基于matlab的凸轮轮廓曲线设计
基于matlab的凸轮轮廓曲线设计
凸轮是机械中常见的关键零件之一，其主要功能是将旋转的运动转化为直线运动，用
于推动某些机械元件进行工作。凸轮轮廓曲线的设计对于凸轮的运动和工作效率有着重要
的影响。在本文中，我们将介绍基于matlab的凸轮轮廓曲线设计方法，以帮助读者了解凸轮轮廓曲线设计的基本概念和方法。
凸轮的形状通常是复杂的非圆形曲线。凸轮的轮廓曲线设计过程中，需要考虑控制凸
轮输送运动的速度和加速度等因素，同时还需要考虑各种机械元件之间的协调性和协定性。针对以上问题，我们提出了基于连续逼近法的凸轮轮廓曲线设计方法。
1. 连续逼近法的基本原理
连续逼近法是一种典型的非线性规划方法，其基本思想是将目标函数逐渐逼近最优解。在凸轮轮廓曲线设计中，我们可以将凸轮轮廓曲线视为目标函数，通过不断调整曲线的形状，逐渐逼近最优轮廓曲线。
连续逼近法的具体实现过程包括以下步骤：
（1）确定初始值
首先需要确定一个初始轮廓曲线，通常可以使用圆弧、抛物线等基本曲线来作为起始
轮廓曲线。
（2）建立数学模型
接着需要建立凸轮轮廓曲线的数学模型，以便于通过数值方法来求解最优轮廓曲线。
其中，常见的模型包括三次贝塞尔曲线、三次样条曲线等。
（3）计算目标函数
根据建立的数学模型，通过计算目标函数来评估轮廓曲线的性能。通常，目标函数包
括运动速度、加速度、平衡性等因素。
（4）优化轮廓曲线
通过对目标函数的优化，不断调整轮廓曲线的形状，逐渐逼近最优曲线。
（5）确定最优解
最终确定最优解，并验证其性能。
matlab是一种常见的数学软件，可以运用其强大的计算能力来进行凸轮轮廓曲线的设计。具体实现过程如下：
（1）数据处理
将凸轮相关的数据通过matlab进行存储和处理。常见的数据包括凸轮的尺寸、旋转角度、轮廓曲线等。
根据凸轮的数据建立轮廓曲线的数学模型，其中包括选择适当的曲线类型、确定曲线参数等。
（5）性能验证
3. 总结
机械原理-凸轮设计(偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计)
中国地质大学 课程论文 题目偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计 指导老师__ _____________ 姓名 班级 学号 专业机械设计制造及其自动化 院系机电学院 日期 2015 年 5 月 30 日 解析法分析机构运动 ——MATLAB辅助分析摘要： 在各种机械，特别是自动化和自动控制装置中，广泛采用着各种形式的凸轮机构，例如盘形凸 轮机构在印刷机中的应用，等经凸轮机构在机械加工中的应用，利用分度凸轮机构实现转位， 圆柱凸轮机构在机械加工中的应用。 凸轮机构的最大优点是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，而且响应快速，机构简单紧凑。正因如此，凸轮机构不可能被数控，电控等装置完全 代替。但是凸轮机构的缺点是凸轮轮廓线与推杆之间为点，线接触，易磨损，凸轮制造较困难。 在这些前提之下，设计者要理性的分析实际情况，设计出合理的凸轮机构，保证工作的质量与 效率。 本次设计的是偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构，推杆是滚子推杆，这种推杆由于滚子与凸轮 廓之间为滚动摩擦，所以磨损较小，可用来传递较大动力，因而被大量使用，通过设计从根本 上了解这种凸轮机构的设计原理，增加对凸轮机构的认识。通过用MATLAB软件进行偏置直动 滚子从动件盘形凸轮轮廓设计，得出理论廓线和工作廓线，进一步加深对凸轮的理解。 一、课程设计（论文）的要求与数据 设计题目：偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计 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r0=50mm，滚子半径r r=10mm。凸轮以等角速度沿顺时针方
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'
用matlab绘制凸轮教程(详细)
