matlab凸轮轮廓设计及仿真说明书
偏置盘型凸轮创新课程设计
课程名称：机械原理
设计题目：偏置盘型凸轮设计院系：机电学院
班级：09机41
设计者：彭辉
学号：09294040
指导教师：王卫辰
学校：江苏师范大学
前言
凸轮轮廓曲线的设计，一般可分为图解法和解析法．利用图解法能比较方便地绘制出各种平面凸轮的轮廓曲线．但这种方法仅适用于比较简单的结构，用它对复杂结构进行设计则比较困难，而且利用图解法进行结构设计，作图误差较大，对一些精度要求高的结构不能满足设计要求．解析法可以根据设计要求，通过推导机构中各部分之间的几何关系，建立相应的方程，精确地计算出轮廓线上各点的坐标，然后把凸轮的轮廓曲线精确地绘制出来．但是，当从动件运动规律比较复杂时，利用解析法获得凸轮的轮廓曲线的工作量比较大．而MATLAB软件提供了强大的矩阵处理和绘图功能，具有核心函数和工具箱．其编程代码接近数学推导公式，简洁直观，操作简易，人机交互性能好，且可以方便迅速地用三维图形、图像、声音、动画等表达计算结果、拓展思路口。因此，基于MATLAB软件进行凸轮机构的解析法设计，可以解决设计工作量大的问题。
本此课程设计基于MATLAB软件进行凸轮轮廓曲线的解析法设计，并对的运动规律凸轮进行仿真，其具体方法为首先精确地计算出轮廓线上各点的坐标，然后运用MATLAB绘制比较精确的凸轮轮廓曲线和推杆的位移、速度及加速度曲线以及仿真。
目录
前言 1第一章：工作意义 3 1.1本次课程设计意义3 1.2 已知条件4第二章：工作设计过程 5 2.1：设计思路 5 2.2：滚子从动件各个阶段相关方程 6 2.3：盘型凸轮理论与实际轮廓方程 7第三章：工作程序过程 7 3.1：滚子从动件各各阶段MATLAB程序编制 8 3.2：凸轮的理论实际运动仿真程序编制 12 第四章：运行结果 17 4.1：滚子运动的位移图 17 4.2：滚子运动的速度图 17 4.3：滚子运动的加速度图，局部加速度图 18 4.4：滚子运动的仿真图 19 4.5：滚子运动的理论与实际轮廓图 20第五章：设计总结 21 5.1：总结 21第六章：参考文献 22
6.1:参考文献 22
第一章：工作意义
1.1本次课程设计意义
凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，一般为主动件，作等速回转运动或往复直线运动。与凸轮轮廓接触，并传递动力和实现预定的运动规律的构件，一般做往复直线运动或摆动，称为从动件。凸轮机构在应用中的基本特点在于能使从动件获得较复杂的运动规律。因为从动件的运动规律取决于凸轮轮廓曲线，所以在应用时，只要根据从动件的运动规律来设计凸轮的轮廓曲线就可以了。
由凸轮的回转运动或往复运动推动从动件作规定往复移
动或摆动的机构。凸轮具有曲线轮廓或凹槽，有盘形凸轮、圆柱凸轮和移动凸轮等，其中圆柱凸轮的凹槽曲线是空间曲线，因而属于空间凸轮。从动件与凸轮作点接触或线接触，有滚子从动件、平底从动件和尖端从动件等。尖端从动件能与任意复杂的凸轮轮廓保持接触，可实现任意运动，但尖端容易磨损，适用于传力较小的低速机构中。
在带滚子的直动从动件盘形凸轮机构中，凸轮回转一周从动件依次作升-停-降-停4个动作。从动件位移s（或行程高度h）与凸轮转角Φ（或时间t）的关系称为位移曲线。从动件的
行程h有推程和回程。凸轮轮廓曲线决定于位移曲线的形状。在某些机械中，位移曲线由工艺过程决定，但一般情况下只有行程和对应的凸轮转角根据工作需要决定，而曲线的形状则由设计者选定，可以有多种运动规律。传统的凸轮运动规律有等速、等加速－等减速、余弦加速度和正弦加速度等。等速运动规律因有速度突变，会产生强烈的刚性冲击，只适用于低速。等加速-等减速和余弦加速度也有加速度突变,会引起柔性冲击，只适用于中、低速。正弦加速度运动规律的加速度曲线是连续的，没有任何冲击，可用于高速。
曲线是凸轮机构设计的关键，常用的设计方法有解析法和图解法。
在本次课程设计对偏心盘型凸轮进行设计，一方面是为对以前机械原理内容进行加深印象，另一方面是为提高CAE/CAM/CAD计算机辅助设计，为下学期的毕业设计做好前期准备，以及提高自我能力。提高编程能力，理解产品设计相关准备，为以后工作打下及基础。运用计算机进行凸轮设计解析法设计，从而获得设计凸轮实际以及理论轮廓曲线轨迹。
1.2 已知条件
偏心距e=15,基圆半径=40，滚子半径=10，推程运动角Ф=，远休止角Ф=，回程运动角Ф'=,近休止角Ф’=，从动件推杆滚子在推程以等加速等减速运动规律上升，升程规律=60，回程以简谐运动规律返回原处，凸轮逆时针回转，推杆偏于凸轮回转中心的右侧。
(s为滚子推杆从动件移动的规律）升程许用压力角
，回程需用压力角。
第二章：工作设计过程
2.1设计思路
根据机械原理书上用解析法设计凸轮轮廓线的实质是建立凸轮轮廓线的数学方程式。已知偏距e，基圆半径r，从动件的运动规律s＝s(δ)，则理论凸轮轮廓曲线方程：
，。（）而实际凸轮的曲线方程：
以此作为程序编制基础算法，然后明确程序编制需要哪些变量，利用MATLAB中相关函数进行计算，求出需要设计的理论，实际凸轮的轮廓曲线，并且利用PLOT函数进行画图，把从动件加速度，速度，位移进行画出来，并生成一个小型
的动画，进行凸轮与滚子推杆从动件之间运动规律的仿真设计。
2.2：滚子从动件各个阶段相关方程 推程等加速段 ： 2
0φ≤?≤,即50x 0≤≤
根据： ，，
：
2
x
250
3s =
，x 125
3v
=
，125
3a =
。
推程等减速
φ≤?≤φ2
，
即100x 50≤≤
根据：()2
2
h
2h s ?-φφ-=，()?-φφ
ω=h 4v ，φ
ω
-=
2
h 4a
()2
x 100250
3
60s --=,()?-φφ
=
2
h 4v ,125
3a
-=
当处于远休止：s φ+φ≤?≤φ，即160
x 100
≤≤
S=h,v=0,a=0 即：s=60,v=0,a=0
回程简谐远动：'
s s
φ
+φ+φ≤?≤φ
+φ,即250
x 160
≤≤
()?
?
????φ-φ-?φπ
+=s 'cos 12h s ，()s '
'
sin
2h v φ-φ-?φ
πφ
πω-=
，
()s ;
2
'2
2cos
2h a φ-φ-?φ
πφ
ωπ-=
则:??
?
