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1、直動式固定凸輪與連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)者 所在院(系)：湖南工業(yè)大學(xué) 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 班級 學(xué)號： 指導(dǎo)老師： 時(shí)間：2015年12月27日 目錄 一、課程設(shè)計(jì)的目的 1 二、設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟 1 1、設(shè)計(jì)內(nèi)容 1 2.設(shè)計(jì)步驟 2 三、設(shè)計(jì)要求 2 四、設(shè)計(jì)指導(dǎo) 3 1、概述 3 2、基本參數(shù) 6 3、設(shè)計(jì)步聚 7 1）確定驅(qū)動方案 7 2）確定e 8 3）確定h 8 4）確定 8 5）確定 8 6） 求算b1、b2 9 7）設(shè)計(jì)凸輪廊線 10 8）檢驗(yàn)壓力角 11 五、參數(shù)優(yōu)化 13 六、結(jié)論 14 七、

2、參考文獻(xiàn) 14 八、附圖 14 摘要 包裝設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是在完成機(jī)械設(shè)計(jì)課程學(xué)習(xí)后，一次重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。是高等工科院校大多數(shù)專業(yè)學(xué)生第一次較全面的設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練，也是對機(jī)械設(shè)計(jì)課程的全面復(fù)習(xí)和實(shí)踐。其目的是培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)和有關(guān)選修課程的理論，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際分析和解決工程實(shí)際問題的能力，鞏固、加深和擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識。 本次設(shè)計(jì)的題目是直動式固定凸輪與連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。根據(jù)題目要求和機(jī)械設(shè)計(jì)的特點(diǎn)作者做了以下幾個(gè)方面的工作：①根據(jù)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算或編寫有關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算程序；②利用程序設(shè)計(jì)的方法輸出結(jié)果并自動生成圖形；③畫出裝配圖及其主要零件

3、圖；④完成設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。 一、 課程設(shè)計(jì)的目的 《包裝機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)是本課程各教學(xué)環(huán)節(jié)中重要的一環(huán),它讓學(xué)習(xí)者聯(lián)系實(shí)際進(jìn)一步深入理解、掌握所學(xué)的理論知識。其基本目的是：培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練綜合運(yùn)用包裝機(jī)械和有關(guān)先修課程的理論，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際分析和解決工程實(shí)際問題的能力，鞏固、加深和擴(kuò)展有關(guān)包裝機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識。通過制訂設(shè)計(jì)方案，合理選擇裹包機(jī)中塊狀物品推送機(jī)構(gòu)和零件類型，正確計(jì)算零件工作能力、確定尺寸和選擇材料，以及較全面地考慮制造工藝、使用和維護(hù)等要求，之后進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，達(dá)到了解和掌握機(jī)械零件、包裝機(jī)械經(jīng)常采用的機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程和方法。進(jìn)行設(shè)計(jì)

4、基本技能的訓(xùn)練。例如計(jì)算、繪圖、熟悉和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（手冊、圖冊、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等）以及使用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)、進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算和處理數(shù)據(jù)的能力。 二、設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟 1、設(shè)計(jì)內(nèi)容 　　以裹包機(jī)中塊狀物品推送機(jī)構(gòu)的典型機(jī)構(gòu)——固定凸輪與連桿組合機(jī)構(gòu)為題。課程設(shè)計(jì)通常包括如下內(nèi)容：讀懂塊狀物品推送機(jī)構(gòu)典型機(jī)構(gòu)——固定凸輪與連桿組合機(jī)構(gòu)，了解設(shè)計(jì)題目要求；分析該塊狀物品推送機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的可能方案；具體計(jì)算和設(shè)計(jì)該方案中機(jī)構(gòu)的基本參數(shù)；進(jìn)行機(jī)體結(jié)構(gòu)及其附件的設(shè)計(jì)；繪制裝配圖及零件工作圖；編寫計(jì)算說明書以及進(jìn)行設(shè)計(jì)答辯。 2.設(shè)計(jì)步驟 （1）設(shè)計(jì)準(zhǔn)備 認(rèn)真研究設(shè)計(jì)任務(wù)書，明確設(shè)計(jì)要求、條件、內(nèi)容和步驟

