，７π/６<＝φ<=3１π／18,T=φ-7π/6３、运动线图及凸轮线图运动线图:用Ｍatlａｂ编程所得源程序如下:t=0:pi/５00:2*pｉ;ｗ1=1;h=150;lｅng=ｌeｎgｔh(ｔ);ｆor m=1:leng;if ｔ(m)＜=5*ｐi/6S(ｍ) = h*(t(m)/(5*pｉ/６)-sin（2*pi*t(m)/(5＊ｐi/6））/(2＊ｐi）);v(m)=h*w1*(1-cos（2*ｐi＊ｔ(m)／(5*pi/6)）)/(５*ｐi/6)；a(m)＝２*ｈ*w1＊w1*ｓin(２*pi*t（m)/(5＊pi/6)）/((5＊pｉ/6)*(5*pｉ/6))；% 求退程位移,速度,加速度elseｉｆt（m)＜=7*pｉ/6Ｓ(m）=h;v（m)=0;a(m)=０；% 求远休止位移，速度，加速度elｓｅif ｔ(ｍ)<=31*pi/１8T(m)＝t(m)-２1＊pi／18;S(m)=ｈ*(1-T(ｍ)／(5*pi/９)＋sｉｎ(2*pi＊T(m)/(5*pｉ／9）)/(2*pi）);v（ｍ)=－h/(5*pi/９）*(１-ｃos(2*pi*T（m)/(5*pi/９）))；a(m)=-２*pi＊h／(5*pi/9）＾2*sin(2＊pi＊Ｔ(m）/（5*pｉ/9));％求回程位移,速度，加速度elｓｅＳ（m)=0;v(m)=0;a(m)=０;% 求近休止位移，速度,加速度endend推杆位移图推杆速度图推杆加速度图4、确定凸轮基圆半径与偏距在凸轮机构得ds/dφ-s线图里再作斜直线Ｄt dｔ与升程得［ｄs/dφ-s(φ)］曲线相切并使与纵坐标夹角为升程许用压力角[α],则D t d t线得右下方为选择凸轮轴心得许用区。
凸轮机构大作业..
机械原理大作业凸轮机构设计（题号：3-A）学院：机电工程学院目录（一）设计题目及数据（二）推杆运动规律及凸轮廓线方程（三）程序框图（四）计算源程序（五）凸轮机构图（廓线）（六）设计心得及体会（七）参考文献一、设计题目及数据试用计算机辅助设计完成摆动滚子推杆盘形凸轮机构的设计（1）推程运动规律为正弦加速度运动，回程运动规律为等加速等减速运动；（2）打印出原始数据；（3）打印出理论轮廓和实际轮廓的坐标值；（4）打印出推程和回程的最大压力角，以及出现最大压力角时凸轮的相应转角；（5）打印出凸轮实际轮廓曲线的最小曲率半径，以及相应的凸轮转角；（6）打印最后所确定的凸轮的基圆半径。
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偏距/mm推杆行程/m m 滚子半径Rr/m m 许用压力角 许用最小曲率半径[ρamin] [α1] [α2] 3-A 15 5 28 10 30˚ 70˚ 0.3Rr计算点数：N=120q1=60; 近休止角δ1q2=120; 推程运动角δ2q3=90; 远休止角δ3q4=90; 回程运动角δ4二、运动规律：1.推程运动规律：正弦加速度运动00=[(/)-sin(2/)/2]S h δδπδδπ2.回程运动规律：等加速等减速运动：2''20=-2/S h h δδ ('0=0-/2S δ)'2'200=2h(-)/S δδδ3近休凸轮转角0°- 60°，推程凸轮转角60°-180°，远休凸轮转角180°-270°二、推杆运动规律及凸轮廓线方程推杆运动规律：（1）近休阶段：0o ≤δ<60 oX L =R L cos （m α-δ） Y L =R L cos （mα-δ） Xs=R 0cos(m α-δ) Y L =R L sin （mα-δ） 其中m α=arctan 220()r e R R e ++ R L= R 0+R r（2）推程阶段：60o ≤δ<180 oX L =R n cos （1αα-） Y L =R n sin （1αα-）1=(R -R )cos(-)s n r X αα 1=(R -R )sin(-)s n r Y αα 22R =(l+s)-e n 220R=(R +R )-e r 1=arccos n e R α 00=[(/)-sin(2/)/2]S h δδπδδπ（3）远休阶段：180o ≤δ<270 oR max=最大的R n max maxarccos e R α= Xs=R max *cos （max αα-） Y L =R max *sin （max αα-）Xs=（R max -10）*cos （max αα-） Ys=（R max -10）*cos （1αα-）(4)回程阶段：270≤δ<360S=h-2h 2'20/δδ S=2h （三、压力角的求法可由220tan [(/]/[ds d e R e αδ=--+s ]求出推程和回程各自的一组值，然后找出推程和回程里各自最大的压力角，然后与[1α] [2α]相比较，若不小于[1α]和[2α]应该改变R 0再重新求压力角直到满足条件为止，最后再求出相应的凸轮转角δ。
机械原理大作业凸轮机构设计
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。
图 2-1表 2-1凸轮机构原始参数升程升程回程回程许用许用远休近休升程运升程运运回程运压力压力止角止角（mm）动角动规律动角动规律角角（）（）（）（）（）（）14090等加速等4080正弦7050140减速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；【1】确定推杆的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。
因此设计它仅需确定这四个阶段的角度与位置即可。
推程阶段：1120s22回程阶段：v22401222402a1⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2s1120(2)21402v2240 1 (2)222402a1⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2(97)sin(97)s140[1422]23151[1cos(97)]v22(0)4()422835 12 sin(97)711a222⋯⋯⋯⋯⋯ ()99【 2】绘制推杆位移、速度、加速度线图①位移图像程序：i1=(0:0.01:(1/4)*pi);s1=280.*(((2/pi).*i1).^2);i2=((1/4)*pi:0.01:(1/2)*pi);s2=140-1120.*(((pi/2)-i2).^2)/((pi).^2);i3=((1/2)*pi:0.01:(7/9)*pi);s3=140;i4=((7/9)*pi:0.01:(11/9)*pi);s4=140.*(1-((9.*i4-7*pi)/(4*pi))+sin(((9.*i4)-(7*pi))./2)/(2*pi)); i5=((11/9)*pi:0.01:2*pi);s5=0;plot(i1,s1,'b',i2,s2,'b',i3,s3,'b',i4,s4,'b',i5,s5,'b')位移图像②速度图像程序令1 1 则可以得到速度图像的程序i1=(0:0.01:(1/4)*pi);v1=(2240.*i1)/((pi).^2);i2=((1/4)*pi:0.01:(1/2)*pi);v2=(2240.*((pi/2)-i2))/((pi).^2);i3=((1/2)*pi:0.01:(7/9)*pi);v3=0;i4=((7/9)*pi:0.01:(11/9)*pi);v4=-315.*(1-cos(((9.*i4)-(7*pi))./2))/(pi);i5=((11/9)*pi:0.01:2*pi);v5=0;plot(i1,v1,'b',i2,v2,'b',i3,v3,'b',i4,v4,'b',i5,v5,'b')速度图像③加速度程序及其图像a1=2240/((pi).^2);i2=((1/4)*pi:0.01:(1/2)*pi);a2=-2240/((pi).^2);i3=((1/2)*pi:0.01:(7/9)*pi);a3=0;i4=((7/9)*pi:0.01:(11/9)*pi);a4=-2835.*sin(((9*i4)-(7*pi))/2)/(2*pi);i5=((11/9)*pi:0.01:2*pi);a5=0;plot(i1,a1,'b',i2,a2,'b',i3,a3,'b',i4,a4,'b',i5,a5,'b')加速度图像【3】绘制凸轮机构的dss 线图 di1=(0:0.01:(1/4)*pi);s1=(1120.*(i1.^2))/(pi.^2);i2=((1/4)*pi:0.01:(1/2)*pi);ds2=1120/pi-(2240.*i2)/(pi.^2);s2=140-1120.*(((pi/2)-i2).^2)/((pi).^2);i3=((1/2)*pi:0.01:(7/9)*pi);ds3=i3-i3;s3=140+i3-i3;i4=((7/9)*pi:0.01:(11/9)*pi);ds4=(315/pi).*(-1+cos(((9.*i4)-(7.*pi))/2));s4=140.*(1-((9.*i4-7*pi)/(4*pi))+sin(((9.*i4)-(7*pi))./2)/(2*pi)); i5=((11/9)*pi:0.01:2*pi);s5=i5-i5;ds5=i5-i5;plot(ds1,s1,ds2,s2,ds3,s3,ds4,s4,ds5,s5,)凸轮机构的【4】确定凸轮基圆半径和偏距d ssd线图由图像可知道凸轮的轴心应该在公共区以下凸轮偏心距取 e 3mm ，s0200mm【 5】凸轮的理论轮廓i1=(0:0.01:(1/4)*pi);x1=(200+280.*(((2/pi).*i1).^2)).*cos(i1)-3.*sin(i1);y1=(200+280.*(((2/pi).*i1).^2)).*sin(i1)+3.*cos(i1);i2=((1/4)*pi:0.01:(1/2)*pi);x2=(200+140-1120.*(((pi/2)-i2).^2)/((pi).^2)).*cos(i2)-3.*sin(i2); y2=(200+140-1120.*(((pi/2)-i2).^2)/((pi).^2)).*sin(i2)+3.*cos(i2); i3=((1/2)*pi:0.01:(7/9)*pi);x3=340.*cos(i3)-3.*sin(i3);y3=340.*sin(i3)+3.*cos(i3);i4=((7/9)*pi:0.01:(11/9)*pi);x4=(200+140.*(1-((9.*i4-7*pi)/(4*pi))+sin(((9.*i4)-(7*pi))./2)/(2*pi))). *cos(i4)-3.*sin(i4);y4=(200+140.*(1-((9.*i4-7*pi)/(4*pi))+sin(((9.*i4)-(7*pi))./2)/(2*pi))). *sin(i4)+3.*cos(i4);i5=((11/9)*pi:0.01:2*pi);x5=200.*cos(i5)-3.*sin(i5);y5=200.*sin(i5)+3.*cos(i5);plot(x1,y1,x2,y2,x3,y3,x4,y4,x5,y5)凸轮的理论轮廓【 6】确定滚子半径的程序v=[];syms i1 i2 i3 i4 i5s0 = 200;e = 20;s1=280*(((2/pi)*i1).^2);t1 = (s1 + s0)*cos(i1)-e*sin(i1);y1 = (s0 + s1)*sin(i1) - e*cos(i1);ti1=diff(t1,i1);tii1=diff(t1,i1,2);yi1=diff(y1,i1);yii1=diff(y1,i1,2);for ii1=(0:0.01:(1/4)*pi);k1=subs(abs((ti1*yii1-tii1*yi1)/(ti1^2+yi1^2)^1.5),{i1},{ii1});v=[v,1/k1];ends2=140-1120.*(((pi/2)-i2).^2)/((pi).