首先看一下理论轮廓线的方程式 X=（S0+S1）sinθ+ ecosθ Y= (S0+S1) cosθ+ esinθ 式中，e为偏心距，S0=sqrt（r0^2-e^2），r0为偏心圆半径 %先设置凸轮的基本参数，偏心距离e，基圆半径rb，滚轮半径rr,角速度w，推杆上升的最大行程h。 h=30;w=12;rb=50;e=12;rr=10;s0=sqrt(rb*rb-e*e);% 偏心距e=12，基圆rb=50，滚轮半径rr=10，角速度w=12，最大上升h=30 q=120*pi/180;%这里我规定推程运动角为120度 qs=(120+30)*pi/180;%远休止角为150度 q1=(120+30+150)*pi/180;%回程运动角为300度 for i=1:1:120 %将120度按1度均分，从而得到各个度数上的轮廓坐标 qq(i)=i*pi/180.0; s1=(h*qq(i)/q)-(h/(2*pi))*sin(2*pi*qq(i)/q); v1=w*(h/q)-(w*h/q)*cos(2*pi*qq(i)/q); x(i)=(s0+s1)*sin(qq(i))+e*cos(qq(i));y(i)=(s0+s1)*cos(qq(i))-e*sin(qq(i));%理论轮廓线的坐标 a(i)=(s0+s1)*cos(qq(i))-e*sin(qq(i)); %cos（i） b(i)=(s0+s1)*sin(qq(i))-e*cos(qq(i)); %sin（i） xx(i)=x(i)+rr*b(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i));yy(i)=y(i)+rr*a(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i));%实际工作轮廓线的坐标 end for i=121:1:150 qq(i)=i*pi/180; s2=h;v2=0; x(i)=(s0+s2)*sin(qq(i))+e*cos(qq(i));y(i)=(s0+s2)*cos(qq(i))-e*sin(qq(i)); a(i)=(s0+s2)*cos(qq(i))-e*sin(qq(i));b(i)=(s0+s2)*sin(qq(i))-e*cos(qq(i)); xx(i)=x(i)+rr*b(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i));yy(i)=y(i)+rr*a(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i)); end for i=151:1:300 qq(i)=i*pi/180;qq1(i)=qq(i)-150*pi/180; s3=h-h*qq1(i)/(q1-qs);v3=-w*h/(q1-qs); x(i)=(s0+s3)*sin(qq(i))+e*cos(qq(i));y(i)=(s0+s3)*cos(qq(i))-e*sin(qq(i)); a(i)=(s0+s3)*cos(qq(i))-e*sin(qq(i));b(i)=(s0+s3)*sin(qq(i))-e*cos(qq(i)); xx(i)=x(i)+rr*b(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i));yy(i)=y(i)+rr*a(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i)); end for i=301:1:360 qq(i)=i*pi/180; x(i)=(s0+0)*sin(qq(i))+e*cos(qq(i));y(i)=(s0+0)*cos(qq(i))-e*sin(qq(i)); a(i)=(s0+0)*cos(qq(i))-e*sin(qq(i));b(i)=(s0+0)*sin(qq(i))-e*cos(qq(i)); xx(i)=x(i)+rr*b(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i));yy(i)=y(i)+rr*a(i)/sqrt(a(i)*a(i)+b(i)*b(i)); end plot(x,y,'r',xx,yy,'g')%用plot函数绘制曲线
基于matlab的凸轮轮廓曲线设计