5、；通過閱讀有關(guān)資料、圖紙、參觀實(shí)物或模型、觀看電視教學(xué)片、掛圖以及推送機(jī)構(gòu)進(jìn)行拆裝實(shí)驗(yàn)等，了解設(shè)計(jì)對象；復(fù)習(xí)有關(guān)課程內(nèi)容，熟悉零部件的設(shè)計(jì)方法和步驟；準(zhǔn)備好設(shè)計(jì)需要的圖書、資料和用具；擬定設(shè)計(jì)計(jì)劃等。 （2）推送機(jī)構(gòu)裝置的總體設(shè)計(jì) 決定推送機(jī)構(gòu)裝置的方案；選擇機(jī)構(gòu)的類型，計(jì)算機(jī)構(gòu)裝置的運(yùn)動參數(shù)。 （3）裝配圖設(shè)計(jì) 計(jì)算和選擇機(jī)構(gòu)的參數(shù)；確定機(jī)體結(jié)構(gòu)和有關(guān)尺寸；繪制裝配圖草圖；選擇計(jì)算軸承和進(jìn)行支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；進(jìn)行機(jī)體結(jié)構(gòu)及其附件的設(shè)計(jì)；完成裝配圖的其他要求；審核圖紙。 （4）零件工作圖設(shè)計(jì) （5）整理和編寫計(jì)算說明書 （6）設(shè)計(jì)總結(jié)和答辯

6、 三、設(shè)計(jì)要求 在課程設(shè)計(jì)之前，準(zhǔn)備好必要的設(shè)計(jì)手冊或參考資料，以便在設(shè)計(jì)過程中逐步去學(xué)習(xí)查閱資料。確定設(shè)計(jì)題目后，至少應(yīng)復(fù)習(xí)在課程中學(xué)過的相關(guān)內(nèi)容。完成本課程設(shè)計(jì)的具體要求如下： 1、設(shè)計(jì)說明書要全面反映設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)過程和結(jié)論性認(rèn)識。其工藝設(shè)計(jì)要有文字、計(jì)算、公式來源、參數(shù)選取的資料名稱或代號、圖表（草圖）。說明書用A4紙打印，約20頁左右，并裝訂成冊。 2、設(shè)計(jì)圖樣按“機(jī)械制圖”、“公差與配合”等國家標(biāo)準(zhǔn)完成。 3、零件圖按生產(chǎn)圖樣要求完成，零件的有關(guān)精度和技術(shù)要求要有合理的標(biāo)注或說明。 　　設(shè)計(jì)過程中，提倡獨(dú)立思考、深入鉆研，主動地、創(chuàng)造性地進(jìn)行設(shè)計(jì)，反

7、對不求甚解、照抄照搬或依賴?yán)蠋?。要求設(shè)計(jì)態(tài)度嚴(yán)肅認(rèn)真、有錯(cuò)必改，反對敷衍塞責(zé)，容忍錯(cuò)誤的存在。只有這樣，才能保證課程設(shè)計(jì)達(dá)到教學(xué)基本要求，在設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)技能等方面得到良好的訓(xùn)練。 四、設(shè)計(jì)指導(dǎo) 裹包機(jī)所包裝的產(chǎn)品，絕大多數(shù)是單件或多件集合而成的塊狀物品。包裝作業(yè)線中前后機(jī)之間物品的輸送、換向、排列組合，及單機(jī)內(nèi)部的物品移動等，需要用各種各樣的機(jī)構(gòu)或裝置完成。以下是幾種典型的推送塊狀物品的組合機(jī)構(gòu)一一固定凸輪與連桿組合機(jī)構(gòu)。 1、概述 圖1所示，是該機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡圖，用于香皂、糖果等裹包機(jī)中，將物品向上推送較大距離。原動桿件AB按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動，驅(qū)動鉸銷C上的滾動軸

8、承6在固定槽凸輪4的槽內(nèi)運(yùn)動，再通過連桿CD使推送桿（即滑塊）2按預(yù)定規(guī)律作上下往復(fù)移動。這種直動從桿類型的固定凸輪與連桿組合機(jī)構(gòu)相當(dāng)于連桿長度可變的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，曲柄為AB，滑塊為推送桿，連桿為BD，在運(yùn)動過程中連桿BD的長度是變化的。 圖1　直動從動桿類型的固定凸輪和連桿組合的推送機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡圖 1－推送板　2－推送桿　3－導(dǎo)軌　4－固定槽凸輪　5－支座 6－滾動軸承　7－導(dǎo)軌 圖2　固定凸輪與連桿組合機(jī)構(gòu)示意圖 1-推料板 2-推料桿 3-固定凸輪 4-滾子 以所示推送機(jī)構(gòu)，還有2種運(yùn)動方式:一是是曲柄AB推著桿件BC運(yùn)動，桿件

