1、Harbin Institute of Technology机械原理大作业设计说明书 (二）设计题目： 凸轮机构设计 院 系： 船舶与海洋工程学院 班 级： 1313* 设 计 者： 学 号： 指导教师： 哈尔滨工业大学凸轮机构设计一、运动分析题目如图 2-1 所示直动传动件凸轮机构，其原始尺寸参见表 2-1，从表2-1 中选择一组凸轮机构的原始参数，据此设计凸轮机构。表 2-1序号 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(。)1 50 90 等加等 40 80 等速 70 60 130减速2、确定凸轮
2、推杆升程、回程运动方程并绘制推杆位移、速度、加速度的位图（1 ） 推杆推程、回程方程。位移 速度 加速度推程 402204)(hs 2208hv 22084ha推程 2220)(45s )(820v 220回程 182365946510)(0shs 250hv0a（二）、推杆位移、速度、加速度线图：（1）位移曲线：使用 Mat lab 编程，程序见附录程序清单 1图像：0 1 2 3 4 5 6 705101520253035404550（2 ）速度曲线：使用 Mat lab 编程，程序见附录程序清 2图像：0 1 2 3 4 5 6 7-40-20020406080（3 ）加速度曲线：使用
3、Mat lab 编程，程序见附录程序清单 3图像：0 1 2 3 4 5 6 7-10-80-60-40-2002040608010三、 基圆半径与偏心距的确定：绘制 ds/ds 线图：使用 Mat lab 编程，程序见附录程序清单 4由图选择以 ds/df-s(f)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。运算结果如下：-100 -50 0 50 100 150 200 250 300 350 400-250-
4、200-150-100-50050100则可以选取三条线所围成的下侧的点（-30，-200） ，则计算得 e=30,r0=200四确定滚子半径及绘制凸轮理论轮廓曲线和实际轮廓曲线.（一）滚子半径的确定为求滚子许用半径，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，确定最小曲率半径数学模型如下： )/)(/)/)(/ ( 22/32dxdyydx其中： cos)(sin)/(/ 0esdincody sin)/(s)/(2/ 022 desx coiyd利用上式可求的最小曲率半径后可确定实际廓线。理论廓线数学模型：sinco)(i0esyx凸轮实际廓线坐标方程式：其中 rt为确
5、定的滚子半径。2222 )/()/(/)(dydxryxxtt 使用 Matlab 编程，程序见附录程序清单 5，运算结果为 ，则取 rr=15mm9213.min（二) 凸轮轮廓的确定：设凸轮转角为 ，则理论轮廓上的点B 坐标为：其中实际轮廓 B点坐标为; 为理论轮廓在 B 点的法线与 x 轴正方向的夹角。使用 Matlab 编程见附录程序 6 运行结果如下：附录：Mat lab 程序清单程序 1 x1=0:pi/400:pi/4;x2=pi/4:pi/400:pi/2;x3=pi/2:pi/300:5*pi/6;x4=5*pi/6:pi/225:23*pi/18;x5=23*pi/18:1
6、3*pi/1800:2*pi;s1=400*x1.2/pi2;s2=50-400*(pi/2-x2).2/pi2;s3=50;s4=50*(23/8-9*x4/(4*pi);s5=0;plot(x1,s1,x2,s2,x3,s3,x4,s4,x5,s5)程序 2x1=0:pi/400:pi/4;x2=pi/4:pi/400:pi/2;x3=pi/2:pi/300:5*pi/6;x4=5*pi/6:pi/225:23*pi/18;x5=23*pi/18:13*pi/1800:2*pi;v1=800*x1/pi2;v2=800*(pi/2-x2)/pi2;v3=0;v4=-225/(2*pi);v
7、5=0;plot(x1,v1,x2,v2,x3,v3,x4,v4,x5,v5)程序 3x1=0:pi/400:pi/4;x2=pi/4:pi/400:pi/2;x3=pi/2:pi/300:5*pi/6;x4=5*pi/6:pi/225:23*pi/18;x5=23*pi/18:13*pi/1800:2*pi;a1=800/pi2;a2=-800/pi2;a3=0;a4=0;a5=0;plot(x1,a1,x2,a2,x3,a3,x4,a4,x5,a5）程序 4clear;h=50;delta1=90;delta2=60;delta3=80;delta4=130;hd=pi/180;du=18
8、0/pi;n1=delta1+delta2;n3=delta1+delta2+delta3;n=360;for i=1:360if idelta1/2else m=0;break;end; end;if m=0break;end;endfor d2=-500:0for i=n1:n3if s(i)=(k2*ds(i)+d2);else m=1;break;end;end;if m=1break;end;end;figure(1);grid on;hold on;axis equal;i=1:360;plot(ds(i),s(i);x=-100:200;plot(x,x*k1+d1);x=-10
9、0:200;plot(x,x*k2+d2);x=0:200;plot(x,x*k3);程序 5：clear;r0=sqrt(302+2002);rr=15;e=30;h=50;delta1=90;delta2=60;delta3=80;delta4=130;hd=pi/180;du=180/pi;se=200;n1=delta1+delta2;n3=delta1+delta2+delta3;n=360;for i=1:nif idelta1/2ds(i)=0; ds0=ds(i);a(i)=0;endxx(i)=(se+s(i)*sin(i*hd)+e*cos(i*hd);yy(i)=(se+
10、s(i)*cos(i*hd)-e*sin(i*hd);dx(i)=(ds0-e)*sin(i*hd)+(se+s(i)*cos(i*hd);dy(i)=(ds0-e)*cos(i*hd)-(se+s(i)*sin(i*hd); xp(i)=xx(i)+rr*dy(i)/sqrt(dx(i)2+dy(i)2);yp(i)=yy(i)-rr*dx(i)/sqrt(dx(i)2+dy(i)2);endfigure(1);grid on;hold on;axis equal;axis(-(r0+h-30) (r0+h+10) -(r0+h+50) (r0+rr+50);text(r0+h+3,4,X)
11、;text(3,r0+rr+3,Y);text(-6,4,O);title(偏置直动滚子从动件推杆盘形凸轮);xlabel(x/mm);ylabel(y/mm);plot(-(r0+h-40) (r0+h),0 0,k);plot(0 0,-(r0+h) (r0+rr),k);plot(xx,yy,r-);ct=linspace(0,2*pi);plot(r0*cos(ct),r0*sin(ct),g);plot(e*cos(ct),e*sin(ct),c-);plot(e+rr*cos(ct),se+rr*sin(ct),k);plot(e,se,o);plot(e e,se se+30,k);plot(xp,yp,b);