^2);t2= (s2 + s0)*cos(i2)-e*sin(i2);y2 = (s0 + s2)*sin(i2) - e*cos(i2);ti2=diff(t2,i2);tii2=diff(t2,i2,2);yi2=diff(y2,i2);yii2=diff(y2,i2,2);for ii2=((1/4)*pi:0.01:(1/2)*pi);k2=subs(abs((ti2*yii2-tii2*yi2)/(ti2^2+yi2^2)^1.5),{i2},{ii2});v=[v,1/k2];ends3=140;t3 = (s3 + s0)*cos(i3)-e*sin(i3);y3 = (s0 + s3)*sin(i3) - e*cos(i3);ti3=diff(t3,i3);tii3=diff(t3,i3,2);yi3=diff(y3,i3);yii3=diff(y3,i3,2);for ii3=((1/2)*pi:0.01:(7/9)*pi);k3=subs(abs((ti3*yii3-tii3*yi3)/(ti3^2+yi3^2)^1.5),{i3},{ii3});v=[v,1/k3];ends4=140.*(1-((9.*i4-7*pi)/(4*pi))+sin(((9.*i4)-(7*pi))./2)/(2*pi)); t4 = (s4 + s0)*cos(i4)-e*sin(i4);y4 = (s0 + s4)*sin(i4) - e*cos(i4);ti4=diff(t4,i4);tii4=diff(t4,i4,2);yi4=diff(y4,i4);yii4=diff(y4,i4,2);for ii4=((7/9)*pi:0.01:(11/9)*pi);k4=subs(abs((ti4*yii4-tii4*yi4)/(ti4^2+yi4^2)^1.5),{i4},{ii4});v=[v,1/k4];Ends5=0;t5 = (s5 + s0)*cos(i5)-e*sin(i5);y4 = (s0 + s5)*sin(i5) - e*cos(i5);ti5=diff(t5,i5);tii5=diff(t5,i5,2);yi5=diff(y5,i5);yii5=diff(y5,i5,2);for ii5=((11/9)*pi:0.01:2*pi);k5=subs(abs((ti5*yii5-tii5*yi5)/(ti5^2+yi5^2)^1.5),{i5},{ii5});v=[v,1/k5];endmin(v)确定之后发现滚子半径是r 2mm【 7】确定凸轮的实际轮廓凸轮的实际轮廓x1=(200+280.*(((2/pi).*i1).^2)).*cos(i1)-3.*sin(i1);y1=(200+280.*(((2/pi).*i1).^2)).*sin(i1)+3.*cos(i1);i2=((1/4)*pi:0.01:(1/2)*pi);x2=(200+140-1120.*(((pi/2)-i2).^2)/((pi).^2)).*cos(i2)-3.*sin(i2); y2=(200+140-1120.*(((pi/2)-i2).^2)/((pi).^2)).*sin(i2)+3.*cos(i2);i3=((1/2)*pi:0.01:(7/9)*pi);x3=340.*cos(i3)-3.*sin(i3);y3=340.*sin(i3)+3.*cos(i3);i4=((7/9)*pi:0.01:(11/9)*pi);x4=(200+140.*(1-((9.*i4-7*pi)/(4*pi))+sin(((9.*i4)-(7*pi))./2)/(2*pi))).*cos(i4)-3.*sin(i4);y4=(200+140.*(1-((9.*i4-7*pi)/(4*pi))+sin(((9.*i4)-(7*pi))./2)/(2*pi))).*sin(i4)+3.*cos(i4);i5=((11/9)*pi:0.01:2*pi);x5=200.*cos(i5)-3.*sin(i5);y5=200.*sin(i5)+3.*cos(i5);dx1=(2240.*i1.*cos(i1))/((pi).^2)+(200+1120.*((i1).^2)/((pi).^2)).*sin(i 1)-3.*cos(i1);dy1=(2240.*i1.*sin(i1))-(200+1120.*((i1).^2)/((pi).^2)).*cos(i1)-3.*sin( i1);dx2=(-(1120.*(2.*i2-pi).*cos(i2)/((pi).^2)))-(340-1120.*((2.*i2-pi).^2)) .*sin(i2)-3.*cos(i2);dy2=-(1120.*(2.*i2-pi).*sin(i2)/((pi).^2))+(340-1120.*((2.*i2-pi).^2)).* cos(i2)-3.*sin(i2);dx3=-340.*sin(i3)-3.*cos(i3);dy3=340.*cos(i3)-3.*sin(i3);dx4=((-315/pi)+630.*cos((9.*i4-7.*pi)/2)).*cos(i4)-(200+140.*(1-((9.*i4-7*pi)/(4*pi))+sin(((9.*i4)-(7*pi))./2)/(2*pi))).*sin(i4)-3.*cos(i4);dy4=((-315/pi)+630.*cos((9.*i4-7.*pi)/2)).*sin(i4)+(200+140.*(1-((9.*i4-7*pi)/(4*pi))+sin(((9.*i4)-(7*pi))./2)/(2*pi))).*cos(i4)-3.*sin(i4);dx5=-200.*sin(i5)-3.*cos(i5);dy5=200.*cos(i5)-3.*sin(i5);X1=x1+3.*dy1/sqrt(dy1.^2+dx1.^2);Y1=y1-3.*dx1/sqrt(dy1.^2+dx1.^2);X2=x2+3.*dy2/sqrt(dy2.^2+dx2.^2);Y2=y2-3.*dx2/sqrt(dy2.^2+dx2.^2);X3=x3+3.*dy3/sqrt(dy3.^2+dx3.^2);Y3=y3-3.*dx3/sqrt(dy3.^2+dx3.^2);X4=x4+3.*dy4/sqrt(dy4.^2+dx4.^2);Y4=y4-3.*dx4/sqrt(dy4.^2+dx4.^2);X5=x5+3.*dy5/sqrt(dy5.^2+dx5.^2);Y5=y5-3.*dx5/sqrt(dy5.^2+dx5.^2);plot(X1,Y1,X2,Y2,X3,Y3,X4,Y4,X5,Y5)。
机械原理大作业2_凸轮机构设计
机械原理⼤作业2_凸轮机构设计1. 设计题⽬第32题：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/。
回程运动规律回城许⽤压⼒⾓/。
远休⽌⾓/。
近休⽌⾓/。
150120余弦加速度 35 90 正弦加速度65 55 952.运动⽅程式及运动线图本实验假设凸轮逆时针旋转。
（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。
（设定⾓速度为ω= 2π/3.）升程：（ 0 <φ< 2π/3）由公式：;v =πh ω/(2)sin(); a = /(2) cos().由此得：s = 75*(1 - cos(1.5*φ));v=0.225/2 * ω * sin(1.5 *φ); a = 0.675/4 *φ^2 .* cos(1.5*φ);回程：（ 35*π/36 <φ< 53*π/36）由公式 s = h[1 – T/ + 1/2πsin(2πT/)];v = - h ω/[1 –cos(2πT/)];a = -2πh sin(2πT/) ; T = φ–()得到s= 0.150*(53/18 - 2*φ/π + 1/(2*π)*sin (4*φ- 35* π/9)); v = -0.300/π * ω* (1 - cos(4*φ- 35*π/9)); a = -1.200 *φ^2/π*sin(4*φ- 35*π/9);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）1. 凸轮机构的sd ds-?线图及基圆半径和偏距的确定2.凸轮机构的s d ds-?线图如下图所⽰（代码详见附录）：确定凸轮基圆半径与偏距：见下页：基圆半径为r 0 = 142mm ，偏距e = 20mm 。
3. 滚⼦半径的确定及凸轮理论廓线和实际廓线的绘制得到的理论轮廓曲线为：求其最⼩曲率半径 = 90.0051= 10mm。
这⾥取半径为 rr程序代码见附录3.凸轮轮廓绘制得到的外包络轮廓，得到图线为：得到的内包络线图为：这⾥取内包络线图。
学士学位论文—-机械原理大作业二凸轮机构设计
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）作业名称：凸轮机构设计作业题号：06院系：机械设计制造及其自动化班级：班姓名：学号：指导教师：一、设计题目图示直动从动件盘形凸轮机构，选择一组凸轮机的原始参数，据此设计该凸轮机构。
序号升程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06 60mm 150°正弦加速度30°100°等减加速60°50°60°二、凸轮推杆升程、回程运动方程（设定角速度为ω=10 rad/s）1、推程0< Φ < 5pi/6:s=60·[6Φ/5pi-s in(12Φ/5)/2pi];v=360/5pi·[1-cos(12/5Φ)];a=864/5pi·cos(12/5pi);2、远休止5pi/6< Φ < 10pi/9:s=60;v=0；a=0;3、回程9pi/10< Φ < 25pi/18:s=60-1944/pi2 (Φ– 10pi/9)2 ;v= –3888ω1/pi2 [Φ– 10pi/9];a=–3888ω1 2 /pi225pi/18< Φ < 5pi/3:s=1944/pi2 [2pi/3 –Φ]2v= –3888ω1/pi2 [2pi/3–Φ];a=3888ω1 2 /pi24、近休止5pi/3< Φ < 2pi:s=0;v=0;a=0;二、推杆位移、速度、加速度图1、推杆位移曲线代码：%推拉位移曲线;x=0:(pi/1000):(5*pi/6);s1=60*(1.2*x/pi-sin(2.4*x)/(2*pi));y=(5*pi/6):(pi/1000):(10*pi/9);s2=60;z=(10*pi/9):(pi/1000):(25*pi/18);s3=60-388.8*(z-10*pi/9).^2/(pi*pi);m=(25*pi/18):(pi/1000):(5*pi/3);s4=388.8*(5*pi/3-m).*(5*pi/3-m)/(pi*pi);n=(5*pi/3):(pi/1000):(2*pi);s5=0;plot(x,s1,'b',y,s2,'b',z,s3,'b',m,s4,'b',n,s5, 'b'); xlabel('角度(rad)');ylabel('行程(mm)');title('推杆位移曲线');grid;推杆位移图2、推杆速度曲线代码：%推杆速度曲线;w=1;x=0:(pi/1000):(5*pi/6);v1=72*(1-cos(2.4*x))/pi;y=(5*pi/6):(pi/1000):(10*pi/9);v2=0;z=(10*pi/9):(pi/1000):(25*pi/18);v3=-777.6*w*(z-10*pi/9)/(pi*pi);m=(25*pi/18):(pi/1000):(5*pi/3);v4=-777.6*w*(5*pi/3-m)/(pi*pi);n=(5*pi/3):(pi/1000):(2*pi);v5=0;plot(x,v1,'r',y,v2,'r',z,v3,'r',m,v4,'r',n,v5, 'r'); xlabel('角度(rad)');ylabel('速度(mm/s)');title('推杆速度曲线(w=1rad/s)');grid;推杆速度图3、推杆加速度曲线代码：%凸轮推杆加速度曲线;w=1;x=0:(pi/1000):(5*pi/6);a1=172.8*w*w*sin(2.4*x)/pi;y=(5*pi/6):(pi/1000):(10*pi/9);a2=0;z=(10*pi/9):(pi/1000):(25*pi/18);a3=-777.6*w^2/(pi^2);m=(25*pi/18):(pi/1000):(5*pi/3);a4=777.6*w^2/(pi^2);n=(5*pi/3):(pi/1000):(2*pi);a5=0;plot(x,a1,'m',y,a2,'m',z,a3,'m',m,a4,'m',n,a5, 'm'); xlabel('角度(rad)');ylabel('加速度(mm/s^2)');title('凸轮推杆加速度曲线(w=1rad/s)');grid;推杆加速度图三、绘制凸轮机构/−线图代码：x=0:(pi/1000):(5*pi/6);s1=60*(1.2*x/pi-sin(2.4*x)/(2*pi));ns1=72*(1-cos(2.4*x))/pi;y=(5*pi/6):(pi/1000):(10*pi/9);s2=60;ns2=0;z=(10*pi/9):(pi/1000):(25*pi/18);s3=60-388.8*(z-10*pi/9).