凸轮参数化设计

1、式(4)中()树表示运动规律()对的导数。由于实际廓线也位推导了直动从动件圆柱凸轮机构实际廓线的方程。基于Solidworks平台用VBA开发了圆柱凸轮辅助建模软件，根据廓线方程可自动实现圆柱凸轮的精确建模，并为下一步运动仿真和数控加工奠定良好的基础。空间凸轮机构在自动机械中得到了广泛的应用。与平面凸轮机构相比，空间凸轮机构具有体积小、结构紧凑、刚性好、转动扭矩大等优点。直动从动件圆柱凸轮机构是一种典型的空间凸轮机构。当凸轮转速较低、精度要求不高时，可以把圆柱凸轮看成是由移动凸轮转化而来的，按基圆半径或外圆直径展开成平面矩形，作为平面直动凸轮进行近似计算。但是随着凸轮机构日益向高速方向发展，传

2、统的圆柱凸轮机构的设计方法因误差较大，不得不进行修正，因为，这种展开法不能达到简化计算、提高精度的目的，不能满足企业的实际需要。考虑到圆柱凸轮属于空间凸轮，其理论廓面、实际廓面均为空间曲面，因此，如何构造这些曲面是一个关键问题，国内开展了一些相关研究。随着计算机辅助设计进一步发展，特别是基于特征和参数化技术的三维设计软件的出现，为空间曲面的构造提供了支撑平台。本文来用精确的数学模型建立圆柱凸轮的实际廓线方程，基于SolidWoks平台，通过二次开发的手段精确构造实际轮廓曲面，完成了圆柱凸轮的建模，通过实践证明了这种方法的可行性。1圆柱凸轮轮廓线的数学模型对直动从动件圆柱凸轮建立如图1所示的固定

3、坐标系，以Z轴为圆柱凸轮的回转轴线，X轴与从动件处于最低位置时的轴线重合，原点为该轴线与凸轮轴线的交点，Y轴分别垂直于X和Z轴。图1中的几何参数有：凸轮圆柱半径为RRbRRbB，Rb为圆柱凸轮的基圆柱半径，B为滚子厚度），滚子半径为r，从动件的运动规律为s），其中为凸轮的转角。图1圆柱凸轮的理论和实际廓线如图1所示，圆柱滚子直动从动件凸轮机构，圆柱的半径为R,曲线b是圆柱凸轮的理论廓线，曲线。和c是实际廓线，d表示在理论廓线上的滚子圆，根据图示固定坐标系，建立圆柱凸轮理论廓线方程如下：y/tsin)3+(r*-(3)式中X,Y,Z为理论廓线上的坐标；Xa,Ya,Za为滚子圆和实际廓线上的公共点

4、坐标，也是滚子圆和实际廓线的切点坐标。包络线方程为：于圆柱面上，所以满足下式：联立以上3式，可得到在圆柱半径为R时的实际廓线的方程:Jre土壽rS黑希,JrrR式(6)可看出，实际廓线有两组，取上面符号表示图1中曲线a，取下面符号表示图1中曲线c。推导了直动从动件圆柱凸轮机构实际廓线的方程。基于Solidworks平台用VBA开发了圆柱凸轮辅助建模软件，根据廓线方程可自动实现圆柱凸轮的精确建模，并为下一步运动仿真和数控加工奠定良好的基础。2基于Solidworks平台直动从动件圆柱凸轮建模2.1实际廓线的构造式(6)是实际廓线的方程，若选定运动规律，給定转角明，可分别计算出基圆柱Rb和外圆柱R

5、s上的实际廓线的坐标，如果计算出四组符合精度要求的实际廓线的坐标，分别连接这些坐标成样条曲线。如图2所示，曲线al和a2是外圆柱上的实际廓线，曲线bl和b2是外圆柱上的实际廓线。为了保证实际廓线拟合精度，必须选择足够多的点来构造样条曲线，为此可把计算好的实际廓线的坐标存在文件中，通过Solidworks平台上的XYZ构造曲线的方法来构造样条曲线。2.2实际轮廓曲面的生成使用Solidworks，平台上切除放样特征，首先在草图平面上绘制放样的截面形状，是一个矩形，矩形的四个点落在实际廓线上，如图2所示，放样时，取矩形为轮廓，4条实际廓线a1、a2、b1、b2为引导线，可形成图3所示的实际廓面。图

6、2实际廓线的构造图3实际廓面的形成3软件实现考虑到圆柱凸轮建模过程中有大量的凸轮实际轮廓曲线数据，为了提高效率，采用软件编程对Solidworks软件二次开发的方式来实现。由于程序规模较小，编程的语言采用Solidworks中内嵌的VBA实现。程序流程图见图4。绘制凸轮闊注体讣算买關廊蜒坐标绘射截耐龜廓输人基本参数透择运勃规律药|实际廊线五说样图4程序流程软件分成两个模块：1)计算模块，主要根据输人参数，确定实际轮廓的曲线的坐标点数据；2)建模模块：主要完成绘制凸轮、实际廓线、切除放样等操作。以放样操作的编程为例说明：Fan.tension.SeiectByim厂箪图I”，SKETCH*,0.

7、0475+F0.G49052U0(KM57S1Q,False,1,No-thing,0Pan.EtenaiM,SelectBylPaSi,SKETCH,-0,(T2377CIOOOOOU01,0r&805200004578T0.041i704-7695IhIm,XN&thin&0线U.flREFERENCECURVE5*t0h0,0,True,4(W8.Nghiii虧0)hovhtRlus-Part.EKlension,SelecrByiD2(曲线2*TfJ-fREbCE-CURVE500.0.Tmth8194h胃确hhi缶0)boohtaHw=Part.阳他nmSelectlhll垃曲线JWFFF：RENC；&CURVES-,Afi3OJgj12290hWnihinF0)bocitatu=Part.ExlemaQnrSelectByJC1曲线/址EMC匪CURVES,0*),0.Tiueh16386.皿叽歸0)Fait.ieatureManager.(nscriCutBlend0hL(fH1,0,0sD*0t