基于SolidWorks二次开发的凸轮廓线精确设计.doc

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1、基于SolidWorks二次开发的凸轮廓线精确设计————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：基于SolidWorks二次开发的凸轮廓线精确设计本文介绍了以直动滚子从动件盘形凸轮机构为例，先用SolidWorks自带的VisualBisic编辑宏，精确绘制凸轮的轮廓曲线，并拉伸成型，然后用SolidWorks插件COSMOSMotion对凸轮机构进行运动仿真，生成推杆的位移和速度曲线　引言　　凸轮机构是由凸轮、从动件和机架组成的高副机构，凸轮具有曲线轮廓

2、或凹槽，通常作连续等速转动，从动件则按预定运动规律作间歇(或连续)直线往复移动或摆动。凸轮机构的特点是结构简单、紧凑、工作可靠，只要凸轮廓线设计合理，便可使从动件按任意给定的规律运动。在精密机械特别是在自动控制装置和仪器中，应用非常广泛。　　当从动件的运动规律和凸轮的基圆半径确定后，凸轮廓线的设计方法通常有作图法和解析法。作图法简便、直观，但作图误差较大，难以获得凸轮廓线上各点的精确坐标，只能用于低速或不重要的场合;对于高速凸轮或精确度要求较高的凸轮，需用解析法设计，并借助于计算机编程软件精确地计算出凸轮廓线上各点的坐标值，以适合在数控机床上精确加

3、工。　　1问题的提出　　已知推杆的运动规律为:当凸轮转过60°时，推杆等加速等减速上升l0mm;凸轮继续转过120°时，推杆停止不动;凸轮再继续转过60°时，推杆等加速等减速下降l0mm;最后，凸轮转过所余的120°时，推杆又停止不动。设凸轮逆时针方向等速转动，凸轮理论廓线圆半径r0=50mm，推杆滚子半径rg=l0mm，设计满足该运动要求的凸轮廓线。　　2对心直动滚子从动件盘形凸轮机构数学模型的建立　　 　　图1凸轮机构运动简图　　在如图l所示的对心直动滚子从动件盘形凸轮机构中，选取如图1所示的极坐标系，B0点为凸轮理论廓线的起始点。当凸轮转过角

4、δ时，推杆相应地产生位移s。根据反转法原理，此时滚子中心应处于B点，则轮理论廓线的直角坐标参数方程为　　(1) 　　根据式(1)和推杆的运动规律，可以得出所要设计的凸轮理论廓线方程。　　当δ=0°～30°时，推杆作等加速上升，凸轮理论廓线方程为　　(2) 　　当δ=30°～60°时，推杆作等减速上升，凸轮理论廓线方程为　　(3) 　　当δ=60°～180°时，推杆在距凸轮回转中心最远位置不动，凸轮理论廓线方程为　　(4) 　　当δ=180°～210°时，推杆作等加速下降，凸轮理论廓线方程为　　(5) 　　当δ=210°～240°时，推杆作等减速下降

5、，凸轮理论廓线方程为　　(6) 　　当δ=240°～360°时，推杆在距凸轮回转中心最近位置不动，凸轮理论廓线方程为　　(7) 　　式中δ01=60°=π/3，推程运动角;δ02=120°=2π/3，远休止角;δ03=60°=π/3，回程运动角;δ04=120°=2π/3，近休止角。　　3凸轮三维实体造型　　3.1VisualBasic程序设计生成凸轮理论廓线坐标　　运行SolidWorks，新建一个零件，选择【工具】/【宏】/【新建】命令，打开VB编程界面，凸轮推程阶段主要程序编写如下，其它阶段程序编写与此类似，在此略。　　Submain()　　

6、Dimx()AsDouble,y()AsDouble'凸轮廓线坐标　　DimPhAsDouble,PsAsDouble,HAsDouble'凸轮转角、推杆位移、最大行程　　DimR0AsDouble,P0lAsDouble'基圆半径、凸轮推程运动角　　DimStAsDouble,NumAsDouble'凸轮廓线构造点步长、曲线坐标点数目　　ConstCon=pi/180'角度转化为弧度常数　　R0=50:H=10'初始条件　　P0l=60:P01=P01*Con　　St=pi/180*2:Num=0　　推程:等加速等减速运动　　ForPh=0ToP

7、0l/2StepSt　　Ps=(2*H/(P0l~2))*(Ph~2)　　Num=Num+1　　ReDimPreservex(Num)，Y(Num)　　x(Num)=(R0+Ps)*Sin(Ph)　　y(Num)=(R0+Ps)*Cos(Ph)　　Next　　ForPh=P0l/2ToP01StepSt　　Ps=H-(2*H/(P01~2))*(P01-Ph)~2　　Num=Num+1　　ReDimPreservex(Num)，y(Num)　　x(Num)=(R0+Ps)*Sin(Ph)　　y(Num)=(R0+Ps)*Cos(Ph)　　Next　

8、　……　　EndSub　　在VisualBasic中选择【运行】/【运行子过程/用户窗口】命令，将在当前文件夹中生成凸轮理