^2/(pi*pi);ns3=-777.6*w*(z-10*pi/9)/(pi*pi);m=(25*pi/18):(pi/1000):(5*pi/3);s4=388.8*(5*pi/3-m).*(5*pi/3-m)/(pi*pi);ns4=-777.6*w*(5*pi/3-m)/(pi*pi);n=(5*pi/3):(pi/1000):(2*pi);s5=0;ns5=0;xlabel('ds/dψ');ylabel('s');plot(ns1,s1,ns2,s2,ns3,s3,ns4,s4,ns5,s5); title('凸轮机构图');grid四、并依次确定凸轮机构的基圆半径和偏距代码：x=0:(pi/1000):(5*pi/6);s1=60*(1.2*x/pi-sin(2.4*x)/(2*pi));ns1=72*(1-cos(2.4*x))/pi;y=(5*pi/6):(pi/1000):(10*pi/9);s2=60;ns2=0;z=(10*pi/9):(pi/1000):(25*pi/18);s3=60-388.8*(z-10*pi/9).^2/(pi*pi);ns3=-777.6*w*(z-10*pi/9)/(pi*pi);m=(25*pi/18):(pi/1000):(5*pi/3);s4=388.8*(5*pi/3-m).*(5*pi/3-m)/(pi*pi);ns4=-777.6*w*(5*pi/3-m)/(pi*pi);n=(5*pi/3):(pi/1000):(2*pi);s5=0;ns5=0;j1=diff(ns1);k1=diff(s1);q1=k1./j1;q2=tan(60*pi/180);on1=find(abs(q1-q2)<0.014)s1x=s1(on1);ns1x=ns1(on1);j2=diff(ns4);k2=diff(s4);p1=k2./j2;p2=-tan(30*pi/180);on2=find(abs(p1-p2)<0.00157)s4x=s4(on2);ns4x=ns4(on2);x1=-80:0.001:60;y1=tan(pi/3)*(x1-ns1x)+s1x;x2=-80:0.001:80;y2=tan(pi/6)*(x2-ns4x)+s4x;x3=0:0.001:80;y3=tan(-pi/3)*x3;xlabel('ds/dψ');ylabel('s');plot(ns1,s1,ns2,s2,ns3,s3,ns4,s4,ns5,s5,x1,y1.x2,y2,x3,y3); grid图五、滚子半径的确定代码：v=[ ];syms x1 x2 x3 x4 x5s0=150;e=90;s1=60-60*cos(1.5*x1);t1=(s1+s0).*cos(x1)-e*sin(x1);y1=(s0+s1).*sin(x1)-e*cos(x1);tx1=diff(t1,x1);txx1=diff(t1,x1,2);yx1=diff(y1,x1);yxx1=diff(y1,x1,2);for xx1=0:(pi/100):(2*pi/3);k1=subs(abs((tx1*yxx1-txx1*yx1)/(tx1^2+yx1^2)^1.5),{x1},{xx1});v=[v,1/k1];ends2=120;t2=(s2+s0).*cos(x2)-e*sin(x2);y2=(s0+s2).*sin(x2)-e*cos(x2);tx2=diff(t2,x2);txx2=diff(t2,x2,2);yx2=diff(y2,x2);yxx2=diff(y2,x2,2);for xx2=(2*pi/3):(pi/100):(10*pi/9);k2=subs(abs((tx2*yxx2-txx2*yx2)/(tx2^2+yx2^2)^1.5),{x2},{xx2});v=[v,1/k2];ends3=60+60*cos(2*x3-20*pi/9);t3=(s3+s0).*cos(x3)-e*sin(x3);y3=(s0+s3).*sin(x3)-e*cos(x3);tx3=diff(t3,x3);txx3=diff(t3,x3,2);yx3=diff(y3,x3);yxx3=diff(y3,x3,2);for xx3=(10*pi/9):(pi/100):(29*pi/18);k3=subs(abs((tx3*yxx3-txx3*yx3)/(tx3^2+yx3^2)^1.5),{x3},{xx3});v=[v,1/k3];ends4=0;t4=(s4+s0).*cos(x4)-e*sin(x4);y4=(s0+s4).*sin(x4)-e*cos(x4);tx4=diff(t4,x4);txx4=diff(t4,x4,2);yx4=diff(y4,x4);yxx4=diff(y4,x4,2);for xx4=(29*pi/18):(pi/100):(2*pi);k4=subs(abs((tx4*yxx4-txx4*yx4)/(tx4^2+yx4^2)^1.5),{x4},{xx4});v=[v,1/k4];endmin(v)编写程序算出最小曲率半径，程序输出结果为ans = 15.0041，即最小曲率半径为ρ=15.0041mm；则滚子半径可以取r=ρ/2≈7.5mm。
机械原理大作业-凸轮作业24题(作业试题)
Harbin Institute of Technology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：能源科学与工程学院班级：设计者：学号：指导教师：设计时间： 2013/05/261.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（第24小题），据此设计该凸轮机构。
表2-1 凸轮机构原始参数升程（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（ ）图2-12.凸轮推杆升程，回程运动方程及推杆位移，速度，加速度，运动线图（1）推杆升程，回程方程运动方程如下： A.推杆升程方程：πϕ650<<6112120[sin ]525s ϕϕππ=-14412[1cos]5v ϕωπ=-2172812sin()55a ϕωπ=B.推杆回程方程：10593ππϕ<<91060[1cos ()]59s πϕ=+- 910108sin[()]59v πϕω=-- 2972910cos[()]559a πϕω=--（2）推杆位移，速度，加速度线图如下：A.推杆位移线图Matlab 程序：120 150正弦加速度40 100余弦加速度60 50 60x1=0:0.001:5*pi/6;y1=144*x1/pi-60*sin(12*x1/5)/pi; x2=5*pi/6:0.001:10*pi/9;y2=120;x3=10*pi/9:0.001:5*pi/3;y3=60+60*cos(9*(x3-10*pi/9)/5); x4=5*pi/3:0.001:2*pi;y4=0;plot(x1,y1,x2,y2,x3,y3,x4,y4);B．推杆速度线图Matlab程序：x1=0:0.001:5*pi/6;y1=156/pi-156*cos(12*x1/5)/pi; x2=5*pi/6:0.001:pi;y2=0;x3=pi:0.001:14*pi/9;y3=-117*sin(1.8*x3-1.8*pi);x4=14*pi/9:0.001:2*pi;y4=0;plot(x1,y1,x2,y2,x3,y3,x4,y4);C．推杆加速度线图Matlab程序：x1=0:0.001:5*pi/6;y1=1728*sin(12*x1/5)/(5*pi);x2=5*pi/6:0.001:10*pi/9;y2=0;x3=10*pi/9:0.001:15*pi/9;y3=-972*cos(9*(x3-10*pi/9)/5)/5; x4=15*pi/9:0.001:2*pi;y4=0;plot(x1,y1,x2,y2,x3,y3,x4,y4);3、凸轮机构的ds/dφ-s线图，并以此确定凸轮基圆半径和偏距（1）凸轮机构的ds/dφ-s线图t=0:0.001:5*pi/6;x= 144/pi-144*cos(12*t/5)/pi;y= 144*t/pi-60*sin(12*t/5)/pi;hold onplot(x,y,'-r');t= 5*pi/6:0.01:10*pi/9;x=0;y=120;hold onplot(x,y,'-r');t=10*pi/9:0.001:15*pi/9;x=-108*sin(9*(t-10*pi/9)/5);y=60+60*cos(9*(t-10*pi/9)/5);hold onplot(x,y,'-r');t=15*pi/9:0.01:2*pi;x=0;y=0;hold onplot(x,y,'-r')（2）按许用压力角确定凸轮的基圆半径和偏距a.求升程切点升程许用压力角[α1]=400求得转角t=1.0287, 进而求得切点坐标（x,y）=（81.6870,35.2516）b. 求回程切点回程许用压力角[α]=6002求得转角t=4.7890，进而求得切点坐标（x,y）=（-77.822,18.3975）c. 确定直线方程推程：y= tan(5*pi/18)*(x-81.6870)+35.2615回程：y=-tan(pi/6)*(x+77.8223)+18.3975d. 绘图确定基圆半径和偏距x=-125:1:150;y= tan(5*pi/18)*(x-81.6870)+35.2615;hold on220103.08r x y +=plot(x,y); x=-125:1:150;y=-tan(pi/6)*(x+77.8223)+18.3975; hold on plot(x,y); x=0:1:150;y=-cot(2*pi/9)*x; hold on plot(x,y);t=0:0.001:5*pi/6;x= 144/pi-144*cos(12*t/5)/pi; y= 144*t/pi-60*sin(12*t/5)/pi; hold on plot(x,y,'-r');t= 5*pi/6:0.01:10*pi/9; x=0; y=120; hold on plot(x,y,'-r');t=10*pi/9:0.001:15*pi/9; x=-108*sin(9*(t-10*pi/9)/5); y=60+60*cos(9*(t-10*pi/9)/5); hold on plot(x,y,'-r');t=15*pi/9:0.01:2*pi; x=0; y=0; hold on plot(x,y,'-r'); grid on hold off如上图所示，在这三条直线所围成的公共许用区域，只要在公共许用区域内选定凸轮轴心O 的位置，凸轮基圆半径r 0和偏距e 就可以确定了。
机械原理大作业二凸轮机构设计18
机械原理大作业二课程名称：机械原理设计题目：凸轮机构设计题号：18院系：机电工程学院班级：*******设计者：********学号：***********指导教师：赵永强唐德威设计时间：2015年6月哈尔滨工业大学一、设计题目（18题）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。
