HarbinInstituteofTechnology機械原理大作業(二)課程名稱：機械原理設計題目：凸輪機構設計7院系：班級：設計者：學號：指導教師：丁剛陳明設計時間：2023年6月哈爾濱工業大學能源科學與工程學院大作業2凸輪機構設計一.設計題目如圖2-1所示直動從動件盤形凸輪機構，其原始參數見表2-1。從表2-1中選擇一組凸輪機構的原始參數，據此設計該凸輪機構。圖2-1圖2-1表2-1凸輪機構原始參數升程〔mm〕升程運動角〔〕升程運動規律升程許用壓力角〔〕回程運動角〔〕回程運動規律回程許用壓力角〔〕遠休止角〔〕近休止角〔〕7090等加等減速4080余弦加速度7090100二.凸輪機構的設計要求1.確定凸輪推桿升程、回程運動方程，并繪制推桿位移、速度、加速度線圖；〔1〕.確定推桿的升程回程運動方程對于不同運動規律的凸輪結構，其上升與下降的方式不一，但遵循同樣的運動順序：上升、遠休止點恒定、下降、近休止點恒定。因此設計它僅需確定這四個階段的角度與位置即可。(2).繪制推桿位移、速度、加速度線圖推桿運動方程：推程運動方程回程運動方程位移圖像程序：fai01=pi/2;fai02=pi/2;fais1=4*pi/9;fais2=5*pi/9;h=70;%推程角、回程角fai1=0:0.001*pi:pi/4;fai2=pi/4:0.001*pi:pi/2;fai3=pi/2:0.001*pi:17*pi/18;fai4=17*pi/18:0.001*pi:13*pi/9;fai5=13*pi/9:0.001*pi:2*pi;%位移方程s1=2*h*(fai1/fai01).^2;s2=h-2*h/(fai01)^2*(fai01-fai2).^2;s3=h+0.*fai3;s4=h/2*(1+cos(pi/fai02.*(fai4-(fai01+fais1))));s5=0+0.*fai5;plot(fai1,s1,fai2,s2,fai3,s3,fai4,s4,fai5,s5);xlabel('角度');ylabel('位移');axis([0,7,-5,75]);title('位移—角度曲線')速度圖像程序令那么可以得到速度圖像的程序%速度方程v1=4*h/(fai01)^2.*fai1;v2=4*h/(fai01)^2.*(fai01-fai2);v3=0.*fai3;v4=-pi*h/(2*fai02)*sin(pi/fai02.*(fai4-(fai01+fais1)));v5=0.*fai5;plot(fai1,v1,fai2,v2,fai3,v3,fai4,v4,fai5,v5);xlabel('角度');ylabel('速度');title('速度-角度曲線');加速度程序及其圖像%加速度方程a1=4*h/(fai01)^2;a2=-4*h/(fai01)^2;a3=0.*fais1;a4=-(pi)^2*h/(2*(fai02)^2)*cos(pi/fai02.*(fai4-(fai01+fais1)));a5=0.*fai5;plot(fai1,a1,fai2,a2,fai3,a3,fai4,a4,fai5,a5);xlabel('角度');ylabel('加速度');title('加速度-角度曲線');(3).繪制凸輪機構的線圖%分別對s1、s2、s3、s4、s5求導fai01=pi/2;fai02=pi/2;fais1=4*pi/9;fais2=5*pi/9;h=70;%推程角、回程角fai1=0:0.001*pi:pi/4;fai2=pi/4:0.001*pi:pi/2;fai3=pi/2:0.001*pi:17*pi/18;fai4=17*pi/18:0.001*pi:13*pi/9;fai5=13*pi/9:0.001*pi:2*pi;ds1=4*h.*fai1/(fai01)^2;ds2=4*h.*(fai01-fai2)/(fai01)^2;ds3=0.*fai3;ds4=-h/2.*sin((fai4-(fai01+fais1))*pi/fai02)*pi/fai02;ds5=0.*fai5;%位移方程s1=2*h*(fai1/fai01).^2;s2=h-2*h/(fai01)^2*(fai01-fai2).