1、机械原理大作业凸轮docx大作业（二）凸轮机构设计题号： 6班 级 ： 姓 名 ： 学 号 ： 同组者 ： 成 绩 ： 完成时间 ： 一 凸轮机构题目要求 1二 摆杆的运动规律及凸轮轮廓线方程 2三 计算程序 3四 运算结果及凸轮机构图 94.1 第一组（A组）机构图及计算结果 94.2 第二组（B组）机构图及计算结果 144.3 第三组（C组）机构图及计算结果 19五 心得体会 24第一组（A组） 24第二组（B组） 24第三组（C组） 24六 参考资料 25附录 程序框图 26一 凸轮机构题目要求（摆动滚子推杆盘形凸轮机构）题目要求：试用计算机辅助设计完成下列偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构或
2、摆动滚子推杆盘形凸轮机构的设计，已知数据如下各表所示。凸轮沿逆时针方向作匀速转动。表一 摆动滚子推杆盘形凸轮机构的已知参数题号初选的基圆半径R0/mm机架长度Loa/mm摆杆长度Lab/mm滚子半径Rr/mm推杆摆角许用压力角许用最小曲率半径amin12A156055102435700.3RrB207065142640700.3RrC227268182845650.35Rr要求：1）凸轮理论轮廓和实际轮廓的坐标值2）推程和回程的最大压力角，及凸轮对应的转角3）凸轮实际轮廓曲线的最小曲率4）半径及相应凸轮转角5）基圆半径6）绘制凸轮理论廓线和实际廓线7）计算点数：N：72120推杆运动规律：1)
3、推程运动规律：等加速等减速运动2)回程运动规律：余弦加速度运动二 摆杆的运动规律及凸轮轮廓线方程1）推程：1，运动规律：等加速等减速运动；2，轮廓线方程：A：等加速推程段 设定推程加速段边界条件为： 在始点处 =0，s=0，v=0。 在终点处 。 整理得： （ 注意：的变化范围为00/2。）B：等减速推程段 设定推程减速段边界条件为： 在始点处 在终点处 ，s= h，v=0。 整理得： （注意：的变化范围为0/20）2）回程（1）运动规律：余弦加速度运动；（2）轮廓线方程：三 计算程序（matlab）function pushbutton1_Callback(hObject, eventdat
4、a, handles)% hObject handle to pushbutton1 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)t1=0;t5=360;%输入disp(凸轮运动规律：近休；等加速等减速运动；远休；余弦加速度运动);r0=str2num(get(handles.edit1,string);%初选基圆半径L1=str2num(get(handles.edi
5、t2,string);%机架长度L2=str2num(get(handles.edit3,string);%摆杆长度Rr=str2num(get(handles.edit4,string);%滚子半径Q0=str2num(get(handles.edit5,string);%摆杆摆角a1=str2num(get(handles.edit6,string);a2=str2num(get(handles.edit7,string);ppk=str2num(get(handles.edit8,string);Pk=ppk*Rr;t2=str2num(get(handles.edit9,string)
6、;t3=str2num(get(handles.edit10,string);t4=str2num(get(handles.edit11,string); rm=str2num(get(handles.edit12,string); n=str2num(get(handles.edit12,string); fprintf(初选基圆半径R0=%dn机架长度Loa=%dn摆杆长度Lab=%dn滚子半径Rr=%dn推杆摆角=%dn推程许用压力角【a1】=%dn回程许用压力角【a2】=%dn许用最小曲率半径Pmin=%dn,r0,L1,L2,Rr,Q0,a1,a2,Pk); fprintf(凸轮近休
7、起始转角：%dn凸轮近休结束转角：%dn凸轮推程结束转角：%dn凸轮远休结束转角：%dn凸轮回程结束转角：%dn,t1,t2,t3,t4,t5);a1=a1*pi/180;a2=a2*pi/180;Q0=(Q0*pi)/180;x=zeros(1,n+1);y=zeros(1,n+1);xx=zeros(1,n+1);yy=zeros(1,n+1);W=2*pi/n;zx=zeros(1,n+1);zy=zeros(1,n+1);zxx=zeros(1,n+1);zyy=zeros(1,n+1);max=90;for R0=r0:rmQ01=acos(L12+L22-R02)/(2*L1*L2