??-+=80x 21cos 3030s ,
??? ??--=80x 21sin 15v
?
?
?
??--=80x 21cos 5.7a
处于近休止：π
≤?≤φ+φ+φ2s
's
，即360
x 250
≤≤
0a ,0v ,0s ===
2.3：盘型凸轮理论与实际轮廓方程
盘型凸轮理论方程：
，
（）
盘型凸轮实际方程：
第三章：工作程序过程
3.1：滚子从动件各各阶段MATLAB 程序编制
求从动件位移，加速度，速度曲线，这里根据前面所列函数，
我定义矩阵步长为pi
π，r0为基圆半径，rr 为滚子半径，
h为升程，e为偏心距，delta01为推程运动角，delta02为远休止角，delta03为回程运动角，hd为角度转换弧度制，du为弧度制转换为角度制，n=360,并定义5个计数向量，分别是tan1,tan2,tan3,tan4,tan4, tan5,分别属于前面讨论5情况
matlab程序：
clear;
r0=40;
rr=10;
h=60;
e=15;
delta01=100;
delta02=60;
delta03=90;
hd=pi/180;
du=180/pi;
se=sqrt(r0*r0-e*e);
n1=delta01+delta02;
n3=delta01+delta02+delta03;
n=360;
tan1=0:pi/200:delta01/2;
s1=2*h*tan1.^2/delta01^2;
v1=4*h*tan1*hd/(delta01*hd)^2;
a1=3/125;
tan2=delta01/2:pi/200:delta01;
s2=h-2*h*(delta01-tan2).^2/delta01^2;
v2=4*h*(delta01-tan2)*hd/(delta01*hd)^2;
a2=-3/125;
tan3=delta01:pi/200:n1;
s3=h;
v3=0;
a3=0;
tan4=n1:pi/200:n3;
k=tan4-n1;
s4=0.5*h*(1+cos(pi*k/delta03));
v4=-0.5*pi*h*sin(pi*k/delta03)/(delta03*hd)^2; a4=0.5*pi*pi*h*cos(pi*k/delta03)/(delta03*hd)^2; tan5=n3:pi/200:n;
s5=0;
v5=0;
a5=0;
figure(1);
hold on;grid on;
title('偏置盘形凸轮从动件位移');
xlabel('x/mm');
ylabel('y/mm');
plot([-(r0+h-40) (r0+h)],[0 0],'k');
plot([0,0],[-(r0+h) (r0+rr)],'k');
plot(tan1,s1,'r',tan2,s2,'r',tan3,s3,'r',tan4,s4,'r',tan5,s 5,'r');
figure(2);
title('偏置盘形凸轮从动件速度');
hold on;grid on;
xlabel('x/mm');
ylabel('y/mm');
plot([-(r0+h-40) (r0+h)],[0 0],'k');
plot([0,0],[-(r0+h) (r0+rr)],'k');
plot(tan1,v1,'r',tan2,v2,'r',tan3,v3,'r',tan4,v4,'r',tan5,v 5,'r');
figure(3);
title('偏置盘形凸轮从动件加速度');
hold on;grid on;
xlabel('x/mm');
ylabel('y/mm');
plot(tan1,a1,'r',tan2,a2,'r',tan3,a3,'r',tan4,a4,'r',tan5,a 5,'r');
figure(4);
title('偏置盘形凸轮从动件局部加速度');
hold on;grid on;
xlabel('x/mm');
ylabel('y/mm');
plot(tan1,a1,'r',tan2,a2,'r',tan3,a3,'r',tan5,a5,'r');
在这里figure（1）代表从动件位移曲线，figure（2）代表从动件速度曲线，figure（3）代表从动件全部加速度曲线，Figure(4)代表从动件局部加速度，因为在第四段曲线跳跃太大所以多一个图进行观察。
3.2：凸轮的理论实际运动仿真程序编制
因为所需要变量跟前面曲线程序一样所以这里就不重复，基本算法流程图：
matlab程序：
程序流程图一clear;
r0=40;
rr=10;
h=60;
e=15;
delta01=100;
delta02=60;
delta03=90;
hd=pi/180;
du=180/pi;
se=sqrt(r0*r0-e*e);
n1=delta01+delta02;
n3=delta01+delta02+delta03;
n=360;
for i=1:n
if i<=delta01/2
s(i)=2*h*i^2/delta01^2;
ds(i)=4*h*i*hd/(delta01*hd)^2; ds=ds(i);
elseif i>delta01/2 & i<=delta01
s(i)=h-2*h*(delta01-i)^2/delta01^2;
ds(i)=4*h*(delta01-i)*hd/(delta01*hd)^2; ds=ds(i); elseif i>delta01 & i<=n1
s(i)=h; ds=0;
elseif i>n1 & i<=n3
k=i-n1;
s(i)=0.5*h*(1+cos(pi*k/delta03));
ds(i)=-0.5*pi*h*sin(pi*k/delta03)/(delta03*hd)^2; ds=ds(i);
elseif i>n3 & i<=n
s(i)=0;; ds=0;
end
xx(i)=(se+s(i))*sin(i*hd)+e*cos(i*hd);
yy(i)=(se+s(i))*cos(i*hd)-e*sin(i*hd);
dx(i)=(ds-e)*sin(i*hd)+(se+s(i))*cos(i*hd);
dy(i)=(ds-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);
end
figure(1)
hold on;grid on; axis equal;
axis([-(r0+h-30) (r0+h+10) -(r0+h+10) (r0+rr+10)]); text(r0+h+3,4,'X');
text(3,r0+rr+3,'Y');
text(-6,4,'0');
title('偏置盘形凸轮设计');
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');
xp0=(r0-rr)/r0*e;
yp0=(r0-rr)/r0*se;
dss=sqrt(diff(xp).^2+diff(yp).^2);
ss(1)=sqrt((xp(1)-xp0)^2+(yp(1)-yp0)^2);
for i=1:359
ss(i+1)=ss(i)+dss(i);
end
phi=ss/rr;
figure(2)
m=moviein(20);
j=0;
for i=1:360
j=j+1;
delta(i)=i*hd;
xy=[xp',yp'];
A1=[cos(delta(i)),sin(delta(i));-sin(delta(i)),cos(delta(i) )];
