机械原理大作业凸轮设计报告赵亮亮.doc

Harbin Institute of Technology 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 院 系： 机电学院 班 级： 设 计 者： 赵亮亮 学 号： 1110810726 指导教师： 焦映厚 设计时间： 2013年6月 哈尔滨工业大学 设计题目 如图所示的直动从动件盘凸轮机构，其原始参数如下表所示，选择一组参数，据此设计凸轮机构。 序号 升程 h (mm) 升程运动角 （°） 升程 运动 规律 升程需用压力角（°） 回程运动角 (°) 回程运动归路 回程许用压力角 (°) 远休止角 (°) 近休止角 (°) 12 80 150 3-4-5多项式 40 100 3-4-5多项式 60 40 70 凸轮推杆升程、回程运动方程 凸轮推杆升程运动方程： 凸轮推杆回程运动方程： 凸轮机构图像处理分析及基圆半径与偏距的确定分析 凸轮机构图像处理分析 由凸轮推杆运动方程可求得： 升程运动过程： 回程运动过程： 以为x轴，s为y轴，则x、y的方程为上述方程，它是以T1、T2为参数（即以为参数）一个分段函数，将从0到2π去一系列的值，可求得一系列的s及的值，由此作出图像。 基圆半径与偏距确定的分析 通过作出图像的两条切线、以及过原点且与x轴夹角为的直线，以确定凸轮轴心的取值范围及位置，从而确定基圆半径与偏距。 由条件易知直线方程为： 即 所以主要是求两切线方程。 求右切线方程 对于右切线，与升程运动曲线相切，其斜率为k1=tan（5π/18）,设其切。 由 得 令 = k1 即= tan（5π/18） 解此方程可求得T1，带入式(A)即可求得切点坐标。 用matlab解方程如下（截图）： 解得T1有两个值，即可以算得两个切点，但实际只需要下切点，即切点纵坐标较小者，下面用matlab验证哪个才是所需要的解。 由于y2y1,所以T1=0.3717，将其带人式（A）即可求得切点坐标的值（0.0500，0.0216），于是可得右切线方程为： y = tan（5π/18）*(x-0.0500)+0.0216 求左切线左方程 切线与回程运动曲线相切，其斜率为k2=tan（5π/6）,设其切。 由 得 令 = k1 即= tan（5π/6） 解此方程可求得T2，带入式(A)即可求得切点坐标。 用matlab解方程如下（截图）： 经验证T2=0.6677 为所需的解，将其带入到式（B）,可求得做切点为，于是可得左切线方程为 y = tan（5π/6）*(x+0.0677)+0.0167 综上，三条直线方程分别为： ： ：y = tan（5π/18）*(x-0.0500)+0.0216 ：y = tan（5π/6）*(x+0.0677)+0.0167 由此三条直线作图确定凸轮轴心范围及位置，由matlab作出的图像知（图在最后面的程序运行结果中），凸轮轴心位置可取O(0.01，-0.06)，从而确定基圆半径m，偏距e=0.01m 滚子半径的确定以及凸轮理论廓线及实际廓线方程的求解 理论轮廓方程： 实际轮廓方程： 滚子半径确定原理： 用matlab编程求出凸轮轮廓的最小曲率半径，程序如下： %确定滚子半径rr取值范围（求rr最大取值） function pm=qulv(psi,s,f,F,e,r0) s0=sqrt(r0^2-e^2); Q1=(s0+S).*cos(THETA)+(DS-e).*sin(THETA); Q2=-(s0+S).*sin(THETA)+(DS-e).*cos(THETA); A0=sqrt(Q1.^2+Q2.^2); A1=A0.^3; S1=(2*DS-e).*cos(THETA)+(DS2-s0-S).*sin(THETA); S2=(DS2-s0-s).*cos(THETA)-(2*DS-e).*sin(THETA); B=Q1.*S2-Q2.*S1; p=A1./B; pm=1; for i=1:length(THETA) if abs(p(i))pm pm=p(i); end end p