8、);%q01机架与摆杆夹角 i=0;for th=(t1*pi/180):(2*pi/n):(t2*pi/180) i=i+1; x(i)=L1*sin(th)-L2*sin(th+Q01); y(i)=L1*cos(th)-L2*cos(th+Q01); xx(i)=(R0-Rr)/R0*x(i);yy(i)=(R0-Rr)/R0*y(i);end i=i-1;max1=0;th1=0;k=100;thk=0; t=t2; if rem(t,360/n)0 i=i+1; end while rem(t,360/n)0 t=t+1; endfor th=(t2*pi/180):(2*pi/n)
9、:(t3-t2)/2+t2)*pi/180) i=i+1; Q=2*Q0*(th-t2*pi/180)2/(t3-t2)*pi/180)2; x(i)=L1*sin(th)-L2*sin(th+Q+Q01);y(i)=L1*cos(th)-L2*cos(th+Q+Q01); DX1=L1*cos(th)-L2*cos(th+64800*Q0*(th-1/180*t2*pi)2/(t3-t2)2/pi2+Q01)*(1+129600*Q0*(th-1/180*t2*pi)/(t3-t2)2/pi2);%x轴角速度 DY1=-L1*sin(th)+L2*sin(th+64800*Q0*(th-1/
10、180*t2*pi)2/(t3-t2)2/pi2+Q01)*(1+129600*Q0*(th-1/180*t2*pi)/(t3-t2)2/pi2);%y轴角速度 ths1=DX1/sqrt(DX12+DY12); thc1=-DY1/sqrt(DX12+DY12); xx(i)=x(i)-Rr*thc1;yy(i)=y(i)-Rr*ths1; dQ1=129600*Q0*(th-1/180*t2*pi)/(t3-t2)2/pi2;%角速度 a=atan(L2*abs(dQ1)-(L1*cos(Q01+Q)-L2)/(L1*sin(Q01+Q); if amax1 max1=a; th1=th;
11、 end %K1=subs(K1); K1=(L1*cos(th)-L2*cos(th+64800*Q0*(th-1/180*t2*pi)2/(t3-t2)2/pi2+Q01)*(1+129600*Q0*(th-1/180*t2*pi)/(t3-t2)2/pi2)*(-L1*cos(th)+L2*cos(th+64800*Q0*(th-1/180*t2*pi)2/(t3-t2)2/pi2+Q01)*(1+129600*Q0*(th-1/180*t2*pi)/(t3-t2)2/pi2)2+129600*L2*sin(th+64800*Q0*(th-1/180*t2*pi)2/(t3-t2)2/p
12、i2+Q01)*Q0/(t3-t2)2/pi2)-(-L1*sin(th)+L2*sin(th+64800*Q0*(th-1/180*t2*pi)2/(t3-t2)2/pi2+Q01)*(1+129600*Q0*(th-1/180*t2*pi)/(t3-t2)2/pi2)2-129600*L2*cos(th+64800*Q0*(th-1/180*t2*pi)2/(t3-t2)2/pi2+Q01)*Q0/(t3-t2)2/pi2)*(-L1*sin(th)+L2*sin(th+64800*Q0*(th-1/180*t2*pi)2/(t3-t2)2/pi2+Q01)*(1+129600*Q0*(t
13、h-1/180*t2*pi)/(t3-t2)2/pi2)/(L1*cos(th)-L2*cos(th+64800*Q0*(th-1/180*t2*pi)2/(t3-t2)2/pi2+Q01)*(1+129600*Q0*(th-1/180*t2*pi)/(t3-t2)2/pi2)2+(-L1*sin(th)+L2*sin(th+64800*Q0*(th-1/180*t2*pi)2/(t3-t2)2/pi2+Q01)*(1+129600*Q0*(th-1/180*t2*pi)/(t3-t2)2/pi2)2)(3/2); kr=1/abs(K1); if kkr k=kr; thk=th; ende