9、BC承受壓力；二是曲柄AB拉著BC桿運(yùn)動，桿件BC承受拉力。這是兩種不同的驅(qū)動方案。當(dāng)然，無論是前者還是后者，都可以在兩種驅(qū)動方案中任意選擇，本題我們選擇直動從動桿類型的固定凸輪和連桿組合機(jī)構(gòu)。 2、基本參數(shù) 為研究方便，特規(guī)定：以曲柄回轉(zhuǎn)中心A為坐標(biāo)的原點(diǎn)，并作x、y軸。對于直動從動類型（見圖1所示），y軸與從動桿的運(yùn)動方向平行；對于擺動從動桿類型（見圖3所示）y軸與鉸銷D的兩個(gè)運(yùn)動極限位置之連線D0D1平行?？紤]到曲柄有兩種轉(zhuǎn)向，又規(guī)定y軸的正軸逆著曲柄轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)900后所得軸為軸的正軸，于是，前者 軸的正軸向右，而手者則向左?；緟?shù)有： e—y軸與D0D1線的間距，簡稱偏心距；

10、h—鉸銷D至軸的最小距離； a—曲柄AB長； b1、b2—桿件BC、CD長； —從動桿升程運(yùn)動起始時(shí)刻的曲柄位置AB0和y軸負(fù)軸的夾角，=1800?。螧0AY。 鉸銷B和D的距離用b表示，b=BD，它的最大值和最小值分別用bmax、bmin表示。 已知參數(shù)： 從動桿的行程 升程和降程的運(yùn)動規(guī)律 100 升程和降程按五次多項(xiàng)式運(yùn)動 表 1 初始參數(shù)表 固定凸輪與連桿組合機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是，從動桿的運(yùn)動可以象凸輪機(jī)構(gòu)的從動桿那樣實(shí)現(xiàn)停留和按照定規(guī)律（如五次多項(xiàng)式）運(yùn)動。從動桿的行程、動停時(shí)間、運(yùn)動速度由工藝要求預(yù)先給定。這樣，當(dāng)參數(shù)e

11、、h、 、，確定后，每一運(yùn)動時(shí)刻的b值及、值也隨之確定。顯然，b1、b2應(yīng)滿足下式 (1) 因此，應(yīng)根據(jù)從動桿的運(yùn)動規(guī)律和確定的c、h、、、l值，先計(jì)算出bmax、bmin，然后用下式求算b1、b2值： (2) 3、設(shè)計(jì)步聚 1）確定驅(qū)動方案 它對凸輪的壓力角機(jī)構(gòu)的傳動效率影響較大。應(yīng)根據(jù)運(yùn)動要求確定之。用下列符號表示運(yùn)動要求： Sm—分別為直動總行程； 1—升程運(yùn)動對應(yīng)的曲柄轉(zhuǎn)角； —最高位置停留對應(yīng)的曲柄轉(zhuǎn)角； —降程運(yùn)動對應(yīng)的

12、曲柄轉(zhuǎn)角； —最低位置停留對應(yīng)的曲柄轉(zhuǎn)角； =3600，當(dāng)時(shí)，先用曲柄AB拉著桿件BC運(yùn)動的方案；當(dāng)時(shí)，應(yīng)選用曲柄AB推著BC桿運(yùn)動的方案。時(shí)，可任選其中一種方案。 2）確定e 直動從動桿，取e=0 3）確定h 從結(jié)構(gòu)緊湊和減小凸輪壓力角考慮，應(yīng)將h值取小些。但h值愈小，對從動桿驅(qū)動力的壓力角也愈大。通常取h≥Sm,h=3sm。 4）確定 若a值過小，會使凸輪壓力角明顯增大，甚至不能實(shí)現(xiàn)預(yù)期動動。可取a=0.8Sm。 5）確定 其值對凸輪的壓力角影響極大，過小，尤其是過大，會使壓力角急劇增加。在前述參數(shù)確定后，最好將優(yōu)化，目標(biāo)函數(shù)為 式中a1m為凸輪的最大壓力角。

