机械原理大作业3 凸轮结构设计.doc

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1、机械原理大作业（二）作业名称：机械原理设计题目：凸轮机构设计院系：机电工程学院班级：设计者：学号：指导教师：丁刚陈明设计时间：哈尔滨工业大学机械设计1.设计题目如图所示直动从动件盘形凸轮机构，根据其原始参数设计该凸轮。表一：凸轮机构原始参数序号升程（mm)升程运动角（º）升程运动规律升程许用压力角（º）回程运动角（º）回程运动规律回程许用压力角（º）远休止角（º）近休止角（º）1280150正弦加速度30100正弦加速度6060502.凸轮推杆运动规律(1)推杆升程运动方程S=h[φ/Φ0-sin(2πφ/Φ0)]V=hω1/Φ0[1-cos(2πφ/Φ0)]a

2、=2πhω12sin(2πφ/Φ0)/Φ02式中：h=150，Φ0=5π/6，0<=φ<=Φ0，ω1=1（为方便计算）(2)推杆回程运动方程S=h[1-T/Φ1+sin(2πT/Φ1)/2π]V=-hω1/Φ1[1-cos(2πT/Φ1)]a=-2πhω12sin(2πT/Φ1)/Φ12式中：h=150，Φ1=5π/9，7π/6<=φ<=31π/18，T=φ-7π/63.运动线图及凸轮线图运动线图：用Matlab编程所得源程序如下：t=0:pi/500:2*pi;w1=1;h=150;leng=length(t);form=1:leng;ift(m)<=5*pi

3、/6S(m)=h*(t(m)/(5*pi/6)-sin(2*pi*t(m)/(5*pi/6))/(2*pi));v(m)=h*w1*(1-cos(2*pi*t(m)/(5*pi/6)))/(5*pi/6);a(m)=2*h*w1*w1*sin(2*pi*t(m)/(5*pi/6))/((5*pi/6)*(5*pi/6));%求退程位移，速度，加速度elseift(m)<=7*pi/6S(m)=h;v(m)=0;a(m)=0;%求远休止位移，速度，加速度elseift(m)<=31*pi/18T(m)=t(m)-21*pi/18;S(m)=h*(1-T(m)/(5

4、*pi/9)+sin(2*pi*T(m)/(5*pi/9))/(2*pi));v(m)=-h/(5*pi/9)*(1-cos(2*pi*T(m)/(5*pi/9)));a(m)=-2*pi*h/(5*pi/9)^2*sin(2*pi*T(m)/(5*pi/9));%求回程位移，速度，加速度elseS(m)=0;v(m)=0;a(m)=0;%求近休止位移，速度，加速度endend推杆位移图推杆速度图推杆加速度图4.确定凸轮基圆半径和偏距在凸轮机构的ds/dφ-s线图里再作斜直线Dtdt与升程的[ds/dφ-s(φ)]曲线相切并使与纵坐标夹角为升程许用压力角[α]，

5、则Dtdt线的右下方为选择凸轮轴心的许用区。作斜直线Dt'dt'与回程的曲线相切，并使与纵坐标夹角为回程的许用压力角[α]，则Dt'dt'线的左下方为选择凸轮轴心的许用区。考虑到升程开始瞬时机构压力角也不超过许用值，自B0点作限制线B0d0''与纵坐标夹角为升程[α]，则两直线Dtdt和B0d0''组成的dtO1d0''以下区域为选取凸轮中心的许用区，如选O点作为凸轮回转中心，在推程和回程的任意瞬时，凸轮机构压力角均不会超过许用值，此时凸轮的基圆半径r0=OB0，偏距为e。若选在O1点则O1B0为凸轮最小基圆半径r0min。%求ds/dα-sS线图v1=-v;p

6、lot(v1,S);title('ds/dphi-S');holdon;gridon;%求Dtdt线form=1:lengifv1(m)<0b(m)=(S(m)-tan(120*pi/180)*v1(m));elseb(m)=0;endendk=1;form=1:lengifb(k)>b(m)k=m;endendX3=-150:150;Y3=tan(120*pi/180)*X3+b(k);plot(X3,Y3);holdon%求Dt'dt'线form=1:lengifv1(m)>0b(m)=(S(m)-tan(30*pi/180)*v1(m));elseb(m

7、)=0;endendn=1;form=1:lengifb(n)>b(m)n=m;endendX=-150:150;Y=tan(30*pi/180)*X+b(n);plot(X,Y);holdon%sS轴z=-200:200;plot(0,z,'r');holdon%求B0d0''线Z=-tan(120*pi/180)*X;plot(X,Z);gridon;得最小基圆对应的坐标位置大约为（-40,-80）经计算取偏距e=40mm，r0=89.4mm.5、滚子半径及凸轮理论廓线和实际廓线为求滚子许用半径，须确定最小曲率半径，以防止凸轮工作轮廓出现尖点或出现相交包络线

8、，确定最小曲率半径数学模