哈工大机械原理大作业

发布 2022-07-17 20:37:28 阅读 3033

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。

1)推程运动规律。

推程 式中。

且 (2)回程运动规律。

回程 式中。

3.运动线图及凸轮线图。

采用matlab编程,其源程序如下:

clearclc

x1=linspace(0,5*pi/6,300);

x2=linspace(5*pi/6,43*pi/36,300);

x3=linspace(43*pi/36,7*pi/4,300);

x4=linspace(7*pi/4,2*pi,300);

t1=x1/(5*pi/6)

s1=140*(10*t1.^3-15*t1.^4+6*t1.^5);

s2=140;

t2=9*x3/(5*pi)-43/20;

s3=140*(1-(10*t2.^3-15*t2.^4+6*t2.^5));

s4=0;plot(x1,s1,'k',x2,s2,'k',x3,s3,'k',x4,s4,'k')

xlabel('角度/rad');

ylabel('位移s/mm');

grid;clear

clcx1=linspace(0,5*pi/6,300);

x2=linspace(5*pi/6,43*pi/36,300);

x3=linspace(43*pi/36,7*pi/4,300);

x4=linspace(7*pi/4,2*pi,300);

f1=5*pi/6;

t1=x1/f1;

f2=5*pi/9;

t2=(x3-43*pi/36)*9/(5*pi);

v1=(t1.^2-2*t1.^3+t1.^4)*4200/f1;

v2=0;v3=-30*140*(t2.^2-2*t2.^3+t2.^4)/f2;

v4=0;plot(x1,v1,'k',x2,v2,'k',x3,v3,'k',x4,v4,'k')

xlabel('角度/rad ')

ylabel('速度v/(mm/s)')

grid;clear

clcx1=linspace(0,5*pi/6,300);

x2=linspace(5*pi/6,43*pi/36,300);

x3=linspace(43*pi/36,7*pi/4,300);

x4=linspace(7*pi/4,2*pi,300);

f1=5*pi/6;

t1=x1/f1;

f2=5*pi/9;

t2=(x3-43*pi/36)/f2;

a1=60*140*(t1-3*t1.^2+2*t1.^3)/f1^2;

a2=0;a3=-60*140*(t2-3*t2.^2+2*t2.^3)/f2^2;

a4=0;plot(x1,a1,'k',x2,a2,'k',x3,a3,'k',x4,a4,'k')

xlabel('角度/rad');

ylabel('加速度a/ '

grid;可得运动规律图如下:

推杆位移:推杆速度;

推杆加速度:

3、凸轮机构的-s线图,并依次确定凸轮的基圆半径和偏距。

1)凸轮机构的 -s线图:

clearclc

x1=linspace(0,5*pi/6,300);

x2=linspace(5*pi/6,43*pi/36,300);

x3=linspace(43*pi/36,7*pi/4,300);

x4=linspace(7*pi/4,2*pi,300);

f1=5*pi/6;

t1=x1/f1;

f2=5*pi/9;

t2=(x3-43*pi/36)/f2;

s1=140*(10*t1.^3-15*t1.^4+6*t1.^5);

s2=140;

t2=9*x3/(5*pi)-43/20;

s3=140*(1-(10*t2.^3-15*t2.^4+6*t2.^5));

s4=0;v1=(t1.^2-2*t1.^3+t1.^4)*4200/f1;

v2=0;v3=-30*140*(t2.^2-2*t2.^3+t2.^4)/f2;

v4=0;plot(v1,s1,'r',v2,s2,'r',v3,s3,'r',v4,s4,'r');

xlabel('ds/dψ')

ylabel('位移s/mm');

grid;如图:

