本文以AutoCAD2008 為平臺，介紹圖解法、解析法繪制尖頂式對心直動盤形凸輪輪廓曲線設(shè)計中方法和步驟、數(shù)學(xué)模型的建立以及以VBA 為開發(fā)工具，參數(shù)化設(shè)計尖頂式對心直動盤形凸輪輪廓CAD 運行框圖及系統(tǒng)的實現(xiàn)。采用AutoCAD 建立凸輪輪廓曲線設(shè)計，原理簡單，在已知設(shè)計參數(shù)的條件下，能迅速確定凸輪輪廓各點的坐標(biāo)值，且能隨時修改，可以方便快捷地設(shè)計出精確地凸輪輪廓，提高凸輪的設(shè)計精度和縮短設(shè)計周期。

　　引言

　　凸輪機(jī)構(gòu)是實現(xiàn)機(jī)械自動化和半自動化中應(yīng)用較廣泛的一種機(jī)構(gòu)。由于它具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，易于實現(xiàn)復(fù)雜運動等特點使其在機(jī)械、電子、自動控制、計算機(jī)等許多行業(yè)中被廣泛地采用。凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計的傳統(tǒng)方法有：解析法和圖解法兩種方法。圖解法直觀、清晰，比較簡單易行，但作圖誤差大，因而其使用范圍已受到很大的限制，只適用于速度比較低的凸輪機(jī)構(gòu)，而高速和精度要求高的凸輪機(jī)構(gòu)，則必須用解析法，解析法的精度較高，但計算過程較為復(fù)雜，計算工作量大。隨著CAD 的普及，CAD 方法逐步為廣大工程技術(shù)人員及科研人員所掌握，在CAD 環(huán)境下的工程圖解法極大地提高了傳統(tǒng)圖解法的設(shè)計精度，以其相對來說更直觀、更形象簡單和高精度而獲得廣泛應(yīng)用。

1、利用CAD 圖解法設(shè)計尖頂對心從動件凸輪輪廓

　　用圖解法設(shè)計盤形凸輪輪廓時，給整個凸輪機(jī)構(gòu)加上一個公共的角速度-ω。根據(jù)相對運動原理，凸輪靜止不動; 從動件一方面隨導(dǎo)路(機(jī)架)以角速度-ω 繞軸O 轉(zhuǎn)動，另一個方面又在導(dǎo)路中按預(yù)期的運動規(guī)律做往復(fù)移動，此時，凸輪機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件間的相對運動并沒有改變。由于從動件尖頂始終與凸輪輪廓相接觸，從動件在這種復(fù)合運動中，其尖頂?shù)倪\動軌跡即是凸輪輪廓曲線，這種利用與凸輪轉(zhuǎn)向相反的方法逐點按位移曲線繪制出凸輪輪廓曲線的方法稱為反轉(zhuǎn)法。

　　1.1、下面介紹利用反轉(zhuǎn)法原理繪制盤形凸輪輪廓曲線的方法。

　　已知基圓半徑ro=20mm, 從動件的行程h=20mm，運動規(guī)律如下：

表1.1

圖1

　　3.2、凸輪輪廓程序的實現(xiàn)

　　凸輪輪廓曲線系統(tǒng)主要有基本參數(shù)、從動件運動規(guī)律、 數(shù)據(jù)生成、凸輪輪廓繪制模型、退出系統(tǒng)等模塊組成。

　　(1)基本參數(shù)模塊：主要輸入基圓半徑運動參數(shù)、運動凸輪轉(zhuǎn)動的角度等。

　　(2)從動件運動規(guī)律模塊：基本運動規(guī)律和組合運動規(guī)律等。

　　(3)生成數(shù)據(jù)模塊：計算出輪廓曲線上任意一點的半徑，任意一點的直角坐標(biāo)值。

　　(4)凸輪輪廓繪制模塊：該模塊是系統(tǒng)的核心部分之一，主要根據(jù)生成數(shù)據(jù)分段繪制輪廓曲線。如果輪廓形狀不合理，重新設(shè)計和修改。

　　(5)退出系統(tǒng)：完成凸輪輪廓曲線自動計算

4、結(jié)語

　　1)在圖解法中應(yīng)用CAD 軟件進(jìn)行作圖，可以克服手工作圖精度差、作圖繁的缺點，又可保持圖解法原理簡單、方法直觀、易于掌握的優(yōu)點，

　　2)應(yīng)用靈活的二次開發(fā)工具，用它可以方便地實現(xiàn)零件的參數(shù)化設(shè)計，使用方便，設(shè)計準(zhǔn)確可靠、實用性強(qiáng)的特點。將復(fù)雜的計算、分析過程交給計算機(jī)去完成，設(shè)計者僅作決策工作，這樣大大地提高了設(shè)計效率。

　　3)本系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計方法，具有良好的可維護(hù)性和擴(kuò)充性，為今后改進(jìn)和發(fā)展打下了基礎(chǔ)。