13、 δ=-4 6） 求算b1、b2 須先求算bmax、bmin。 （1）直動從動桿類型 參閱圖4，依據(jù)鉸銷B、D的坐標(biāo)，可建立它們之間距離的公式。B的坐標(biāo)為 （3） D的坐標(biāo)為： （4） 式中 —曲柄轉(zhuǎn)角，取升程起始時(shí)的 =0；S 為與相對應(yīng)的從動桿位移，即鉸銷D至其最低位置的距離。S值分為升程（=0～1）、最高位置停留（=1～1+2）、降程（=1+2～1+2+3）、最低位置停留（=1+2+3～360）四個(gè)階段求算。b值為: b=

14、 (5) 將式（3）、（4）代入式（5），求算bnax、bmin，然后用式（2）算得 b1、 b2。 因此,應(yīng)根據(jù)從動桿的運(yùn)動規(guī)律和確定的e , h , a 值,先計(jì)算出bmax , bmin ,利用MA TL AB 強(qiáng)大的可視化功能,繪出b 隨φ的曲線圖,見圖4 ,程序如附錄程序一. 可以很方便地得到: bmax = 397.8748mm , bmin =256.9556mm。 圖4 　B D 長度曲線圖 然后再利用（2）式求得、分別為：b1 =70.4613mm , b2 = 327.4171 mm 7）設(shè)計(jì)凸輪廊線 固定凸輪的理論廊線就是滾子中心C的運(yùn)動軌跡線

15、，根據(jù)鉸銷B、D的位置及b1、b2值可確定C的位置。令鉸銷B , D 的連線B D 與D0 D1 線(或y 軸) 的夾角為, BD與CD的夾角為β,則: (6) （7） 顯然, xB > x D 時(shí)θ為正值,反之則為負(fù)值,而β始終為正值。鉸銷C 的坐標(biāo)為: （8） 該式運(yùn)算符號“ + ”和“ —”的確定原則是:令b = bmax時(shí)的為 , b = bmin時(shí)的為,在～區(qū)間,取“ - ”號;在～和～區(qū)間,取“ + ”。由圖4可得到φm =82.8496(1.4460 弧度) ,φ

16、′m= 216.7442(3.7829弧度) 。 在MATLAB中，編程計(jì)算得到凸輪理論輪廓即C點(diǎn)的軌跡上各點(diǎn)的坐標(biāo)，并繪出C點(diǎn)的軌跡線，見圖5,程序如附錄程序二。: 圖5　凸輪輪廓線圖 8）檢驗(yàn)壓力角 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中,初始參數(shù)選擇不當(dāng)會導(dǎo)致凸輪輪廓設(shè)計(jì)不合理,從而導(dǎo)致從動件運(yùn)動不能按預(yù)定規(guī)律進(jìn)行,或者運(yùn)行中動力學(xué)性能欠佳。 （1）凸輪的壓力角 參閱圖2，為PC和Vc的夾角。PC為驅(qū)動鉸銷運(yùn)動的力(不考慮摩擦力)，BC重合，vc為鉸鏈C的運(yùn)動方向,，與C點(diǎn)的凸輪廊線切線重合。用K1、K2分別表示PC、vc的斜率，則 K1 =

17、 （9） 　 （10） （11） 計(jì)算式K2 時(shí)需求函數(shù)或,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(yùn)算功能來求解K2 。將凸輪細(xì)分為若干個(gè)點(diǎn),第i 點(diǎn)的斜率可采用式(12) 來求解。 (12) 在MATLAB 中對式(12) 進(jìn)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

18、=((i-1))-(i+1)/((i-1))-(i+1) end 應(yīng)保證的最大值不超過許用值，即?？扇±酶戒洺绦蛉ㄟ^matlab得到該機(jī)構(gòu)的 = 44.1427< 45,設(shè)計(jì)合理。 （2）從動桿的壓力角 為CD桿對鉸銷D的驅(qū)動力（不考慮摩擦力）與D的運(yùn)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，在區(qū)間取“—”號，其它區(qū)間取“+”號。應(yīng)使的最大值。直動從動桿。利用附錄程序四，通過matlab計(jì)算得到該機(jī)構(gòu)的 通過對壓力角的檢驗(yàn)可知,以上參數(shù)的設(shè)計(jì)合理。

19、 五、參數(shù)優(yōu)化 δ值是從動桿升程運(yùn)動起始時(shí)刻的曲柄位置A B 0 和y 軸負(fù)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 61.30 58.67 56.31 54.18 52.22 50.41 48.72 47.12 45.60 25.35 25.7 25.79 26.02 26.24 26.45 26.67 26.88 27.09 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 44.14 44.22 4