^2;s3=h+0.*fai3;s4=h/2*(1+cos(pi/fai02.*(fai4-(fai01+fais1))));s5=0+0.*fai5;plot(ds1,s1,ds2,s2,ds3,s3,ds4,s4,ds5,s5);xlabel('類速度');ylabel('位移');title('位移-類速度曲線');(4).確定凸輪基圓半徑和偏距由圖像可知道凸輪的軸心應該在公共區以下凸輪偏心距取，(5).凸輪的理論輪廓%推程角、回程角fai1=0:0.001*pi:pi/4;fai2=pi/4:0.001*pi:pi/2;fai3=pi/2:0.001*pi:17*pi/18;fai4=17*pi/18:0.001*pi:13*pi/9;fai5=13*pi/9:0.001*pi:2*pi;fai01=pi/2;fai02=pi/2;fais1=4*pi/9;fais2=5*pi/9;h=70;se=200;e=20;%偏距rr=15;%滾子半徑%位移方程s1=2*h*(fai1/fai01).^2;s2=h-2*h/(fai01)^2*(fai01-fai2).^2;s3=h+0.*fai3;s4=h/2*(1+cos(pi/fai02.*(fai4-(fai01+fais1))));s5=0+0.*fai5;ds1=4*h.*fai1/(fai01)^2;ds2=4*h.*(fai01-fai2)/(fai01)^2;ds3=0.*fai3;ds4=-h/2.*sin((fai4-(fai01+fais1))*pi/fai02)*pi/fai02;ds5=0.*fai5;%凸輪的理論輪廓x1=(se+s1).*sin(fai1)+e.*cos(fai1);y1=(se+s1).*cos(fai1)-e.*sin(fai1);x2=(se+s2).*sin(fai2)+e.*cos(fai2);y2=(se+s2).*cos(fai2)-e.*sin(fai2);x3=(se+s3).*sin(fai3)+e.*cos(fai3);y3=(se+s3).*cos(fai3)-e.*sin(fai3);x4=(se+s4).*sin(fai4)+e.*cos(fai4);y4=(se+s4).*cos(fai4)-e.*sin(fai4);x5=(se+s5).*sin(fai5)+e.*cos(fai5);y5=(se+s5).*cos(fai5)-e.*sin(fai5);plot(x1,y1,'b',x2,y2,'b',x3,y3,'b',x4,y4,'b',x5,y5,'b');holdon;dx1=(ds1-e).*sin(fai1)+(se+s1).*cos(fai1);dy1=(ds1-e).*cos(fai1)-(se+s1).*sin(fai1);dx2=(ds2-e).*sin(fai2)+(se+s2).*cos(fai2);dy2=(ds2-e).*cos(fai2)-(se+s2).*sin(fai2);dx3=(ds3-e).*sin(fai3)+(se+s3).*cos(fai3);dy3=(ds3-e).*cos(fai3)-(se+s3).*sin(fai3);dx4=(ds4-e).*sin(fai4)+(se+s4).*cos(fai4);dy4=(ds4-e).*cos(fai4)-(se+s4).*sin(fai4);dx5=(ds5-e).*sin(fai5)+(se+s5).*cos(fai5);dy5=(ds5-e).*cos(fai5)-(se+s5).*sin(fai5);%計算實際輪廓曲線xp1=x1+rr.*dy1/sqrt(dx1.^2+dy1.^2);yp1=y1-rr.*dx1/sqrt(dx1.^2+dy1.^2);xp2=x2+rr.*dy2/sqrt(dx2.^2+dy2.^2);yp2=y2-rr.*dx2/sqrt(dx2.^2+dy2.^2);xp3=x3+rr.*dy3/sqrt(dx3.^2+dy3.^2);yp3=y3-rr.*dx3/sqrt(dx3.^2+dy3.^2);xp4=x4+rr.*dy4/sqrt(dx