利用面向用戶的可視化軟件Visual Basic 6.0和UG 6.0進行盤形凸輪機構(gòu)CAD系統(tǒng)設(shè)計。輸入原始參數(shù)后，得到該參數(shù)下的凸輪廓線、機構(gòu)運動分析及運動仿真，大大縮短解析法設(shè)計凸輪廓線時數(shù)據(jù)處理時間，為高速高精度凸輪機構(gòu)的設(shè)計、制造和檢測提供了有利條件。使凸輪機構(gòu)的設(shè)計直觀化、實時化。通過實例驗證，該軟件界面友好，方便直觀，既可用于工程實際，又可滿足教學(xué)需要。

1、引言

　　隨著社會發(fā)展和科技進步，對各種機械的效率、精度、自動化程度要求越來越嚴(yán)格。為適應(yīng)這種發(fā)展形勢，作為自動機械常用部件的凸輪機構(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構(gòu)的設(shè)計、制造和檢測提供了有利條件。筆者采用Visual Basic6.0和UG6.0將設(shè)計界面可視化，完成凸輪機構(gòu)的繁雜計算、圖形繪制、機構(gòu)運動分析、編制數(shù)控加工程序等功能。

2、數(shù)學(xué)模型建立

　　以直動平底從動件盤形凸輪機構(gòu)的設(shè)計為例，進行設(shè)計分析描述。圖1為直動平底從動件盤形凸輪。已知基圓半徑R0、偏距e和從動件運動規(guī)律s=s(φ)。選取直角坐標(biāo)系原點與凸輪回轉(zhuǎn)中心O重合，y軸與從動件推程方向一致。

　　機構(gòu)運動開始時推桿平底與凸輪輪廓線切與起始點B0。根據(jù)“反轉(zhuǎn)法”原理，從動件隨導(dǎo)路反轉(zhuǎn)φ角后產(chǎn)生位移s，凸輪與從動件平底的接觸點到達(dá)B點。此過程可以看作從動件平底與凸輪輪廓線接觸點B0點繞O點反轉(zhuǎn)φ角，到達(dá)基圓上B'點，再沿導(dǎo)路方向移動到B″點，然后再沿平底方向移動到B點，可用下述坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)和平移變換來描述B點和B0點之間的關(guān)系:

圖1 直動平底從動件盤形凸輪

1.凸輪機構(gòu)運動初始位置　2.凸輪機構(gòu)在反轉(zhuǎn)法中轉(zhuǎn)過Φ的位置

5、結(jié)論

　　(1)本設(shè)計運用VB6.0編程，軟件可以生成可視化界面，動態(tài)輸入凸輪設(shè)計參數(shù)，進行凸輪廓線設(shè)計、運動分析和運動仿真。得到的數(shù)據(jù)可存儲，使結(jié)果運行可行性加強，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)計思路。

　　(2)利用UG進行運動仿真，輸入和輸出的信息在圖形區(qū)域顯示出來，不僅可以直觀考察凸輪機構(gòu)是否滿足設(shè)計要求，而且可在界面上修改設(shè)計參數(shù)來滿足設(shè)計要求。

　　(3)此軟件具有參數(shù)優(yōu)化功能。當(dāng)動力結(jié)果不滿足設(shè)計要求時，例如，當(dāng)最大壓力角αmax≥[α]時，系統(tǒng)會自動增大基圓半徑，重新設(shè)計凸輪廓線和運動仿真。