20、5.02 45.82 46.62 47.61 48.43 49.44 50.45 27.30 27.51 27.75 27.92 28.12 28.23 28.42 28.61 28.83 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5時(shí),凸輪壓力角超出了許用范圍;隨著δ的減小, 變小;當(dāng)δ為- 4時(shí), 達(dá)到最小值44.14;隨著δ繼續(xù)減小, 增大?？梢姰?dāng)以上其它參數(shù)不變的情況下,δ為- 4,該機(jī)構(gòu)的動力性能達(dá)到最優(yōu)。 六、結(jié)論 1) 運(yùn)用MA TL AB 強(qiáng)大的編程功能實(shí)現(xiàn)

21、了凸輪連桿機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)計(jì)算,得到了連桿的長度和凸輪曲線的軌跡,方便地檢驗(yàn)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(jī)構(gòu)的動力性能。 2) 借用MA TL AB 簡單的數(shù)組計(jì)算功能,提出了凸輪壓力角有效的計(jì)算方法。 七、參考文獻(xiàn) [1]許林成 彭國勛.包裝機(jī)械[M].長沙:湖南大學(xué)出版社,1989 . [2]許林成.包裝機(jī)械設(shè)計(jì)與原理[M].上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社, 1988 . [3]孫智慧 晏祖根.包裝機(jī)械概論[M].北京：印刷工業(yè)出版社,2012,(7).

22、 [4]肖乾 周新建.凸輪機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與運(yùn)動仿真分析[J]華東交通大學(xué)學(xué)報(bào),2006 ,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，2007,3 [6]張義智 郭連考.給紙機(jī)遞紙吸嘴機(jī)構(gòu)共軛凸輪設(shè)計(jì)[J].包裝工程,2007 ,28 (1) :104 - 105 . [7]王家文 王皓 劉海.MATLAB7.0 編程基礎(chǔ)[ M ].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005 . [8]孫智慧 高德.包裝機(jī)械[M].北京：中國輕工業(yè)出版社,2010,(1). [9]劉筱霞.包裝機(jī)械[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2007,(

23、1). [10]高德.包裝機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005,(8). [11]劉月花 郭諄欽.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].長春：東北師范大學(xué)出版社，2010，（3）. 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=1.5*sm;a=0.8*sm; sita=-8*pi/180; fa01=0:0.001:

24、fa1; faa=fa01/fa1; s=sm.*(6.*(faa).^5-15.*(faa).^4+10.*(faa).^3); xb=a.*sin(sita+fa01); yb=-a.*cos(sita+fa01); xd=E; yd=h+s; b01=sqrt((xb-xd).^2+(yb-yd).^2); figure; plot(fa01,b01); hold on; fa02=fa2+fa1:0.001:fa3+fa1+fa2; s=sm.*(1-(6.*((fa02-fa1-fa2)/fa3).^5-15.*((fa02-fa1-fa2)/fa3).

25、^4+10.*((fa02-fa1-fa2)/fa3).^3));xb=a*sin(sita+fa02); yb=-a*cos(sita+fa02); xd=E; yd=h+s; b02=sqrt((xb-xd).^2+(yb-yd).^2); plot(fa02,b02); hold on; bmin=min([b01,b02]) bmax=max([b01,b02]) b1=(bmax-bmin)/2 b2=(bmax+bmin)/2 famax=b01(1); for i=2:2095 if famax

26、=b01(i); FAMAX=fa01(i); end end famax,FAMAX famin=b02(1); for i=2:2095 if famin>b02(i) famin=b02(i); FAMIN=fa02(i); end end famin,FAMIN 附錄程序二： famax=1.3990;famin=3.8449; b1=70.4613;b2=327.4171; fa1=13

27、0*pi/180;fa2=0*pi/180;fa3=130*pi/180;fa4=100*pi/180;sm=100; e=0;h=3*sm;a=0.8*sm; sita=-4*pi/180; fa01=0:0.002:famax-0.002; faa=fa01/fa1; s=sm.*(6.*(faa).^5-15.*(faa).^4+10.*(faa).^3); xb=a.*sin(sita+fa01); yb=-a.*cos(sita+fa01); xd=e; yd=h+s; b=sqrt((xb-xd).^2+(yb-yd).^2); theta1=asin((xb