图1 直动从动件盘形凸轮机构表1 原始参数凸轮推杆运动规律（1）推程运动规律方程（正弦加速度）：位移方程s=h[φΦ0−12πsin(2πΦ0φ)], 0≤φ≤Φ0速度方程v=hωΦ0[1-cos(2πΦ0φ), 0≤φ≤Φ0加速度方程a=2πhω12Φ02sin(2πΦ0)，0≤φ≤Φ0（2）回程运动规律方程（等加等减速）：位移方程{s=h−2hΦ0′2(φ−Φ0−Φs)2,Φ0+Φs≤φ≤Φ0+Φs+Φ0′2s=2hΦ0′2(Φ0+Φs+Φ0′−φ)2,Φ0+Φs+Φ0′2<φ≤Φ0+Φs+Φ0′速度方程{v=−4hω1Φ0′2(φ−Φ0−Φs),Φ0+Φs≤φ≤Φ0+Φs+Φ0′2v=−4hω1Φ0′2(Φ0+Φs+Φ0′−φ),Φ0+Φs+Φ0′2<φ≤Φ0+Φs+Φ0′加速度方程{a=−4hω1Φ0′2,Φ0+Φs≤φ≤Φ0+Φs+Φ0′a=4hω1Φ0′2,Φ0+Φs+Φ0′2<φ≤Φ0+Φs+Φ0′式中，Φ0——推程运动角；Φs——远休止角；Φ0′——回程运动角。
二、建立凸轮轮廓设计计算数学模型1、建立坐标系图2 建立坐标系2、按许用压力角[α]确定凸轮机构的基本尺寸根据从动件运动规律可以作出从动件位移、速度和加速度线图。
以从动件的位移s 为纵坐标（相当于从动件导路），以类速度dsdφ为横坐标。
给定一系列的凸轮转角φ，则根据已知的运动规律，可求得相应的s 和ds dφ的值，从而作出ds/d φ-s 曲线。
其中ds dφ=dsdt d φdt=v ω，ω为凸轮转动角速度，取ω=1rad/s,则ds dφ=v 。
哈工大机械原理大作业凸轮设计
哈工大机械原理大作业凸轮设计Harb inIn stituteofTech no logy大作业设计说明书课程名称：设计题目：院班学级：机械原理凸轮机构设计1208103系：机械设计制造及其自动化设计指导教师：设计时间：林琳2019425哈尔滨工业大学一、运动分析题目如图所示直动从动件盘形凸轮机构，其原始数据参数见表2-1,。
从表2-1中选择一组凸轮机构原始参数，据此设计该凸轮机构。
二、凸轮运动规律升程运动角（°）90升程运动规律生程许回程运用压力动角角（°）等加等4080减速回程运动规律回程许远休用压力止角角（°）余弦加7040速度近休止角（°）150升程（mm）1501 、升程运动规律（0 /4）位移s=2h（速度v2 /2 4*150*w( /2)A24*150*w A2( /2)人2加速度a2 、升程运动规律(/4 /2)位移s 1502*150( /2 )A2(/2)A2速度v4*60*w( /2 )( /2)A24*60*wA2( /2)A2加速度a3 、回程运动规律(/2 2/2 2 ) 93 位移s 75*{1 cos[ (/2 2 )]}949速度vhw*sin*[ ( /2 2 )]92*4 499加速度aA2hw A2cos[ ( /2 2 )]94 2*(4 )A299根据运动规律做出的曲线以及源代码如图所示位移线图速度线图加速度线图位移线图源代码fl=pi/180;x0=0:fl:pi/4;x1=pi/4:fl:pi/2;x2=pi/2:fl:13*pi/18;x3=13*pi/18:fl:7*pi/6;x4=7*pi/6:fl:2*pi;s0=300*(2*x0/pi)A 2；s1=150-1200*(pi/2-x1).*(pi/2-x1)/(pi.*pi);s2=150+x2*0;s3=75*(1+cos(9/4*(x3-13*pi/18)));s4=x4*0;Plot(x0,s0,x1,s1,'b',x2,s2,'b',x3,s3,'b',x4,s4,'b')axis([070200])title('杆位移线图')xlabel(' 0 (rad)')ylabel('V(mm⑸')gridon速度源代码fl=pi/180;x0=0:fl:pi/4;x1=pi/4:fl:pi/2;x2=pi/2:fl:13*pi/18;x3=13*pi/18: fl:7*pi/6;x4=7*pi/6:fl:2*pi;w=30;v0=600.*w.*x0/(pi/2)A2;v1=600.*w.*(pi/2-x1)/(pi/2)A2;v2=0*x2;v3=-150*30*pi/(2*4*pi/9).*si n(9/4*(x3-13*pi/18));v4=0*x4;Plot(x0,v0,'b',x1,v1,'b',x2,v2,'b',x3,v3,'b',x4,v4,'b')title('推杆速度')xlabel(' 0 (rad)')ylabel('v(mm/s')gridon加速度源代码fl=pi/180;x0=0:fl:pi/4;x1=pi/4:fl:pi/2;x2=pi/2:fl:13*pi/18;x3=13*pi/18: fl:7*pi/6;x4=7*pi/6:fl:2*pi; w=30;a0=600*w.A2/(pi/2).A2+xO*0;a 仁-600*w.A2/(pi/2)A2+x1*0;a2=x2*0; a3=-pi*pi*150*30*30/(2*4*pi/9)A2.*cos(9/4*(x3-13*pi/18));a4=x4*0;Plot(x0,a0,'b',x1,a1,'b',x2,a2,'b',x3,a3,'b',x4,a4,'b')title('推杆加速度')xlabel(' 0 (rad)')ylabel('a(mm/sA2')gridon三、凸轮机构的dss曲线绘制d由凸轮机构位移公式可知4h(/2)A2(0 /4)ds 4*60 ( /2 )( /4 /2)d ( /2)A275*4*s in 9( 13 )( /2 2 /2 2 4 ) 9418999 则其曲线如图所示其源代码如下clcfl=pi/180;x0=0:fl:pi/4;x1=pi/4:fl:pi/2;x2=pi/2:fl:13*pi/18;x3=13*pi/18: fl:7*pi/6;x4=7*pi/6:fl:2*pi;w=30;d0=-600.*x0/(pi/2)A2;d1=-600.*(pi/2-x1)/(pi/2)A2;d2=0*x2;d3=75*4/9.*si n(9/4*(x3-13*pi/18));d4=0*x4;s0=300*(2*x0/pi)A2;s1=150-1200*(pi/2-x1).*(pi/2-x1)/(pi.*pi);s2=150+x2*0;s3=75*(1+cos(9/4*(x3-13*pi/18)));s4=x4*0;Plot(d0,s0,'b',d1,s1,'b',d2,s2,'b',d3,s3,'b',d4,s4,'b')title(' 类速度-位移曲线')xlabel(' 类速度(mm/rad)')ylabel(' 位移(mmm)')gridon四、确定凸轮的基圆半径和偏距以ds/df-s图为基础，可分别作出二条限制线，以这二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图像如图所示由图像可知，设置点(50，-100 )为凸轮轴心位置。
大作业2 凸轮机构设计
一、设计题目1.机构运动简图：如图1所示。
图1二、凸轮推杆升程、回程运动方程及推杆位移、速度、加速度线图1.凸轮推杆升程、回程运动方程（即推杆位移方程）：s1φ=2hφ2=2∗60∗φπ22=4802φ2，(0≤φ≤π)h−2ℎ∅02∅0−φ2=60−2∗60π22π2−φ2=60−120π2(π−2φ)2，(π4≤φ≤π2)s2φ=60，(π2≤φ≤π)s 3 φ =ℎ 1−φ− ∅0+∅s∅0‘+1sin 2π∅0‘ φ− ∅0+∅s =60∗ 1−φ− π2+π249π+1sin 2π49πφ− π+π=60−135φ−ππ+30πsin 92(φ−π)，(π≤φ≤139π) s 4 φ =0，(139π≤φ≤2π) 2.推杆速度方程：v 1 φ =4ℎω02φ=4∗60∗ω(π2)2φ=960ω2φ，(0≤φ≤π)4ℎω∅02(∅0−φ)=4∗60∗ω π2 2(π2−φ)=480ωπ2(π−2φ)，(π4≤φ≤π2)v 2 φ =0，(π≤φ≤π)v 3 φ =−ℎω∅0’ 1−cos 2π∅0’ φ−∅0−∅s =−60∗ω49π 1−cos 2π49πφ−π2−π2 =−135ωπ 1−cos 92(φ−π) ，(π≤φ≤139π) v 4 φ =0，(139π≤φ≤2π)3.推杆加速度方程：a 1 φ =4ℎω2∅02=4∗60∗ω2(π2)2=960ω2π2，(0≤φ≤π4)−4ℎω202=−4∗60∗ω2 π2 2=−960ω22，(π≤φ≤π) a 2 φ =0，(π2≤φ≤π)a 3 φ =−2πh ω202sin 2π∅0’ φ−∅0−∅s =−2∗π∗60∗ω2(49π)2sin 2π49πφ−π2−π2=−1215ω2sin 9(φ−π） ，(π≤φ≤13π)a 4 φ =0，(13π≤φ≤2π)4.推杆位移线图：如图2所示。
图25.推杆速度线图：如图3所示。
（图中：ω=1rad/s）图36.推杆加速度线图：如图4所示。
机械原理大作业2-凸轮机构设计
Harbin Institute of Technology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：机电工程学院姓名：学号：班级：指导教师：1.设计题目设计直动从动件盘形凸轮机构，其原始参数见表1 表一：凸轮机构原始参数升程（mm ) 升程运动角（º）升程运动规律升程许用压力角（º）回程运动角（º）回程运动规律回程许用压力角（º）远休止角（º）近休止角（º）30 70 等加等减速30 170 正弦加速度60 100 1202.凸轮推杆运动规律（1）推程运动规律（等加速等减速运动）推程035≤ϕ0≤推程0070≤ϕ35≤（2）回程运动规律（正弦加速度）回程00240≤ϕ170≤开始输入初始参数运行各部分程序输出1 输出2 输出3 输出4 结束从动件位移、速度、加速度曲线ds/dψ-s曲线，确定基圆半径和偏距理论轮廓线上的压力角和曲率半径图绘制理论轮廓线和实际轮廓线3.运动线图及凸轮s d ds -φ线图采用Matlab 编程，其所有源程序见附页：令可得运动规律图如下：1.凸轮的基圆半径和偏距以ds/dfψ-s图为基础，可分别作出三条限制线（推程许用压力角的切界限D t d t,回程许用压力角的限制线D t'd t'，起始点压力角许用线B0d'')，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。
得图如下：得最小基圆对应的坐标位置大约为（20，-35）经计算取偏距e=20mm，r0=40.3mm.2.绘制理论轮廓线上的压力角曲线和曲率半径曲线针对凸轮转向及推杆偏置，令N1=1凸轮逆时针转；N2=1偏距为正。
压力角数学模型：曲率半径数学模型：)/)(/()/)(/(])/()/[(22222/322ϕϕϕϕϕϕρd x d d dy d y d d dx d dy d dx -+= 其中：)sin(])/[()cos(])/(2[/102212122ϕϕϕϕϕN s s d s d N e N N d ds d x d --+-=)cos(])/[(）（sin ])/(2[/202212122ϕϕϕϕϕN s s d s d N e N N d ds d y d --+--=3.凸轮理论廓线和实际廓线理论廓线数学模型：ϕϕϕϕsin cos )(cos sin )(00e s s y e s s x -+=++=凸轮实际廓线坐标方程式：22'22')/()/()/()/()/()/(ϕϕϕϕϕϕd dy d dx d dy r y y d dy d dx d dx r x x tt+-=++=其中rt 为确定的滚子半径。
哈工大机械原理大作业-凸轮结构设计 -05
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：机电工程学院班级：完成者：学号：指导教师：设计时间：设计说明书1 设计题目：如图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。