14、ndi=i-1;t=round(t3-t2)/2+t2);if(t(t3-t2)/2+t2) t=t+1; i=i+1;endif(t(t3-t2)/2+t2|rem(t,360/n)0) i=i+1;endwhile rem(t,360/n)0 t=t+1;endfor th=(t*pi/180):(2*pi/n):(t3*pi/180) i=i+1; Q=Q0-2*Q0*(t3*pi/180-th)2/(t3-t2)*pi/180)2; x(i)=L1*sin(th)-L2*sin(th+Q+Q01);y(i)=L1*cos(th)-L2*cos(th+Q+Q01); DX2=L1*cos
15、(th)+L2*cos(-th-Q0+64800*Q0*(1/180*t3*pi-th)2/(t3-t2)2/pi2-Q01)*(-1-129600*Q0*(1/180*t3*pi-th)/(t3-t2)2/pi2); DY2=-L1*sin(th)+L2*sin(-th-Q0+64800*Q0*(1/180*t3*pi-th)2/(t3-t2)2/pi2-Q01)*(-1-129600*Q0*(1/180*t3*pi-th)/(t3-t2)2/pi2); ths2=DX2/sqrt(DX22+DY22); thc2=-DY2/sqrt(DX22+DY22); xx(i)=x(i)-Rr*th
16、c2;yy(i)=y(i)-Rr*ths2; dQ2=129600*Q0*(1/180*t3*pi-th)/(t3-t2)2/pi2; a=atan(L2*abs(dQ2)-(L1*cos(Q01+Q)-L2)/(L1*sin(Q01+Q); if amax1 max1=a; th1=th; end %K2=subs(K2);K2=(L1*cos(th)+L2*cos(-th-Q0+64800*Q0*(1/180*t3*pi-th)2/(t3-t2)2/pi2-Q01)*(-1-129600*Q0*(1/180*t3*pi-th)/(t3-t2)2/pi2)*(-L1*cos(th)+L2*c
17、os(-th-Q0+64800*Q0*(1/180*t3*pi-th)2/(t3-t2)2/pi2-Q01)*(-1-129600*Q0*(1/180*t3*pi-th)/(t3-t2)2/pi2)2+129600*L2*sin(-th-Q0+64800*Q0*(1/180*t3*pi-th)2/(t3-t2)2/pi2-Q01)*Q0/(t3-t2)2/pi2)-(-L1*sin(th)-L2*sin(-th-Q0+64800*Q0*(1/180*t3*pi-th)2/(t3-t2)2/pi2-Q01)*(-1-129600*Q0*(1/180*t3*pi-th)/(t3-t2)2/pi2)
18、2+129600*L2*cos(-th-Q0+64800*Q0*(1/180*t3*pi-th)2/(t3-t2)2/pi2-Q01)*Q0/(t3-t2)2/pi2)*(-L1*sin(th)+L2*sin(-th-Q0+64800*Q0*(1/180*t3*pi-th)2/(t3-t2)2/pi2-Q01)*(-1-129600*Q0*(1/180*t3*pi-th)/(t3-t2)2/pi2)/(L1*cos(th)+L2*cos(-th-Q0+64800*Q0*(1/180*t3*pi-th)2/(t3-t2)2/pi2-Q01)*(-1-129600*Q0*(1/180*t3*pi-
19、th)/(t3-t2)2/pi2)2+(-L1*sin(th)+L2*sin(-th-Q0+64800*Q0*(1/180*t3*pi-th)2/(t3-t2)2/pi2-Q01)*(-1-129600*Q0*(1/180*t3*pi-th)/(t3-t2)2/pi2)2)(3/2); kr=1/abs(K2); if kkr k=kr; thk=th; end endif maxmax1|max0 t=t-1; endfor th=(t*pi/180):2*pi/n:(t4*pi/180) i=i+1; x(i)=L1*sin(th)-L2*sin(th+Q0+Q01);y(i)=L1*co
20、s(th)-L2*cos(th+Q0+Q01); xx(i)=(rh-Rr)/rh*x(i);yy(i)=(rh-Rr)/rh*y(i);endi=i-1;t=round(t4);if rem(t,360/n)0 i=i+1;end while rem(t,360/n)0 t=t+1; endfor th=(t*pi/180):(2*pi/n):(t5*pi/180) i=i+1; Q=Q0*(1+cos(pi*(th-(t*pi/180)/(2*pi-t4*pi/180)/2; Q1=-pi*(Q0)*sin(pi*(th-(t*pi/180)/(2*pi-t4*pi/180)/2/(2*p