28、-xd)./b); beta1=acos((b.^2+b2.^2-b1.^2)./(2.*b.*b2)); xc=xd+b2*sin(theta1+beta1); yc=yd-b2*cos(theta1+beta1); plot(xc,yc,r); hold on; fa02=famax+0.002:0.002:fa1; faa=fa02/fa1; s=sm.*(6.*(faa).^5-15.*(faa).^4+10.*(faa).^3); %plot(fa02,s) xb=a.*sin(sita+fa02); yb=-a.*cos(sita+fa02); xd=e;

29、 yd=h+s; b=sqrt((xb-xd).^2+(yb-yd).^2); theta2=asin((xb-xd)./b); beta2=acos((b.^2+b2.^2-b1.^2)./(2.*b.*b2)); xc=xd+b2*sin(theta2-beta2); yc=yd-b2*cos(theta2-beta2); plot(xc,yc,r);hold on; fa03=fa2+fa1:0.002:famin; s=sm.*(1-(6.*((fa03-fa1-fa2)/fa3).^5-15.*((fa03-fa1-fa2)/fa3).^4+10.*((fa03-fa

30、1-fa2)/fa3).^3));%plot(fa03,s) xb=a*sin(sita+fa03); yb=-a*cos(sita+fa03); xd=e; yd=h+s; b=sqrt((xb-xd).^2+(yb-yd).^2); theta=asin((xb-xd)./b); beta3=acos((b.^2+b2.^2-b1.^2)./(2.*b.*b2)); xc=xd+b2*sin(theta-beta3); yc=yd-b2*cos(theta-beta3); plot(xc,yc,r);hold on; fa04=famin+0.002:0.00

31、2:fa1+fa2+fa3; s=sm.*(1-(6.*((fa04-fa1-fa2)/fa3).^5-15.*((fa04-fa1-fa2)/fa3).^4+10.*((fa04-fa1-fa2)/fa3).^3));%plot(fa04,s) xb=a*sin(sita+fa04); yb=-a*cos(sita+fa04); xd=e; yd=h+s; b=sqrt((xb-xd).^2+(yb-yd).^2); theta=asin((xb-xd)./b); beta4=acos((b.^2+b2.^2-b1.^2)./(2.*b.*b2)); xc=xd+b2*

32、sin(theta+beta4); yc=yd-b2*cos(theta+beta4); plot(xc,yc,r);hold on; fa05=fa1+fa2+fa3:0.002:2*pi; s=0;%plot(fa05,s); xb=a*sin(sita+fa05); yb=-a*cos(sita+fa05); xd=e; yd=h+s; b=sqrt((xb-xd).^2+(yb-yd).^2); theta=asin((xb-xd)./b); beta5=acos((b.^2+b2.^2-b1.^2)./(2.*b.*b2)); xc=xd+b2*sin(t

33、heta+beta5); yc=yd-b2*cos(theta+beta5); plot(xc,yc,r);hold on; 附錄程序三： clc;clear; global sita E h a sm famax=1.4090;famin=3.7329; b1=67.8307;b2=182.2473; fa1=130*pi/180;fa2=0*pi/180;fa3=130*pi/180;fa4=100*pi/180;sm=100; e=0;h=1.5*sm;a=0.8*sm; sita=-2*pi/180;

34、 fa01=0:0.001:famax; faa=fa01/fa1; s=sm.*(6.*(faa).^5-15.*(faa).^4+10.*(faa).^3); xb=a.*sin(sita+fa01); yb=-a.*cos(sita+fa01); xd=e; yd=h+s; b=sqrt((xb-xd).^2+(yb-yd).^2); theta1=asin((xb-xd)./b); beta1=acos((b.^2+b2.^2-b1.^2)./(2.*b.*b2)); xc=xd+b2*sin(theta1+beta1); yc=yd-b2*cos(theta1

35、+beta1); hold on; k11=(yc-yb)./(xc-xb); for i=2:length(fa01)-1 k21(i)=(yc(i-1)-yc(i+1))./(xc(i-1)-xc(i+1)); end k21(1)=k21(2); for i=1:length(fa01)-1 a1(i)=abs(atan((k21(i)-k11(i))./(1+k11(i)*k21(i))))*180/pi; end fa01(length(fa01))=[]; a1(length(fa01))=a1(length(fa01)-1); a1; pl