xy=xy*A1;
clf;
plot(xy(:,1),xy(:,2));
hold on;
axis equal;
axis([-(120) (470) -(100) (140)]);
plot([-(r0+h-40) (r0+h)],[0 0],'k');
plot([0 0],[-(r0+h) (r0+rr)],'k');
plot(r0*cos(ct),r0*sin(ct),'g');
plot(e*cos(ct),e*sin(ct),'c-');
plot(e+rr*cos(ct),se+s(i)+rr*sin(ct),'k');
plot([ee+rr*cos(-phi(i))],[se+s(i)se+s(i)+rr*sin( -phi(i))] ,'k');
plot([e e],[se+s(i) se+s(i)+40],'k');
plot([1:360]+r0+h,s+se);
plot([(r0+h) (r0+h+360)],[se se],'k');
plot([(r0+h) (r0+h)],[se se+h],'k');
plot(i+r0+h,s(i)+se,'*');
title('偏置凸轮设计');
xlabel('x/mm')
ylabel('y/mm')
m(j)=getframe;
end
movie(m);
第四章：运行结果4.1
：滚子运动的位移图
4.3：滚子运动的加速度图滚子运动的局部加速度图
图四：速度图图五：全加速度
图六：局部加速度4.4：滚子运动的仿真图
基于MATLAB软件的凸轮轮廓曲线设计_
基于ＭＡＴＬＡＢ软件的凸轮轮廓曲线设 计 摘要：以偏置移动从动件盘形凸轮为例，基于ＭＡＴＬＡＢ软件对凸轮轮廓曲线进行了解析法设计．绘制出轮廓曲线。运行结果表明：在从动件运动规律确定的情况下，利用ＭＡＴＬＡＢ软件以很方便、快捷地得到凸轮的轮廓曲线。 关键词：凸轮机构；凸轮轮廓曲线；ＭＡＴＬＡＢ；解析法 前言 凸轮轮廓曲线的设计，一般可分为图解法和解析法．利用图解法能比较方便地绘制出各种平面凸轮的轮廓曲线．但这种方法仅适用于比较简单的结构，用它对复杂结构进行设计则比较困难，而且利用图解法进行结构设计，作图误差较大，对一些精度要求高的结构不能满足设计要求。解析法可以根据设计要求，通过推导机构中各部分之间的几何关系，建立相应的方程，精确地计算出轮廓线上各点的坐标，然后把凸轮的轮廓曲线精确地绘制出来．但是，当从动件运动规律比较复杂时，利用解析法获得凸轮的轮廓曲线的工作量比较大．而ＭＡＴＬＡＢ软件提供了强大的矩阵处理和绘图功能，具有核心函数和工具箱．其编程代码接近数学推导公式，简洁直观，操作简易，人机交互性能好，且可以方便迅速地用三维图形、图像、声音、动画等表达计算结果、拓展思路［１］。因此，基于ＭＡＴＬＡＢ软件进行凸轮机构的解析法设计，可以解决设计工作量大的问题。 本文基于ＭＡＴＬＡＢ软件进行凸轮轮廓曲线的解析法设计，利用《机械原理》课程的计算机辅助教学，及常用机构的计算机辅助设计．其具体方法为首先精确地计算出轮廓线上各点的坐标，然后运用ＭＡＴＬＡＢ绘制比较精确的凸轮轮廓曲线。
1 设计的意义与已知条件 1.1意义 凸轮机构是由具有曲线轮廓或凹槽的构件，通过高副接触带动从动件实现预期运动规律的一种高副机构，它广泛地应用于各种机械，特别是自动机械、自动控制装置和装配生产线中，是工程实际中用于实现机械化和自动化的一种常用机构。所以，在凸轮的加工中，精确的确定凸轮的轮廓，这对于保证凸轮所带动从动件的运动规律是尤为重要的。 1.2已知条件 偏置移动从动件盘形凸轮设计已知条件（图1）: 凸轮作逆时针方向转动,从动件偏置在凸轮轴心的右边 从动件在推程作等加速/等减速运动,在回程作余弦加速度运动 基圆半径rb = 40 mm，滚子半径rt = 10mm，推杆偏距e = 15 mm， 推程升程h = 50 mm，推程运动角ft = 100度，远休止角fs = 60度 回程运动角fh = 90度，推程许用压力角alp = 35度。
解析法设计凸轮
解析法设计凸轮Ⅱ的实际轮廓曲线代码： Private Sub Command1_Click() Form2.Show '焦点出现form2 End Sub Private Sub Command1_Click() Dim l1, l2, l3 As Single Form2.Picture2.Scale (-0.1, 400)-(7, -400) l1 = -Abs(Form2.Picture1.ScaleHeight / Form2.Picture1.ScaleWidth) l3 = -Abs(Form2.Picture3.ScaleHeight / Form2.Picture3.ScaleWidth) '定义两个图框的高宽比Form2.Picture1.ScaleWidth = 9.5 Form2.Picture3.ScaleWidth = 150 '设定图框的长度 Form2.Picture1.ScaleHeight = l1 * Form2.Picture1.ScaleWidth Form2.Picture3.ScaleHeight = l3 * Form2.Picture3.ScaleWidth Form2.Picture1.ScaleLeft = -0.1 Form2.Picture3.ScaleLeft = -70 Form2.Picture1.ScaleTop = 7 Form2.Picture3.ScaleTop = 63 '规定高度的起点 Dim dt1, dt2, dt3, dt4, dt5, s1, v1, s2, v2, k1, s0 As Single Dim n, m As Integer Dim h, e As Integer Dim dt6, dt7, dt8, dt9, dt10, dt11, x1, y1, x2, y2, r As Single Dim x3, y3, x4, y4, rg '定义各种量 h = Form2.Text3 e = Form2.Text2 k1 = Form2.Text4 s0 = Form2.Text1 rg = Form2.Text5 '试各种变量与文本框相等，用于输入数据 Const pi = 3.1415926 n = 1000 '把每一步定义为360°/1000 dt11 = 0 dt1 = pi / 3 dt2 = pi / 3 dt3 = pi / 2 / n dt4 = 0 dt6 = pi / 18 Form2.Picture3.Line (-70, 0)-(70, 0) Form2.Picture3.Line (0, 70)-(0, -70) Form2.Picture1.Line (0, 0)-(7, 0) Form2.Picture1.Line (0, 6.5)-(0, 0) Form2.Picture2.Line (0, 0)-(7, 0) Form2.Picture2.Line (0, 390)-(0, -390) '画出各个两个图框的坐标轴 s1 = h * ((dt4 / dt1) - Sin(2 * pi * dt4 / dt1) / (2 * pi)) v1 = h * k1 * (1 - Cos(2 * pi * dt4 / dt1)) / dt1 '计算第一个点的速度和推程，选择正弦加速度规
滚子摆动从动件凸轮设计matlab程序