基于matlab的凸轮轮廓曲线设计 凸轮是机械中常见的关键零件之一，其主要功能是将旋转的运动转化为直线运动，用 于推动某些机械元件进行工作。凸轮轮廓曲线的设计对于凸轮的运动和工作效率有着重要 的影响。在本文中，我们将介绍基于matlab的凸轮轮廓曲线设计方法，以帮助读者了解凸轮轮廓曲线设计的基本概念和方法。 凸轮的形状通常是复杂的非圆形曲线。凸轮的轮廓曲线设计过程中，需要考虑控制凸 轮输送运动的速度和加速度等因素，同时还需要考虑各种机械元件之间的协调性和协定性。针对以上问题，我们提出了基于连续逼近法的凸轮轮廓曲线设计方法。 1. 连续逼近法的基本原理 连续逼近法是一种典型的非线性规划方法，其基本思想是将目标函数逐渐逼近最优解。在凸轮轮廓曲线设计中，我们可以将凸轮轮廓曲线视为目标函数，通过不断调整曲线的形状，逐渐逼近最优轮廓曲线。 连续逼近法的具体实现过程包括以下步骤： （1）确定初始值 首先需要确定一个初始轮廓曲线，通常可以使用圆弧、抛物线等基本曲线来作为起始 轮廓曲线。 （2）建立数学模型 接着需要建立凸轮轮廓曲线的数学模型，以便于通过数值方法来求解最优轮廓曲线。 其中，常见的模型包括三次贝塞尔曲线、三次样条曲线等。 （3）计算目标函数 根据建立的数学模型，通过计算目标函数来评估轮廓曲线的性能。通常，目标函数包 括运动速度、加速度、平衡性等因素。 （4）优化轮廓曲线 通过对目标函数的优化，不断调整轮廓曲线的形状，逐渐逼近最优曲线。 （5）确定最优解 最终确定最优解，并验证其性能。
matlab是一种常见的数学软件，可以运用其强大的计算能力来进行凸轮轮廓曲线的设计。具体实现过程如下： （1）数据处理 将凸轮相关的数据通过matlab进行存储和处理。常见的数据包括凸轮的尺寸、旋转角度、轮廓曲线等。 根据凸轮的数据建立轮廓曲线的数学模型，其中包括选择适当的曲线类型、确定曲线参数等。 （5）性能验证 3. 总结
基于MATLAB的凸轮设计
基于MATLAB的凸轮设计 凸轮是一种用于转动机件的机械元件，常用于驱动一些运动部件做往 复运动或者周期性运动。在机械设计中，通过凸轮的设计可以实现复杂的 运动路径，以及具有特定速度和加速度要求的运动。 MATLAB是一种强大的数学计算和编程环境，可以用于进行科学计算、数据分析和算法开发。在凸轮设计中，MATLAB可以用于凸轮曲线的生成、设计和优化。本文将介绍如何基于MATLAB进行凸轮设计。 在凸轮设计中，最重要的是凸轮曲线的生成。凸轮曲线是一个由数据 点组成的模板，通过插值或者数值逼近的方法可以生成一个光滑的凸轮曲线。在 MATLAB 中，可以使用插值函数 interp1 或者曲线拟合函数 polyfit 进行凸轮曲线的生成。具体步骤如下： 1.定义凸轮的设计参数，例如凸轮的半径、凸轮转动的角度范围等； 2.根据凸轮的设计参数，生成一些数据点，这些数据点可以通过数学 计算或者几何建模等方式得到； 3. 使用插值函数 interp1 或者曲线拟合函数 polyfit 对这些数据 点进行插值或者拟合，得到一个平滑的曲线； 4.根据凸轮转动的角度范围，生成一系列角度的数据点； 5. 使用插值函数 interp1 或者曲线拟合函数 polyval 对这些角度 的数据点进行插值或者拟合，得到一系列对应的曲线坐标点； 6.将这些坐标点绘制成凸轮曲线，并进行可视化。 除了凸轮曲线的生成，MATLAB 还可以用于凸轮的设计和优化。凸轮 设计包括凸轮的尺寸设计、运动路径设计等。在 MATLAB 中，可以使用优
化函数 fmincon 或者遗传算法函数 ga 进行凸轮设计的优化，以获得符 合设计要求的凸轮参数。具体步骤如下： 1.定义凸轮的设计变量和目标函数。设计变量可以是凸轮的尺寸参数，例如凸轮半径、凸轮高度等；目标函数可以是凸轮的运动路径误差、速度 误差等。 2.定义凸轮的约束条件。约束条件可以是凸轮的尺寸范围、速度和加 速度的限制等。 3. 使用优化函数 fmincon 或者遗传算法函数 ga 对凸轮的设计变量 进行优化，以使目标函数最小化或者最大化。 4.根据优化结果，得到符合设计要求的凸轮参数。 总之，MATLAB在凸轮设计中具有强大的计算和优化能力，可以用于 凸轮曲线的生成、设计和优化。通过MATLAB的强大功能，可以实现凸轮 设计的自动化和标准化，提高凸轮设计的效率和质量。而且，MATLAB还 具有丰富的可视化功能，可以对凸轮曲线进行可视化展示，以便设计者更 好地理解和分析凸轮的运动特性。
matlab凸轮摇杆机构设计动画代码
matlab凸轮摇杆机构设计动画代码 一、引言 凸轮摇杆机构是机械工程中常见的一种机构，其运动特性决定了它在 很多领域都有广泛的应用，例如发动机、汽车、船舶等。而在设计凸 轮摇杆机构时，需要进行大量的计算和试验，这对于工程师来说是一 个非常繁琐的过程。但是，通过使用MATLAB软件可以大大简化这个过程，并且可以生成动画效果来更直观地展示凸轮摇杆机构的运动特性。 二、MATLAB凸轮摇杆机构设计代码 以下是MATLAB代码实现凸轮摇杆机构的动画效果： 1. 定义凸轮形状 首先需要定义凸轮的形状，可以采用圆弧、正弦曲线等方式进行定义。例如，在此我们采用正弦曲线进行定义： ```matlab theta = linspace(0,2*pi,100); r = 1+sin(theta); ```
