基于VB和PRO/E的凸輪機構(gòu)三維參數(shù)化建模和運動仿真分析
利用Pro/E的參數(shù)化三維實體造型功能,通過VB和Automation Gateway(AGW)對Pro/E進行二次開發(fā),設計者只需在VB開發(fā)的人機交互界面中輸入基本參數(shù),即可自動完成與基本參數(shù)對應的各種凸輪、從動件和裝配后凸輪機構(gòu)的精確三維參數(shù)化建模,并完成該凸輪機構(gòu)的仿真分析和運動分析。
引言
凸輪機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、設計方便和易實現(xiàn)預期運動等特點,因而在各種自動機械中都有著廣泛的應用。
凸輪可分為盤形凸輪(溝槽式和平板式)、移動凸輪、圓柱或圓錐凸輪(溝槽式和端面式)等幾種常見類型,從動件有直動和擺動兩種運動形式,從動件的端部結(jié)構(gòu)有尖頂、滾子、平底、球面等。從動件的運動過程一般包括推程、遠休止、回程和近休止四個階段,從動件在推程、回程常見的運動規(guī)律有等速運動、等加速等減速運動、擺線運動、簡諧運動、五次多項式運動等。從動件的運動規(guī)律決定了凸輪的廓線形狀,利用三維設計軟件設計凸輪時,既要考慮從動件的運動規(guī)律,又要考慮各基本參數(shù)對凸輪輪廓的影響,這正是凸輪參數(shù)化三維建模的意義所在。
雖然Pro/E中的program能實現(xiàn)凸輪參數(shù)化三維建模,但整個建模過程不能脫離Pro/E軟件,給操作帶來諸多不便,故本文利用VB開發(fā)獨立的
程序界面,將輸入值賦給AGW,再由AGW驅(qū)動Pro/E的自變量參數(shù),即可生成新凸輪模型;將凸輪機構(gòu)中的各參數(shù)和機構(gòu)中零件的對應參數(shù)關聯(lián)起來,自動實現(xiàn)尺寸驅(qū)動,生成新凸輪機構(gòu)的三維模型。這種方法操作簡便,效率高。基于VB和Pro/E的凸輪機構(gòu)三維參數(shù)化建模和運動仿真分析的過程如圖1所示。

圖1 凸輪機構(gòu)三維參數(shù)化建模和運動仿真分析流程
1、凸輪的三維參數(shù)化建模
不同種類的凸輪需要的基本參數(shù)不同,現(xiàn)以偏置直動滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)為例,說明建模過程。
1.1、三維基礎模型的建立
1.1.1、基本參數(shù)的設置
啟動Pro/E環(huán)境,選擇【工具/程序】命令,在INPUT和END INPUT語句中間輸入圖2所示的語句,存盤后,輸入各參數(shù)初值;緟(shù)及程序中對應的變量代號如表1所列,其中的初始值任意給定,但要保證推程角、遠休角、回程角、近休角之和為360°。
4、結(jié)束語
本文利用AGW實現(xiàn)了Pro/E和VB的數(shù)據(jù)傳遞,相比于使用Pro/E中的program更改參數(shù),可操作性更強,設計者不必熟悉Pro/E軟件即可完成凸輪的設計計算、三維實體建模、運動仿真及運動分析,大大地提高了設計的質(zhì)量和效率。設計出的凸輪三維實體模型,可用于凸輪的設計、分析、數(shù)控加工等。本文的設計方法完全適應于其他類型的凸輪及凸輪機構(gòu)。