2)确定凸轮的基圆半径和偏距:

clearclc

x1=linspace(0,5*pi/6,300);

x2=linspace(5*pi/6,43*pi/36,300);

x3=linspace(43*pi/36,7*pi/4,300);

x4=linspace(7*pi/4,2*pi,300);

f1=5*pi/6;

t1=x1/f1;

f2=5*pi/9;

t2=(x3-43*pi/36)/f2;

s1=140*(10*t1.^3-15*t1.^4+6*t1.^5);

s2=140;

t2=9*x3/(5*pi)-43/20;

s3=140*(1-(10*t2.^3-15*t2.^4+6*t2.^5));

s4=0;v1=(t1.^2-2*t1.^3+t1.^4)*4200/f1;

v2=0;v3=-30*140*(t2.^2-2*t2.^3+t2.^4)/f2;

v4=0;k1=tan(pi/2-40*pi/180);k2=-tan(pi/6);

f=sym('-k1*(2*k/f1^3-6*k^2/f1^4+4*k^3/f1^5)+k^2/f1^3-2*k^3/f1^4+k^4/f1^5=0');

k=solve(f);

t01=k/f1;

s01=140*(10*t01.^3-15*t01.^4+6*t01.^5);

v01=(t01.^2-2*t01.^3+t01.^4)*4200/f1;

c=87.5056;

d=37.7790;%求出推程切点坐标。

x=-200:1:200;

y5=k1*(x-c)+d;

f2=5*pi/9;

k2=-tan(pi/6);

f=sym('-k2*(-2*(k*9/(5*pi)-43/20)*9/(5*pi)+6*(k*9/(5*pi)-43/20)^2*9/(5*pi)-4*(k*9/(5*pi)-43/20)^3*9/(5*pi))-k*9/(5*pi)-43/20)^2+2*(k*9/(5*pi)-43/20)^3-(k*9/(5*pi)-43/20)^4=0');

k=solve(f);

t02=k*9/(5*pi)-43/20;

s02=140*(1-(10*t02.^3-15*t02.^4+6*t02.^5));

v02=-30*140*(t02.^2-2*t02.^3+t02.^4)/f2;

o=29.1715;

p= -118.4712;%求出回程切点坐标。

y6=k2*(x-p)+o;

y7=x*-k1;

plot(v1,s1,v2,s2,v3,s3,v4,s4,x,y5,x,y6,x,y7);

xlabel('ds/dψ')

ylabel('位移s/mm');

grid;如图:

由图确定回转中心所在的区域,取偏距 e=20mm, mm,则mm。

四、滚子半径的确定及凸轮理论轮廓和实际轮廓的绘制。

1)确定滚子半径。

clearclc

s0=80; e=20;r0=sqrt(s0^2+e^2);

for x1=0:0.01:5*pi/6;

t1=x1/(5*pi/6);

s1=140*(10*t1.^3-15*t1.^4+6*t1.^5);

xx1=(s0+s1)*cos(x1)-e*sin(x1);

y1=(s0+s1)*sin(x1)+e*cos(x1);

dxx1=-(s0+s1)*sin(x1)-e*cos(x1);

dy1=(s0+s1)*cos(x1)-e*sin(x1);

d2xx1=-(s0+s1)*cos(x1)+e*sin(x1);

d2y1=-(s0+s1)*sin(x1)-e*cos(x1);

p1=(dxx1^2+dy1^2)^1.5/(dxx1*d2y1-d2xx1*dy1);

plot(x1,p1);

hold on;

endfor x2=5*pi/6:0.01:43*pi/36;

s2=140;

xx2=(s0+s2)*cos(x2)-e*sin(x2);

y2=(s0+s2)*sin(x2)+e*cos(x2);

dxx2=-(s0+s2)*sin(x2)-e*cos(x2);

dy2=(s0+s2)*cos(x2)-e*sin(x2);

d2xx2=-(s0+s2)*cos(x2)+e*sin(x2);

d2y2=-(s0+s2)*sin(x2)-e*cos(x2);

p2=(dxx2^2+dy2^2)^1.5/(dxx2*d2y2-d2xx2*dy2);

plot(x2,p2);

hold on;

endfor x3=43*pi/36:0.01:7*pi/4;

t2=9*x3/(5*pi)-43/20;

s3=140*(1-(10*t2.^3-15*t2.^4+6*t2.^5));

xx3=(s0+s3)*cos(x3)-e*sin(x3);

y3=(s0+s3)*sin(x3)+e*cos(x3);

dxx3=-(s0+s3)*sin(x3)-e*cos(x3);

dy3=(s0+s3)*cos(x3)-e*sin(x3);

d2xx3=-(s0+s3)*cos(x3)+e*sin(x3);

d2y3=-(s0+s3)*sin(x3)-e*cos(x3);

p3=(dxx3^2+dy3^2)^1.5/(dxx3*d2y3-d2xx3*dy3);

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