2. 定义摇杆长度和连杆长度 根据具体情况定义摇杆长度和连杆长度： ```matlab L1 = 3; L2 = 6; ``` 3. 计算连杆末端位置坐标 根据凸轮形状和连杆长度，可以计算出连杆末端的位置坐标： ```matlab x1 = r.*cos(theta); y1 = r.*sin(theta); x2 = x1 + L1*cos(theta); y2 = y1 + L1*sin(theta); ``` 4. 计算摇杆末端位置坐标 根据连杆长度和摇杆长度，可以计算出摇杆末端的位置坐标： ```matlab theta2 = asin((y2-L2)./L1);
x3 = x2 - L2*cos(theta-theta2); y3 = y2 - L2*sin(theta-theta2); ``` 5. 绘制动画效果 最后，使用MATLAB的plot函数绘制凸轮摇杆机构的动画效果： ```matlab for i=1:length(x3) plot([0,x2(i),x3(i)],[0,y2(i),y3(i)],'k- o','linewidth',4,'MarkerFaceColor','r','MarkerSize',10) axis equal pause(0.01) end ``` 三、MATLAB凸轮摇杆机构设计代码详解 1. 步骤一：定义凸轮形状 在此我们采用正弦曲线进行定义。具体而言，首先使用MATLAB的linspace函数生成一个从0到$2\pi$的等间隔向量theta，然后通过sin函数计算出对应的r值。最终得到一个包含100个点的正弦曲线。
例题4-1 凸轮廓线设计的Matlab程序
%example.m %绘位移线图 h=30;r0=60;rr=10;e=20 FAI=60*pi/180;FAI1=60*pi/180 fai1=0*pi/180:pi/180:60*pi/180 s1=(h/FAI)*fai1-h/(2*pi)*sin((2*pi)/FAI*fai1) fai2=60*pi/180:pi/18:90*pi/180 s2=[30 30 30 30] fai3=90*pi/180:pi/180:150*pi/180 s3=h-(h/FAI1)*(fai3-90*pi/180)+h/(2*pi)*sin((2*pi)/FAI1*(fai3-90*pi/180)) fai4=150*pi/180:pi/18:360*pi/180 s4=[0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0] subplot(1,2,1) plot(fai1,s1,'r',fai2,s2,'b',fai3,s3,'r',fai4,s4,'b') %绘凸轮理论廓线 s0=sqrt(r0*r0-e*e) x1=(s0+s1).*sin(fai1)+e*cos(fai1) y1=(s0+s1).*cos(fai1)-e*sin(fai1) x2=(s0+s2).*sin(fai2)+e*cos(fai2) y2=(s0+s2).*cos(fai2)-e*sin(fai2) x3=(s0+s3).*sin(fai3)+e*cos(fai3) y3=(s0+s3).*cos(fai3)-e*sin(fai3) x4=(s0+s4).*sin(fai4)+e*cos(fai4) y4=(s0+s4).*cos(fai4)-e*sin(fai4) subplot(1,2,2) plot(x1,y1,'r',x2,y2,'b',x3,y3,'r',x4,y4,'b') %绘实际廓线 %推程运动段 dsbidfai1=h/FAI-h/FAI*cos((2*pi/FAI)*fai1) dxbidfai1=(s0+s1).*cos(fai1)-e*sin(fai1)+dsbidfai1.*sin(fai1) dybidfai1=-(s0+s1).*sin(fai1)-e*cos(fai1)+dsbidfai1.*cos(fai1) xa1=x1+rr*dybidfai1./sqrt(dxbidfai1.*dxbidfai1+dybidfai1.*dybidfai1) ya1=y1-rr*dxbidfai1./sqrt(dxbidfai1.*dxbidfai1+dybidfai1.*dybidfai1) %远休止段 dsbidfai2=0
