哈工大机械原理大作业凸轮-黄建青.docx

*南虎，求比摩HarbinInxtiIUItOfTZh1.M»1。4机械原理大隹业二课程名称：机械原理设计题目：凸轮机构设计院系：能源学院班级：设计者：黄延清学号：U30240222指导老师：京映厚陈照波设计时间：2015年06月23日凸轮机构设计说明书1.设计题目设计直动从动件盘形凸轮机构，机构运动简图如图I,机构的原始参数如表1凸轮机构原始参数升程升程运动向升程运动规律升程许用压力痢回程运动向回程运动规律回程许用压力痢远休止角近休止角1345mm50°余弦加速度35。90°抛一a70。100°120°计算流程框图:计算推程、回程的推杆八V、U.一运动线图及凸轮线图设定向速度为3=rads(1)升程:0°夕(50°由公式可得IX1(2)远休止：50。(150。由公式可得s=45v=0回程：15Oyj(2400由公式得：-1式中6)推程运动角；,一远休止角；So-回程运动角。(4)近休止:240。(/<360。由公式可得：S=OV=OI1.=O2.2位移、速度、加速度曲线源代码n三3;p0-50*pi180:1.-150*i180;p2=150*pi180+pi(2*n)；p3-150*pi180+pi*(n-1.)/(2*n);p4-240*p1.180;×1三O:(i300):pO;s1.«<452)*<1cos(pi*x1.p)v1.-pi*45/(2*p0)sin(pi*×1.p);a1.-<piA2>*45/<2*p02)*cos(pi*x1.p);x2=p:(pi3OO);p1.；s2=45;v2Oxa2=O:×3=1.:(i300J：p2：s3三45-9*45*(×3-5*pi6).A2/(piA2)：v34S*<2)*(x3-p1.)(<n1)*(p1./2>A2>);a34S*(11a2)/(<n-1.)*(pi2)2);×4=p2:(pi300):p3：s4=45-45*(n*(x4p1.><pi2)0。5)/(n1)；v4-45*n(n-1)*(pi2);4三O:×5=p3:(pi300):p4；s5三4511a2*(1(x5-p1.)/(pi2)>.a2<2*<n-1.)>v5-45*11a2*(1-<x5-p1.)/(pi2>)/(i2)*<n-1.)：a5=45*M2<(n-1.>*<pi/2)A2)：x6=p4:(pi300):(2*pi>s=O;v6-0:a6-0;figured);p1.ot(×1s1.rtb×2,s2,'br,×3rs3.,b,×4.s4.'b'zx5.s5b,x6rs6.,b,);tit1.eC推杆找位移图'>:x1.abe1.('<b<rad),);y1.abe1.(*S(nun),);figure(2)：p1.ot(×1,v1.'b,，x2,v2,'b',×3,v3,×4rv4.,b',×5.v5'b',x6,v6,b);tit1.e。推杆速改城图)；×1.abe1.(t<1.(rad)');y1.abe1.(,V(mms)')：figure(3)；br,×3ra3t,b.x4,M,'bx5,a5,b,.x6zap1.ot(x1.»a1.,b,×2za2r,b)：CtIe1.推杆加遑度线图，);x1.abe1.('(rad),);y1.abe1.(,a(11三3a2)')：图1推杆位移曲战00500501JSE>图2推杆速度曲线推杆加速度线图(rad)图3推杆加速度曲线3.运动线图及凸轮-J线图113;p0=50*pi180;p1.-15O*piiojp2-150*pi180÷pi(2*n);p3=150*i180+i*(n1)/<2*n):p4=240*pi180;×1三O:(pi300)Xp;s1.-(4S2)(1.-cos(pi*×1.p)：f1.三45*pi*sin(i*×1.)/(2*);x2=p:(p300):p1.;s2-45xf2-0;×3=1.:(i300>:p2：s3=45-9*45*(x35*pi6).2(PiA2)；f3-2*9*45*(x3-5Api/6)/(piA2>×z3-p2:(pi300):p3;$4=45-45*(n*(×4-1.)/<pi2)-0.5>/(n-1.);f4=-90*n/(pi*(n-1.);×5fc*p3:<pi300):p4;sS-45*n2*<1-(x5p1.>(pi2)>.2(2*<n1)>f5三-90*11a2*(1.-<×5-1.><i2)><pi*(n-1)：x6=p4:(pi300):(2*pi);s60:f6-0;p1.ot(f1.*$1»f2,s2,f3,s3,£4,§4,f5,S5,f6,56);tit1.e('凸轮机构dsd*-s线图D；girdon;图4叵线图4凸轮机构茶半粒和偏短的定以图4为基础,可分别作出三条限制线(推程许用压力角的切界限Ddi,回程许用压力角的限制级DMi,起始点压力角许用线B<d'),以这三条线可确定最小基圆半径及所对应的偏距c,在其下方选择一合适点，即可满意压力角的限制条件.利用MAT1.AB作图，其代码如1.得出图如图5所示。n=3sp0=50*pi180;p1.-150*pi180;p2-150*pi180pi(2*n>p3=150*pi180+pi*(n-1.>(2*n)；p4-240*pi180z×1.