尖顶从动件凸轮机构计算机辅助设计软件课程设计说明书.docVIP

Harbin Institute of Technology 设计说明书（论文） 课程名称： 精密机械设计基础 设计题目：基于Visual C++环境实现 凸轮机构计算机辅助设计 院 系： 航天学院自动化 班 级： 0804101 设 计 者： 陈彬彦 学 号： 1080410123 设计时间： 2010年10月 尖顶从动件凸轮机构仿真设计软件说明书 设计题目 直动从动件盘形凸轮机构的计算机辅助设计 概述 在机械、仪器及精密机械中，当要求从动件的运动按照预定的规律变化时，通常宜采用凸轮机构。常用的凸轮机构按结构形式可分为盘状凸轮、移动凸轮和圆柱凸轮，其中盘状凸轮是凸轮的最基本的形式。常见的从动件类型包括尖顶从动件、滚子从动件和平底从动件，其中尖顶从动件结构简单，不论凸轮的轮廓曲线如何，它都能与凸轮轮廓上所有点接触，能实现较复杂的运动规律。 从动件常用的运动规律有等速、等加速等减速和简谐运动等。根据给出的运动规律和推程角、远休止角、回程角及近休止角等参数，当凸轮连续回转时，从动件就能按照给出的规律重复进行“升-停-降-停”的循环运动。 本设计软件以尖顶从动件偏心盘状凸轮机构为例，基于Visual C++ 6.0编写凸轮轮廓计算机辅助设计程序，利用MFC建立工程，实现了直观的尖顶从动件凸轮机构计算机辅助仿真设计软件。 基本原理 凸轮的轮廓设计方法分为图解法和解析法，显然程序实现时要采用解析法。解析法设计凸轮轮廓的基本原理是“反转法”，通过用户输入的所需设计参数，采用的数学方程式够精确地求出凸轮轮廓曲线上各点的坐标值，作图从而得到精确的凸轮轮廓尺寸。 设计模型 从动件运动规律及其方程 位移规律及方程 设从动件位移为s，凸轮转角为，下面分类给出s与的关系。 等速运动规律，运动线图如图1。 图1等速运动规律if(m_SpeedType1==0) { if(i=m_J1/2) s[i]=2*m_H*i*i/m_J1/m_J1; else s[i]=m_H-2*m_H*(m_J1-i)*(m_J1-i)/m_J1/m_J1; } 等加速等减速运动规律，运动线图如图2。 图2等加速等减速运动规律if(m_SpeedType1==1) { s[i]=m_H*i/m_J1; } 简谐运动规律，运动线图如图3。 图3简谐运动规律 if(m_SpeedType1==2) { s[i]=m_H*(1-cos(Pi*i/m_J1))/2; } 速度规律及方程 速度运动规律可由上述位移规律方程求导而得。 代码实现： for (i=1;i=360;i++) { v[i]=s[i]-s[i-1]; v[i]=v[i]*50; } v[0]=0; 加速度规律及方程 加速度运动规律可由上述速度规律方程求导而得。 代码实现： for (i=1;i=360;i++) { a[i]=v[i]-v[i-1]; } a[0]=0; 极坐标形式的凸轮轮廓 以凸轮的回转中心为极坐标原点，以从动件的初始位置和凸轮回转中心的连线为计算极角的坐标轴。根据“反转法”原理求凸轮轮廓曲线方程，即曲线上各点的极角和极径。 凸轮上任意一点A的极角为： (1) 在OC0A0中： (2) 在OCA中： (3) 且 (4) 图4 解析法设计偏心尖顶从动件盘状凸轮 再根据已知从动件的运动规律，每隔1°值代入(1)(4)两式即可得到凸轮理论轮廓上各点的值。 代码实现： for (i=0;i=m_J1;i++) { … } for(i;i=(m_J1+m_J2);i++) { s[i]=m_H;} for (i;i=(m_J1+m_J2+m_J3);i++) { … } for (i;i=361;i++) { s[i]=0;} 笛卡尔坐标（X-Y）形式的凸轮轮廓（坐标系转换） 由于在VC++环境中，无法对极坐标参数进行图像的绘制，因此，我们需要将极坐标系内的数据点，通过数学方法，依次转换为笛卡尔坐标系中的参数。 在极坐标中，给出了函数用以表示s和值之间的关系。利用公式: 和 求得笛卡尔坐标系中的位置参数，从而实现在VC++中作图。 代码实现： X[0]=(s[0]+S0)*sin((-t)*trans)+m_e*cos((-t)*trans)+250; Y[0]=(s[0]+S0)*cos((-t)*trans)*(-1)+m_e*sin((-t)*trans)+40