36、ot(fa01,a1);hold on; fa02=famax:0.001:fa1; faa=fa02/fa1; s=sm.*(6.*(faa).^5-15.*(faa).^4+10.*(faa).^3); %plot(fa02,s) xb=a.*sin(sita+fa02); yb=-a.*cos(sita+fa02); xd=e; yd=h+s; b=sqrt((xb-xd).^2+(yb-yd).^2); theta2=asin((xb-xd)./b); beta2=acos((b.^2+b2.^2-b1.^2)./(2.*b.*b2)); xc=xd+b2*si

37、n(theta2-beta2); yc=yd-b2*cos(theta2-beta2); hold on; k12=(yc-yb)./(xc-xb); for i=2:length(fa02)-1 k22(i)=(yc(i-1)-yc(i+1))./(xc(i-1)-xc(i+1)); end k22(1)=k22(2); for i=1:length(fa02)-1 a2(i)=abs(atan((k22(i)-k12(i))./(1+k12(i)*k22(i))))*180/pi; end fa02(length(fa02))=[]; a2(lengt

38、h(fa02))=a2(length(fa02)-1); a2; plot(fa02,a2);hold on; fa03=fa2+fa1:0.001:famin; s=sm.*(1-(6.*((fa03-fa1-fa2)/fa3).^5-15.*((fa03-fa1-fa2)/fa3).^4+10.*((fa03-fa1-fa2)/fa3).^3));%plot(fa03,s) xb=a*sin(sita+fa03); yb=-a*cos(sita+fa03); xd=e; yd=h+s; b=sqrt((xb-xd).^2+(yb-yd).^2); theta=a

39、sin((xb-xd)./b); beta3=acos((b.^2+b2.^2-b1.^2)./(2.*b.*b2)); xc=xd+b2*sin(theta-beta3); yc=yd-b2*cos(theta-beta3); hold on; k13=(yc-yb)./(xc-xb); for i=2:length(fa03)-1 k23(i)=(yc(i-1)-yc(i+1))./(xc(i-1)-xc(i+1)); end k23(1)=k23(2); for i=1:length(fa03)-1 a3(i)=abs(atan((k23(i)-k

40、13(i))./(1+k13(i)*k23(i))))*180/pi; end fa03(length(fa03))=[]; a3(length(fa03))=a3(length(fa03)-1); a3; plot(fa03,a3);hold on; fa04=famin:0.001:fa1+fa2+fa3; s=sm.*(1-(6.*((fa04-fa1-fa2)/fa3).^5-15.*((fa04-fa1-fa2)/fa3).^4+10.*((fa04-fa1-fa2)/fa3).^3));%plot(fa04,s) xb=a*sin(sita+fa04); yb=-

41、a*cos(sita+fa04); xd=e; yd=h+s; b=sqrt((xb-xd).^2+(yb-yd).^2); theta=asin((xb-xd)./b); beta4=acos((b.^2+b2.^2-b1.^2)./(2.*b.*b2)); xc=xd+b2*sin(theta+beta4); yc=yd-b2*cos(theta+beta4); hold on; k14=(yc-yb)./(xc-xb); for i=2:length(fa04)-1 k24(i)=(yc(i-1)-yc(i+1))./(xc(i-1)-xc(i+1));

42、 end k24(1)=k24(2); for i=1:length(fa04)-1 a4(i)=abs(atan((k24(i)-k14(i))./(1+k14(i)*k24(i))))*180/pi; end fa04(length(fa04))=[]; a4(length(fa04))=a4(length(fa04)-1); a4; plot(fa04,a4);hold on; fa05=fa1+fa2+fa3:0.001:2*pi; s=0;%plot(fa05,s); xb=a*sin(sita+fa05); yb=-a*cos(sita+fa05);

43、 xd=e; yd=h+s; b=sqrt((xb-xd).^2+(yb-yd).^2); theta=asin((xb-xd)./b); beta5=acos((b.^2+b2.^2-b1.^2)./(2.*b.*b2)); xc=xd+b2*sin(theta+beta5); yc=yd-b2*cos(theta+beta5); hold on; k15=(yc-yb)./(xc-xb); for i=2:length(fa05)-1 k25(i)=(yc(i-1)-yc(i+1))./(xc(i-1)-xc(i+1)); end k25(1)=k