-0:(pi100):p0;S1.-(45/2)*<1.-cos(i*×1.0):v1.三i*45/(2*0)*sin(i*×1.):a1.-<piA2>*45/(2*pOA2)fccos(pi*×1.p>:x2三p:(pi100):p1.;s2-45:v2=0:a2-0×3-p1.:(pi100>：p2;§3=45-9*45*(×3-5*i6)，A2/(piA2>v3三-45*(nA2)(×3-1.)<(n-1)*(i2)a2);a3-45*<nA2)/(n-1.)*(pi2)a2);×4-p2:<pi100>:p3s$4=45-45*(n*(×4-p1.)(pi2>-0.5)/(n-1.>v4=-45*n(n-1)*<pi2)>a4三Ox×5p3x<pi100>:p4：sS-45*n2*<1(xS-p1.>(pi2).2(2*(n1);v5三-45*11a2*(1.-<×5-1.>/<i2)/(i2)(nD):a5=45*nA2/(n-1.)*(pi2)2);×6=p4:(pi100)X(2*pi)xs60:v6=0;a三O:N-100:<pi100)x85;k1.-tan(pi/23S*pi180);K1.=v1.oa1.;t=2;whi1.eabs(K1.(t)-k1.)0.5t三t+1.;endX1.-v1.(t);Y1.-s1.(t)：m1.-k1.(N-X1.)4Y1：k5=-tan<pi2-70*pi180);K5=v5.a5;t-2;whi1.eabs(K5(t)-k5)>0”1t三t+1.;endX5三v5(t)：YS-s5(t);m5=k5*<NX5>+Y5;m2=tan(pi2÷35*pi180)*N;p1.ot(v1.a1./v2.s2rv3.s3,u4.s4vSsSrv6,s6N.mS»m2.Nrm1.);tit1.e(,11it1.fddph-j1.,)；gridor.；图5由图5得：可取x>=2Omm,yo三-7Omm则c=20mm.I_.5.浪于半径的确定为求滚了许用半径，须确定最小曲率半径，以防止凸轮工作轮廊出现尖点或出现相交包络线,确定最小曲率半径数学模型如下：其中理论廊线数学模型:凸轮实际廊线坐标方程式:目其中，r为确定的滚子半径。依据上面公式，利用mai1.ab编程求解Pmin，其代码如下：n-3;p0-50*pi180:p1.=150*pi180:p2=150*pi180+pi(2*n);p3三150*pi180pi*(n-1)/(2*n)：4-240*i180:×1.=0:(i100)：po：u1.-x1.*180pi:si-<452*<1CO3(p1.×1.p);v1.-pi*4S(2*p0)*sin(pi*×1.p)：a1.=<piA2)*45/<2*p02)*cos(pi*x1.p);x2=p:(pi100):p1.;u2三x2*180/pi：S2«45:v2=O:a2-O:×3p1.:(pi100):p2：u3=×3*180i;s3=45-9*45*(x35*pi6).A2/(piA2);v3=-45*(112)*<x3p1.>(n-1)*(<pi/2)A2>);a3-45*(2)(<n1)*(pi2)2)：×4=2:(i100>：3:u4=x4*180/pi；s445-45*(n*(x4-p1.>/<pi2>-0.5)/<n-1)：v4-45*n/(n-1)*(pi2);a4-0;×5=3:(i100):p4;u5=x5*180pi;sS-4S*11a2*<1.-<xS-p1.)/<pi2)>.2<2*<n-1.)>sv5三-45*112*(1-(×5-1.>/(i2)/(i2)*<n-1.);a5=45*nA2/<(n-1.)*<pi2)a2);×6三p4:<pi100):(2*pi>u6-×6*180pi:s6三0:v6三0;a6三0xsO-7O:e-20;d×dfai1.三(v1.-e>*sin(×1)+<s+s1.>.*cos(×1)：dydfai1.=(v1.e).*cos(x1.)<s+s1.>*sin(x1.);d×2dfai1.-(2*v1.e).cos(x1.)+(a1.-SO-SI).*sin<x1.)：dy2dfai1.-<2*v1.e).*sin(×1)÷(a1.-5-s1.)*cos<×1);d×dfai2三(v2-e>.*sin(×2)÷($0+52).*cos(×2)：dydfai2三(v2-e)*cos(x2)(s+s2)«*sin(x2):d×2dfai2三(2fcv2-e>.*cos<×2)+(a2-sOs2).*sin(×2)dy2dfai2-(2*v2-e>.*sin(×2)¼(a2-a-s2).*cos(x2);dxdfai3=(v3e).*sin(x3)÷(s÷s3)«*cos(x3);dydfai3=(v3-e).*cos(x3)-<s+s3)4*sin(3)：d×2dfai3(3*v3-e)*coa(x3)+<a3-s-s3>.*sin(x3);dy2dfai3-(3*v3-e>.*sin(×3)÷(a3-$0-$3).*co5(×3)：<i×dfai4=(v4e>*sin(×4)+<$0+$4>.*COS(×4);dydfai4三(v4-e)«*cos(x4)-<s+s4)«4rsin(×4);d×2dfai4-(4*v4-e).