ug在平行分度凸轮设计中的应用

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1、UG在平行分度凸轮设计中的应用衣振芹1徐国功2池瑞兄3（1.潍坊工商职业学院山东潍坊262200；2・山东汇通机械制造有限公司山东潍坊262200；3•锦秀机械有限公司，山东潍坊262200）摘要：木文简介了所设计的平面分度凸轮在生产中的应用情况，介绍了平行分度凸轮机构理论廓线的计算方法，以分度凸轮机构为例，介绍了如何利用三维软件对平行分度凸轮机构进行建模、运动仿真、生成二维工程图等设计过程。关键词：平行分度凸轮UG三维造型设计平行分度凸轮机构作为间歇机构，在机床、纺织、食品、包装等自动机械中有着广泛的应用。与圆柱凸轮机构相比，它具有输入输出轴平行、刚性好、分度数多、分度精度高、传动转矩大

2、、运动平稳、易于制造等优点，既可以釆用内啮合，也可以采用外啮合，与齿轮传动配合可产生多种形式的传动方案，满足多种应用场合的使用要求。其缺点是设计过程复杂，设计质量不易保证。一、平行分度凸轮机构设计1.设计方法平行分度凸轮机构的设计常采用的方法有两种，一种是作图法，另一种是解析法。作图法的误差大，只能用于低速和不重要的场合，对于高速、高极端的平行分度凸轮机构必须用解析法进行设计。解析法计算量大，因此，探索平行分度凸轮机构的计算机辅助设计方法，对提高平行分度凸轮机构的设计效率具有重要的意义。2.平行分度凸轮理论廓线设计图1、两片式平行凸轮简图图1中凸轮与滚子1啮合的理论廓线方程为：xt=Rps

3、in(θ+φ■φ10-λ)-Csin(θ-φ10■λ)yt=-Rpcos(θ+φ-φ10-λ)-Ceos(θ-φ10-λ)式中：θ为凸轮转角；λ为计算辅助用；λ=arctan()o图1中凸轮与滚子1啮合实际轮廓的方程为：xk=xt-Rrcos(θ+φ-φ10-λ+α)yk=yt-Rrsin(θ+φ■φ10-&lambda

4、;+α)式中:α为压力角的计算值，按下式计算，可以大于或小于90°oα=arctan(Ceosφ-Rp(1+))/(Csinφ)凸轮与滚子3啮合的方程为：(1)在凸轮上建立辅助动坐标系0lx'y',Olx'与第3滚子的中心的起始位置F30和01连线重合，将上述公式中所有φ10均用φ30代替后，求出x't、y't和x'k、y'ko(2)将x'和y'用下列坐标变换公式演化为在Olxy坐标系中的xt、yt和xk>ykox=x'cos(θ10-θ30)・y'sin(θ10-θ

5、30)y=x'sin(θ10-θ30)+y'cos(θ10-θ30)二、设计的过程和方法1•设计的流程(1)编制程序进行凸轮轮廓点坐标的计算根据上述轮廓及压力角方程，使用VisualBasic语言编制轮廓计算程序,按照凸轮从动件的运动规律，对凸轮的实际平面轮廓进行逐点计算，并将计算所得的一系列坐标点按照UG软件要求的格式输出到扩展名为.dat的文本文件中。（2）使用UG软件进行建模应用UG软件的“曲线”一一“来自文件的点”功能将上述计算程序的输出文件计算出来的系列点输入到UG软件中，这样在UG软件中就可以生成凸轮的外形轮廓平面曲线；然后使用U

6、G软件的拉伸、回转、扫掠、钻孔和阵列等功能，完成凸轮及从动盘的三维造型设计。利用UG软件完成的凸轮及从动盘如图2所示。图2、平行分度凸轮模型在对平行凸轮及从动盘建模完成后，可继续对分度装置的箱体、传动轴、联轴器等相关零件进行建模操作。2.运用UG软件进行装配和虚拟调试所有零件建模完成后，进入装配模块，装配的过程中可以通过“固定”装配约束先把箱体件进行定位，然后将凸轮、轴、轴承等零件通过“自动判断中心”、“接触”、“对齐”等装配约束逐步装配到箱体上，这样即可完成平行凸轮分度装置的建模及装配过程。3.运动仿真及干涉检查在对平行凸轮分度装置建模完成后，可以对其进行旋转，从不同的角度观察凸轮及从动

7、件的啮合情况，看其是否会产生干涉。在“视图”工具条中还有“剪切工作面”、“编辑剪切工作面”等工具对整个装配进行剖切以查看其内部结构。运用UG的运动仿真模块可以进行三维动态运动仿真，实现平行凸轮及其从动件的运动模拟操作。运动仿真不仅可以动态模拟整个系统的运动过程，而口还可以把这些运动过程制成AVI格式的影片文件，脱离UG软件本身独立播放,把平行凸轮及其从动件的运动状况清晰地展示出来。4.二维工程图的生成平行凸轮分度装置设计