} disp ' ******** 滚子摆动从动件凸轮设计 ********' disp '已知条件:' disp ' 凸轮作顺时针方向转动,从动件做摆动' disp ' 从动件在推程作等加速/等减速运动,在回程作等加速等减速运动' rb =52;rt = 10;qm=15;ft = 60;fs = 10;fh = 60;alp = 35;a=140;l=122;q0=asin(rb/a)*180/pi; fprintf (1,' 基圆半径 rb = % mm \n',rb) fprintf (1,' 滚子半径 rt = % mm \n',rt) fprintf (1,' 起始角度 q0= % mm \n',q0) ; fprintf (1,' 最大摆动角度 qm = % mm \n',qm) fprintf (1,' 推程运动角 ft = % 度 \n',ft) fprintf (1,' 远休止角 fs = % 度 \n',fs) fprintf (1,' 回程运动角 fh = % 度 \n',fh) fprintf (1,' 推程许用压力角 alp = % 度 \n',alp) hd= pi / 180;du = 180 / pi; %角度弧度互换 d1 = ft + fs;d2 = ft + fs + fh; disp ' ' . disp '计算过程和输出结果:' disp ' 1- 计算凸轮理论轮廓的压力角和曲率半径' disp ' 1-1 推程(等加速/等减速运动)' s = zeros(ft);ds = zeros(ft);d2s = zeros(ft);vt=zeros(ft);st1=zeros(ft);at=zeros(ft); at = zeros(ft);atd = zeros(ft);pt = zeros(ft); for f = 1 : ft if f <= ft / 2 s(f)=2*(qm/ft^2)*f^2;st1(f)=s(f);s = s(f); %推程加速方程式 ( ds(f)=(qm/ft^2)*f;vt(f)=ds(f);ds = ds(f); d2s(f)=4*qm/ft;at(f)=d2s(f);d2s = d2s(f); else s(f)=qm-2*qm*(ft-f)^2/ft^2;st1(f)=s(f); s = s(f); %推程减速方程式 ds(f)=4*qm*(ft-f)/ft^2;vt(f)=ds(f);ds = ds(f); d2s(f)=-4 *qm/ft^2;at(f)=d2s(f);d2s = d2s(f);
凸轮运动Matlab仿真-Matlab课程设计
Matlab 课程设计 李俊机自091 设计题目一：凸轮机构设计 已知轮廓为圆形的凸轮（圆的半径为100mm、偏心距为20mm），推杆与凸轮运动中心的距离20mm，滚子半径为10mm，请利用matlab仿真出凸轮推杆的运动轨迹和运动特性（速度，加速度），并利用动画演示出相关轨迹和运动特性。 %总程序代码 clc; clf; clear; p=figure('position',[100 100 1200 600]); for i=1:360 %画圆形凸轮 R=100; %圆形凸轮半径 A=0:0.006:2*pi; B=i*pi/180; e=20; %偏心距 a=e*cos(B);
b=e*sin(B); x=R*cos(A)+a; y=R*sin(A)+b; subplot(1,2,1) plot(x,y,'b','LineWidth',3); %填充 fill(x,y,'y') axis([-R-e,R+e,-R-e,R+e+100]); set(gca,'Xlim',[-R-e,R+e]) set(gca,'Ylim',[-R-e,R+e+100]) axis equal; axis manual; axis off; hold on; plot(a,b,'og') plot(e,0,'or') plot(0,0,'or','LineWidth',3)
%画滚子 gcx=0; %滚子中心X坐标r=10; %滚子半径 gcy=sqrt((R+r)^2-a^2)+b; %滚子中心Y坐标 gx=r*cos(A)+gcx; %滚子X坐标 gy=r*sin(A)+gcy; %滚子Y坐标 plot(gx,gy,'b','LineWidth',2); %画其它部分 plot([0 a],[0 b],'k','LineWidth',4) plot([3 3],[170 190],'m','LineWidth',4) plot([-3 -3],[170 190],'m','LineWidth',4) %画顶杆 gc=120; dgx=[0 0]; dgy=[gcy gcy+gc]; plot(dgx,dgy,'LineWidth',4); hold off
偏置直动滚子推杆盘形凸轮matlab编程(程序)
机械原理大作业 学院：机械与电子信息学院 授课老师：曾小慧 姓名：张京 学号：547 日期：2015-5-23
目录 1.求轮廓曲线 ○1推程阶段 ○2远休止阶段 ○3回程阶段 ○4近休止阶段 ○5Matlab程序设计 ○6轮廓图形 2.求工作廓线 ○1推程阶段 ○2远休止阶段 ○3回程阶段 ○4近休止阶段 ○5Matlab程序设计 ○6轮廓图形 ３．求解最大压力角 ○1压力角公式 ○2MATLAB程序设计 ○3根据MATLAB程序作图可得出其压力角与角度的关系并分析○4失真情况分析 ４．附录 Matlab程序
凸轮轮廓 9-14试设计偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构的理论轮廓曲线和工作廓线。已知凸轮轴置于推杆轴线右侧，偏距e=20mm ，基圆半径ｒ。=50mm ，滚子半径rr=10mm 。凸轮以等角速度沿顺时针方向回转，在凸轮转过角d1=120o的过程中，推杆按正弦加速度运动规律上升h=50mm ；凸轮继续转过d2=30o时，推杆保持不动；其后，凸轮再回转角度d3=60o时，推杆又按余弦加速度运动规律下降至起始位置；凸轮转过一周的其余角度时，推杆又静止不动。 解： 1.求理论廓线 对于偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构，凸轮理论廓线上B 点（即滚子中心）的直角坐标为 ]cos sin )[(0δδe s s x ++-= δδsin cos )(0e s s y -+= （a ） 式中mm mm e r s 826.4520502222 00=-=-= ① 推程阶段 3212001π δ=?= )] 2/()3sin()2/3[()]2/()/2sin()/[(110110111πδπδπδπδδδ-=-=h h s （?? ????=32, 01πδ） ② 远休止阶段 63002π δ=?= 502=s ?? ????=6,02πδ
第9章凸轮机构及其设计(有答案)
1．图示凸轮机构从动件推程运动线图是由哪两种常用的基本运动规律组合而成？并指出有无冲击。如果有冲击，哪些位置上有何种冲击？从动件运动形式为停-升-停。 (1) 由等速运动规律和等加速等减速运动规律组合而成。 (2) 有冲击。 (3) ABCD 处有柔性冲击。 2. 有一对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构，为改善从动件尖端的磨损情况，将其尖端改为滚子，仍使用原来的凸轮，这时该凸轮机构中从动件的运动规律有无变化？简述理 由。 (1) 运动规律发生了变化。 (见下图 ) (2)采用尖顶从动件时，图示位置从动件的速度v O P 2111=ω，采用滚子从动件时，图示位置的速度 '='v O P 2111ω，由于O P O P v v 1111 22≠'≠',；故其运动规律发生改变。
