harbin institute of technology
机械原理大作业二。
课程名称：
院系： 班级。
姓名。学号。
指导教师。一、设计题目及原始参数。
如图所示直动从动件盘形凸轮机构，其原始参数如**，根据**设计该凸轮机构。
二、凸轮推杆升程、回程运动方程及推杆位移，速度、加速度图。
a．从动件升程运动方程：
升程阶段采用余弦加速度运动规律。
当0≤φ≤2/3π时。
s=60[1-cos3φ/2]
v=90ω1sin3φ/2
a=135ω12cos3φ/2
b.从动件远休止运动方程：
当2/3π≤φ10π/9时。
s=h=120
v=0a=0
c.从动件回程运动方程：
回程阶段采用3-4-5多项式运动规律。
当10π/9≤φ≤29π/18时。
t2=(φ10π/9)/(2)
s=120[1-(10t23-15t24+6t25)]
v=-7200ω1/π*t22(1-2t2+t22)
a=-28800ω12/π2*t2(1-3t2+2t22)
d.近休止运动阶段方程：
当29π/18≤φ≤2π时。
s=0v=0
a=0用matlab作图，为作图方便，取ω1=1rad/s：
位移转角图像。
其编程源**为：
t1=0:0.0001:2.*pi/3;
s1=60.*[1-cos(3*t1/2)];
t2=2.*pi/3:0.0001:10*pi/9;
s2=120;
t3=10.*pi/9:0.0001:29.*pi/18;
t2=(t3-10.*pi./9)./pi./2);
s3=120.*(1-(10.*t2.^3-15.*t2.^4+6.*t2.^5));
t4=29.*pi/18:0.0001:2.*pi;
s4=0;plot(t1,s1,t2,s2,t3,s3,t4,s4);
速度转角关系图。
其编程源**为：
t1=0:0.001:2.*pi/3;
v1=90.*2.*sin(3.*t1./2);
t2=2.*pi/3:0.001:10.*pi/9;
v2=0;t3=10*pi/9:0.001:29.*pi/18;
t2=(t3-10.*pi./9)./pi./2);
v3=-7200./pi.*t2.^2.*(1-2.*t2+t2.^2);
t4=25*pi/18:0.001:2*pi;
v4=0;plot(t1,v1,t2,v2,t3,v3,t4,v4);
加速度转角关系图为：
其编程源**为：
t1=0:0.0001:2.*pi/3;
a1=135.*4.*cos(3.*t1/2);
t2=2*pi/3:0.0001:10*pi/9;
a2=0;t3=10.*pi/9:0.0001:29.*pi/18;
t2=(t3-10.*pi./9)./pi./2);
a3=-28800./pi.^2.*t2.*(1-3.*t2+2.*t2.^2);
t4=29*pi/18:0.0001:2*pi;
a4=0;plot(t1,a1,t2,a2,t3,a3,t4,a4);
三、凸轮机构ds/dψ和s的关系图。
因为v2/ω1=ds/dψ，所以ds/dψ就等于推杆速度v。其图像为：
其matlab编程源**为：
t1=0:0.0001:2*pi/3;
x1=90.*sin(3.*t1/2);
y1=60-60.*cos(3.*t1/2);
t2=2.*pi/3:0.0001:10*pi/9;
x2=0;y2=0;
t3=10*pi/9:0.0001:29*pi/18;
t2=(t3-10.*pi./9)./pi./2);
x3=-7200./pi.*t2.^2.*(1-2.*t2+t2.^2);
y3=120.*(1-(10.*t2.^3-15.*t2.^4+6.*t2.^5));
t4=29*pi/18:0.0001:2*pi;
x4=0;y4=0;
plot(x1,y1,x2,y2,x3,y3,x4,y4)
四、滚子半径的确定及凸轮理论轮廓线和实际轮廓线的绘制。
1）、确定凸轮的基圆半径和偏距：依据图可取so=120mm，e=50mm，基圆半径满足关系：r2o=s2o+e2
得基圆半径r0=130mm
程序**。i=1;
for t=0:0.01:2*pi;
i=i+1;
if t<2.*pi/3
ds=90*sin(3*t/2);
s=60-60*cos(3*t/2);
elseif t<10*pi/9
ds=0;s=0;
elseif t<29*pi/18
t2=(t-10.*pi./9)./pi./2);
ds=-7200./pi.*t2.^2.*(1-2.*t2+t2.^2);
s=120.*(1-(10.*t2.^3-15.*t2.^4+6.*t2.^5));
else t<2*pi;
ds=0;s=0;
endds(i)=ds;
s(i)=s;
endk1=tan(pi./2-35.*pi/180);
