用VC++进行平行分度凸轮机构的分析.doc

2008届机电一体化专业毕业综合实训-1-用VC+进行平行分度凸轮机构的分析一、平行分度凸轮的简介由于现在机械发展的现在要求，机械零件种类的增多，对于一些要求高的零件，它的设计不是一下能完成的，它的设计相当的复杂。其它我就不多说，如果要了解的话，可以到网上去查阅相关资料就行了，在这里我就对平行分度凸轮机构进行分析，对它的凸轮轮廓，用VC+进行分析。二、制作所用的设备及材料用VC+进行制作关于平行凸轮机构的分析，主要用VC+软件，用VC+的工具的功能进行操作。它将对平行分度的共轭凸轮的轮廓进行分析，搞懂平行分度凸轮的基本结构和其在工作时的工作情况。三、共轭（平行）分度凸轮机构1、基本结构和工作原理共轭分度凸轮机构用于两平行轴间的间歇分度步进传动。主动凸轮1由前后（或上、下）两片盘形凸轮组成。这两片凸轮在制造时廓线形状完全相同，安装时，使前后两片成镜像对称错开一定相位角安装，故称为共轭分度凸轮机构。从动转盘2的前后两端面上也各装有几个径向均匀分布的滚子。当凸轮旋转时，其前后两侧的廓线分别与相应的滚子接触，相继推动转盘分度转位或抵住滚子起限位作用。当凸轮转到其圆弧形廓线与滚子接触时，转盘停止不动。由于机构改革工作时是由两片凸轮按设计要求同时控制从动转盘的运动，因为凸轮与滚子之间能保持良好的形封闭，不必附加弹簧等其他装置就能获得较好的几何锁合。当然，对凸轮的加工精度和安装要求也较高。共轭分度凸轮机构主要有两种类型。（1）单头型转盘每次转位，转过一个滚子圆心角，头数H=1，滚子数Z=8，则转盘每次分度期转位角f=2H/Z=/4。这种型式的机构，凸轮每转半圈，转盘分度一次。（2）多头型转盘每次转位，转过多个滚子圆心角，H=2，Z=8，f=/2；H=4，Z=4，f=2。多头式的机构，凸轮每转一圈，转盘分度一次。2、共轭分度凸轮机构的主要运动参数和几何尺寸在这是就表1和表2列出了共轭盘形分度凸轮机构的主要运动参数和几何尺寸的设计计算方法，就一个例题计算。设：凸轮转速n=100r/min,连续旋转，从动转盘需四工位，中心距C=100mm.。表1共轭盘形分度凸轮的主要运动参数及实例计算项目计算公式与说明实例计算凸轮角速度1/s-11=n/301=10/3(s-1)转盘分度数II为转盘每转一周中的停歇次数常用值见表2按设计要求的工位数选项定I=4续表1胡祖全VC+做平行分度凸轮的分析-2-项目计算公式与说明实例计算头数H常用值见表2选用H=2转盘滚子数zZ=HI，常用值见表2Z=HI=2×4=8凸轮分度期转角f(°)常用值见表2选用f=180°凸轮停歇期转角d(°)单头H=1时，d=180°-f多头H2时，d=360°fd=360°-180°=180°凸轮角位移/(°)以凸轮分度期开始处作为=0分度期时间Tf/sf=f/1f=/(10/3)=0.3(s)停歇期时间Td/sTd=d/1,此式公适用凸轮连续旋转时d=/(10/3)=0.3(s)停歇期转位角ff=360°/If=360°/4=90°转盘分度期限运动规律常用的有正弦加速度，改进正弦加速度，改进梯形加速度，改进等速等运动规律选用改进正弦加不足为奇运动规律转盘分度期角位移i(°)i=Sf,S为所先运动规律的无因次位移T=/f=180°0T1/8（0°22。5°）i=90°（T1/4sin4T）/（+4）1/8T7/8（22.5°157。5°）i=90°（2+T9/4sin(+4T）/3)/（+4）7/8T1（157.5°180°）i=90°（4+T1/4sin4T）/（+4）转盘分度期角速度2s-12=fV/f，V为所选运动规律的无因次速度2=V/0。