基于A(yíng)utoCAD凸輪輪廓曲線(xiàn)設計

　　本文以AutoCAD2008 為平臺，介紹圖解法、解析法繪制尖頂式對心直動(dòng)盤(pán)形凸輪輪廓曲線(xiàn)設計中方法和步驟、數學(xué)模型的建立以及以VBA 為開(kāi)發(fā)工具，參數化設計尖頂式對心直動(dòng)盤(pán)形凸輪輪廓CAD 運行框圖及系統的實(shí)現。采用AutoCAD 建立凸輪輪廓曲線(xiàn)設計，原理簡(jiǎn)單，在已知設計參數的條件下，能迅速確定凸輪輪廓各點(diǎn)的坐標值，且能隨時(shí)修改，可以方便快捷地設計出精確地凸輪輪廓，提高凸輪的設計精度和縮短設計周期。

　　引言

　　凸輪機構是實(shí)現機械自動(dòng)化和半自動(dòng)化中應用較廣泛的一種機構。由于它具有結構簡(jiǎn)單、緊湊，易于實(shí)現復雜運動(dòng)等特點(diǎn)使其在機械、電子、自動(dòng)控制、計算機等許多行業(yè)中被廣泛地采用。凸輪機構設計的傳統方法有：解析法和圖解法兩種方法。圖解法直觀(guān)、清晰，比較簡(jiǎn)單易行，但作圖誤差大，因而其使用范圍已受到很大的限制，只適用于速度比較低的凸輪機構，而高速和精度要求高的凸輪機構，則必須用解析法，解析法的精度較高，但計算過(guò)程較為復雜，計算工作量大。隨著(zhù)CAD 的普及，CAD 方法逐步為廣大工程技術(shù)人員及科研人員所掌握，在CAD 環(huán)境下的工程圖解法極大地提高了傳統圖解法的設計精度，以其相對來(lái)說(shuō)更直觀(guān)、更形象簡(jiǎn)單和高精度而獲得廣泛應用。

1、利用CAD 圖解法設計尖頂對心從動(dòng)件凸輪輪廓

　　用圖解法設計盤(pán)形凸輪輪廓時(shí)，給整個(gè)凸輪機構加上一個(gè)公共的角速度-ω。根據相對運動(dòng)原理，凸輪靜止不動(dòng); 從動(dòng)件一方面隨導路(機架)以角速度-ω 繞軸O 轉動(dòng)，另一個(gè)方面又在導路中按預期的運動(dòng)規律做往復移動(dòng)，此時(shí)，凸輪機構中各構件間的相對運動(dòng)并沒(méi)有改變。由于從動(dòng)件尖頂始終與凸輪輪廓相接觸，從動(dòng)件在這種復合運動(dòng)中，其尖頂的運動(dòng)軌跡即是凸輪輪廓曲線(xiàn)，這種利用與凸輪轉向相反的方法逐點(diǎn)按位移曲線(xiàn)繪制出凸輪輪廓曲線(xiàn)的方法稱(chēng)為反轉法。

　　1.1、下面介紹利用反轉法原理繪制盤(pán)形凸輪輪廓曲線(xiàn)的方法。

　　已知基圓半徑ro=20mm, 從動(dòng)件的行程h=20mm，運動(dòng)規律如下：

表1.1

圖1

　　3.2、凸輪輪廓程序的實(shí)現

　　凸輪輪廓曲線(xiàn)系統主要有基本參數、從動(dòng)件運動(dòng)規律、 數據生成、凸輪輪廓繪制模型、退出系統等模塊組成。

　　(1)基本參數模塊：主要輸入基圓半徑運動(dòng)參數、運動(dòng)凸輪轉動(dòng)的角度等。

　　(2)從動(dòng)件運動(dòng)規律模塊：基本運動(dòng)規律和組合運動(dòng)規律等。

　　(3)生成數據模塊：計算出輪廓曲線(xiàn)上任意一點(diǎn)的半徑，任意一點(diǎn)的直角坐標值。

　　(4)凸輪輪廓繪制模塊：該模塊是系統的核心部分之一，主要根據生成數據分段繪制輪廓曲線(xiàn)。如果輪廓形狀不合理，重新設計和修改。

　　(5)退出系統：完成凸輪輪廓曲線(xiàn)自動(dòng)計算

4、結語(yǔ)

　　1)在圖解法中應用CAD 軟件進(jìn)行作圖，可以克服手工作圖精度差、作圖繁的缺點(diǎn)，又可保持圖解法原理簡(jiǎn)單、方法直觀(guān)、易于掌握的優(yōu)點(diǎn)，

　　2)應用靈活的二次開(kāi)發(fā)工具，用它可以方便地實(shí)現零件的參數化設計，使用方便，設計準確可靠、實(shí)用性強的特點(diǎn)。將復雜的計算、分析過(guò)程交給計算機去完成，設計者僅作決策工作，這樣大大地提高了設計效率。

　　3)本系統采用模塊化設計方法，具有良好的可維護性和擴充性，為今后改進(jìn)和發(fā)展打下了基礎。