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 %画位移图 sx(i)=B; sy(i)=gcy; subplot(3,2,2) plot(sx,sy,'b','LineWidth',3) title('位移线图') grid on hold off; %画速度图 vx(i)=B; vy(i)=20*cos(B) + (40*cos(B).*sin(B))./(121 - 4*cos(B).^2).^(1/2); subplot(3,2,4) plot(vx,vy,'g','LineWidth',3) title('速度线图') grid on hold off; %画加速度图 ax(i)=B; ay(i)=(40*cos(B).^2)./(121 - 4*cos(B).^2).^(1/2) - 20*sin(B) - (40*sin(B).^2)/(121 -4*cos(B).^2).^(1/2) - (160*cos(B).^2.*sin(B).^2)/(121 - 4*cos(B).^2).^(3/2); subplot(3,2,6) plot(ax,ay,'r','LineWidth',3),xlabel('B') title('加速度线图') grid on hold off; M=getframe;
基于MATLAB汽车发动机配气凸轮的型线设计与接触应力分析
基于MATLAB汽车发动机配气凸轮的型线设计与接触应力分 析 MATLAB是一款功能强大的工程计算软件，被广泛应用于各 个领域。在汽车工业中，MATLAB可以用来进行发动机配气 凸轮的型线设计和接触应力分析。本文将详细介绍MATLAB 在汽车发动机配气凸轮设计中的应用。 汽车发动机配气凸轮是发动机中重要的构件之一，它负责控制气门的开合以调节进出气量，影响整个发动机的性能。因此，设计一款合理的配气凸轮是非常重要的工作。在实际设计中，需要考虑凸轮曲线的连续性、尺寸和形状等，并通过模拟和分析来评估其性能和强度。 MATLAB提供了丰富的函数和工具箱，可以用来进行凸轮曲 线的设计和分析。其中，MATLAB的Symbolic Math Toolbox 可以用来进行符号计算，求解形式化的数学问题，包括曲线的导数和积分等。同时，MATLAB的Simscape Multibody可以 用来进行动力学仿真和接触分析。 对于配气凸轮的设计，首先需要确定凸轮的基本参数，如凸轮半径、凸轮角度等。然后，可以根据相应的曲线算法生成凸轮曲线。接着，可以使用MATLAB的Symbolic Math Toolbox来求解曲线的导数和积分，以计算凸轮曲线的切线和法线。最后，根据切线和法线的数据，可以绘制出凸轮曲线图像。 接下来是接触应力分析。在凸轮和气门接触时，会产生接触应力。为了更好的评估凸轮的强度，需要进行接触应力分析。可
以使用MATLAB的Simscape Multibody进行动力学仿真和接 触分析。首先，需要将凸轮和气门模型导入到模拟环境中，并设置相应的初始参数。然后，在模拟过程中，MATLAB会计 算出接触应力，生成相应的分析报告。 总之，MATLAB在汽车发动机配气凸轮的设计中是非常实用 的工具。通过使用MATLAB的Symbolic Math Toolbox和Simscape Multibody，可以快速、准确地进行凸轮型线设计和 接触应力分析，为发动机的性能和强度评估提供有力支持。相关数据是研究问题时必不可少的数据，通过分析相关数据可以得出结论和结论所依据的证据。下面就以学生的考试成绩数据为例来进行分析。 首先，应当统计实验中的数据。可以统计参加考试的学生的人数、平均分、最高分和最低分等数据。这些数据可以通过制作柱状图或饼状图来清晰地展现出来。 其次，应当对数据进行分析。例如，可以将成绩按照高、中、低三个等级进行分类，然后分别统计每个等级的学生人数、占比、平均分、通过率等数据。这样可以对学生的整体成绩水平以及考试难度进行分析。 此外，还可以分析学生的考试成绩分布情况。可以制作直方图或箱线图来表示学生分数的分布情况。通过分析分数分布情况，可以找出成绩分布的特点，比如是否存在集中的高分区域或低分区域等。
机械原理matlab编程
