1、 1 Harbin Institute of Technology 机械原理大作业二 课程名称： 机械原理 设计题目： 凸轮机构设计 姓 名 ： 李清蔚 学 号 ： 1140810304 班 级 ： 1408103 指导教师 ： 林 琳 2 一 .设计题目 设计直动从动件盘形凸 轮机构，其原始参数见表 1 表一： 凸轮机构原始参数 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 （ ） 40 90 等加等减速 30 50 4-5-6-7 多项式 60 100 120 3 二 .凸轮推杆运动规
2、律 （ 1） 推程运动规律（ 等加速等减速运动 ） 推程 F0=90 位移方程如下 ： 速度方程如下： 加速 度方程如下： （ 2） 回程运动规律（ 4-5-6-7 多项式 ） 回程 00 240190 ， F0=90， Fs=100， F0=50 其中 回程过程的位移方程，速度方程， 加速度方程 如下： 4 三 .运动线图及凸轮 sdds线图 本题目采用 Matlab 编程，写出凸轮每一段的运动方程，运用Matlab 模拟将凸轮的运动曲线以及 凸轮形状表 现出来 。 代码见报告的结尾。 1、 程序流程框图 开始 输入 凸轮 推程回程 的运动方程 输入 凸轮基圆偏距等基本参数 输出 ds,dv
3、,da 图像 输出压力角 、曲率半径图像 输出 凸轮的构件形状 结束 5 2、 运动规律 ds 图像 如下： 速度规律 dv 图像如下 ： 加速度 da 规律如下图 ： 6 3.凸轮的基圆半径和偏距 以 ds/df -s 图为基础，可分别作出三条限制线（推程许用压力角的切界限 Dtdt,回程许用压力角的限制线 Dtdt，起始点压力角许用线B0d)，以这三条线可确定最小基圆半径及所对应的偏距 e,在其下方选择一合适点，即可满足压力角的限制条件。 得图如下：得最小基圆对应的坐标位置 O 点 坐标 大约为（ 13， -50） 经计算取偏距 e=13mm， r0=51.67mm. 7 2.绘制理论轮廓
4、线上的压力角曲线和曲率半径曲线 针对凸轮转向及推杆偏置，令 N1=1 凸轮逆时针转 ； N2=1 偏距为正 。 压力角数学模型： 曲率半径数学模型 ： )/)(/()/)(/( )/()/( 22222/322 dxdddydydddx ddyddx 其中： )s i n ()/()c o s ()/(2/ 102212122 NssdsdNeNNddsdxd )c o s ()/(）（sin)/(2/ 202212122 NssdsdNeNNddsdyd 曲率半径 以及压力角的图像如下图： 8 压力角 图像： 曲率半径 图像： 9 3.凸轮理论廓线和实际廓线 理论廓线数学模型： s inc
5、o s)( c o ss in)( 00 essy essx 凸轮实际廓线坐标方程式： 2222)/()/()/()/()/()/(ddyddxddyryyddyddxddxrxxtt其中 R0 为确定的滚子半径， 令 R0=15mm 利用 Matlab 程序写出凸轮的理论廓线和实际廓线以及基圆 、 偏距圆 的 曲线方程，并且进行模拟 ， 可以得出如下凸轮图像 ： 10 *附页 相关程序代码 ： 位移曲线 phi1=linspace(0,90/2/180*pi); % phi2=linspace(90/2/180*pi,90/180*pi); phi0=90/180*pi; h=40; s1=2*h*(phi1/phi0).2; s2=h-2*h*(phi0-phi2).2/(phi0).2; plot(phi1,s1) hold on plot(phi2,s2) hold on phi3=linspace(deg2rad(90),deg2rad(190),1000); % s3=h; plot(phi3,s3,-b) hold on phi4=linspace(deg2rad(190),deg2rad(240); % s4=h*(1-35*(phi4-deg2rad(90)-deg2rad(100)/deg2rad(50).4+84*(phi4