注： 5题参数有误，我将远休止角改为45 ，将近休止角改为105 .2、推杆升程、回程运动方程及位移、速度、加速度线图：2.1凸轮运动分析： 推程运动方程; 01cos 2h s πϕ⎡⎤⎛⎫=-⎢⎥ ⎪Φ⎝⎭⎣⎦100sin 2h v πωπϕ⎛⎫=⎪ΦΦ⎝⎭序号 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 （ ） 5（改）60120余弦加速度3590等速6545105ω221200cos 2h a πωπϕ⎛⎫=⎪ΦΦ⎝⎭回程运动方程： ()0'01s s h ϕ-Φ+Φ⎡⎤=-⎢⎥Φ⎣⎦1'0h v ω=-Φ 0a =2.2求位移、速度、加速度线图MATLAB 源程序： pi=3.1415926; c=pi/180; h=60; f0=120; fs=45; f01=90; fs1=105;f=0:1:360; %升程阶段 for n=0:f0s(n+1)=h/2*(1-cos(pi/f0*f(n+1)));v(n+1)=pi*h/(2*f0*c)*sin(pi/f0*f(n+1));a(n+1)=pi^2*h/(2*f0^2*c^2)*cos(pi/f0*f(n+1)); end%远休止阶段 for n=f0:f0+fs s(n+1)=60; v(n+1)=0; a(n+1)=0; endfor n=f0+fs:f0+fs+f01 %回程阶段 s(n+1)=h*(1-(f(n+1)-(f0+fs))/f01); v(n+1)=-h/(f01*c); a(n+1)=0; end;for n=f0+fs+f01:360; %近休止阶段 s(n+1)=0; v(n+1)=0; a(n+1)=0; endfigure(1);plot(f,s,'r');xlabel('\phi/\circ');ylabel('s/mm');grid on;title('推杆位移线图')figure(2);plot(f,v,'r');xlabel('\phi/\circ');ylabel('v/\ommiga');grid on;title('推杆速度线图')figure(3);plot(f,a,'r');xlabel('\phi/\circ');ylabel('a/\ommiga');grid on;title('推杆加速度线图')2.3位移、速度、加速度线图：3 凸轮机构的dss d ϕ-线图，确定基圆半径和偏心距： 3.1理论分析：机构压力角α应按下式计算： 0-tan =+ds d es sϕα作出-ds d s ϕ曲线，因凸轮机构压力角0-tan =+ds d e s sϕα，式中，2200=-s r e ，右侧为升程，作与s 轴夹角等于升程许用压力角35的切界线D d t t ，则在直线上或其右下方取凸轮轴心时，可使[]0-=arctan+ds d es sϕαα≤，同理左侧回程，作与s 轴夹角等于回程许用压力角65的切界线D 'd 't t ，则在直线上或其左下方取凸轮轴心时，使[]0-=arctan+ds d es sϕαα≤。
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。
机械原理大作业——凸轮
欢迎共阅大作业（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 h /2 s ,2/==δοδ。
机械原理大作业(二)-凸轮机构设计
机械原理大作业（二）凸轮机构设计（题号：1—B）班级：05020402姓名：学号：时间：2006/12/4一、题目及原始数据：凸轮机构的推杆在近休,推程,远休及回程段的凸轮转角近休：0——45°推程：45°--210°远休：210°--260°回程：260°--360°偏置直动滚子推杆盘行凸轮机构已知参数基圆半径 r0=20mm偏距 e=+10mm滚子半径 r1=14mm推杆行程 h=30mm许用压力角α1=30°α2=75°许用最小曲率半径ρ=0.3*14mm二、推杆运动规律及凸轮轮廓曲线方程：推程： (等加速等减速运动)加速期：s=2hδ2/δ02减速期：S=h-2h(δ-δ0)2/δ02回程: (余弦加速度运动) s=h[1+cos(πδ/δ0＇)]/2 轮廓线方程:x=(s0+s)*sinδ+e*cosδ;y=(s0+s)*cosδ-e*sinδ;s0=sqrt(r*r-e*e);三、计算源程序:#include "stdio.h"#include "math.h"#define n 120#define pi 3.1415926#define a pi/180.0main (){ int r0,r1,h,e,i;doubleangle0,angle1,angle2,angle3,angle4,angle,angle01,angle02,angle03,angle1m,angle2m,angle3m,angle0 m1,angle0m2,rm,r3,r4,r,s,s0,m,m1;float r2,x11,y11,b;double x,x1,x2,y,y1,y2,t,t0,t1,t2;r0=20;r1=14;h=30;e=10;r4=10000;angle1=45*a;angle2=165*a;angle3=50*a;angle4=100*a;angle01=30*a;angle02=75*a;r=1;rm=4.2;angle0m1=-1000;angle0m2=-1000;b=3.1415926*2/n;fp=fopen("zf.txt","w");for (i=0;i<n;i++){s0=sqrt(r0*r0-e*e);angle=i*b;if (angle<=angle1){s=0;m=0;m1=0;}if((angle>angle1)&&(angle<(angle1+angle2/2))){s=2*h*(angle-angle1)*(angle-angle1)/(angle2*angle2);m=4*h*(angle-angle1)/(angle2*angle2);m1=4*h/(angle2*angle2);}elseif((angle<=angle1+angle2)&&(angle>=(angle1+angle2/2))){s=h-2*h*(angle-angle1-angle2)*(angle-angle1-angle2)/(angle2*angle2);m=4*h*(angle-angle1-angle2)/(angle2*angle2);m1=-4*h/(angle2*angle2); }if (angle>(angle1+angle2)&&angle<=(angle1+angle2+angle3)){s=h;m=0;m1=0;}if (angle>(angle1+angle2+angle3)&&angle<=(angle1+angle2+angle3+angle4)){s=h*(1+cos(3.1415926*(angle-angle1-angle2-angle3)/angle4))/2;m=h*(1-3.1415926/angle4*sin(3.1415926*(angle-angle1-angle2-angle3)/angle4))/2;m1=h*(1-3.1415926/angle4*3.1415926/angle4*cos(3.1415926*(angle-angle1-angle2-angle3)/angle4)) /2;}x=(s0+s)*sin(angle)+e*cos(angle);y=(s0+s)*cos(angle)-e*sin(angle);x1=(m-e)*sin(angle)+(s0+s)*cos(angle);y1=(m-e)*cos(angle)-(s0+s)*sin(angle);x11=(m1-s0-s)*sin(angle)+(2*m-e)*cos(angle);y11=(m1-s0-s)*cos(angle)-(m1+m-e)*sin(angle);t0=sqrt(x1*x1+y1*y1);t1=x1/t0;t2=-y1/t0;x2=x-r1*t2;y2=y-r1*t1;fprintf(fp,"X=%8f,Y=%8f,X'=%8f,Y'=%8f\r\n", x,y,x2,y2,angle);angle0=atan(fabs((m-e))/(s0+s));if(angle>(angle1+angle2+angle3)&&angle<=(angle1+angle2+angle3+angle4)) if(angle0>angle02){r0=r0+r;i=0;continue;}else{ if(angle0>angle0m2){angle0m2=angle0;angle2m=angle; }}elseif(angle0>angle01){r0=r0+r;i=0;continue;}else{ if(angle0>angle0m1){angle0m1=angle0;angle1m=angle; }}t=sqrt(x1*x1+y1*y1);r2=(x1*x1+y1*y1)*t/(x1*y11-x11*y1);if(r2>0) continue;elseif(-r2-r1>=rm){r3=-r2;if(r3<r4){r4=r3;angle3m=angle;}}else {r0=r0+r;i=0;continue;}}fprintf(fp,"angle0m1=%8f,angle1m=%8f,angle0m2=%8f,angle2m=%8f\r\n",angle0m1,angle1m,angle 0m2,angle2m );fprintf(fp,"r4=%8f,angle3m=%8f,r0=%d,\r\n",r4,angle3m ,r0);fclose(fp);}四、计算结果：X理:15.224368 Y理论：34.816930 X实：8.012825 Y实：18.324700 角度：0.034907X理:16.430187 Y理论：34.264398 X实：8.647467 Y实：18.033894 角度：0.069813X理:17.615988 Y理论：33.670120 X实：9.271573 Y实：17.721116 角度：0.104720X理:18.780327 Y理论：33.034820 X实：9.884383 Y实：17.386747 角度：0.139626X理:19.921785 Y理论：32.359272 X实：10.485150 Y实：17.031196 角度：0.174533X理:21.038972 Y理论：30.890773 X实：11.647645 Y实：16.258301 角度：0.244346X理:23.195117 Y理论：30.099611 X实：12.207956 Y实：15.841900 角度：0.279253X理:24.231448 Y理论：29.271777 X实：12.753394 Y实：15.406198 角度：0.314159X理:25.238257 Y理论：28.408280 X实：13.283293 Y实：14.951726 角度：0.349066X理:26.214317 Y理论：27.510172 X实：13.797009 Y实：14.479038 角度：0.383972X理:27.158439 Y理论：26.578547 X实：14.293915 Y实：13.988709 角度：0.418879X理:28.069473 Y理论：25.614540 X实：14.773407 Y实：13.481337 角度：0.453786X理:28.946309 Y理论：24.619326 X实：15.234899 Y实：12.957540 角度：0.488692X理:29.787877 Y理论：23.594117 X实：15.677894 Y实：12.417876 角度：0.523599X理:30.597738 Y理论：22.547499 X实：16.238226 Y实：11.693725 角度：0.558505X理:31.380498 Y理论：21.487419 X实：16.781649 Y实：10.957767 角度：0.593412X理:32.136687 Y理论：20.414132 X实：17.308378 Y实：10.210150 角度：0.628319X理:32.866804 Y理论：19.327822 X实：17.818601 Y实：9.451001 角度：0.663225X理:33.571317 Y理论：18.228604 X实：18.312475 Y实：8.680423 角度：0.698132X理:34.250653 Y理论：17.116533 X实：18.790127 Y实：7.898500 角度：0.733038X理:34.905199 Y理论：15.991601 X实：19.251651 Y实：7.105296 角度：0.767945X理:35.535294 Y理论：14.853745 X实：19.697110 Y实：6.300855 角度：0.802851X理:36.141226 Y理论：13.702849 X实：20.126535 Y实：5.485205 角度：0.837758X理:36.723230 Y理论：12.538747 