机械原理（Matlab绘图） 专业班级 学号 姓名： 图一：导杆的角位移曲线和刨刀的位移曲线 x1=linspace(0,2*pi,100); l1=100; l3=360; l4=200; l6=200； y=336; w1=2*pi; x3=atan((l6+l1*sin(x1))./(l1*cos(x1))); for i = 1 : 100; if x3(i)<0 x3(i)=x3(i)+pi; end end S3=l1*cos(x1)./cos(x3); V23=(-1)*w1*l1*sin(x1-x3); w3=w1*l1*cos(x1-x3)./S3; a23=w3.^2.*S3-w1.^2*l1*cos(x1-x3); A3=(w1.^2.*l1.*sin(x3-x1)-2.*w3.*V23)./S3; x4= atan((y-l3*sin(x3))./l4); Se=l3*cos(x3)+l4*cos(x4); w4=(-1)*w3.*l3.*cos(x3)./(l4.*cos(x4)); Ve=(-1)*w3.*l3.*sin(x3-x4)./cos(x4); A4=(x3.^2.*l3.*sin(w3)+x4.^2.*l4.*sin(x4)-A3.*l3.*cos(x3))./(l4.*cos(x4)); ae=(-1)*(A3.*l3.*sin(x3-x4)+w3.^2.*l3.*cos(x3-x4)-w4.^2.*l4)./cos(x4); plotyy(180*x1./pi,180*x3./pi,180*x1./pi,Se/1000); xlabel('x1/(°)'),ylabel('x3(°)'); title('导杆的角位移曲线和刨刀的位移曲线'); text(150,108,'x3'); text(200,60,'Se'); grid on; plotedit on;
凸轮廓线的MATLAB画法
凸轮廓线的MATLAB 画法 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。 R ：凸轮的基园半径。 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 ， ds ds ds dt dt V dJ dJ dt ω=== 在算例中已假设凸轮匀速转动的角速度为1wad/s ，所以 ds ds ds ds dt dt V dJ dt dJ dt ω====速度 同理可得： dJ ds dt dv a 22==加速度 4 程序运行结果 图一：余弦速运动规律下的凸轮轮廓曲线
MATLAB在摆动滚子从动件盘形凸轮机构设计中的应用
MATLAB在摆动滚子从动件盘形凸轮机构设计中的应用 摘要：凸轮机构可以使从动件准确的实现某种预期的运动规律，它广泛的应用于自动机械、自动控制装置和装配生产线中。本文将从凸轮机构的压力角及其基本尺寸的设计、从动件的运动规律、凸轮廓线的设计等方面介绍matlab在摆动滚子从动件盘形凸轮机构设计中的应用。 关键词：摆动滚子从动件盘形凸轮机构 matlab the application of matlab in the oscillating roller follower disc cam mechanism design li hailong， luo fengming （southwest jiaotong university emei， le shan si chuan province ，614202） abstract：cam mechanism can make the follower accurately realize some expected movement which is widely used in automatic machinery， automatic control equipment and assembly production line. the article will introduce the application of matlab in the oscillating roller follower disc cam mechanism design from the pressure angle of cam and its basic size design， the motion law of the follower and cam profile design etc. key words： disk cam mechanism with oscillating roller follower；matlab
matlab 傅里叶级数 凸轮