3. 在图示的凸轮机构中，画出凸轮从图示位置转过60?时从动件的位置及从动件的位移s。 总分5分。(1)3 分；(2)2 分 (1) 找出转过60?的位置。 (2) 标出位移s。
4. 画出图示凸轮机构从动件升到最高时的位置，标出从动件行程h ，说明推程运动角和回程运动角的大小。 总分5分。(1)2 分；(2)1 分；(3)1 分；(4)1 分 (1) 从动件升到最高点位置如图示。 (2) 行程h 如图示。 (3)Φ＝δ0－θ (4)Φ'＝δ' 0＋θ
5.图示直动尖顶从动件盘形凸轮机构，凸轮等角速转动，凸轮轮廓在推程运动角Φ=? 从动件行程h=30 mm，要求： （1）画出推程时从动件的位移线图s-?； （2）分析推程时有无冲击，发生在何处？是哪种冲击？ - 总分10分。(1)6 分；(2)4 分 (1)因推程时凸轮轮廓是渐开线，其从动件速度为常数v=r0?ω，其位移为直线， 如图示。
matlab解析法画凸轮轮廓线
m a t l a b解析法画凸轮 轮廓线 -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1
班级：姓名：学号： 基于matlab的凸轮轮廓设计 一、设计凸轮机构的意义 在工业生产中，经常要求机器的某些部件按照规定的准确路线运动，仅应用连杆机构已难以满足这个要求，所以需要利用工作表面具有一定形状的凸轮。凸轮在所有基本运动链中，具有易于设计和能准确预测所产生的运动的优点。如果设计其他机构来产生给定的运功、速度、和加速度，其设计工作是很复杂的，但是设计凸轮机构则比较容易，而且运动准确、有效。所以在许多机器中，如纺织机、包装机、自动机床、自动化专用机床、数控机床、印刷机、内燃机、建筑机械、矿山机械、计算机的辅助装备及农业机具等，都可以找到凸轮机构。 在进行研究时，先设计一个简单的凸轮，在给定的旋转角度内有一定的总升距。设计凸轮轮廓的基本方法是把凸轮固定，使从动件以其与凸轮的相关位置绕凸轮回转而形成凸轮轮廓。因此设计凸轮时，必须画出足够多的点，使凸轮轮廓平滑可靠。 Matlab软件提供了强大的矩阵处理和绘图功能，具有核心函数工具箱。其编程代码接近数学推导公式，简洁直观，操作简易，人机交互性能好。因此，基于matlab软件进行凸轮机构的设计可以解决设计工作量大的问题。运用解析法进行设计，matlab可以精确的计算出轮廓上每一点的坐标，然后更为精确的绘制出凸轮轮廓曲线。 二、设计凸轮机构的已知条件 凸轮做逆时针方向转动，从动件偏置在凸轮轴心右边。从动件在推程做等加/减速运动，在回程做余弦加速运动。基圆半径rb=50mm，滚子半径 rt=10mm，推杆偏距e=10mm，推程升程h=50mm，推程运动角ft=100o，远休止角fs=60o，回程运动角fh=90o。 三、分析计算 1、建立坐标系 以凸轮轴心为坐标原点建立平面直角坐标系XOY，取杆件上升方向为Y轴正方向。 2、推杆运动规律计算 凸轮运动一周可分为5个阶段：推程加速阶段、推程减速阶段、远休止阶段、回程阶段、进休止阶段。 根据已知条件，推程阶段为等加/减速，故推程阶段的运动方程为：
滚子摆动从动件凸轮设计matlab程序
disp ' ******** 滚子摆动从动件凸轮设计 ********' disp '已知条件:' disp ' 凸轮作顺时针方向转动,从动件做摆动' disp ' 从动件在推程作等加速/等减速运动,在回程作等加速等减速运动' rb =52;rt = 10;qm=15;ft = 60;fs = 10;fh = 60;alp = 35;a=140;l=122;q0=asin(rb/a)*180/pi; fprintf (1,' 基圆半径 rb = %3.4f mm \n',rb) fprintf (1,' 滚子半径 rt = %3.4f mm \n',rt) fprintf (1,' 起始角度 q0= %3.4f mm \n',q0) fprintf (1,' 最大摆动角度 qm = %3.4f mm \n',qm) fprintf (1,' 推程运动角 ft = %3.4f 度 \n',ft) fprintf (1,' 远休止角 fs = %3.4f 度 \n',fs) fprintf (1,' 回程运动角 fh = %3.4f 度 \n',fh) fprintf (1,' 推程许用压力角 alp = %3.4f 度 \n',alp) hd= pi / 180;du = 180 / pi; %角度弧度互换 d1 = ft + fs;d2 = ft + fs + fh; disp ' ' disp '计算过程和输出结果:' disp ' 1- 计算凸轮理论轮廓的压力角和曲率半径' disp ' 1-1 推程(等加速/等减速运动)' s = zeros(ft);ds = zeros(ft);d2s = zeros(ft);vt=zeros(ft);st1=zeros(ft);at=zeros(ft); at = zeros(ft);atd = zeros(ft);pt = zeros(ft); for f = 1 : ft if f <= ft / 2 s(f)=2*(qm/ft^2)*f^2;st1(f)=s(f);s = s(f); %推程加速方程式 ds(f)=(qm/ft^2)*f;vt(f)=ds(f);ds = ds(f); d2s(f)=4*qm/ft;at(f)=d2s(f);d2s = d2s(f); else s(f)=qm-2*qm*(ft-f)^2/ft^2;st1(f)=s(f); s = s(f); %推程减速方程式 ds(f)=4*qm*(ft-f)/ft^2;vt(f)=ds(f);ds = ds(f); d2s(f)=-4 *qm/ft^2;at(f)=d2s(f);d2s = d2s(f); end at(f)= atan((-l*(1-ds))/(a*sin((s+q0)*hd))-(-1)*cos((s+q0)*hd)/sin((s+q0)*hd));atd(f) = at(f) * du; %推程压力角的角度和弧度表达式 p1= -a*sin(f*hd)+l*sin((s+q0-f)*hd)*(ds-1); p2= a*cos(f*hd)+l*cos((s+q0-f)*hd)*(ds-1); p3=-a*cos(f*hd)+l*(ds-1)^2*cos((s+q0-f)*hd)+l*d2s*sin((s+q0-f)*hd); p4=-a*sin(f*hd)-l*(ds-1)^2*sin((s+q0-f)*hd)+l*ds*cos((s+q0-f)*hd); pt(f)= (p1^2+p2^2)^1.5/(p1*p4-p2*p3) ;p = pt(f);
第九章凸轮机构及其设计