X实：20.539923 Y实：4.658354 角度：0.872665X理:37.281479 Y理论：11.361229 X实：20.937237 Y实：3.820292 角度：0.907571X理:37.816091 Y理论：10.170047 X实：21.318405 Y实：2.970995 角度：0.942478X理:38.327115 Y理论：8.964915 X实：22.031842 Y实：1.238504 角度：1.012291X理:39.278267 Y理论：6.511511 X实：22.363791 Y实：0.355173 角度：1.047198X理:39.718153 Y理论：5.262536 X实：22.678949 Y实：-0.539666 角度：1.082104X理:40.133964 Y理论：3.998215 X实：22.977064 Y实：-1.446122 角度：1.117011X理:40.525395 Y理论：2.718161 X实：23.257841 Y实：-2.364318 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Y理论：-15.814951 X实：-52.384500 Y实：-11.845058角度：4.293510 X理:-70.450591 Y理论：-13.364403 X实：-52.765975 Y实：-10.009650角度：4.328417 X理:-70.874085 Y理论：-10.897571 X实：-53.083164 Y实：-8.162046 角度：4.363323 X理:-71.211231 Y理论：-8.417463 X实：-53.335678 Y实：-6.304498 角度：4.398230 X理:-71.461616 Y理论：-5.927099 X实：-53.523211 Y实：-4.439270 角度：4.433136 X理:-71.624936 Y理论：-3.429514 X实：-53.645535 Y实：-2.568632 角度：4.468043 X理:-71.700992 Y理论：-0.927751 X实：-53.702499 Y实：-0.694865 角度：4.502949 X理:-71.689692 Y理论：1.575143 X实：-53.694035 Y实：1.179748 角度：4.537856 X理:-71.591049 Y理论：4.076118 X实：-53.620154 Y实：3.052924 角度：4.572763 X理:-71.405183 Y理论：6.572126 X实：-53.480944 Y实：4.922381 角度：4.607669 X理:-71.132321 Y理论：9.060128 X实：-53.276577 Y实：6.785840 角度：4.642576 X理:-70.772796 Y理论：11.537091 X实：-53.007300 Y实：8.641032 角度：4.677482 X理:-70.327044 Y理论：13.999997 X实：-52.673441 Y实：10.485697 角度：4.712389 X理:-69.795610 Y理论：16.445847 X实：-52.275408 Y实：12.317586 角度：4.747296 X理:-69.179140 Y理论：18.871661 X实：-51.813686 Y实：14.134467 角度：4.782202 X理:-68.478387 Y理论：21.274482 X实：-51.288837 Y实：15.934129 角度：4.817109 X理:-67.694203 Y理论：23.651383 X实：-50.701500 Y实：17.714377 角度：4.852015 X理:-66.827543 Y理论：25.999469 X实：-48.967984 Y实：23.755335 角度：4.886922 X理:-65.826230 Y理论：28.304563 X实：-48.198716 Y实：24.661658 角度：4.921828 X理:-64.641138 Y理论：30.545434 X实：-47.354426 Y实：25.528507 角度：4.956735 X理:-63.277589 Y理论：32.708746 X实：-46.436309 Y实：26.354907 角度：4.991642 X理:-61.742338 Y理论：34.781770 X实：-45.445180 Y实：27.139606 角度：5.026548X理:-60.043499 Y理论：36.752532 X实：-44.381628 Y实：27.880902 角度：5.061455 X理:-58.190457 Y理论：38.609954 X实：-43.246217 Y实：28.576525 角度：5.096361 X理:-56.193761 Y理论：40.343979 X实：-42.039706 Y实：29.223604 角度：5.131268 X理:-54.065005 Y理论：41.945689 X实：-40.763271 Y实：29.818699 角度：5.166175 X理:-51.816696 Y理论：43.407404 X实：-39.418688 Y实：30.357907 角度：5.201081 X理:-49.462114 Y理论：44.722769 X实：-38.008483 Y实：30.837009 角度：5.235988 X理:-47.015156 Y理论：45.886825 X实：-36.536027 Y实：31.251667 角度：5.270894 X理:-44.490184 Y理论：46.896056 X实：-35.005558 Y实：31.597628 角度：5.305801 X理:-41.901856 Y理论：47.748429 X实：-33.422163 Y实：31.870935 角度：5.340707 X理:-39.264965 Y理论：48.443405 X实：-31.791688 Y实：32.068114 角度：5.375614 X理:-36.594271 Y理论：48.981938 X实：-30.120610 Y实：32.186351 角度：5.410521 X理:-33.904333 Y理论：49.366454 X实：-28.415872 Y实：32.223619 角度：5.445427 X理:-31.209352 Y理论：49.600808 X实：-26.684679 Y实：32.178772 角度：5.480334 X理:-28.523011 Y理论：49.690231 X实：-24.934287 Y实：32.051606 角度：5.515240 X理:-25.858326 Y理论：49.641248 X实：-23.171771 Y实：31.842866 角度：5.550147 X理:-23.227508 Y理论：49.461596 X实：-21.403787 Y实：31.554223 角度：5.585054 X理:-20.641836 Y理论：49.160111 X实：-19.636335 Y实：31.188218 角度：5.619960 X理:-18.111538 Y理论：48.746612 X实：-17.874522 Y实：30.748173 角度：5.654867 X理:-15.645690 Y理论：48.231769 X实：-16.122329 Y实：30.238080 角度：5.689773 X理:-13.252132 Y理论：47.626960 X实：-14.382380 Y实：29.662480 角度：5.724680 X理:-10.937397 Y理论：46.944124 X实：-12.655715 Y实：29.026329 角度：5.759586 X理:-8.706659 Y理论：46.195602 X实：-10.941579 Y实：28.334888 角度：5.794493 X理:-6.563697 Y理论：45.393977 X实：-9.237212 Y实：27.593631 角度：5.829400 X理:-4.510882 Y理论：44.551909 X实：-7.537676 Y实：26.808219 角度：5.864306 X理:-2.549177 Y理论：43.681970 X实：-5.835723 Y实：25.984552 角度：5.899213 X理:-0.678160 Y理论：42.796486 X实：-4.121776 Y实：25.128959 角度：5.934119 X理:1.103938 Y理论：41.907374 X实：-2.384077 Y实：24.248559 角度：5.969026 X理:2.800176 Y理论：41.025993 X实：-0.609152 Y实：23.351818 角度：6.003933 X理:4.414829 Y理论：40.162996 X实：1.217241 Y实：22.449289 角度：6.038839 X理:5.953300 Y理论：39.328197 X实：3.108484 Y实：21.554424 角度：6.073746 X理:7.422014 Y理论：38.530446 X实：5.074646 Y实：20.684161 角度：6.108652 X理:8.828300 Y理论：37.777519 X实：7.119318 Y实：19.858831 角度：6.143559 X理:10.180267 Y理论：37.076022 X实：9.236299 Y实：19.100791 角度：6.178466 X理:11.486659 Y理论：36.431311 X实：11.407342 Y实：18.431486 角度：6.213372 X理:12.756712 Y理论：35.847426 X实：13.602413 Y实：17.867304 角度：6.248279推程最大压力角0.601797 此时的角度2.094395回程最大压力角0.621338 此时的角度5.724680 曲率半径最小值25.000000 此时的角度0.034907 基圆半径38六、运动线图及分析：凸轮理论廓线凸轮实际廓线七. 体会。
哈工大机械原理大作业二凸轮机构
void main()
{
float fi=0,fi0=90,h=100,S=0,v=0,a=0,fis=110,fi01=80,fis1=80,T2=0,w1=10,A=0,B=0,v0=0,v01=0,v02=0,f11=30,f31=70,A11=0,A12=0,B11=0,B12=0,A21=0,A22=0,B21=0,C11=0,C21=0,W=0;
{
W=fi*2*PI/360.0;
if(fi<=90)
{
S=h*(W/fi0-(1/(2*PI))*sin((2*PI/fi0)*W));
v=(h*w1/fi0)*(1-cos((2*PI/fi0)*W));
a=(2*PI*h*w1*w1/(fi0*fi0))*sin(2*PI*W/fi0);
}
elseif(fi>=90&&fi<200)
{
A=90;
A=A*2*PI/360.0;
S=h*(A/fi0-(1/(2*PI))*sin((2*PI/fi0)*A));
v=(h*w1/fi0)*(1-cos((2*PI/fi0)*A));
a=(2*PI*h*w1*w1/(fi0*fi0))*sin(2*PI*A/fi0);
}
elseif(fi>=200&&fi<=280)
}
printf("%f\n",a);
}
}
此程序计算推杆位移，速度，加速度线图。
程序二：
#include "stdio.h"
#include "math.h"
(完整word版)哈工大机械原理大作业凸轮DOC
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-机械原理大作业-凸轮机构
序号
升程 （mm） 100
升程运 动规律 正弦加速度
18
升程 许用 压力角 （ ） 40
回程运 动规律 等减等加速
2.确定凸轮推杆升程、回程运动方程
（1）推杆升程运功方程(0 < φ ≤ Φ0 = 150°) 推程为正弦加速度运动规律，因此，运动方程为： ������ 1 2������ s = h[ − sin ( ������)] Φ0 2������ Φ0 v= ℎ������ 2������ ( ������)] [1 − cos Φ0 Φ0 2������ℎ������2 Φ0