k2=-tan(pi./2-65.*pi/180);
ym1=0;
ym2=0;
for i=1:630;
if ds(i)>0
y1=-k1.*ds(i)+s(i);
if y1ym1=y1;
endelse
y2=-k2.*ds(i)+s(i);
if y2ym2=y2;
endend
endx=linspace(-150,200,100);
x0=linspace(0,100,100);
y0=-k1.*x0;
y1=k1.*x+ym1;
y2=k2.*x+ym2;
plot(ds,s,x,y1,x,y2,x0,y0)
2）凸轮理论轮廓线。
程序**：t1=0:0.0001:2.*pi/3;
s1=60.*[1-cos(3*t1/2)];
x1=(120+s1).*cos(t1)-exp(1).*sin(t1);
y1=(120+s1).*sin(t1)+exp(1).*cos(t1);
t2=2.*pi/3:0.0001:10*pi/9;
s2=120;
x2=(120+s2).*cos(t2)-exp(1).*sin(t2);
y2=(120+s2).*sin(t2)+exp(1).*cos(t2);
t3=10.*pi/9:0.0001:29.*pi/18;
t2=(t3-10.*pi./9)./pi./2);
s3=120.*(1-(10.*t2.^3-15.*t2.^4+6.*t2.^5));
x3=(120+s3).*cos(t3)-exp(1).*sin(t3);
y3=(120+s3).*sin(t3)+exp(1).*cos(t3);
t4=29.*pi/18:0.0001:2.*pi;
s4=0;x4=(120+s4).*cos(t4)-exp(1).*sin(t4);
y4=(120+s4).*sin(t4)+exp(1).*cos(t4);
plot(x1,y1,x2,y2,x3,y3,x4,y4);
3）确定滚子半径为10mm，则实际轮廓线与理论轮廓线为：
程序源**：
t1=0:0.01:2.*pi/3;
s1=60.*[1-cos(3*t1/2)];
ds1=90.*sin(3.*t1/2);
x1=(120+s1).*cos(t1)-exp(1).*sin(t1);
y1=(120+s1).*sin(t1)+exp(1).*cos(t1);
a1=-(120+s1).*sin(t1)+(ds1-exp(1)).cos(t1);
a2=(120+s1).*cos(t1)+(ds1-exp(1)).sin(t1);
a=sqrt(a1.^2+a2.^2);
x5=x1-10.*a2./a;
y5=y1+10.*a1./a;
t2=2.*pi/3:0.01:10*pi/9;
s2=120;
ds2=0;
x2=(120+s2).*cos(t2)-exp(1).*sin(t2);
y2=(120+s2).*sin(t2)+exp(1).*cos(t2);
a1=-(120+s2).*sin(t2)+(ds2-exp(1)).cos(t2);
a2=(120+s2).*cos(t2)+(ds2-exp(1)).sin(t2);
a=sqrt(a1.^2+a2.^2);
x6=x2-10.*a2./a;
y6=y2+10.*a1./a;
t3=10.*pi/9:0.01:29.*pi/18;
t2=(t3-10.*pi./9)./pi./2);
s3=120.*(1-(10.*t2.^3-15.*t2.^4+6.*t2.^5));
ds3=-7200./pi.*t2.^2.*(1-2.*t2+t2.^2);
x3=(120+s3).*cos(t3)-exp(1).*sin(t3);
y3=(120+s3).*sin(t3)+exp(1).*cos(t3);
a1=-(120+s3).*sin(t3)+(ds3-exp(1)).cos(t3);
a2=(120+s3).*cos(t3)+(ds3-exp(1)).sin(t3);
a=sqrt(a1.^2+a2.^2);
x7=x3-10.*a2./a;
y7=y3+10.*a1./a;
t4=29.*pi/18:0.01:2.*pi;
s4=0;ds4=0;
x4=(120+s4).*cos(t4)-exp(1).*sin(t4);
y4=(120+s4).*sin(t4)+exp(1).*cos(t4);
a1=-(120+s4).*sin(t4)+(ds4-exp(1)).cos(t4);
a2=(120+s4).*cos(t4)+(ds4-exp(1)).sin(t4);
a=sqrt(a1.^2+a2.^2);
x8=x4-10.*a2./a;
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