西工大机械原理大作业报告

机械原理|凸轮机构大作业

西北工业大学

目录

1.题目及原始数据 (2)

2.推杆运动规律及轮廓线方程 (2)

（1）推杆运动规律 (2)

（2）轮廓线方程 (3)

（a）理论廓线 (3)

（b）内包络线 (4)

（c）外包络线 (4)

3. 计算程序 (4)

4. 计算结果及分析 (8)

5. 凸轮理论廓线及实际廓线图 (22)

6. 体会及建议 (22)

1.题目及原始数据

试用作图法设计一偏置直动滚子推杆盘型凸轮机构的凸轮廓线。并检查当凸轮由起始位置回转30°时，此凸轮机构的压力角等于多少度？已知凸轮以等角速度ω回转，其回转方向与推杆的初始位置如图所示。又知偏距e=10mm，凸轮的基圆半径r b=35mm，滚子半径r r= 15mm，推杆的行程h，而推杆的运动规律如下表所示。

阶段运动角推杆的运动规律

推程

φ01=0º～150º

等速φ02=150º～180º

静止

回程φ03=180º～300º

等加速等减速φ04=300º～360º

静止

1）打印源程序；

2）给出理论轮廓线和实际轮廓线坐标值，计算点数不少于120，并绘制凸轮理论和实际轮廓线；

3）凸轮转过30°的压力角，凸轮最大压力角以及相应的转角；

4）凸轮实际轮廓线的最小曲率半径以及对应的凸轮转角，判断最小曲率半径是否满足要求。

2.推杆运动规律及轮廓线方程

（1）推杆运动规律

匀速时：

s=hδ/150

v=h/150

a=0

远休：

s=h

v=0

a=0等加速：

s=−3.5h+0.05hδ−

ℎ7200

δ2

v=0.05h−

ℎ3600

δ

a=−

ℎ3600

等减速：

s=12.5h−1

12

hδ+

ℎ

7200

δ2

v=−1

12

h+

ℎ

3600

δ

a=

ℎ3600

近休：

s=0

v=0

a=0

（2）轮廓线方程

（a）理论廓线

x=−(s+s0)×sinδ−e×cosδ

y=(s+s0)×cosδ−e×sinδ

dx=−(s0+s)×cosδ−(ds−e)×sinδ

dy=−(s0+s)×sinδ+(ds−e)×cosδ

（b）内包络线

x1=x−r r

dy

√dx2+dy2

y1=y+r r

√dx2+dy2（c）外包络线

x2=x+r r

dy

√dx2+dy2

y2=y−r r×

√dx2+dy2 3.计算程序

%------------------------------绘制凸轮轮廓曲线------------------------------ title('绘制凸轮轮廓曲线')

hold on

%-----------凸轮部件几何数据输入--------

e=10;%偏心距

rb=35;%基圆半径

rr=15;%滚子半径

%--------------运动规律输入-------------

a1=150;%等速截止角

a2=180;%远休截止角

a3=300;%匀加匀减截止角

h=15;%行程

%--------------计算运动规律-------------

s0=sqrt(rb^2-e^2);

aymax= 0;%最大压力角

ymaxa=0;%最大压力角转过角度

roumin=10000;%最小曲率半径

roumina=0;%最小曲率半径对应角度

ay30=0;%30度对应压力角

dzh=pi/180; %角度转弧度

a3=(a3-a2)/2;

a2=a2-a1;

vmax=h/a3;

for a=0.0001:0.0001:360

f=round(10000*a);

if a<=a1 %等速

s(f)=h*a/a1;

dsa(f)=h/a1;

dssaa(f)=0;

elseif a>a1&a<=(a1+a2) %远休

s(f)=h; dsa(f)=0;dssaa(f)=0;

elseif a>(a1+a2)&a<=(a1+a2+a3) %回程等加速

dsa(f)=-(a-a1-a2)/a3*vmax;

s(f)=h+dsa(f)*(a-a1-a2)/2;

dssaa(f)=-vmax/a3;

elseif a>(a1+a2+a3)& a<=(a1+a2+2*a3) %回程等减速dsa(f)=-(a1+a2+2*a3-a)/a3*vmax;

s(f)=-(a1+a2+2*a3-a)*dsa(f)/2;

dssaa(f)=vmax/a3;

elseif a>(a1+a2+2*a3)&a<=360%近休

s(f)=0;dsa(f)=0;dssaa(f)=0;

end

%-----------计算轮廓曲线---------

xb(f)=-(s(f)+s0)*sin(a*dzh) -e*cos(a*dzh); %理论廓线yb(f)=(s(f)+s0)*cos(a*dzh) -e*sin(a*dzh);

dxb(f)=-(s0+s(f))*cos(a*dzh)-(dsa(f)-e)*sin(a*dzh);