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。
图 2-1 表 2-1 升程运 动角 （ ） 150 凸轮机构原始参数 回程运 动角 （ ） 100 回程 许用 压力角 （ ） 60 远休 止角 （ ） 70 近休 止角 （ ） 40
′2
Φ0 2
′
′
= 270°时
[������ − (Φ0 + Φ������ )]2
v=−
4ℎ������ Φ0
′2
[������ − (Φ0 + Φ������ )]
a=−
4ℎ������2 Φ0
′2
其中 h=100mm,Φ0 = 150°,Φ������ = 70°,Φ0 = 100°,������ = 10rad/s。 b)在270° = Φ0 + Φ������ +
3
凸轮机构设计 VB 编程
Call S2 Picture2.PSet (i, v), RGB(255, 0, 0) Next i For i = 270 To 320 Step 0.01 φ = i * pa Call S3 Picture2.PSet (i, v), RGB(255, 0, 0) Next i For i = 320 To 360 Step 0.01 φ = i * pa v = 0 Picture2.PSet (i, v), RGB(255, 0, 0) Next i End Sub Private Sub Command3_Click() '加速度 a 曲线 Picture3.Scale (-50, 15000)-(380, -15000) '定义坐标系 Picture3.Line (0, 0)-(380, 0) '画 x 轴 Picture3.Line (0, 15000)-(0, -15000) '画 y 轴 For i = 0 To 360 Step 30 '竖直网格线 Picture3.DrawStyle = 2 Picture3.Line (i, 15000)-(i, -15000) Picture3.CurrentX = i - 14: Picture3.CurrentY = -2 Picture3.Print i Picture3.CurrentX = 365: Picture3.CurrentY = 1800 Picture3.Print "φ" Next i For i = -14000 To 14000 Step 2000 '水平网格线 Picture3.DrawStyle = 2 Picture3.Line (0, i)-(370, i) Picture3.CurrentX = -50: Picture3.CurrentY = i + 500 Picture3.Print i Picture3.CurrentX = 10: Picture3.CurrentY = 15700 Picture3.Print "a" Next i Picture3.DrawWidth = 2 For i = 0 To 150 Step 0.01 φ = i * pa Call S1 Picture3.PSet (i, a), RGB(255, 0, 0) Next i
哈工大机械原理大作业2-凸轮
Harbin Institute of Technology机械原理大作业二课程名称：机械原理设计题目：凸轮结构设计院系：能源学院指导教师：唐德威赵永强设计时间：2013年6月27日哈尔滨工业大学一、设计题目1、凸轮机构运动简图：2、凸轮机构的原始参数序号升程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21 110 150°3-4-5多项式40°100°3-4-5多项式60°45°65°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1、推杆升程，回程运动方程如下：A.推杆升程方程：设11/ rad sω=，由3-4-5多项式可知：当56ϕπ≤≤时，有：3451112211112211112(10156)30(12)60(132)s h T T Th Tv T Tha T T Tωφωφ=-+=-+=-+式中10/ϕφT=H=110 ,056φπ=B.推杆回程方程：当13π/12 ≤φ≤59π/36 时，有：2345222221222'0221222'0[1(10156)]30(12)60(132)s h T T T h v T T T h a T T T ωφωφ=--+=--+=--+ 式中 ()02'0s T ϕφφφ-+=h=110 056φπ= '059φπ= ϕs =5π/92、推杆位移,速度,加速度线图如下（用matlab 编程得）：A 、推杆位移线图clear clcx1=linspace(0,5*pi/6,300);x2=linspace(5*pi/6,13*pi/12,300); x3=linspace(13*pi/12,59*pi/36,300); x4=linspace(59*pi/36,2*pi,300); t1=x1/(5*pi/6)s1=110*(10*t1.^3-15*t1.^4+6*t1.^5); s2=110;t2=9*x3/(5*pi)-39/20;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/rad'); ylabel('位移s/mm'); title('推杆位移线图'); grid;B、推杆速度线图clearclcx1=linspace(0,5*pi/6,300);x2=linspace(5*pi/6,13*pi/12,300);x3=linspace(13*pi/12,59*pi/36,300);x4=linspace(59*pi/36,2*pi,300);f1=5*pi/6;t1=x1/f1;f2=5*pi/9;t2=9*x3/(5*pi)-39/20;v1=(t1.^2-2*t1.^3+t1.^4)*3300/f1;v2=0;v3=-30*110*(t2.^2-2*t2.^3+t2.^4)/f2;v4=0;plot(x1,v1,'k',x2,v2,'k',x3,v3,'k',x4,v4,'k') xlabel('角度/rad ');ylabel('速度v/(mm/s)');title('推杆速度线图');grid;C、推杆加速度线图clearclcx1=linspace(0,5*pi/6,300);x2=linspace(5*pi/6,13*pi/12,300);x3=linspace(13*pi/12,59*pi/36,300);x4=linspace(59*pi/36,2*pi,300);f1=5*pi/6;t1=x1/f1;f2=5*pi/9;t2=9*x3/(5*pi)-39/20;a1=60*110*(t1-3*t1.^2+2*t1.^3)/f1^2;a2=0;a3=-60*110*(t2-3*t2.^2+2*t2.^3)/f2^2;a4=0;plot(x1,a1,'k',x2,a2,'k',x3,a3,'k',x4,a4,'k') xlabel('角度/rad');ylabel('加速度a/ ');title('推杆加速度线图');grid;三、凸轮机构的ds/dψ---s线图，并依次确定凸轮的基圆半径和偏距1、凸轮机构的ds/dψ--s线图：clearclcx1=linspace(0,5*pi/6,300);x2=linspace(5*pi/6,13*pi/12,300);x3=linspace(13*pi/12,59*pi/36,300);x4=linspace(59*pi/36,2*pi,300);f2=5*pi/9;f1=5*pi/6;t1=x1/(5*pi/6)s1=110*(10*t1.^3-15*t1.^4+6*t1.^5);s2=110;t2=9*x3/(5*pi)-39/20;s3=110*(1-(10*t2.^3-15*t2.^4+6*t2.^5));s4=0;v1=(t1.^2-2*t1.^3+t1.^4)*3300/f1;v2=0;v3=-30*110*(t2.^2-2*t2.^3+t2.^4)/f2;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');grid;2、确定凸轮的基圆半径和偏距：clearclcx1=linspace(0,5*pi/6,300);x2=linspace(5*pi/6,13*pi/12,300);x3=linspace(13*pi/12,59*pi/36,300);x4=linspace(59*pi/36,2*pi,300);f2=5*pi/9;f1=5*pi/6;t1=x1/(5*pi/6)s1=110*(10*t1.^3-15*t1.^4+6*t1.^5);s2=110;t2=9*x3/(5*pi)-39/20;s3=110*(1-(10*t2.^3-15*t2.^4+6*t2.^5));s4=0;v1=(t1.^2-2*t1.^3+t1.^4)*3300/f1;v2=0;v3=-30*110*(t2.^2-2*t2.^3+t2.^4)/f2;v4=0;k1=tan(pi/2-40*pi/180);k2=-tan(pi/6);f=sym('-k1*(2*k/f1^3-6*k^2/f1^4+4*k^3/f1^5)+k^2/f1^3-2*k^3/f1^4+k ^4/f1^5=0');k=solve(f);t01=k/f1;s01=110*(10*t01.^3-15*t01.^4+6*t01.^5);v01=(t01.^2-2*t01.^3+t01.^4)*3300/f1;c=80.5056;d=41.7790;%求出推程切点坐标x=-200:1:200;y5=k1*(x-c)+d;f2=5*pi/9;k2=-tan(pi/6);f=sym('-k2*(-2*(k*9/(5*pi)-39/20)*9/(5*pi)+6*(k*9/(5*pi)-39/20)^2 *9/(5*pi)-4*(k*9/(5*pi)-39/20)^3*9/(5*pi))-(k*9/(5*pi)-39/20)^2+2 *(k*9/(5*pi)-39/20)^3-(k*9/(5*pi)-39/20)^4=0');k=solve(f);t02=k*9/(5*pi)-39/20;s02=110*(1-(10*t02.^3-15*t02.^4+6*t02.^5));v02=-30*110*(t02.^2-2*t02.^3+t02.^4)/f2;o=32.1715;p= -112.4712;%求出回程切点坐标y6=k2*(x-p)+o;y7=x*-k1;plot(v1,s1,v2,s2,v3,s3,v4,s4,x,y5,x,y6,x,y7);xlabel('ds/dψ');ylabel('位移s/mm');title(' ds/dψ—s曲线');grid;所以，由图就可以确定回转中心所在的区域，所以，可取偏距 e=20mm ， 080s = mm ， 所以 222200802082.46r s e =+=+= mm 。
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大作业(二) 凸轮机构设计(题号:8) 班级:姓名、学号:成绩:完成日期:目录1.凸轮机构大作业题目 (2)2.推杆运动规律及凸轮廓线方程 (3)3.程序流程图 (3)4.源程序…………………………………………………^55.计算结果 (14)6.凸轮机构图 (16)7.体会及建议 (19)8.参考资料 (20)一、凸轮机构大作业题目试用计算机辅助设计完成下列摆动滚子推杆盘形凸轮机构的设计,已知数据如下表所示,凸轮沿着逆时针方向做匀速转动。
表1 凸轮机构的推杆运动规律表2 两种凸轮机构的推杆在近休、推程、远休及回程阶段的凸轮转角表3 摆动滚子推杆盘形凸轮机构的已知参数要求:每组(每三人为一组,每人一题)至少打印出一份源程序,每人打印出原始数据;凸轮理论轮廓与实际轮廓的坐标值;推程与回程的最大压力角,以及出现最大压力角时凸轮的相应转角;凸轮实际轮廓曲线的最小曲率半径,以及相应的凸轮转角;与最后说确定的基圆半径。
计算点数N=72~120。
绘出凸轮的理论轮廓与实际轮廓(可用计算机绘图)。