第九章凸轮机构及其设计 第一节凸轮机构的应用、特点及分类 1.凸轮机构的应用 在各种机械，特别是自动机械和自动控制装置中，广泛地应用着各种形式的凸轮机构。 例1内燃机的配气机构 当凸轮回转时，其轮廓将迫使推杆作往复摆动，从而使气阀开启或关闭(关闭是借弹簧的作用)，以控制可燃物质在适当的时间进入气缸或排出废气。至于气阀开启和关闭时间的长短及其速度和加速度的变化规律，则取决于凸轮轮廓曲线的形状。 例2自动机床的进刀机构 当具有凹槽的圆柱凸轮回转时，其凹槽的侧面通过嵌于凹槽中的滚子迫使推杆绕其轴作往复摆动，从而控制刀架的进刀和退刀运动。至于进刀和退刀的运动规律如何，则决定于凹槽曲线的形状。 2.凸轮机构及其特点 (1)凸轮机构的组成 凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件。凸轮通常作等速转动，但也有作往复摆动或移动的。推杆是被凸轮直接推动的构件。因为在凸轮机构中推杆多是从动件，故又常称其为从动件。凸轮机构就是由凸轮、推杆和机架三个主要构件所组成的高副机构。 (2)凸轮机构的特点
1）优点：只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各种预期的运动规律，而且机构简单紧凑。 2）缺点：凸轮廓线与推杆之间为点、线接触，易磨损，所以凸轮机构多用在传力不大的场合。 3.凸轮机构的分类 凸轮机构的类型很多，常就凸轮和推杆的形状及其运动形式的不同来分类。 （1）按凸轮的形状分 1）盘形凸轮（移动凸轮） 2）圆柱凸轮 盘形凸轮是一个具有变化向径的盘形构件绕固定轴线回转。移动 凸轮可看作是转轴在无穷远处的盘形凸轮的一部分，它作往复直线移动。圆柱凸轮是一个在圆柱面上开有曲线凹槽，或是在圆柱端面上作 出曲线轮廓的构件，它可看作是将移动凸轮卷于圆柱体上形成的。盘形凸轮机构和移动凸轮机构为平面凸轮机构，而圆柱凸轮机构是一种 空间凸轮机构。盘形凸轮机构的结构比较简单，应用也最广泛，但其推杆的行程不能太大，否则将使凸轮的尺寸过大。 （2）按推杆的形状分 1）尖顶推杆。这种推杆的构造最简单，但易磨损，所以只适用于作用力不大和速度较低的场合（如用于仪表等机构中）。 2）滚子推杆。滚子推杆由于滚子与凸轮轮廓之间为滚动摩擦，所以磨损较小，故可用来传递较大的动力，因而应用较广。
凸轮廓线解析法
凸轮解析法设计 预备知识：坐标旋转 cos sin 'sin cos 'x x y y αααα-??????= ? ????????? 问题1：对心尖顶盘状凸轮 00''x r s y ????= ? ?+???? 问题2：偏置尖顶盘状凸轮 ''e x y s ????=? ????? 问题3：摆动尖顶盘状凸轮 32020cos()'sin()'l l x l y ????-+????= ? ?+???? 问题4：平底直动盘状凸轮 12120',/'oP x oP v r s y ω????== ? ?+???? 问题5：滚子直动盘状凸轮 包络线方程(,,)0 0f x y f θθ =????=??? 1）222()()0T x X y Y r -+--=（理论廓线任一点（x ，y ）为圆心的滚子上必有一点属于工作廓线，即（X ，Y ）） 2）() ()0dx dy x X y Y d d ??-+-= T X x r =± ，T Y y r =
练习1：4-10 练习2： （10分）图示凸轮机构中凸轮是一偏心圆盘，该圆盘几何中心为A，半径 e=，图示位置从动杆垂直AO，主动件凸轮转向R=，偏心距40mm 100mm 如图所示。在图中标出从动件位移最大的位置，并计算出最大位移? h=及推程角? Φ=（注意：图形应画在答题纸上，不要直接画在题签上。） 练习3： 4、（10分）一偏置直动尖项从动件盘形凸轮机构如图所示。已知凸轮为一偏心圆盘，圆盘半径30mm R=，几何中心为A，回转中心为O，从动件偏距 OA=。凸轮以等角速度ω逆时针方向转动。当凸轮在图==，10mm OD e 10mm 示位置，即AD CD ⊥时，试求： （1）凸轮的基圆半径 r；（2）图示位置的凸轮机构压力角α； （3）图示位置的凸轮转角?；（4）图示位置的从动件的位移s； （5）该凸轮机构中的从动件偏置方向是否合理，为什么？
凸轮的matlab绘制
附2：习题4-3解答 （1）凸轮的理论廓线方程： 0022 00()sin cos ()cos sin x s s e y s s e s r e ????=++?? =+-?=-式中 （2）从动件在不同阶段的位移方程： 2sin()[0,120]230[120,150][150,300]'0 [300,360] h h s h h π???φπφ???φ??-∈????∈???=? ?-∈????∈???推程阶段远休止阶段回程阶段近休止阶段 （3）求解凸轮的实际廓线： 2222 a r a r 00x =x-r cos y =y-r sin sin cos ()cos sin sin ()sin cos cos dx d dx dy d d dy d dx dy d d dx ds s s e d d dy ds s s e d d θθ ?θ???θ????????????++?? ?? ?=??????? ? ? ?????? ? ?- ?=?????? ? ?? ?????? ?=++-?? ? ?=++-?? 式中而
同样，由于位移s 与从动件所处的运动阶段有关，所以有： 2cos()[0,120]0[120,150]s [150,300]'0 [300,360] h h d h d π??φφφ???φ??-∈????∈???=??∈????∈???推程阶段远休止阶段回程阶段近休止阶段 （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,' 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( ro^2 - e^2 ); 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 : ft s(f) = h * f / ft - h * sin(2 * pi * f / ft) / (2 * pi);s = 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); end disp ' 1-2 回程(等速运动规律运动)' s = zeros(fh);ds = zeros(fh);d2s = zeros(fh); for f = d1 : d2 s(f) = h - h * (f-150) / fh; s = s(f); ds(f) = - h / (fh * hd);ds = ds(f); d2s(f) = 0;d2s = d2s(f); end disp ' 2- 计算凸轮理论廓线与实际廓线的直角坐标'
Matlab编程五次凸轮
附录１１、用解析法设计凸轮２的实际轮廓曲线。 1、建立凸轮轮廓的数学模型。 图l 为往复式偏心从动件盘形凸轮的机构运动简图，B 为 理论轮廓线上的任意一点，在图示的直角坐标系中，B 的坐 标，即凸轮理论廓线上的直角坐标参数方程为： X=OE+EF=（S0+S ）*Sin （J ）＋e*Cos （J ） Y=BD – FD=（S0+S ）*Cos （J ） – e*Sin （J ） 式中： X ，Y ：凸轮理论廓线上的某一点坐标 (mm) e ：从动件的偏心距(mm)，OC R ：凸轮的基圆半径(mm)，OA S 0：220E R S -=(mm)，CK J ：凸轮的转角 S ：S ＝f(J)从动件运动方程，KB BC ＝CK 十KB ＝S 0十S 因为工作廓线在法线方向的距离处处相等，且等于滚子半径r ’,故当已知理论廓线上的任意一点B(X,Y)时，只要沿理论廓线在该点的法线的方向取距离为r ’，即得到工作廓线上的相应点B ’(X ’,Y ’).由高等数学可知，理论廓线B 点处的法线n-n 的斜率（与切线斜率互为负倒数）应为 Tan a=-dx/dy=(dx/dJ)/(dx/dJ)/(-dy/dJ)=sina/cosa 注： a 为理论廓线B 点处的法线和X 轴的夹角。 根据（1）（2）两式有 dx/dJ=(ds/dJ-e)sin(J)+(s0+s)cos(J) (3) dy/dJ=(ds/dJ-e)cos(J)-(s0+s)sin(J) (4) 可得 Sin a=(dx/dJ)/((dx/dJ)^2+(dy/dJ)^2)^0.5 (5) Cos a=-(dy/dJ)/((dx/dJ)^2+(dy/dJ)^2)^0.5 (6) 工作廓线上对应的点B ’(x ’,y ’)坐标为： x ’=x-r ’cos a y ’=y- r ’sin a 2、 从动件运行规律：五次多项式运行规律 从动件运动形式为：升—停—降—停型 图1