傅里叶级数在MATLAB中的应用 一、概述 1. 傅里叶级数的概念 傅里叶级数是一种数学工具，可以将任意周期函数表示成一组正弦 和余弦函数的线性组合。这种表示方法在信号处理、图像处理、通信 等领域有广泛的应用，是MATLAB中重要的数学工具之一。 2. MATLAB中傅里叶级数的应用 MATLAB作为一种著名的科学计算软件，提供了丰富的工具箱和函数库，使得对傅里叶级数的计算和分析变得轻而易举。本文将介绍MATLAB中傅里叶级数的基本概念和常见应用，以及其在凸轮设计中 的具体应用。 二、MATLAB中的傅里叶级数表示 1. 傅里叶级数的计算方法 在MATLAB中，可以使用fft函数进行傅里叶级数的计算。该函数 能够将任意输入信号进行傅里叶变换，并返回频域的幅度和相位信息。 2. 傅里叶级数的应用场景 傅里叶级数广泛应用于信号处理、图像处理和通信系统中。在MATLAB中，可以利用傅里叶级数进行信号频谱分析、滤波器设计、 频域滤波和频率域图像处理等方面。
三、MATLAB中傅里叶级数的小案例 1. 信号频谱分析 假设我们有一个周期为T的信号，可以使用MATLAB的fft函数对其进行傅里叶变换，得到其频率分量的幅度和相位信息，从而进行频谱分析。 2. 频域滤波 在MATLAB中，可以利用傅里叶级数进行频域图像滤波，例如利用频率域掩膜对图像进行滤波和增强。 四、MATLAB在凸轮设计中的应用 1. 凸轮的基本概念 凸轮是一种机械传动装置，常见于发动机和机械运动系统中，用于控制阀门、汽缸盖和传动系统的运动。凸轮的设计需要考虑到其运动曲线和周期性特征。 2. 傅里叶级数在凸轮设计中的应用 在凸轮的设计中，可以利用傅里叶级数表示凸轮的运动曲线，从而进行凸轮的分析和设计。MATLAB提供了丰富的函数和工具，可以对凸轮的运动特性进行傅里叶级数表示和分析，从而优化其运动特性。 五、结论
机械原理-凸轮设计
机械原理-凸轮设计(偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设 计)(总9页) --本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可-- --内页可以根据需求调整合适字体及大小--
中国地质大学 课程论文 题目偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计 指导老师__ _____________ 姓名 班级 学号 专业机械设计制造及其自动化 院系机电学院 日期 2015 年 5 月 30 日
解析法分析机构运动 ——MATLAB辅助分析摘要： 在各种机械，特别是自动化和自动控制装置中，广泛采用着各种形式的凸轮机构，例如盘形凸轮机构在印刷机中的应用，等经凸轮机构在机械加工中的应用，利用分度凸轮机构实现转位，圆柱凸轮机构在机械加工中的应用。 凸轮机构的最大优点是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，而且响应快速，机构简单紧凑。正因如此，凸轮机构不可能被数控，电控等装置完全代替。但是凸轮机构的缺点是凸轮轮廓线与推杆之间为点，线接触，易磨损，凸轮制造较困难。在这些前提之下，设计者要理性的分析实际情况，设计出合理的凸轮机构，保证工作的质量与效率。 本次设计的是偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构，推杆是滚子推杆，这种推杆由于滚子与凸轮廓之间为滚动摩擦，所以磨损较小，可用来传递较大动力，因而被大量使用，通过设计从根本上了解这种凸轮机构的设计原理，增加对凸轮机构的认识。通过用MATLAB软件进行偏置直动滚子从动件盘形凸轮轮廓设计，得出理论廓线和工作廓线，进一步加深对凸轮的理解。 一、课程设计（论文）的要求与数据 设计题目：偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计 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 0=50mm，滚子半径r r =10mm。凸轮以 等角速度沿顺时针方向回转，在凸轮转过δ 2 =120°的过程中，推杆按正弦加速度 沿顺时针方向回转，在凸轮转过δ2=30°时，推杆保持不动；其后，凸轮在回转 角度δ 3 =60°期间，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。求实际和理论轮廓线，验算压力角，验算失真情况，确定铣刀中心轴位置。 二、设计数据
基于MATLAB的凸轮设计
中国地质大学（）
