哈工大机械原理大作业凸轮19教材.docx

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： 1 指导教师： 林琳 设计时间： 2014.5.2 哈尔滨工业大学 题目（19）：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。 图 2-1 表2-1 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（°）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（°）1911090等加等减速4080余弦加速度7080110 解： （1）推杆升程，回程运动方程 不妨设凸轮以角速度ω=1rad/s匀速转动 a.推杆升程时满足等加速等减速运动规律，方程式如下： (0≤φ≤Φ0/2): s=2×h×φΦ02 ν=4×h×ωΦ02×φ a=4×h×ω2Φ02 (Φ0/2≤φ≤Φ0): s=h-2×hΦ02×Φ0-φ2 ν=4×h×ωΦ02×Φ0-φ a=-4×h×ω2Φ02 b.推杆回程时满足余弦加速度运动规律，方程式如下： (Φ0+Φs≤φ≤Φ0+Φs+Φ0): s=h2×1+cosπΦ0φ-Φ0+Φs ν=-π×h×ω2×Φ0sinπΦ0φ-Φ0+Φs a=-π2×h×ω22×Φ02cosπΦ0φ-Φ0+Φs c. 求位移、速度、加速度线图 在MATLAB命令窗口中输入以下程序： w=1; h=110; PI=3.14159; Phi0=PI/2; Phis=4*PI/9; Phi01=4*PI/9; Phis1=11*PI/18; %推杆升程阶段 phi1=0:PI/180:Phi0/2; s1=2*h*(phi1/Phi0).^2; v1=(4*h*w*phi1)/Phi0^2; a1=(4*h*w^2)/Phi0^2; phi2=Phi0/2:PI/180:Phi0; s2=h-(2*h*(Phi0-phi2).^2)/Phi0^2; v2=(4*h*w*(Phi0-phi2))/Phi0^2; a2=-4*h*w^2/Phi0^2; %推杆远休程阶段 phi3=Phi0:PI/180:(Phi0+Phis); s3=h; v3=0; a3=0; %推杆回程阶段 phi4=(Phi0+Phis):PI/180:(Phi0+Phis+Phi01); s4=(h/2)*(1+cos(PI*(phi4-(Phi0+Phis))/Phi01)); v4=-(PI*h*w/(2*Phi01))*sin(PI*(phi4-(Phi0+Phis))/Phi01); a4=-(PI^2*h*w^2/(2*Phi01^2))*cos(PI*(phi4-(Phi0+Phis))/Phi01); %推杆近休程阶段 phi5=(Phi0+Phis+Phi01):PI/180:(Phi0+Phis+Phi01+Phis1); s5=0; v5=0; a5=0; %作图 subplot(3,1,1); plot(phi1,s1,phi2,s2,phi3,s3,phi4,s4,phi5,s5,LineWidth,2); title(推杆位移线图 ); line([pi/2,17*pi/18],[110,110],LineWidth,2); line([25*pi/18,2*pi],[0,0],LineWidth,2); xlabel(\phi (rad)); ylabel(s (mm)); grid; subplot(3,1,2); plot(phi1,v1,phi2,v2,phi3,v3,phi4,v4,phi5,v5,LineWidth,2); line([pi/2,17*pi/18],[0,0],LineWidth,2); line([25*pi/18,2*pi],[0,0],LineWidth,2); title(推杆速度线图 ); xlabel(\phi (rad)); ylabel(\nu (mm/s)); grid; subplot(3,1,3); plot(phi1,a1,phi2,a2,phi3,a3,phi4,a4,phi5,a5,LineWidth,2); line([0,pi/4],[a1,a1],LineWidth,2); line([pi/4,pi/2],[-a1,-a1],LineWidth,2); line([pi/2,17*pi/