机械原理 凸轮机构及其设计
第六讲凸轮机构及其设计 （一）凸轮机构的应用和分类 一、凸轮机构 1．组成：凸轮，推杆，机架。 2．优点：只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各种预期的运动规律，而且机构简单紧凑。缺点：凸轮廓线与推杆之间为点、线接触，易磨损，所以凸轮机构多用在传力不大的场合。 二、凸轮机构的分类 1．按凸轮的形状分：盘形凸轮圆柱凸轮 2．按推杆的形状分 尖顶推杆：结构简单，能与复杂的凸轮轮廓保持接触，实现任意预期运动。易遭磨损，只适用于作用力不大和速度较低的场合 滚子推杆：滚动摩擦力小，承载力大，可用于传递较大的动力。不能与凹槽的凸轮轮廓时时处处保持接触。 平底推杆：不考虑摩擦时，凸轮对推杆的作用力与从动件平底垂直，受力平稳；易形成油膜，润滑好；效率高。不能与凹槽的凸轮轮廓时时处处保持接触。 3．按从动件的运动形式分（1）往复直线运动：直动推杆，又有对心和偏心式两种。（2）往复摆动运动：摆动推杆，也有对心和偏心式两种。 4．根据凸轮与推杆接触方法不同分： （1）力封闭的凸轮机构：通过其它外力（如重力，弹性力）使推杆始终与凸轮保持接触，（2）几何形状封闭的凸轮机构：利用凸轮或推杆的特殊几何结构使凸轮与推杆始终保持接触。①等宽凸轮机构②等径凸轮机构③共轭凸轮 （二）推杆的运动规律 一、基本名词：以凸轮的回转轴心O为圆心，以凸轮的最小半径r0为半径所作的圆称为凸轮的基圆，r0称为基圆半径。推程：当凸轮以角速度转动时，推杆被推到距凸轮转动中心最远的位置的过程称为推程。推杆上升的最大距离称为推杆的行程，相应的凸轮转角称为推程运动角。回程：推杆由最远位置回到起始位置的过程称为回程，对应的凸轮转角称为回程运动角。休止：推杆处于静止不动的阶段。推杆在最远处静止不动，对应的凸轮转角称为远休止角；推杆在最近处静止不动，对应的凸轮转角称为近休止角 二、推杆常用的运动规律 1．刚性冲击：推杆在运动开始和终止时，速度突变，加速度在理论上将出现瞬时的无穷大值，致使推杆产生非常大的惯性力，因而使凸轮受到极大冲击，这种冲击叫刚性冲击。 2.柔性冲击：加速度有突变，因而推杆的惯性力也将有突变，不过这一突变为有限值，因而引起有限
凸轮曲线设计
凸轮曲线设计 当根据使用要求确定了凸轮机构的类型、基本参数以及从动件运动规律后，即可进行凸轮轮廓曲线的设计。设计方法有几何法和解析法，两者所依据的设计原理基本相同。几何法简便、直观，但作图误差较大，难以获得凸轮轮廓曲线上各点的精确坐标，所以按几何法所得轮廓数据加工的凸轮只能应用于低速或不重要的场合。对于高速凸轮或精确度要求较高的凸轮，必须建立凸轮理论轮廓曲线、实际轮廓曲线以及加工刀具中心轨迹的坐标方程，并精确地计算出凸轮轮廓曲线或刀具运动轨迹上各点的坐标值，以适合在数控机床上加工。 圆柱凸轮的廓线虽属空间曲线，但由于圆柱面可展成平面，所以也可以借用平面盘形凸轮轮廓曲线的设计方法设计圆柱凸轮的展开轮廓。本节分别介绍用几何法和解析法设计凸轮轮廓曲线的原理和步骤。 1 几何法 反转法设计原理： 以尖底偏置直动从动件盘形凸轮机构为例： 凸轮机构工作时，凸轮和从动件都在运动。为了在图纸上画出凸轮轮廓曲线，应当使凸轮与图纸平面相对静止，为此，可采用如下的反转法：使整个机构以角速度(-w)绕O转动，其结果是从动件与凸轮的相对运动并不改变，但凸轮固定不动，机架和从动件一方面以角速度(-w)绕O转动，同时从动件又以原有运动规律相对机架往复运动。根据这种关系，不难求出一系列从动件尖底的位置。由于尖底始终与凸轮轮廓接触，所以反转后尖底的运动轨迹就是凸轮轮廓曲线。 1). 直动从动件盘形凸轮机构 尖底偏置直动从动件盘形凸轮机构： 已知从动件位移线图，凸轮以等角速w顺时针回转，其基圆半径为r0，从动件导路偏距为e，要求绘出此凸轮的轮廓曲线。 运用反转法绘制尖底直动从动件盘形凸轮机构凸轮轮廓曲线的方法和步骤如下： 1) 以r0为半径作基圆，以e为半径作偏距圆，点K为从动件导路线与偏距圆的切点，导路线与基圆的交点B0(C0)便是从动件尖底的初始位置。 2) 将位移线图s-f的推程运动角和回程运动角分别作若干等分（图中各为四等分）。 3) 自OC0开始，沿w的相反方向取推程运动角(1800)、远休止角(300)、回程运动角(1900)、近休止角(600)，在基圆上得C4、C5、C9诸点。将推程运动角和回程运动角分成与从动件位移线图对应的等分，得C1、C2、C3
机械原理课程设计matlab程序 凸轮机构
clear h=70;w=2*pi*300/60; %行程h（单位mm），凸轮角转速（rad/s）d1=pi/2; d2=10/180*pi; d3=pi/2; d4=170/180*pi;%算出凸轮的推程角，远休止角，回程角，近休止角（弧度） d=1:1:360; d0=d/180*pi; %定义向量 %推程 for i=1:45 %等加速运动 s(i)=2*h*d0(i)^2/d1^2; v(i)=4*h*w*d0(i)/d1^2; a(i)=4*h*w^2/d1^2; end for i=46:90 %等减速运动 s(i)=h-2*h*(d1-d0(i))^2/d1^2; v(i)=4*h*w*(d1-d0(i))/d1^2; a(i)=-4*h*w^2/d1^2; end for i=91:101 s(i)=s(i-1); v(i)=0; a(i)=0; end %回程 for i=102:146 %等加速运动 s(i)=h-2*h*d0(i-100)^2/d3^2; v(i)=-4*h*w*d0(i-100)/d3^2; a(i)=-4*h*w^2/d3^2; end for i=147:192 %等减速运动 s(i)=2*h*(d3-d0(i-100))^2/d3^2; v(i)=-4*h*w*(d3-d0(i-100))/d3^2; a(i)=4*h*w^2/d3^2; end for i=193:360 s(i)=s(i-1); v(i)=0; a(i)=0; end r0=61;e0=39; s0=sqrt(r0^2-e0^2); for i=1:1:360 x(i)=(s0+s(i))*sin(d0(i))+e0*cos(d0(i));
matlab凸轮轮廓设计与仿真说明书
偏置盘型凸轮创新课程设计 课程名称：机械原理 设计题目：偏置盘型凸轮设计院系：机电学院 班级： 09机41 设计者：辉 学号： 09294040 指导教师：王卫辰 学校：师大学