6，T=/180°0T1/82=2（1cos4T）/0.6×（+4）1/8T7/82=2（1-3cos（+4T）/3）/0.6×（+4）7/8T12=2（1cos4T）/0.6×（4）续表1项目计算公式与说明实例计算2008届机电一体化专业毕业综合实训-3-转盘与凸轮在分度期的最大角速比（2/1）max（2/1）max=fVmax/f,Vmax为所选运动规律的无因次速度最大值（2/1）max=90/180×1。76=0。88动停比k,运动系数k=Tf/Td,=Tf/(Td+Tf)K=0.3/0.3=1,=0.5表2凸轮头数H1234转盘分度数I6、8、10、12、163、4、5、6、82、41、2、3滚子数z6、8、10、12、166、8、10、12、166、124、8、12凸轮分度期转角f(°)60、75、90、120、15090、120、150、180、210、240、170150、180、210、240、270180、210、240、270表3就共轭盘形分度凸轮机构的主要几何尺寸及实例计算项目计算公式与说明实例计算转盘节圆半径Rp/mm1按最大压力角选用Rp/C，一般=45°60°1按=50°及Z=8得Rp/C=0.462.按凸轮理论廓线的形成条件，验算Rp/C的最大允许值2由Z=8及f/H=180°/2=90°可得Rp/C最大允许值为0。77，故知现选用的Rp/C=0.46合格3检验凸轮理论廓线不发生曲线本身自交现象的Rp/C最大允许值3由I=4及f/=180°，可得Rp/Cj最大允许值为0。57，故知现选用的Rp/C=0.46合格凸轮的基圆半径Rb/mmRb是凸轮轴心到其理论廓线间的最短向径，Rb=CRpRb=10046=54(mm)凸轮的基准起始位置角10(°)10=180°/z10=180°/8=22.5°凸轮的基准起始向径R10/mmR10=(C2+Rp22CRpcos10)1/2R10=(1002+4622×100×46cos22.5°)1/2=60.14(mm)凸轮的基准起始位置角10/(°)10=arcsin(Rp×sin10/R10)10=arcsin(46sin22.5°/60.14)=17.021°滚子中心角z/(°)z=360°/zz=360°/8=45°续表3项目计算公式与说明实例计算滚子半径Rr/mmRr(0.40。6)Rpsin(z/2)Rr(0.40.6)46sin22.5°7胡祖全VC+做平行分度凸轮的分析-4-11在这里取Rr=10mm滚子宽度b/mmb(1.01.4)RrB(1.01.4)×10=1014在这里取b=12mm安装相位角p/(°)p是前后两片凸轮两条基准起始向径间的夹角单头H=1：p=180°-f-210多头H2：p=360°-f-210p=360°180°2×17.021°=145。958°滚子中心的起始位置角n0(°)n0(°)=360°(1.5n)/z式中n为滚子代号，n为奇数指装在转盘前侧的滚子，n为偶数指装在后侧的滚子30=360°×（1.5-3）/8=67.5°滚子中心与O1间的距离Rn0/mmRn0=(C2+Rp22CRpcosn0)1/2R10=(1002+4622×100×46cos(67.5°)1/2=92.71(mm)Fn0O1与O1O2间夹角n0n0=arcsin(Rpsinn0)/Rn0)30arcsin(46sin(67.5°)/92.71)=27.284°3、共轭盘形分度凸轮机构凸轮廓线的解析法计算现在里我们的通过表4和图1，图2列出了解析法计算的步骤和公式。图12008届机电一体化专业毕业综合实训-5-图2表4共轭盘形分度凸轮廓线设计的解析法步骤计算公式与说明1、在凸轮上建立坐标系右手直角坐标系Oxy的原点O与凸轮轴心O1重合，O1x与凸轮的基准起始向径O1Ao重合。