哈工大机械原理大作业之凸轮结构分析

Harbin Institute of Technology

大作业设计说明书

课程名称： 设计题目： 院 系： 班 级： 设 计 者： 学 号： 指导教师： 设计时间：

哈尔滨工业大学

一、题目：

升/mm 60 程升程运升程运升程许回程运回程运回程许远休止近休止动角/。 动规律 用压力动角/。 动规律 用压力角/。 角/。 角/。 90 等加等40 减速 80 速度 角/。 正弦加70 45 。 145 二、运动方程式与运动曲线： 本实验假设凸轮逆时针旋转。 （1）确定凸轮机构推杆升程、回程运动方程，并绘制推杆位移、速度、加速度线图。（设定角速度为ω1=2π/3） 升程：为等加速等减速（ 0<φ<π/2） 在π/4之前 由公式

得到

在π/4到π/2 有公式可得

s=60-(480/pi^2)*(pi/2-φ)^2 v=（(960*w)/（pi^2））*(pi/2-φ)

a=-1840/pi^2*w^2

回程：为正弦加速度（3π/4<φ<43π/36）

由公式 s = h[1 – T/错误！未找到引用源。 + 1/2πsin(2πT/错误！未找到引用源。)];

v = - hω/错误！未找到引用源。[1 –cos(2πT/

)];

a = -2πh错误！未找到引用源。 sin(2πT/错误！未找到引用源。) ; T = φ–(错误！未找到引用源。)

得到 s=60*(43/16-（9*φ)/（4*π)+1/(2*π)*sin(（9/2）*φ- 27*π/8)); v=-(135/π)*ω1*(1-cos((9/2)*φ-27*π/8));

a = -607.5*ω1^2/π*sin(9*φ/2-27*π/8);

①由MATLAB编程得到位移与转角的曲线： 程序：w = 2*pi/3 x = 0:(pi/100):(pi/4); s1 = (480/pi.^2) * x.^2 v1=(960/(pi.^2))*w.*x; a1 =97.4*w.^2;

t =(pi/4):(pi/100):(pi/2); s11 = 60-(480/pi.^2)*(pi/2-t).^2; v11 = ((960*w)/(pi.^2))*((pi/2-t)); a11=-(1840/pi.^2)*w.^2; y = (pi/2):(pi/1000):(3*pi/4); s2 =60; v2=0; a2 = 0;

z = (3*pi/4 ):(pi/1000):(43*pi/36);

s3 = 60*(43/16 - (9*z)/(4*pi) + 1/(2*pi).*sin ((9/2)*z - 27* pi/8)); v3 = -135/pi * w .* (1 - cos((9/2)*z - 27*pi/8)); a3 = -((607.5 * w.^2)/pi) .*sin(9*z/2 - 27*pi/8); c = (43*pi/36):(pi/100):( 2*pi); s4 = 0; v4 = 0; a4 = 0;

plot(x,s1,'b',t,s11,'b',y,s2,'b',z,s3,'b',c,s4,'b')

xlabel('转角/rad') ylabel('位移/(m/s)') title('位移与转角曲线')

②得到速度与转角的曲线图：

w = 2*pi/3

x = 0:(pi/100):(pi/4); s1 = (480/pi.^2) * x.^2 v1=(960/(pi.^2))*w.*x; a1 =97.4*w.^2;

t =(pi/4):(pi/100):(pi/2); s11 = 60-(480/pi.^2)*(pi/2-t).^2; v11 = ((960*w)/(pi.^2))*((pi/2-t)); a11=-(1840/pi.^2)*w.^2; y = (pi/2):(pi/1000):(3*pi/4); s2 =60; v2=0; a2 = 0;

z = (3*pi/4 ):(pi/1000):(43*pi/36);

s3 = 60*(43/16 - (9*z)/(4*pi) + 1/(2*pi).*sin ((9/2)*z - 27* pi/8)); v3 = -135/pi * w .* (1 - cos((9/2)*z - 27*pi/8)); a3 = -((607.5 * w.^2)/pi) .*sin(9*z/2 - 27*pi/8); c = (43*pi/36):(pi/100):( 2*pi); s4 = 0; v4 = 0; a4 = 0;

plot(x,v1,'b',t,v11,'b',y,v2,'b',z,v3,'b ',c,v4,'b') xlabel('转角/rad') ylabel('速度/(m/s)') title('速度与转角曲线')

③加速度与转角的曲线： 程序：

w = 2*pi/3

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