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1、第23卷第12期机械设计Vol.23No.122006年12月JOURNALOFMACHINEDESIGNDec.20063自动机械中槽轮机构的参数化设计与仿真1,2232王良文,杜文辽,崔纪雷,王维帧(1.华中科技大学机械科学与工程学院,湖北武汉430074;2郑州轻工业学院机电工程学院,河南郑州450002;3.河南新飞电器有限公司,河南新乡453002)摘要:以自动机械中常用的外槽轮设计为例,建立了槽轮机构参数化设计的数学模型,利用VB对AutoCAD的二次开发技术,成功实现了槽轮机构的参数化设计及运动仿真。该
2、系统在选定槽轮机构的运动工况及受力条件的情况下,能够对设计结果进行自动校验,并可以实现槽轮机构工程图的自动输出,进行尺寸参数及技术条件的标注,提高了槽轮机构的设计效率。为槽轮机构的数字化设计、加工提供了理论依据。关键词:槽轮机构;参数化设计;运动仿真;CAD二次开发中图分类号:TH122;TH132文献标识码:A文章编号:1001-2354(2006)12-0044-03槽轮机构以其结构简单、工作可靠等优点,在轻工业自动可在拨盘上安装多个圆销来实现槽轮在拨盘一周内转过机、包装机械等设备中获得广泛应用。在包装自动机中,
3、如冷2β的倍数角。设有m个圆销均匀分布在拨盘同一圆周上,因后霜灌装自动机、糖果包装机、灯泡包装机、饼干包装机及各种多一圆销只有在前一圆销脱离槽轮后才能进入槽内,由此可导出工位组合机床等,均利用槽轮机构实现转位。对常用机构开发最多的圆销数m所满足的条件。参数化设计系统已经成为企业提高创新能力、产品开发能力及增强企业竞争能力的一项关键技术。现有文献对凸轮机构、连[1,2]杆机构、带轮传动等参数化设计的研究已经比较深入,而有[3]关对槽轮机构的参数化设计系统研究的文献尚欠深入。文中首先建立了槽轮机构设计的数学模型,利用VB
4、对AutoCAD二次开发技术,开发了槽轮机构的参数化设计与仿真系统,当输入相关设计参数后,能够自动计算槽轮机构的结构参数;在选定槽轮机构的运动工况及受力条件的情况下,系统能够对设计结果进行自动校验;系统可以根据需要输出槽轮机构各构件的CAD工程图形,并能够实现槽轮工作过程的动态仿真。该软件系统不仅可以方便地实现槽轮机构的参数化设计,还可用于对现有槽轮机构的分析、数控加工以及计算机辅助教学中。本系统对内、外槽轮机构的设计系统均进行了开发,文章仅以外槽轮为例进行介绍。图1外槽轮机构1.3槽轮机构的主要结构参数设计设计槽轮
5、机构时,首先根据工作要求选定槽数z和转臂上1槽轮机构设计的数学模型圆销数目m,中心矩c和圆销半径Rr则根据空间安装尺寸和受力大小确定,其它尺寸可根据上述参数计算而得。槽轮机构的结构如图1所示,槽轮机构的参数化设计关键在此应该关注有关槽轮的外圆关系。如图2,槽轮的理论外在于对槽轮及槽轮拨销参数的计算。圆半径O2A是指当圆销开始进入槽轮,即当圆销A处在O1A⊥1.1槽轮机构设计的主要运动参数如图1所示的外槽轮机构中,设槽轮有z个均匀分布的径O2A位置,槽轮轴心O2至滚子中心A之间的距离。O2A=向槽,则槽轮每一次转动过程
6、中的转角为2β,主动转臂相应的ccosβ。此时,当圆销进入轮槽时,将与轮槽两侧顶端有一间隙转角为2α。Δ,使冲击加剧。因此槽轮实际外圆半径R2,应是槽轮轴线至轮设转臂转一周的时间为T,则可计算出槽轮的转位分度运槽侧边延长线与圆销切点D之间的距离,即:动时间td,槽轮的停歇时间tj;如已知转臂的转速n1/(r/min)和R2=O2D=AD2+O2A2=R2r+(ccosβ)2槽数z,可求td和tj。也可根据工艺所需的最长停歇时间tj和槽式中:Rr———拨盘上的圆销半径;数z,求得转臂的转速n1。c———中心距;1.2多
7、拨销拨盘时槽轮的槽数z、销数mβ———槽轮运动角之半。3收稿日期:2006-03-28;修订日期:2006-07-19作者简介:王良文(1963-),男,湖北江陵人,郑州轻工业学院教授,主要研究方向:自动机械设计、机构分析与综合,发表论文五十余篇,获省级以上科技进步奖3项。2006年12月王良文,等:自动机械中槽轮机构的参数化设计与仿真45CAD对象库。(2)编写VB程序代码,创建AutoCAD对象,启动运行Au2toCAD。2.1.2用VB开发AutoCAD的方法AutoCAD对象在AutoCADActiveX中是
8、开放的,在VB中可以直接操纵。具体方法:(1)在VB工程中引用Auto-CAD类型库,在工程(Project)菜单中选择引用(References)选项,打开引用对话框,然后从中选择(AutoCAD2000ObjectLi2brary)类型库;(2)在程序代码中设置AutoCAD程序对象和文档对象;(3)通过AutoCADActiveX对象、属
