1、机械原理课程设计报告附 2：习题 4-3 解答（1 ）凸轮的理论廓线方程： 020()sincosixeysr式 中（2 ）从动件在不同阶段的位移方程： sin()0,12305,3 06hsh 中中（3 ）求解凸轮的实际廓线： 2222ar00x=-cosyinsicos()cosinsiicodxyddxyxeddy中中机械原理课程设计报告同样，由于位移 s 与从动件所处的运动阶段有关，所以有： 2co()0,1205s ,3 06hd 中中（4 ）代入已知条件，并用 Matlab 语言编程求解，编程代码如下：disp * 偏置直动滚子从动件盘形凸轮设计 *disp 已知条件:disp 凸
2、轮作逆时针方向转动,从动件偏置在凸轮轴心的右边disp 从动件在推程作摆线运动规律运动,在回程作等速运动规律运动ro = 50;rr = 10;e = 12;h = 30;ft = 120;fs = 30;fh = 150;fprintf (1, 基圆半径 ro = %3.4f mm n,ro)fprintf (1, 滚子半径 rr = %3.4f mm n,rr)fprintf (1, 推杆偏距 e = %3.4f mm n,e)fprintf (1, 推程行程 h = %3.4f mm n,h)fprintf (1, 推程运动角 ft = %3.4f 度 n,ft)fprintf (1,
3、远休止角 fs = %3.4f 度 n,fs)fprintf (1, 回程运动角 fh = %3.4f 度 n,fh)hd = pi / 180;du = 180 / pi;so = sqrt( ro2 - e2 );d1 = ft + fs;d2 = ft + fs + fh;disp disp 计算过程和输出结果:disp 1-1 推程(摆线运动规律运动 )s = zeros(ft);ds = zeros(ft);d2s = zeros(ft);for f = 1 : fts(f) = h * f / ft - h * sin(2 * pi * f / ft) / (2 * pi);s =
4、 s(f);ds(f) = h / (ft * hd) - h / (ft * hd) * cos(2 * pi * f / ft);ds = ds(f);d2s(f) = 2 * pi * h / (ft * hd) 2 * sin(2 * pi * f / ft);d2s = d2s(f);enddisp 1-2 回程(等速运动规律运动 )s = zeros(fh);ds = zeros(fh);d2s = zeros(fh);for f = d1 : d2s(f) = h - h * (f-150) / fh; s = s(f);ds(f) = - h / (fh * hd);ds =
5、ds(f);d2s(f) = 0;d2s = d2s(f);enddisp 2- 计算凸轮理论廓线与实际廓线的直角坐标机械原理课程设计报告n = 360;s = zeros(n);ds = zeros(n);r = zeros(n);rp = zeros(n);x = zeros(n);y = zeros(n);dx = zeros(n);dy = zeros(n);xx = zeros(n);yy = zeros(n);xa = zeros(n);ya = zeros(n);xxa = zeros(n);yya = zeros(n);for f = 1 : nif f ft ds = 0;e
6、nd xx(f) = (so + s) * sin(f * hd) + e * cos(f * hd); x = xx(f);yy(f) = (so + s) * cos(f * hd) - e * sin(f * hd); y = yy(f);dx(f) = (ds - e) * sin(f * hd) + (so + s) * cos(f * hd); dx = dx(f);dy(f) = (ds - e) * cos(f * hd) - (so + s) * sin(f * hd); dy = dy(f);xxa(f) = x + rr * dy / sqrt(dx 2 + dy 2);
7、xa = xxa(f);yya(f) = y - rr * dx / sqrt(dx 2 + dy 2);ya = yya(f);r(f) = sqrt (x 2 + y 2 );rp(f) = sqrt (xa 2 + ya 2 ); enddisp 2-1 推程(摆线运动规律运动 )disp 凸轮转角 理论 x 理论 y 实际 x 实际 yfor f = 10 : 10 :ftnu = f xx(f) yy(f) xxa(f) yya(f);disp(nu)enddisp 2-2 回程(等速运动规律运动 )disp 凸轮转角 理论 x 理论 y 实际 x 实际 yfor f = d1 :
8、10 : d2nu = f xx(f) yy(f) xxa(f) yya(f);disp(nu)enddisp 2-3 凸轮轮廓向径disp 凸轮转角 理论 r 实际 rfor f = 10 : 10 : nnu = f r(f) rp(f);disp(nu)end机械原理课程设计报告disp 绘制凸轮的理论轮廓和实际轮廓:plot(xx,yy,r-.) % 理论轮廓(红色,点划线)axis (-(ro+h-10) (ro+h+10) -(ro+h+10) (ro+rr+10) % 横轴和纵轴的下限和上限axis equal % 横轴和纵轴的尺度比例相同text(ro+h+3,0,X) % 标
9、注横轴text(0,ro+rr+3,Y) % 标注纵轴text(-5,5,O) % 标注直角坐标系原点title(偏置直动滚子从动件盘形凸轮设计) % 标注图形标题hold on; % 保持图形plot(-(ro+h) (ro+h),0 0,k) % 横轴(黑色)plot(0 0,-(ro+h) (ro+rr),k) % 纵轴(黑色)plot(e e,0 (ro+rr),k-) % 初始偏置位置(黑色,虚线)ct = linspace(0,2*pi); % 画圆的极角变化范围plot(ro*cos(ct),ro*sin(ct),g) % 基圆(绿色)plot(e*cos(ct),e*sin(c
