利用面向用戶的可視化軟件Visual Basic 6.0和UG 6.0進(jìn)行盤形凸輪機(jī)構(gòu)CAD系統(tǒng)設(shè)計(jì)。輸入原始參數(shù)后，得到該參數(shù)下的凸輪廓線、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析及運(yùn)動(dòng)仿真，大大縮短解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線時(shí)數(shù)據(jù)處理時(shí)間，為高速高精度凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制造和檢測(cè)提供了有利條件。使凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)直觀化、實(shí)時(shí)化。通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證，該軟件界面友好，方便直觀，既可用于工程實(shí)際，又可滿足教學(xué)需要。

1、引言

　　隨著社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步，對(duì)各種機(jī)械的效率、精度、自動(dòng)化程度要求越來(lái)越嚴(yán)格。為適應(yīng)這種發(fā)展形勢(shì)，作為自動(dòng)機(jī)械常用部件的凸輪機(jī)構(gòu)必須具有特性優(yōu)良的凸輪曲線和高速、高精度性能。隨著凸輪CAD/CAM軟件技術(shù)的發(fā)展和數(shù)控技術(shù)的日益普及，為高速高精度凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制造和檢測(cè)提供了有利條件。筆者采用Visual Basic6.0和UG6.0將設(shè)計(jì)界面可視化，完成凸輪機(jī)構(gòu)的繁雜計(jì)算、圖形繪制、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析、編制數(shù)控加工程序等功能。

2、數(shù)學(xué)模型建立

　　以直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)為例，進(jìn)行設(shè)計(jì)分析描述。圖1為直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪。已知基圓半徑R0、偏距e和從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律s=s(φ)。選取直角坐標(biāo)系原點(diǎn)與凸輪回轉(zhuǎn)中心O重合，y軸與從動(dòng)件推程方向一致。

　　機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)開(kāi)始時(shí)推桿平底與凸輪輪廓線切與起始點(diǎn)B0。根據(jù)“反轉(zhuǎn)法”原理，從動(dòng)件隨導(dǎo)路反轉(zhuǎn)φ角后產(chǎn)生位移s，凸輪與從動(dòng)件平底的接觸點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)。此過(guò)程可以看作從動(dòng)件平底與凸輪輪廓線接觸點(diǎn)B0點(diǎn)繞O點(diǎn)反轉(zhuǎn)φ角，到達(dá)基圓上B'點(diǎn)，再沿導(dǎo)路方向移動(dòng)到B″點(diǎn)，然后再沿平底方向移動(dòng)到B點(diǎn)，可用下述坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)和平移變換來(lái)描述B點(diǎn)和B0點(diǎn)之間的關(guān)系:

圖1 直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪

1.凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)初始位置　2.凸輪機(jī)構(gòu)在反轉(zhuǎn)法中轉(zhuǎn)過(guò)Φ的位置

5、結(jié)論

　　(1)本設(shè)計(jì)運(yùn)用VB6.0編程，軟件可以生成可視化界面，動(dòng)態(tài)輸入凸輪設(shè)計(jì)參數(shù)，進(jìn)行凸輪廓線設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)分析和運(yùn)動(dòng)仿真。得到的數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)，使結(jié)果運(yùn)行可行性加強(qiáng)，為在以后的加工或生產(chǎn)提供有效的數(shù)據(jù)參數(shù)和設(shè)計(jì)思路。

　　(2)利用UG進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，輸入和輸出的信息在圖形區(qū)域顯示出來(lái)，不僅可以直觀考察凸輪機(jī)構(gòu)是否滿足設(shè)計(jì)要求，而且可在界面上修改設(shè)計(jì)參數(shù)來(lái)滿足設(shè)計(jì)要求。

　　(3)此軟件具有參數(shù)優(yōu)化功能。當(dāng)動(dòng)力結(jié)果不滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，例如，當(dāng)最大壓力角αmax≥[α]時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)增大基圓半徑，重新設(shè)計(jì)凸輪廓線和運(yùn)動(dòng)仿真。