前言 凸轮轮廓曲线的设计，一般可分为图解法和解析法．利用图解法能比较方便地绘制出各种平面凸轮的轮廓曲线．但这种方法仅适用于比较简单的结构，用它对复杂结构进行设计则比较困难，而且利用图解法进行结构设计，作图误差较大，对一些精度要求高的结构不能满足设计要求．解析法可以根据设计要求，通过推导机构中各部分之间的几何关系，建立相应的方程，精确地计算出轮廓线上各点的坐标，然后把凸轮的轮廓曲线精确地绘制出来．但是，当从动件运动规律比较复杂时，利用解析法获得凸轮的轮廓曲线的工作量比较大．而MATLAB软件提供了强大的矩阵处理和绘图功能，具有核心函数和工具箱．其编程代码接近数学推导公式，简洁直观，操作简易，人机交互性能好，且可以方便迅速地用三维图形、图像、声音、动画等表达计算结果、拓展思路口。因此，基于MATLAB软件进行凸轮机构的解析法设计，可以解决设计工作量大的问题。 本此课程设计基于MATLAB软件进行凸轮轮廓曲线的解析法设计，并对的运动规律凸轮进行仿真，其具体方法为首先精确地计算出轮廓线上各点的坐标，然后运用MATLAB绘制比较精确的凸轮轮廓曲线和推杆的位移、速度及加速度曲线以及仿真。
目录 前言 1 第一章：工作意义 3 1.1本次课程设计意义 3 1.2 已知条件 4 第二章：工作设计过程 5 2.1：设计思路 5 2.2：滚子从动件各个阶段相关方程 6 2.3：盘型凸轮理论与实际轮廓方程 7 第三章：工作程序过程 7 3.1：滚子从动件各各阶段MATLAB程序编制 8 3.2：凸轮的理论实际运动仿真程序编制 12 第四章：运行结果 17 4.1：滚子运动的位移图 17 4.2：滚子运动的速度图 17 4.3：滚子运动的加速度图，局部加速度图 18 4.4：滚子运动的仿真图 19 4.5：滚子运动的理论与实际轮廓图 20 第五章：设计总结 21 5.1：总结 21 第六章：参考文献 22
凸轮轮廓线的绘制(MATLAB)
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 课程名称：精密机械学基础 设计题目：直动从动件盘形凸轮的设计 院系：航天学院控制科学与工程系 班级： 0904102班 设计者：陈学坤 学号： 1090410229 设计时间： 2011年10月
直动从动件盘形凸轮机构的计算机辅助设计 说明： 凸轮轮阔曲线的设计，一般可分为图解法和解析法，尽管应用图解法比较简便,能简单地绘制出各种平面凸轮的轮廓曲线，但由于作图误差比较大，故对一些精度要求高的凸轮已不能满足设计要求。此次应用MATLAB 软件结合轮廓线方程用计算机辅助设计。首先，精确地计算出轮廓线上各点的坐标，然后运用MATLAB 绘制 比较精确的凸轮轮廓曲线以及其S-α曲线、v-t 曲线、a-t 曲线。 。 1 凸轮轮廓方程 *()()*() ()*()*() X OE EF E Cos J So S Sin J Y BD FD So S Cos J E Sin J =+=++=-=+- (X,Y)：凸轮轮廓线上的任意一点的坐标。 E ：从动件的偏心距，OC 。 R ：凸轮的基园半径，OA 。 J ：凸轮的转角。 S ：S=f(J)为从动件的方程。 So ：22O S R E =-。 H 为从动件的最大位移（mm ）。 J1、J2、J3、J4为从动件的四个转角的区域。 S1、S2、S3、S4为与J1、J2、J3、J4对应的从动件的运动规律。 2 实例 R=40，E=10，H=50，J1=J2=J3=J4=900。 3 MATLAB 程序设计 用角度值计算，对于给定的J1、J2、J3、J4，把相应的公式代入其中，求出位移S 和轮廓线上的各点的坐标X 、Y ，最终求出描述凸轮的数组： J=[J1,J2,J3,J4]; S=[S1,S2,S3,S4]; X=[X1,X2,X3,X4]; Y=[Y1,Y2,Y3,Y4]; 用函数plot （X,,Y ）画出凸轮的轮廓曲线； 用plot （J,S ）函数位移S 的曲线； 对于速度曲线V-t 和加速度曲线a-t ，
凸轮机构matlab程序
凸轮轮廓程序： >> e=20; s0=77.46; a1=0:pi/36:pi/3; s1=50*[3*a1/pi-sin(6*a1)/(2*pi)]; x1=(s0+s1).*sin(a1)+e*cos(a1); y1=(s0+s1).*cos(a1)-e*sin(a1); k1=150/pi*[1-cos(6*a1)]; >> i仁[(k1-e).*si n( a1)+(sO+s1).*cos(a1)].*[(k1-e).*(k1-e)+(sO+s1).*(sO+s1)]A(-1/2); >> j1=[-(k1-e).*cos(a1)+(s0+s1).*si n( a1)].*[(k1-e).*(k1-e)+(s0+s1).*(s0+s1)].^(-1/2); >> x1O=x1-1O*j1; >> y10=y1-10*i1; a2=pi/3:pi/36:pi; s2=50; x2=(s0+s2).*sin(a2)+e*cos(a2); y2=(s0+s2).*cos(a2)-e*sin(a2); k2=0; >> i2=[(k2-e).*si n( a2)+(s0+s2).*cos(a2)].*[(k2-e).*(k2-e)+(s0+s2).*(s0+s2)]A(-1/2); j2=[-(k2-e).*cos(a2)+(s0+s2).*si n( a2)].*[(k2-e).*(k2-e)+(s0+s2).*(s0+s2)].A(-1/2); x20=x2-10*j2; y20=y2-10*i2; >> a3=pi:pi/36:4*pi/3; >> s3=50*[1-3*(a3-pi)/pi+sin(6*(a3-pi))/(2*pi)]; >> x3=(s0+s3).*sin(a3)+e*cos(a3); >> y3=(s0+s3).*cos(a3)-e*sin(a3); >> k3=50*[-3/pi+3/pi*cos(6*(a3-pi))]; >> i3=[(k3-e).*si n( a3)+(s0+s3).*cos(a3)].*[(k3-e).*(k3-e)+(s0+s3).*(s0+s3)].A(-1/2); >> j3=[-(k3-e).*cos(a3)+(s0+s3).*si n( a3)].*[(k3-e).*(k3-e)+(s0+s3).*(s0+s3)].A(-1/2); >> x30=x3-10*j3; >> y30=y3-10*i3; >> a4=4*pi/3:pi/36:2*pi; >> s4=0; >> x4=(s0+s4).*sin(a4)+e*cos(a4); >> y4=(s0+s4).*cos(a4)-e*sin(a4); >> k4=0; >> i4=[(k4-e).*si n( a4)+(s0+s4).*cos(a4)].*[(k4-e).*(k4-e)+(s0+s4).*(s0+s4)].A(-1/2); >> j4=[-(k4-e).*cos(a4)+(s0+s4).*si n( a4)].*[(k4-e).*(k4-e)+(s0+s4).*(s0+s4)].A(-1/2); >> x40=x4-10*j4; >> y40=y4-10*i4; >> plot(x10,y10,'-g*',x20,y20,'-r*',x30,y30,'-b*',x40,y40,'-k*') >> plot(x10,y10,'-g*',x20,y20,'-r*',x30,y30,'-b*',x40,y40,'-k*',x1,y1,'-g*',x2,y2,'- r*',x3,y3,'-b*',x4,y4,'- k*')