44、25(2); for i=1:length(fa05)-1 a5(i)=abs(atan((k25(i)-k15(i))./(1+k15(i)*k25(i))))*180/pi; end fa05(length(fa05))=[]; a5(length(fa05))=a5(length(fa05)-1); a5; plot(fa05,a5);hold on; max([a1,a2,a3,a4,a5]) min([a1,a2,a3,a4,a5]) 附錄程序四： clc;clear; global

45、 sita E h a sm famax=1.3990;famin=3.8449; b1=70.4613;b2=327.4171; fa1=130*pi/180;fa2=0*pi/180;fa3=130*pi/180;fa4=100*pi/180;sm=100; e=0;h=3*sm;a=0.8*sm; sita=-4*pi/180; fa01=0:0.002:famax-0.002; faa=fa01/fa1; s=sm.*(6.*(faa).^5-15.*(faa).^4+10.*(faa).^3); xb=a.*sin(sita+fa01); yb=-a.*cos(

46、sita+fa01); xd=e; yd=h+s; b=sqrt((xb-xd).^2+(yb-yd).^2); theta1=asin((xb-xd)./b); beta1=acos((b.^2+b2.^2-b1.^2)./(2.*b.*b2)); xc=xd+b2*sin(theta1+beta1); yc=yd-b2*cos(theta1+beta1); hold on; %+++++++++++++++++++++++++++++++++++從動件壓力角——紅色 c1=abs(theta1-beta1)*180/pi; plot(fa01,c1,r--*);hol

47、d on; fa02=famax+0.002:0.002:fa1; faa=fa02/fa1; s=sm.*(6.*(faa).^5-15.*(faa).^4+10.*(faa).^3); %plot(fa02,s) xb=a.*sin(sita+fa02); yb=-a.*cos(sita+fa02); xd=e; yd=h+s; b=sqrt((xb-xd).^2+(yb-yd).^2); theta2=asin((xb-xd)./b); beta2=acos((b.^2+b2.^2-b1.^2)./(2.*b.*b2)); xc=xd+b2*sin(theta2-

48、beta2); yc=yd-b2*cos(theta2-beta2); hold on; c2=abs(theta2+beta2)*180/pi; plot(fa02,c2,r--*);hold on; fa03=fa2+fa1:0.002:famin; s=sm.*(1-(6.*((fa03-fa1-fa2)/fa3).^5-15.*((fa03-fa1-fa2)/fa3).^4+10.*((fa03-fa1-fa2)/fa3).^3));%plot(fa03,s) xb=a*sin(sita+fa03); yb=-a*cos(sita+fa03); xd=e; y

49、d=h+s; b=sqrt((xb-xd).^2+(yb-yd).^2); theta3=asin((xb-xd)./b); beta3=acos((b.^2+b2.^2-b1.^2)./(2.*b.*b2)); xc=xd+b2*sin(theta3-beta3); yc=yd-b2*cos(theta3-beta3); hold on; c3=abs(theta3+beta3)*180/pi; plot(fa03,c3,r--*);hold on; fa04=famin+0.002:0.002:fa1+fa2+fa3; s=sm.*(1-(6.*((fa04-fa1-

50、fa2)/fa3).^5-15.*((fa04-fa1-fa2)/fa3).^4+10.*((fa04-fa1-fa2)/fa3).^3));%plot(fa04,s) xb=a*sin(sita+fa04); yb=-a*cos(sita+fa04); xd=e; yd=h+s; b=sqrt((xb-xd).^2+(yb-yd).^2); theta4=asin((xb-xd)./b); beta4=acos((b.^2+b2.^2-b1.^2)./(2.*b.*b2)); xc=xd+b2*sin(theta4+beta4); yc=yd-b2*cos(theta4

51、+beta4); hold on; c4=abs(theta4-beta4)*180/pi; plot(fa04,c4,r--*);hold on; fa05=fa1+fa2+fa3:0.002:2*pi; s=0;%plot(fa05,s); xb=a*sin(sita+fa05); yb=-a*cos(sita+fa05); xd=e; yd=h+s; b=sqrt((xb-xd).^2+(yb-yd).^2); theta5=asin((xb-xd)./b); beta5=acos((b.^2+b2.^2-b1.^2)./(2.*b.*b2)); xc=xd+b2*sin(theta5+beta5); yc=yd-b2*cos(theta5+beta5); hold on; c5=abs(theta5-beta5)*180/pi; plot(fa05,c5,r--*);hold on; max([c1,c2,c3,c4,c5])