机械原理课程设计大作业-凸轮机构运动分析12题.doc

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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
设计时间: 2013年6月25日
哈尔滨工业大学
1、设计题目
如图所示直动从动件盘形凸轮机构,原始参数见下表,据此设计该凸轮机构。
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(°)
80
150
3-4-5
多项式
40
100
3-4-5
多项式
60
40
70
2、推杆升程、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,在设计时,仅需确定这四个阶段的角度与位置即可。
推杆升程运动方程

式中
推杆远休程运动方程
在远休程段,即时,。
推杆回程运动方程

式中
推杆近休程运动方程
在远休程段,即时,。
3、推杆位移、速度、加速度线图
(为方便作图和坐标的度量,取,用Matlab作图)
推杆位移线图
程序:
x1=linspace(0,5*pi/6,1000);
x2=linspace(5*pi/6,19*pi/18,1000);
x3=linspace(19*pi/18,29*pi/18,1000);
x4=linspace(29*pi/18,2*pi,1000);
T1=x1/(5*pi/6);
T2=(x3-19*pi/18)/(5*pi/9);
s1=80*(10*T1.^3-15*T1.^4+6*T1.^5);
s2=80;
s3=80*(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/ψrad');
ylabel('位移s/mm');
title('推杆位移线图');
grid
推杆速度线图
程序:
x1=linspace(0,5*pi/6,1000);
x2=linspace(5*pi/6,19*pi/18,1000);
x3=linspace(19*pi/18,29*pi/18,1000);
x4=linspace(29*pi/18,2*pi,1000);
T1=x1/(5*pi/6);
T2=(x3-19*pi/18)/(5*pi/9);
v1=30*80*1*T1.^2.*(1-2*T1+T1.^2)/(5*pi/6);
v2=0;
v3=-30*80*1*T2.^2.*(1-2*T2+T2.^2)/(5*pi/9);
v4=0;
plot(x1,v1,'k',x2,v2,'k',x3,v3,'k',x4,v4,'k')
xlabel('角度ψ/rad');
ylabel('速度v/(mm/s)')
title('推杆速度线图')
grid
推杆加速度线图
程序:
x1=linspace(0,5*pi/6,1000);
x2=linspace(5*pi/6,19*pi/18,1000);
x3=linspace(19*pi/18,29*pi/18,1000);
x4=linspace(29*pi/18,2*pi,1000);
T1=x1/(5*pi/6);
T2=(x3-19*pi/18)/(5*pi/9);
a1=60*80*1*1*T1.*(1-3*T1+2*T1.^2)/((5*pi/6)^2);
a2=0;
a3=-60*80*1*1*T2.*(1-3*T2+2*T2.^2)/((5*pi/9)^2);
a4=0;
plot(x1,a1,'k',x2,a2,'k',x3,a3,'k',x4,a4,'k')
xlabel('角度ψ/rad');
ylabel('加速度a/ ')
title('推杆加速度线图')
grid
4、凸轮机构的线图
程序:
x1=linspace(0,5*pi/6,1000);
x2=linspace(5*pi/6,19*pi/18,1000);
x3=linspace(19*pi/18,29*pi/18,1000);
x4=linspace(29*pi/18,2*pi,1000);
T1=x1/(5*pi/6);
T2=(x3-19*pi/18)/(5*pi/9);
s1=80*(10*T1.^3-15*T1.^4+6*T1.^5);
s2=80;
s3=80*(1-(