基于VB6．0平面盘形凸轮机构CAD系统的研究

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标准化、集成化、智能化、网络化的发展代表着 CAD(Computer Aided Design)技术发展的趋势。CAD技术 已广泛应用 于计算机辅助教学(CAI)和多媒体教学中。运用 CAI能充分调动学生的听觉、视觉、想象力，取得直观、生动、深刻的教学效果。所以研制、开发适应不同教学内容，紧跟着学科发展形势的CAI课件，是各学校纷纷开展的工作。基于 VB平面盘形凸轮 CAD系统的开发，通过人机对话，可实时修改输人参数及从动件的运动规律，这样不仅提高了凸轮轮廓的设计精度和设计效率，也为凸轮的后续开发提供了- 个平台。同时将 CAI思想引入教学中，也有助于提高课堂的教学质量。

1 凸轮机构的理论分析1.1 从动件运动规律的选择凸轮轮廓曲线撒于从动件的运动规律。因此，在设计凸轮轮廓时，首先应在 CAI界面里选择从动件的运动规律。运动规律常用的特性值主要有：从动件的速度、加速度、跃度，它们以无量纲形式表示，分别记为 、 、 。不过，这些最大值往往是互相制约、相互矛盾的 J。所以设计时可根据速度和载荷的大小，可依照表 1进行选择。

1.2 凸轮轮廓数学模型的建立本CAI系统中包括 9种基本运动规律和7种常用组合运动规律。因篇幅关系，只以直动滚子从动件为例来表述其数学模型的建立的思路。

表 1 从动件运动规律的确定Table 1 Folower motion rule to determine速度载荷 推荐选择的运动规律如图 l所示，假定 E为直动滚子盘形凸轮机构的偏距 E，从动件的运动规律和基圆半径 都已给定。根据反转法原理，凸轮轮廓上某点 ，当凸轮自初始位置转过-个 角后，凸轮理论轮廓线上 点的坐标为 q ：fX6(soS)sin r/Ecos ，1、 (SoS)COS TEsin对于直动滚子从动件来说，它们的实际轮廓曲线是滚子圆族的包络线，即凸轮的实际廓线是理论廓线的等距线，它们之间的距离滚子半径尺，5 J。 这样若理论廓线上任-点B(X ，，6)为已知时，我们只要沿着该点的法线方向揉离为，即可以得到实际轮廓线上的相对应点B ( ，)。

收稿日期：2013-01-06作者简介：张星(1980-)，男 ，辅仙游人 ，讲师，硕士 ，主要研究方向为机械设计。

· 30. 盐城工学院学报(自然科学版) 第 26卷图 1 滚子(尖顶)直动从动件平面凸轮轮廓解析设计Fig.1 Roler(spire)design of planar cam profile analysis of straight moving folower切线 BE的斜 率为 ：tg( ) aYb dY/ d$Y'b(2)lf 6 [毒sin (5 .S)c。s - Elsin ](3) 恚cos -(Sos)sin -叼 ] (4)实际廓线上点B(置， )的坐标为：Xb干 RrY'b/K'b(5)Ly y6±R，X b/K式eF”号适用于外等距曲线，-”号适用于内等距曲线。

当R 0时，则为尖顶直动从动件曲线方程式 .目实际与坪论曲线相萤合2 凸轮机构的计算机辅助设计2.1 系统的功能拈凸轮机构 CAI系统主要的功能有人工设计、智能设计、知识库管理和数据库管理。各子拈程序间相互独立，但程序之间通过数据的交换和传输 ，这样既可以降低了开发的难度，又有利于系统后期的扩充和维护。最后通过设计及仿真拈可以绘制不同类型的凸轮轮廓，绘制速度、加速度及位移曲线，进行机构的运动仿真。

2.2 用户界面的设计利用 VB和 AutoCAD为开发平台，采用事件驱动方式，编制设计系统用户界面，具有良好的操作界面，用户只要掌握初步的凸轮知识，就可以完成整个设计的流程，提高了设计的效率。

图2 系统功能拈Fig.2 System function module3 实例设计-直动滚子平面盘型凸轮机构，左偏置，偏距为12 mm。其中凸轮运转 1周，升程角，远休止角，回程角，近休止角，升程为60 mm。推程的许用压力角回程的许用压力角，从动件的运动规律升程选五次项运动规律，回程为摆线运动规律。

(1)见图3。在图3的在基本尺寸设计的界面中，输入信息后，按确认键，系统自动计算出最轩圆半径和最大滚子半径分别为 82.16 mm和65.42 mm。此时选择8O和5O作为基圆半径和滚子半径。并分别点两个确认按键和下-步，出现综合界面。

(2)输人图形比例，点击生成凸轮轮廓曲线，即可以得到凸轮的轮廓线和相关曲线、数据，如图4所示。