直動式固定凸輪與連桿機構(gòu)的設(shè)計畢業(yè)設(shè)計(編輯修改稿)
2025-04-04 22:43 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 輪廓即 C 點的軌跡上各點的坐標(biāo)，并繪出 C 點的軌跡線，見圖 5,程序如附錄程序二。 : 圖 5 凸輪輪廓線圖 湖南工業(yè)大學(xué) 16 8） 檢驗壓力角 凸輪機構(gòu)設(shè)計中 ,初始參數(shù)選擇不當(dāng)會導(dǎo)致凸輪輪廓設(shè)計不合理 ,從而導(dǎo)致從動件運動不能按預(yù)定規(guī)律進行 ,或者運行中動力學(xué)性能欠佳。 （ 1）凸輪的壓力角 1a 參閱圖 2， 1a 為 PC和 Vc的夾角。 PC為驅(qū)動鉸銷運動的力 (不考慮摩擦力 )， BC 重合， vc為鉸鏈 C 的運動方向 ,，與 C 點的凸輪廊線切線重合。用 K K2分別表示 PC、 vc的斜率，則 K1 = BcBc xx yy ?? （ 9） ??ddx ddydxdyK cccc ????2 （ 10） 21121 1 KK KKa rctga ? ?? （ 11） 計算式 K2 時需求函數(shù) )( CC xy 或 )(?Cy , )(?Cx 的一階導(dǎo)數(shù) ,這些函數(shù)很難用顯性方程表示 ,求解一階導(dǎo)數(shù)更加繁瑣 ,因此本文利用 MA TL AB 方便的向量運算功能來求解 K2 。將凸輪細分為若干個點 ,第 i 點的斜率可采用式 (12) 來求解。 )1()1( )1()1()(2 ??? ???? ixix iyiyiK CC CC (12) 在 MATLAB 中對式 (12) 進行求解非常方便 ,其程序代碼簡短易懂 ,如下 : For i=2:length(fa)1 %fa 凸輪某一段的轉(zhuǎn)角 )(2iK =( Cy (i1)) Cy (i+1)/( Cx (i1))Cx (i+1) 湖南工業(yè)大學(xué) 17 end 應(yīng)保證 1a 的最大值不超過許 用值，即 )( 11 aam ? ?？扇?oa 45)( 1 ? 利用附錄 程序三 ， 通過 matlab 得到該機構(gòu)的 lma = 176。 45176。 ,設(shè)計合理。 （ 2）從動桿的壓力角 2a 2a 為 CD 桿對鉸銷 D 的驅(qū)動力（不考慮摩擦力）與 D 的運動方向的夾角。對于直動從動桿，顯然 ??? ?? （ 13） 對于 AB 推動 BC 的驅(qū)動方案，在 mm ??? ?? ~ 區(qū)間取“ — ”號，其它區(qū)間取“ +”號 。 應(yīng)使 2a 的最大值 ? ?2max2 aa ? 。直動從動桿 ? ? ?302 ?a 。利用 附錄程序四， 通過 matlab 計算得到該機構(gòu)的 ??a 通過對壓力角的檢驗可知 ,以上參數(shù)的設(shè)計合理。 湖南工業(yè)大學(xué) 18 五、參數(shù)優(yōu)化 δ 值是從動桿升程運動起始時刻的曲柄位置 A B 0 和 y 軸負軸的夾角 ,通過改變 δ 值 ,觀察凸輪壓力角和從動桿壓力角的變化 ,見表 2。 )/(?? 5 4 3 2 1 0 1 2 3 max1a max2a )/(?? 4 5 6 7 8 9 10 11 12 max1a max2a 表 2 ? 與壓力角的關(guān)系 δ 值對從動桿壓力角影響很小 , 但對凸輪壓力角影響極大。當(dāng) δ為 5176。 時 ,凸輪壓力角 1a 超出了許用范圍 。隨著 δ 的減小 , 1a 變小 。當(dāng)δ 為 4176。 時 , 1a 達到最小值 176。 。隨著 δ 繼續(xù)減小 , 1a 增大?？梢姰?dāng)以上其它參數(shù)不變的情況下 ,δ 為 4176。 ,該機構(gòu)的動力性能達到最優(yōu)。 湖南工業(yè)大學(xué) 19 六、結(jié)論 1) 運用 MA TL AB 強大的編程功能實現(xiàn)了凸輪連桿機構(gòu)的計算機輔助設(shè)計計算 ,得到了連桿的長度和凸輪曲線的軌跡 ,方便地檢驗了凸輪壓力角和從動桿壓力角 ,并分析了關(guān)鍵參數(shù) δ 值與壓力角的關(guān)系 ,最后找到最優(yōu)方案 ,從而提高了機構(gòu)的動力性能。 