21、i-t4*pi/180); Q2=-pi2*(Q0)*cos(pi*(th-(t*pi/180)/(2*pi-t4*pi/180)/2/(2*pi-t4*pi/180)2; x(i)=L1*sin(th)-L2*sin(th+Q+Q01);y(i)=L1*cos(th)-L2*cos(th+Q+Q01); DX3=L1*cos(th)-L2*cos(th+Q+Q01)*(1+Q1); DY3=-L1*sin(th)+L2*sin(th+Q+Q01)*(1+Q1); ths3=DX3/sqrt(DX32+DY32); thc3=-DY3/sqrt(DX32+DY32); xx(i)=x(i)-R
22、r*thc3;yy(i)=y(i)-Rr*ths3; dQ3=Q1; a=atan(L2*abs(dQ3)+(L1*cos(Q01+Q)-L2)/(L1*sin(Q01+Q); if amax2 max2=a; th2=th; end %K3=subs(K3); K3=(DX3*(-L1*cos(th)+L2*cos(th+Q+Q01)*(1+Q1)2+L2*sin(th+Q+Q01)*(Q2)-(-L1*sin(th)+L2*sin(th+Q+Q01)*(1+Q1)2-L2*cos(th+Q+Q01)*(Q2)*(-L1*sin(th)+L2*sin(th+Q+Q01)*(1+Q1)/(L1
23、*cos(th)-L2*cos(th+Q+Q01)*(1+Q1)2+(-L1*sin(th)+L2*sin(th+Q+Q01)*(1+Q1)2)(3/2); kr=1/abs(K3); if kkr k=kr; thk=th; endendth1=th1*180/pi;th2=th2*180/pi;thk=thk*180/pi;d(1)=max1*180/pi;d(2)=th1;d(3)=max2*180/pi;d(4)=th2;d(5)=k;d(6)=thk;d(7)=R0;data(1,:)=x;data(2,:)=y;data(3,:)=xx;data(4,:)=yy;if max1a1
24、|max2a2|(k-Rr)a1 disp(无法满足条件，求出的结果为推程压力角最小时的解！);endfprintf(推程最大压力角=%fn对应转角=%fn回程最大压力角=%fn对应转角=%fn最小曲率半径Pmin=%fn对应转角=%fn最后确定基圆半径=%fn,d(1),d(2),d(3),d(4),d(5),d(6),d(7);disp(正在导出数据，请稍候);title=凸轮转角;理论轮廓X;理论轮廓Y;实际轮廓X;实际轮廓Y;xlswrite(data.xls, title);dd=0:360/n:360;dd=dd data;xlswrite(data.xls, dd,A2:E362
25、);disp(数据导出完毕，请查看当前目录下的data.xls文件);四 运算结果及凸轮机构图4.1 A组4.1.1 交互界面图及凸轮机构图4.1.2 轮廓线坐标凸轮转角理论轮廓X理论轮廓Y实际轮廓X实际轮廓Y0-24.716710.86667-15.56246.8419753-24.114112.14535-15.1837.647076-23.445413.39074-14.76198.4312059-22.712514.59942-14.30059.1922312-21.917315.7681-13.79989.9280615-21.06216.89355-13.261310.636681
26、8-20.14917.9727-12.686411.3161421-19.180819.00258-12.076811.9645924-18.1619.98038-11.434112.5802427-17.089420.90342-10.7613.1614130-15.97221.76916-10.056413.7065133-14.810822.57524-9.325314.2140436-13.60923.31943-8.5686114.6826139-12.369923.99971-7.7884415.1109342-11.096924.61421-6.9869215.4978445-9.7934625.16124-6.1662515.8422648-8.463225.63931-5.3286816.1432751-7.1097426.0471-4.476516.4000354-5.736826.3835-3.6120616.61183