10、t),c-) % 偏距圆(蓝绿色,虚线) plot(e + rr*cos(ct),so + rr*sin(ct),y) % 滚子圆(黄色) plot(xxa,yya,b) % 实际轮廓(蓝色)（5 ）求解凸轮理论廓线和实际廓线坐标值如下：* 偏置直动滚子从动件盘形凸轮设计 *已知条件:凸轮作逆时针方向转动,从动件偏置在凸轮轴心的右边从动件在推程作摆线运动规律运动,在回程作等速运动规律运动基圆半径 ro = 50.0000 mm 滚子半径 rr = 10.0000 mm 推杆偏距 e = 12.0000 mm 推程行程 h = 30.0000 mm 推程运动角 ft = 120.0000 度 远
11、休止角 fs = 30.0000 度 回程运动角 fh = 150.0000 度 计算过程和输出结果:1-1 推程(摆线运动规律运动 )1-2 回程(等速运动规律运动)计算凸轮理论廓线与实际廓线的直角坐标2-1 推程(摆线运动规律运动 )凸轮转角 理论 x 理论 y 实际 x 实际 y10.0000 20.2659 45.8284 16.5674 36.537520.0000 28.1734 42.3200 23.8536 33.301230.0000 36.0243 38.3959 31.4216 29.518140.0000 44.1625 33.9622 39.1460 25.31155
12、0.0000 52.6430 28.5078 46.7788 20.407760.0000 61.0261 21.3770 53.9159 14.3453机械原理课程设计报告70.0000 68.4036 12.1267 59.9368 6.805780.0000 73.6533 0.8019 64.1128 -2.194690.0000 75.8133 -12.0000 65.8180 -12.3064100.0000 74.4098 -25.3056 64.6887 -22.9602110.0000 69.5921 -38.0996 60.7079 -33.5092120.0000 62.
13、0165 -49.6616 54.2107 -43.41102-2 回程(等速运动规律运动 )凸轮转角 理论 x 理论 y 实际 x 实际 y150.0000 28.8770 -74.0165 25.2424 -64.7004160.0000 14.9014 -76.0270 14.3851 -66.0404170.0000 1.1258 -75.4900 2.4259 -65.5749180.0000 -12.0000 -72.5386 -8.9229 -63.0238190.0000 -24.0666 -67.3832 -19.3110 -58.5864200.0000 -34.7179
14、-60.3010 -28.4390 -52.5180210.0000 -43.6616 -51.6242 -36.0665 -45.1192220.0000 -50.6772 -41.7260 -42.0190 -36.7223230.0000 -55.6208 -31.0065 -46.1908 -27.6786240.0000 -58.4280 -19.8770 -48.5462 -18.3440250.0000 -59.1126 -8.7451 -49.1177 -9.0659260.0000 -57.7635 1.9999 -48.0018 -0.1704270.0000 -54.53
15、86 12.0000 -45.3524 8.0487280.0000 -49.6567 20.9409 -41.3723 15.3401290.0000 -43.3865 28.5615 -36.3031 21.5028300.0000 -36.0357 34.6616 -30.4141 26.39132-3 凸轮轮廓向径凸轮转角 理论 r 实际 r10.0000 50.1094 40.118220.0000 50.8402 40.962930.0000 52.6498 43.111940.0000 55.7114 46.616350.0000 59.8663 51.036660.0000 6
16、4.6619 55.791770.0000 69.4702 60.322080.0000 73.6577 64.150490.0000 76.7571 66.9586100.0000 78.5951 68.6426110.0000 79.3387 69.3420120.0000 79.4501 69.4501130.0000 79.4501 69.4501140.0000 79.4501 69.4501150.0000 79.4501 69.4501160.0000 77.4736 67.5889170.0000 75.4984 65.6197180.0000 73.5245 63.6524机
17、械原理课程设计报告190.0000 71.5521 61.6869200.0000 69.5812 59.7237210.0000 67.6121 57.7628220.0000 65.6448 55.8044230.0000 63.6795 53.8489240.0000 61.7165 51.8964250.0000 59.7559 49.9474260.0000 57.7981 48.0021270.0000 55.8432 46.0611280.0000 53.8916 44.1247290.0000 51.9438 42.1935300.0000 50.0000 40.2681310.0000 50.0000 40.0000320 50 40330.0000 50.0000 40.0000340 50 40350.0000 50.0000 40.0000360.0000 50.0000 40.0000（6 ）由 Matlab 绘制的实际图轮廓线和理论图轮廓线如下：图例：绿色基圆；红色点划线理论廓线；蓝色实际廓线；黄色滚子圆；蓝绿色，虚线偏距圆；黑色，虚线初始偏置位置；