2) 借用 MA TL AB 簡單的數(shù)組計算功能 ,提出了凸輪壓力角有效的計算方法。 湖南工業(yè)大學(xué) 20 七、參考文獻 [1]許林成 彭國勛 .包裝機械 [M].長沙 :湖南大學(xué)出版社 ,1989 . [2]許林成 .包裝機械設(shè)計 與原理 [M].上海 :上海科學(xué)技術(shù)出版社 , 1988 . [3]孫智慧 晏祖根 .包裝機械概論 [M].北京： 印刷工業(yè)出版社 ,2021,(7). [4]肖乾 周新建 .凸輪機構(gòu)的計算機輔助設(shè)計與運動仿真分析 [J]華東交通大學(xué)學(xué)報 ,2021 ,23 (4) :103 105 . [5]周開利 鄧春暉 .MATLAB應(yīng)用教程 [M].北京：北京大學(xué)出版社， 2021,3 [6]張義智 郭連考 .給紙機遞紙吸嘴機構(gòu)共軛凸輪設(shè)計 [J].包裝工程 ,2021 ,28 (1) :104 105 . [7]王家文 王皓 劉海 . 編程基礎(chǔ) [ M ].北京 :機械工業(yè)出版社 ,2021 . [8]孫智慧 高德 .包裝機械 [M].北京： 中國輕工業(yè)出版社 ,2021,(1). [9]劉筱霞 .包裝機械 [M].北京： 化學(xué)工業(yè)出版社 ,2021,(1). [10]高德 .包裝機械設(shè)計 [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2021,(8). [11]劉月花 郭諄欽 .機械設(shè)計基礎(chǔ) [M].長春：東北師范大學(xué)出版社， 2021，（ 3） . 湖南工業(yè)大學(xué) 21 八 、附錄 附錄程序 一 ： clc。clear。 global b1 b2 FAMAX FAMIN sita E fa1=130*pi/180。fa2=0*pi/180。fa3=130*pi/180。fa4=100*pi/180。sm=120。 E=0。h=*sm。a=*sm。 sita=8*pi/180。 fa01=0::fa1。 faa=fa01/fa1。 s=sm.*(6.*(faa).^515.*(faa).^4+10.*(faa).^3)。 xb=a.*sin(sita+fa01)。 yb=a.*cos(sita+fa01)。 xd=E。 yd=h+s。 b01=sqrt((xbxd).^2+(ybyd).^2)。 figure。 plot(fa01,b01)。 hold on。 fa02=fa2+fa1::fa3+fa1+fa2。 s=sm.*(1(6.*((fa02fa1fa2)/fa3).^515.*((fa02fa1fa2)/fa3).^4+10.*((fa02fa1fa2)/fa3).^3))。xb=a*sin(sita+fa02)。 湖南工業(yè)大學(xué) 22 yb=a*cos(sita+fa02)。 xd=E。 yd=h+s。 b02=sqrt((xbxd).^2+(ybyd).^2)。 plot(fa02,b02)。 hold on。 bmin=min([b01,b02]) bmax=max([b01,b02]) b1=(bmaxbmin)/2 b2=(bmax+bmin)/2 famax=b01(1)。 for i=2:2095 if famaxb01(i) famax=b01(i)。 FAMAX=fa01(i)。 end end famax,FAMAX famin=b02(1)。 for i=2:2095 if faminb02(i) 湖南工業(yè)大學(xué) 23 famin=b02(i)。 FAMIN=fa02(i)。 end end famin,FAMIN 湖南工業(yè)大學(xué) 24 附錄程序 二： famax=。famin=。 b1=。b2=。 fa1=130*pi/180。fa2=0*pi/180。fa3=130*pi/180。fa4=100*pi/180。sm=100。 e=0。h=3*sm。a=*sm。 sita=4*pi/180。 fa01=0::。 faa=fa01/fa1。
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