凸轮机构设计说明书

机械原理大作业说明书

课程名称：机械原理

设计题目：凸轮机构设计

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班级：

设计者：学号：

指导教师：

设计时间：2014年6月

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

序号行程（mm）推程运动角推程运动规律推程许用压力角

15 90 150 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°55°55°

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

凸轮推杆推程运动方程:

凸轮推杆回程运动方程

% t表示转角，s表示位移

t=0:0.01:5*pi/6;

%升程阶段

s=90*[(6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*sin(12*t/5)]; hold on

plot(t,s);

t= 5*pi/6:0.01:41*pi/36;

%远休止阶段

s=90;

hold on

plot(t,s);

t=41*pi/36:0.01:61*pi/36;

%回程阶段

s=45*[1+cos((9*t/5)-(41*pi/20))];

hold on

plot(t,s);

t=61*pi/36:0.01:2*pi;

%近休止阶段

s=0;

hold on

plot(t,s);

grid on

hold off

% t 表示转角，令ω1=1 t=0:0.01:5*pi/6; %升程阶段

v=108*1*[1-cos(12*t/5)]/pi hold on plot(t,v);

t= 5*pi/6:0.01:41*pi/36;

%远休止阶段 v=0 hold on plot(t,v);

t=41*pi/36:0.01:61*pi/36;

%回程阶段

v=-81*1*sin((9*t/5)-(41*pi/20)) hold on plot(t,v);

t=61*pi/36:0.01:2*pi;

%近休止阶段 v=0 hold on

0123456

-100

-80-60-40-200204060

80

t=0:0.001:5*pi/6;

a=259.2*sin(12*t/5)/pi; hold on

plot(t,a);

t=5*pi/6:0.01:41*pi/36; a=0; hold on plot(t,a);

t=41*pi/36:0.001:61*pi/36;

a=-145.8*cos((9*t/5)-(41*pi/20)); hold on plot(t,a);

t=61*pi/36:0.001:2*pi; a=0; hold on

0123456

-150

-100

-50

50

100

150

三. 绘制凸轮机构的s

d ds -ϕ线图

% t 表示转角，x(横坐标)表示速度ds/d φ，y （纵坐标）表示位移s t=0:0.001:5*pi/6; % 升程阶段

x= 108*1*(1-cos(12*t/5))/pi;

y= 90*((6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*sin(12*t/5)); hold on plot(x,y,'-r');

t= 5*pi/6:0.01:41*pi/36; %远休止阶段

x=0;

y=90;

hold on

plot(x,y,'-r');

t=41*pi/36:0.001:61*pi/36;

% 回程阶段

x=-81*1*sin((9*t/5)-(41*pi/20));

y=45*(1+cos((9*t/5)-(41*pi/20)));

hold on

plot(x,y,'-r');

t=61*pi/36:0.01:2*pi;

%近休止阶段

x=0;

y=0;

hold on

plot(x,y,'-r');

grid on

hold off

四.按许用压力角确定凸轮基圆半径和偏距

1. 求切点转角

（1）在图-4中，右侧曲线为升程阶段的类速度-位移图，作直线D t d t与其相切，且位移轴正方向呈夹角[ 1]=300,则切点处的斜率与直线D t d t的斜率相等，因为k Dtdt=tan300,右侧曲线斜率可以表示为,所以，，通过编程求其角度。编码：

求得转角t =1.1123

进而求的切点坐标（x,y）=(93.8817, 45.8243)

（2）在图-4中，左侧曲线为回程阶段的类速度-位移图，作直线D’t d’t与其相切，且位移轴正方向呈夹角[ 1]=600,则切点处的斜率与直线D’t d’t的斜率相等，因为k Dtdt=tan300

同理求得切点坐标（x,y）=( -110.0654, 42.3144)

2. 确定直线方程

直线D t d t：y =tan(pi/3)(x-93.8817)=45.8243;

直线D t’d t’: y =-tan(pi/3)(x+84.3144)=110.0654;

3. 绘图确定基圆半径和偏距

% 直线Dtdt

x=-125:1:150;

y= tan(pi/3)*(x-93.8798)+45.8243;

hold on

plot(x,y);

% 直线Dt’dt’

x=-125:1:150;

y=-tan(pi/6)*(x+110.0654)+34.3144;

hold on

plot(x,y);

%直线Dd

x=0:1:150;

y=tan(2*pi/3)*x;

hold on

plot(x,y);

t=0:0.001:5*pi/6;