*cos(x4)+(a4-s-s4).*sin(x4);dy2dfai4-(4*v4e>.*sin(×4)(a4-ss4).*cos(×4);dxdfai5=(v5e)<*sin(x5)+<s+s5>.*cos(x5);dydfai5=(v5e>.*cos(x5)-(s+s5)*sin(x5)：d×2dfai5(5*v5-e>.*cos(×5)+(a5-a-s5).*sin<x5);<1.y2dfai5三-(5*v5-e).*sin(×5)÷(a5s一$5).*cos(×5)；dxdfai6=(v6-e),*sin(x6)+(s+s6>.*cos(6):dydfai6三(v6e).*cos(×6)-(s+s6>.*sin(×6);d×2dfai6-(6av6-e).*cos(×6)÷(a6-s-a)Q*sin(x6);dy2dfai6三-<6*v6-e>*sin<×6)+(a6-s-s6>0*cos(×6)；dxdfai=dxdfai1.dxdfai2dxdfai3dxdfai4dxdfai5dxdfai6;dydfai=dydfai1.dydfai2dydfai3dydfai4dydfai5dydfai61；d×2dfai-(dx2dfai1.d×2dfai2d×2dfai3d×2dfai4d×2dfai5dx2dfai6)sdy2dfai-(dy2dfai1.dy2dfai2dy2dfai3dy2dfai4dy2dfai5dy2dfai6：rou=abs<(dxdfai.A2+dydfai.a2>.a15)./(dxdfai.*dx2dfai-dydfaiMy2dfai);u三u1.2u3u4u56j1.三180*atan<abs<v1.-e)./<s+s1.)>/pi；j2=180*atan(abs(v2-e)./(s÷s2>)/pi：j3三180*atan<abs(v3-e>.Z(s+s3)/pi：j-180*atan(abs(v4-e)./(ss4)p1.;j5-180*atan(abs<v5-e).<s÷s5)>pi;j6=180*atan<abs<v6-e>./(s+s6)>Zpi；p1.ot(×1.zj1.rx2rj2.x3.j3x4,j4r×5rj5jx6zj6redz.zro);axis(O3600100);gridon;tit1.ed曲率半径图和压力角线眇)；×1.abe1.(*()r>:t-1;min-ro<1.);fori-0：(pi100>:2*piifrou(t)(rou(1.);min三rou<t>:endt=t+1.;enddis(min);fpm=125.9559mm考虑到三所以取r,=20mm&凸轮理论屏线和实际饯的确定利用mai1.ab编程得实际和理论廓线,其代码如下:n-3：p0-50*i180:p1.=150*pi180:p2=150*pi180+pi(2*n);p3-150*pi1804pi*(n-1.>(2*n)：p4-240*p1.180;x1.=O:(pi/100):p0;si-<452)*(1-cos(pi×1.p)v1.三pi*45/(2*p)*sin(pi*x1.p)×2-p0:(pi100):p1.；s2=45*×2;v2=O*×2;×3-p1.:(pi100>：p2z53=45-9*45*(x3-5*1.6)a2(PiA2)；v3三-45*(nA2)*(×3-1.)<(n-1)*(i2)a2):×4三p2:(pi100):p3：s4三45-45*(nfc(×4-p1.)/(pi2)-O.5>(n-1):v4-4S*n(<n-1.)*(p1.2)*(×4.x4)：×5三3:(i100):p4;s5=45n2*(1-(x5p1.)/(pi2)>.a2(2*(11-1)；v5三-45*11a2*<1-(x5-p1.)/(pi2>)/(<pi2)*(n1)>:×6=4:(i100):(2*i>:s6=0*×6:v三0*x6;s0-70:e-20：N=x1.×2x3x4x5x6;s=sis2s3s4s5s6；v-v1.v2v3v4v5v6);r=sqrt<$0A2+eA2>：rt=20:×1.<s+s>。*cos(N)-e*sin<N)：y1.-<s+s).*sin(N)+e*cos(N)xQ1.三-(s+s>.*sin(N)+(v-e).*cos<N>：Q2=<s0+s)4*cos(N>+(v-e)4*sin<N);A0=sqrt<Q1.a2+Q22);×2-×1.-rt*Q2./A;y2=y1.+rt*Q1./AO：figured)p1.ot(r.*coa(N)rr.*sin<N).,-r,×1.,y1.r'-',x2y2),gridon;Iegendr基画I1.H论轮凸，仑实际轮唬，广axisequa1.：图6轮也战7、计算站果分析借助MAT1.B软件，正确编程绘出了从动件的位移、速度、加速度线图和凸轮的践图,从而确定凸轮基留半径78.82mm.ftf1.i20mm.绘出了凸轮理论轮端的JK力角线图和曲率半径级图，确定出涧电条件的浪孑半径为20mm.最终绘M出凸轮的理论廓线及实际蜘峻.由于编程中主要用到的角度为孤度制单位,故位移、速度和加速度战图的横坐标为如依，虽及报告中的角度制单位不同.但曲线是正融的.