Matlab编程实现偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构

"该文档是关于偏置直动滚子推杆盘形凸轮的Matlab编程实践，属于机械原理课程的大作业。作者通过Matlab编程来求解凸轮机构的理论轮廓曲线、工作廓线以及最大压力角，并对失真情况进行分析。文档中包含了推杆在推程、远休止、回程、近休止四个阶段的详细计算过程，以及Matlab程序的设计和图形输出。" 在机械工程领域，盘形凸轮机构是一种常见的运动传递装置，广泛应用于各种机械设备中。在这个案例中，我们关注的是偏置直动滚子推杆盘形凸轮，这种机构的特点是滚子中心位于凸轮理论轮廓线的一侧，偏距e为20mm，且推杆的运动规律由正弦加速度和余弦加速度控制。在凸轮转动过程中，推杆经历四个主要阶段： 1. 推程阶段：推杆按照正弦加速度上升，随着凸轮转过120º，推杆上升h=50mm。根据给定的运动规律，可以计算出在此阶段推杆的位移s1。 2. 远休止阶段：凸轮继续转过30º，推杆保持静止。在这个阶段，推杆的位移s2为0。 3. 回程阶段：在接下来的60º转动中，推杆按照余弦加速度下降回到初始位置，位移s3根据余弦加速度规律计算。 4. 近休止阶段：凸轮转过150º，推杆再次静止，位移s4为0。 为了设计这个机构，首先需要求解理论廓线。理论廓线描述了在理想情况下，没有考虑摩擦和间隙时，滚子中心的轨迹。在给定的坐标系中，理论廓线上点B的坐标(x, y)可以通过解析表达式求得。然后，通过Matlab编程实现这些数学关系，绘制出理论轮廓曲线。 接着，要计算工作廓线，即考虑到实际接触和约束后的滚子中心轨迹。这同样需要通过编程实现，计算每个阶段的位移s，并转化为对应的坐标。 在分析机构性能时，最大压力角是重要的参数之一，它影响着机构的效率和磨损。通过压力角公式，可以编写MATLAB程序来计算不同角度下的压力角，并绘制压力角与角度的关系图，从而分析其变化趋势和可能的失真情况。 最后，附录中的Matlab程序提供了具体的代码实现，帮助读者理解并实现类似问题的求解。通过这样的编程实践，学生不仅可以深入理解凸轮机构的工作原理，还能掌握利用Matlab进行机械设计的方法。