1.凸轮要求 设计一对心直动滚子推杆盘形凸轮机构，滚子半径r =10mm，凸轮以等角 r 速度逆时针回转。凸轮转角=0~120 时，推杆等速上升20mm；=120~180 时，推杆远休止；=180~270时，推杆等加速等减速下降20mm；=270~360时，推杆近休止。要求推程的最大压力角<=30，试选取适宜的基圆半径，并绘制凸轮的廓线。问此凸轮是否有缺陷，应如何补救。 2．列出凸轮运动方程 0<<2/3 2/3<<
2/3<< 3. 由方程写MATLAB源程序 %1.已知参数 clear; r0=50; %基圆半径 rr=10; %滚子半径 h=20; %行程 delta01=120;%推程运动角 delta02=60; % 远休角 delta03=90;%回程运动角 hd=pi/180; du=180/pi; n1=delta01+delta02; n2=delta01+delta02+delta03; %2凸轮曲线设计 n=360; for i=1:360 %计算推杆运动规律 if i<=delta01 s(i)=30/pi*(i*hd); ds(i)=30/pi; ds=ds(i); elseif i>delta01 && i<=n1; s(i)=h; ds(i)=0; ds=ds(i); elseif i>n1 && i<=(n1+delta03/2) s(i)=-140+320/pi*(i*hd)-160/pi^2*(i*hd)^2; ds(i)=320/pi-320/pi^2*(i*hd); ds=ds(i); elseif i>(n1+delta03/2) && i<=n2 s(i)=360-480/pi*(i*hd)+160/pi^2*(i*hd)^2; ds(i)=-480/pi+320/pi^2*(i*hd); ds=ds(i); elseif i>n2 && i<=n s(i)=0; ds=0;
基于MATLAB的凸轮设计
中国地质大学（武汉）
1.凸轮要求 =10mm，凸轮以等角设计一对心直动滚子推杆盘形凸轮机构，滚子半径r r 速度逆时针回转。凸轮转角=0~120 时，推杆等速上升20mm；=120~180 时，推杆远休止；=180~270时，推杆等加速等减速下降20mm；=270~360时，推杆近休止。要求推程的最大压力角<=30，试选取合适的基圆半径，并绘制凸轮的廓线。问此凸轮是否有缺陷，应如何补救。 2．列出凸轮运动方程 0<<2/3 2/3<< 2/3<< 3. 由方程写MATLAB源程序 %1.已知参数 clear; r0=50; %基圆半径 rr=10; %滚子半径 h=20; %行程
delta01=120;%推程运动角 delta02=60; % 远休角 delta03=90;%回程运动角 hd=pi/180; du=180/pi; n1=delta01+delta02; n2=delta01+delta02+delta03; %2凸轮曲线设计 n=360; for i=1:360 %计算推杆运动规律 if i<=delta01 s(i)=30/pi*(i*hd); ds(i)=30/pi; ds=ds(i); elseif i>delta01 && i<=n1; s(i)=h; ds(i)=0; ds=ds(i); elseif i>n1 && i<=(n1+delta03/2) s(i)=-140+320/pi*(i*hd)-160/pi^2*(i*hd)^2; ds(i)=320/pi-320/pi^2*(i*hd); ds=ds(i); elseif i>(n1+delta03/2) && i<=n2 s(i)=360-480/pi*(i*hd)+160/pi^2*(i*hd)^2; ds(i)=-480/pi+320/pi^2*(i*hd); ds=ds(i); elseif i>n2 && i<=n s(i)=0; ds=0; end %计算凸轮轨迹曲线 xx(i)=(r0+s(i))*sin(i*hd);%计算理论轮廓曲线 yy(i)=(r0+s(i))*cos(i*hd); dx(i)=ds*sin(i*hd)+(r0+s(i))*cos(i*hd);%计算导数 dy(i)=ds*cos(i*hd)-(r0+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 %3.输出凸轮轮廓曲线 figure(1); hold on;
matlab解析法画凸轮轮廓线
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： 推程加速阶段（0~f t/2）