如1为逆时针方向转，则Oxy应取左手直角坐标坐标系，则下列公式均适用，而算出的极坐标值均逆1转向度量。2、求与No.1滚子中心相啮合的凸轮理论廓线方程式计算用辅助角=arctan(Ccos10Rp)/Csin10)3、求与No.1滚子相啮合的凸轮工作廓线方程式凸轮工作廓线上k点的方程式为：直角坐标：xk=xtRrcos(+10+)yk=ytRrsin(+10+)极坐标：Rk=(xk2+yk2)1/2k=arctan(yk/xk)(当xk>0,yk>0时)或k=180°+arctan(yk/xk)(当xk<0时)或k=360°+arctan(yk/xk)(当xk>0,yk<0时)式中k凸轮工作廓线的向径角，由O1x起逆时针向量度arctan(CcosRp(1+(2/1)/Csin)续表4胡祖全VC+做平行分度凸轮的分析-6-步骤计算公式与说明4、求与No.3滚子相啮合的凸轮理论廓线和工作廓线方程式(1)在凸轮上建立辅助动坐标系O1xy,O1x与No.3滚子中心的起始位置F30和O1的连线重合。（2）将上述公式中所有均用30代替后，求出xt、yt和xk、yk。（3）将x和y用下列坐标变换公式演化为在O1xy坐标系中的xt、yt和xk、ykx=xcos(1030)ysin(1030)y=xsin(1030)ycos(1030)四、用VC+制作平行分度凸轮人机交互的主界面1、VC+制作人机交互界面的初视图、VC+软件的安装VC+软件的安装在这里就不多说了，它的安装和大多数软件一样，跟着安装向导走就行了。、进入人机交互界面的步骤、打开已经安装好的VC+，进入第一个界面，上面有：文件、编辑、查看、插入、工程、组建、工具、窗口、帮助，这些就是VC+制作的主菜单。、我们选择文件，文件目录下就许多子菜单，我们选择新建，将进入第二个界面。、这个界面的顶菜单有四个，分别为：文件、工程、工作区、其它文档。在这里选择工程。其样式如图3：图3、这个界面就是MFC应用程序向导步骤1的界面。在这里你可以选项择你想要创建的应用程序类型，有三种分别为：单文档、多重文档、基本对话框。如果你需要的话可选择文档/查看体系结构支持，还可选择你的资源使用语言，在这里选单文档，资源使用的语言选中文，后点击下一步。2008届机电一体化专业毕业综合实训-7-、进入了MFC应用程序向导步骤2共6步的界面。包括数据库的一些文件，你可以选择不要包含数据，标题文件，查看数据库不使用文件支持和查看数据库使用文件支持，选择否，不要包含数据，点击下一步。、进入了MFC应用程序向导步骤3共6步的界面。这里可选择使用什么样的复合文档支持，可选：没有，不需要、容器、微型服务器、完整服务器、容器和服务器，还可选包含其他支持有自动和ActiveX控件。在这里选没有，不需要和自动，点击下一步。、进入了MFC应用程序向导步骤4共6步的界面。其选项如图4所视，后点击下一步。图4、进入了MFC应用程序向导步骤5共6步的界面。在这里你可选择你喜欢的风格有MFC选择标准和Windows资源管理器样式我们选择MFC标准。你还可以选择你希望生成源文件备注，选是要生成源文件备注。选择使用MFC库作为共享DLL，点击下一步。、进入了MFC应用程序向导步骤6共6步的界面。在这个界面我就不用多说了，它是决定你主界面的样式和功能的，非常重要。所以要特别的小心，你一定要记住基类，就是改变它就可以达到你想要的主界面功能。在这里选择CFormView做为基类，后点击完成。、这样就进入了新建工程信息界面。它包含了以上选择功能的全部信息，点击确定。进入操作界面。这样就完成了后备工作，也就进入了人机交互界面的初视图，如图5，就可以对要做的事件进行操作。