偏置移动从动件盘形凸轮设计绘图和运动分析--MATLAB程序

%  ******** 偏置移动从动件盘形凸轮设计绘图和运动分析 ********
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 ‘      从动件在推程作等加速/等减速运动在回程作余弦加速度运动‘
%  基圆半径；滚子半径；从动件偏距；从动件升程
rb=22;rt=5;e=10;h=30;
%  推程运动角；远休止角；回程运动角；推程许用压力角；凸轮转速
ft=140;fs=20;fh=120;alpha_p=20;n=200;
%  角度和弧度转换系数；机构尺度
hd=pi/180;du=180/pi;se=sqrt（rb^2-e^2）;
w=n*pi/30; omega=w*du;         % 凸轮角速度（°/s）
fprintf（‘          基圆半径               rb = %3.4f mm \n‘rb）
fprintf（‘          滚子半径               rt = %3.4f mm \n‘rt）
fprintf（‘          推杆偏距                e = %3.4f mm \n‘e）
fprintf（‘          推程升程                h = %3.4f mm \n‘h）
fprintf（‘          推程运动角             ft = %3.4f 度 \n‘ft）
fprintf（‘          远休止角               fs = %3.4f 度 \n‘fs）
fprintf（‘          回程运动角             fh = %3.4f 度 \n‘fh）
fprintf（‘          推程许用压力角    alpha_p = %3.4f 度 \n‘alpha_p）
fprintf（‘          凸轮转速                n = %3.4f r/min \n‘n）
fprintf（‘          凸轮角速度（弧度）        w = %3.4f rad/s \n‘w）
fprintf（‘          凸轮角速度（度）      omega = %3.4f 度 /s \n‘omega）
disp ‘  ‘
disp ‘             @@@@@@  计算过程和输出结果  @@@@@@‘
disp ‘  ‘
%  （1）---校核凸轮机构的压力角和轮廓曲率半径‘
disp ‘         *** 计算凸轮理论轮廓的压力角和曲率半径 ***‘
disp ‘                 1 推程（等加速/等减速运动）‘
for f=1:ft
    if f<=ft/2 
        s（f）=2*h*f^2/ft^2;s=s（f）;                % 等加速-位移方程
        ds（f）=4*h*f*hd/（ft*hd）^2;ds=ds（f）;
        d2s（f）=4*h/（ft*hd）^2;d2s=d2s（f）;
        vt（f）=4*h*omega*f/ft^2;                  % 等加速-速度方程
    else
        s（f）=h-2*h*（ft-f）^2/ft^2;s=s（f）;         % 等减速-位移方程
        ds（f）=4*h*（ft-f）*hd/（ft*hd）^2;ds=ds（f）;
        d2s（f）=-4*h/（ft*hd）^2;d2s=d2s（f）;
        vt（f）=4*h*omega*（ft-f）/ft^2;             % 等减速-速度方程
    end
    alpha_t（f）=atan（abs（ds-e）/（se+s））;           % 推程压力角（弧度）
    alpha_td（f）=alpha_t（f）*du;                   % 推程压力角（度）
    pt1=（（se+s）^2+（ds-e）^2）^1.5;
    pt2=abs（（se+s）*（d2s-se-s）-（ds-e）*（2*ds-e））;
    rho_t（f）=pt1/pt2;                            % 推程曲率半径
    st（f）=s;
end
alpha_tm=max（alpha_td）;
fprintf（‘            推程最大压力角 alpha_tm = %3.4f 度\n‘alpha_tm）
for f=1:ft
     if alpha_td（f）==alpha_tm;ftm=f;break;end
end
fprintf （‘              对应的位置角      ftm = %3.4f 度\n‘ftm）
if alpha_tm>alpha_p 
    fprintf（‘            * 凸轮推程压力角超过许用值需要增大基圆!\n‘）
end
rho_tn = min（rho_t）;
fprintf （‘              最小曲率半径   rho_tn = %3.4f mm\n‘rho_tn）
for f=1:ft
     if rho_t（f）==rho_tn;ftn=f;break;end
end
fprintf（‘              对应的位置角      ftn = %3.4f 度\n‘ftn）
if rho_tn    fprintf（‘   * 凸轮推程轮廓曲率半径小于许用值需要增大基圆或减小滚子!\n‘）
end 
disp ‘                 2 回程（余弦加速度运动-简谐运动）‘
d1=ft+fs;d2=ft+fs+fh;                            % 回程运动角范围
for f=d1:d2
    k=f-d1;
    s（f）=0.5*h*（1+cos（pi*k/fh））;s=s（f）;          % 简谐运动-位移方程
    ds（f）=-0.5*pi*h*sin（pi*k/fh）/（fh*hd）;ds=ds（f）;
    d2s（f）=-0.5*pi^2*h*cos（pi*k/fh）/（fh*hd）^2;d2s=d2s（f）;
    alpha_h（f）=atan（abs（ds+e）/（se+s））;           % 回程压力角（弧度）
    alpha_hd（f）=alpha_h（f）*du;                   % 回程压力角（度）