VC++凸轮机构运动仿真编程示例

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1、VC++凸轮机构运动仿真编程示例一.机构运动原理1.推杆从动件的运动规律（仅列出常用的四种运动规律）表1-1从动件的运动方程式行程运动类型推程回程等速运动等加速等减速运动前半程后半程余弦加速度运动正弦加速度运动2.偏置直动尖顶推杆盘形凸轮机构如图所示，凸轮逆时针方向转动，导路偏置于凸轮转动中心A，导路距转轴A的垂直距离为偏距e。以偏距e为半径作的圆为偏距圆。当凸轮转动时，凸轮上的偏距圆也随之转动，但其始终与导路轴线相切。凸轮转动时不便求解其上的廓线方程，故采用反转法。反转法是建立在推杆与凸轮的相对运动与

2、参考系无关这一原理上的。所谓反转法，即给整个机构一个与凸轮转向相反的角速度，则凸轮静止不动，而从动件随机架反转且沿凸轮廓线相对运动，导路的反转角即凸轮的转角。如图所示，此时导路由转到。由于，所以，此时导路BK与基圆和凸轮廓线的交点间的长度，即从动件的位移。由几何关系知，所以23/23。选取坐标系xAy，B0点为凸轮廓线起始点。当凸轮转过j角，由反转法知此时从动件位于BK。则B点的坐标为(1-1)式（1-1）即为尖顶推杆凸轮廓线的方程式，也称为理论廓线方程。3.偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构大多数推杆在尖顶

3、B处装有滚子，以提高推杆的使用寿命。显然，只要使滚子中心B沿理论廓线曲线上运动，即可保证推杆预期的运动规律。如图所示，此时凸轮的轮廓曲线不是理论廓线，而是处处与滚子相切的另一条曲线，这条曲线称为凸轮的实际廓线。因为实际廓线与理论廓线在法线方向的距离处处相等，且等于滚子半径rr，故当已知廓线上任一点B时，只要沿理论廓线在该点法线方向取距离为rr，即得实际廓线上的相应点。由此可见，理论廓线上作一系列滚子圆的包络线即实际廓线。因此实际廓线是理论廓线的等距曲线。该等距曲线有两条，即内等距曲线和外等距曲线。盘状槽

4、形凸轮的廓线即该两条等距曲线。由高等数学知识可求得理论廓线B点处法线n-n的斜率（与切线斜率互为负倒数）应为(1-2)式（1-2）中的dx/dy与dy/dx可根据式（1-1）求出，代入式（1－2）后有(1-3)式（8-10）中的q角可在变化，其值要根据分子、分母的正负号所决定的所在象限来计算。求出角后，可计算的坐标值：23/23(1-4)式中“－”号为内等距曲线，“＋”号为外等距曲线。式（8-11）即为凸轮的实际廓线方程式。此时实际廓线的基圆半径等于理论廓线的基圆半径与滚子半径之差：4.机构运动的基本原

5、理前面计算出了凸轮机构的坐标点，当凸轮转动时，其相对于原点的坐标值要改变。此处可参考《机械原理》教材第六章“平面连杆机构”第三节“机构综合的位移矩阵法”所讲述的内容。设凸轮上一点原来的坐标为：，当凸轮转动θ角以后，其坐标变为：，则有以下关系：在做机构动画时，让θ角从0度到360度等量增加，则可以画出一系列凸轮的位置，形成连续的动画。23/23二.编程步骤1.项目类型选择MFCAppWizard(exe)，项目名取为“TuLun”。2.在程序向导的第1步选择建立一个单文档的应用程序，点击“Finish”结

6、束向导。3.点击菜单项“Insert→Resource”，选择在弹出的对话框中选择Dialog，23/23以此来插入一个对话框资源，这个对话框将来作为凸轮机构的参数输入窗口。4.在参数输入对话框上右键点击，弹出属性对话框，设定其ID号为IDD_PARAMETER，设定其标题Caption为“参数输入对话框”。然后在对话框上添加控件如下图所示，为每一个控件指定ID号。推程运动规律一组单选钮：IDC_TUI_1；IDC_TUI_2；IDC_TUI_3；IDC_TUI_4回程运动规律一组单选钮：IDC_HUI

7、_1；IDC_HUI_2；IDC_HUI_3；IDC_HUI_4推程角：IDC_TUI_ANGLE；回程角：IDC_HUI_ANGLE；远停角：IDC_FAR_REST_ANGLE23/23基圆半径：IDC_BASE_CIRCLE；行程：IDC_COURSE；偏距：IDC_SETOVER推杆滚子半径：IDC_ROLLER_RADIUS；凸轮转动速度：IDC_CAM_VELOCITY注意：要将推程运动规律的“等加速运动”和回程运动规律的“等加速运动”单选钮属性中的Group复选框勾选上，如下图所示5.为对

8、话框添加一个类：在对话框的空白区域处双击鼠标，弹出ClassWizard窗口，在添加一个新类对话框中点击OK按钮，将新类命名为CParameterDlg，其余选择默认值，点击OK按钮确定。23/236.为对话框中的控件添加相应的成员变量：点击菜单“View→ClassWizard”，点击“MemberVariables”标签项，为对话框中的控件添加对应的成员变量如下图和表所示。NO.ControlIDsTypeMemberShow1IDC_