二、推杆运动规律及凸轮廓线方程:推程(正弦加速度):s=h[(δ/δ0)-sin(2πδ/δ0)/(2π)]回程(等加速段):s=h-2hδ2/δ'02回程(等减速段):s=2h(δ'0-δ)2/δ'02凸轮理论廓线方程:x=l OA sinδ-l AB sin(δ+φ+φ0)y=l OA cosδ-l AB cos(δ+φ+φ0)式中,φ0为推杆的初始位置角,其值为:φ四、源程序clear;r0=22;%初选的基圆半径dr0=0、05;a=72; %机架长度L=68;%摆杆长度rr=18;%滚子半径fai=28*pi/180;%推杆摆角PI=3、141592653;alpha1=45;%许用压力角α1alpha2=65;%许用压力角阿尔法2lambda=6、3;%许用最小曲率半径N=120;%取用点的个数delta1=180*pi/180;%推程凸轮最大转角delta2=70*pi/180; %远休凸轮最大转角delta3=80*pi/180;%回程凸轮最大转角delta4=30*pi/180;%近休凸轮最大转角alphamax1=0;% 推程最大压力角初值alphamax2=0; %回程最大压力角初值roumin=100; %凸轮最小曲率半径初值X=ones(1,121);Y=ones(1,121);XP=ones(1,121);YP=ones(1,121);FAI=ones(1,121);I=0;%初始化while(I<=N)F0=acos((a*a+L*L-r0*r0)/(2*a*L));delta=3*I*pi/180;if(delta<180*pi/180&delta>=0) %正弦推程F0=acos((a*a+L*L-r0*r0)/(2*a*L));F=fai* ((delta/delta1)-sin(2*pi*delta/delta1)/(2*pi));x=a*sin(delta)-L*sin(delta+F+F0);y= a*cos(delta)-L*cos(delta+F+F0);dF= fai*(1/delta1-cos(2*pi*delta/delta1)/delta1);ddF=fai*2*pi*sin(2*pi*delta/delta1)/(delta1*delta1);dx=a*cos(delta)-L*cos(delta+F+F0)*(1+dF);ddx=-a*sin (delta)+L* sin(delta+F+F0)*(1+dF)^2-L*cos(delta+F+F0)*ddF;dy=-a*sin(delta)+L*sin(delta+F+F0)*(1+dF);ddy=-a*cos (delta)+L* cos(delta+F+F0)*(1+dF)^2+ L*sin(delta+F+F0)*ddF;stheta=dx/sqrt(dx*dx+dy*dy);ctheta=-dy/sqrt(dx*dx+dy*dy);xp=x-rr*ctheta;yp=y-rr*stheta;alpha=atan((L*abs(dF)+(a*cos(F+F0)-L))/(a*sin(F+F0)))*180/pi;alpha=abs(alpha);if (alpha>alphamax1)alphamax1=alpha;deltamax1=delta*180/pi;endendif(delta>=180*pi/180&delta<250*pi/180)%远休F0=acos((a*a+L*L-r0*r0)/(2*a*L));F=fai;x=a*sin(delta)-L*sin(delta+F+F0);y= a*cos(delta)-L*cos(delta+F+F0);dF=0;ddF=0;dx=a*cos(delta)-L*cos(delta+F+F0)*(1+dF);ddx=-a*sin (delta)+L* sin(delta+F+F0)*(1+dF)^2-L*cos(delta+F+F0)*ddF;dy=-a*sin(delta)+L*sin(delta+F+F0)*(1+dF);ddy=-a*cos (delta)+L* cos(delta+F+F0)*(1+dF)^2+ L*sin(delta+F+F0)*ddF;stheta=dx/sqrt(dx*dx+dy*dy);ctheta=-dy/sqrt(dx*dx+dy*dy);xp=x-rr*ctheta;yp=y-rr*stheta;endif(delta>=250*pi/180&delta<290*pi/180)%等加速回程F0=acos((a*a+L*L-r0*r0)/(2*a*L));F=fai-2*fai*(delta-250*pi/180)*(delta-250*pi/180)/(delta3*delta3);x=a*sin(delta)-L*sin(delta+F+F0);y=a*cos(delta)-L*cos(delta+F+F0);dF=-4*fai*(delta-250*pi/180)/(delta3*delta3);ddF=-4*fai/(delta3*delta3);dx=a*cos(delta)-L*cos(delta+F+F0)*(1+dF);ddx=-a*sin (delta)+L* sin(delta+F+F0)*(1+dF)^2-L*cos(delta+F+F0)*ddF;dy=-a*sin(delta)+L*sin(delta+F+F0)*(1+dF);ddy=-a*cos (delta)+L* cos(delta+F+F0)*(1+dF)^2+ L*sin(delta+F+F0)*ddF;stheta=dx/sqrt(dx*dx+dy*dy);ctheta=-dy/sqrt(dx*dx+dy*dy);xp=x-rr*ctheta;yp=y-rr*stheta;alpha=atan((L*abs(dF) -(a*cos(F+F0)-L))/(a* sin(F+F0))) *180/pi;alpha=abs(alpha);if (alpha>alphamax2)alphamax2=alpha;deltamax2=delta*180/pi;endendif(delta>=290*pi/180&delta<330*pi/180)%等减速回程F0=acos((a*a+L*L-r0*r0)/(2*a*L));F=2*fai*(delta3-(delta-250*pi/180))*(delta3-(delta-250*pi/180))/(d elta3*delta3);dF=-4*fai*(delta3-(delta-250*pi/180))/(delta3*delta3);ddF=4*fai/(delta3*delta3);x=a*sin(delta)-L*sin(delta+F+F0);y=a*cos(delta)-L*cos(delta+F+F0);dx=a*cos(delta)-L*cos(delta+F+F0)*(1+dF);ddx=-a*sin (delta)+L* sin(delta+F+F0)*(1+dF)^2-L*cos(delta+F+F0)*ddF;dy=-a*sin(delta)+L*sin(delta+F+F0)*(1+dF);ddy=-a*cos (delta)+L* cos(delta+F+F0)*(1+dF)^2+ L*sin(delta+F+F0)*ddF;stheta=dx/sqrt(dx*dx+dy*dy);ctheta=-dy/sqrt(dx*dx+dy*dy);xp=x-rr*ctheta;yp=y-rr*stheta;alpha=atan((L*abs(dF)-(a*cos(F+F0)-L))/(a*sin(F+F0)))*180/pi;alpha=abs(alpha);if (alpha>alphamax2)alphamax2=alpha;deltamax2=delta*180/pi;endendif(delta>=330*pi/180&delta<=360*pi/180) %近休F0=acos((a*a+L*L-r0*r0)/(2*a*L));F=0;x=a*sin(delta)-L*sin(delta+F+F0);y=a*cos(delta)-L*cos(delta+F+F0);dF=0;ddF=0;dx=a*cos(delta)-L*cos(delta+F+F0)*(1+dF);ddx=-a*sin (delta)+L* sin(delta+F+F0)*(1+dF)^2-L*cos(delta+F+F0)*ddF;dy=-a*sin(delta)+L*sin(delta+F+F0)*(1+dF);ddy=-a*cos (delta)+L* cos(delta+F+F0)*(1+dF)^2+ L*sin(delta+F+F0)*ddF;stheta=dx/sqrt(dx*dx+dy*dy);ctheta=-dy/sqrt(dx*dx+dy*dy);xp=x-rr*ctheta;yp=y-rr*stheta;endif (alphamax1>alpha1)||(alphamax2>alpha2) %优化条件r0=r0+dr0;I=0;alphamax1=0;alphamax2=0;continueendrou=((dx^2+dy^2)^(3/2))/(dx*ddy-dy*ddx); %计算曲率半径if (rou<0)rou=-rou;if ((rou-rr)<(0、35*rr)) %优化条件r0=r0+dr0;I=0;alphamax1=0; alphamax2=0;continueendif(rou<roumin)roumin=rou;deltamin=delta *180/pi; roumina=roumin-rr;endendX(I+1)=x;Y(I+1)=y;XP(I+1)=xp;YP(I+1)=yp;I=I+1;endfigure(1);axis equalhold ont=0:3:360;X_1=r0*cosd(t); %画基圆Y_1=r0*sind(t);X_2=rr*cosd(t)+X(10); %画滚子Y_2=rr*sind(t)+Y(10);plot(X_1,Y_1,'m--',X,Y,':',XP,YP,'k',X_2,Y_2,'c--'); legend('基圆','理论轮廓','实际轮廓');plot(0,0,'ko'); %固定凸轮点plot(X(10),Y(10),'ko'); %固定滚子点title('凸轮轮廓曲线图');xlabel('X/mm');ylabel('Y/mm');hold offdisp('推程最大压力角:');alphamax1disp('推程最大压力角相应转角:'); deltamax1disp('回程最大压力角:');alphamax2disp('回程最大压力角相应转角:'); deltamax2disp('凸轮最小曲率半径:');roumindisp('凸轮最小曲率半径相应转角:');rouminadisp('最后确定的凸轮基圆半径:');r0五、计算结果A组:推程最大压力角:alphamax1 =34、9492推程最大压力角相应转角: deltamax1 =45回程最大压力角:alphamax2 =46、7626回程最大压力角相应转角: deltamax2 = 255凸轮最小曲率半径:roumin =15、0000凸轮最小曲率半径相应转角: roumina =5、0000最后确定的凸轮基圆半径:r0 =19、7000B组:推程最大压力角:alphamax1 =24、2568推程最大压力角相应转角: deltamax1 = 177、0000回程最大压力角: alphamax2 = 51、9666回程最大压力角相应转角: deltamax2 = 291、0000凸轮最小曲率半径:roumin = 24、3000凸轮最小曲率半径相应转角: roumina =6、3000最后确定的凸轮基圆半径: r0 =32、8000C组:推程最大压力角: alphamax1 =24、2568推程最大压力角相应转角: deltamax1 = 177、0000回程最大压力角: alphamax2 = 51、9666回程最大压力角相应转角: deltamax2 = 291、0000凸轮最小曲率半径:roumin = 24、3000凸轮最小曲率半径相应转角: roumina =6、3000最后确定的凸轮基圆半径: r0 =32、8000六、凸轮机构图A组:B组:C组:七、体会及建议本次凸轮机构的设计,我们熟悉了解析法在机构设计中的应用,锻炼了编程能力。