基于NX的凸轮轮廓曲线设计系统的研究与开发-盐城工学院学报.PDF

第23卷第4期 盐城工学院学报(自然科学版) V01．23No．4 of Instituteof Science 2010年12月 Journal Technology(Natural Yancheng 基于NX的凸轮轮廓曲线设计系统的研究与开发 李青祝 (盐城工学院优集学院，江苏盐城224051) 摘要：提出了一种凸轮轮廓曲线自动化设计方法——利用数值驱动凸轮运动轨迹，根据凸轮分 度曲线的运动规律计算轮廓线上任意点的坐标数据，然后生成凸轮轮廓曲线的数据文件，以该 方法为基础，在NX平台上开发出通用平面盘型凸轮的自动化设计系统。该系统根据凸轮轮廓 曲线的数据文件生成所需的凸轮模型，极大地提高了凸轮设计的效率和精度。 关键词：凸轮；凸轮轮廓曲线；NX Open；参数化设计 中图分类号：TP391．73文献标识码：A 凸轮机构因其容易实现预定运动而被广泛应 设计。传统的曲线设计方法不满足凸轮高精度和 用于自动机械和仪器设备中…。而平面凸轮机 快速设计的要求，本文通过用反转法求解轮廓曲 构在凸轮机构中占有相当大的比重，因而对它的 线的点坐标方便快速得到精确的轮廓曲线，基于 研究也更具有代表性【2J。在机械设计向着高精 本系统快速生成所需三维凸轮模型。如图1所 度、高效率、高自动化的方向发展的情况下，凸轮 示，假定r0为凸轮基圆半径，Z为摆杆AB长度，口 结构的设计也在精度及设计周期上有了更高程度 为摆动杆轴心A与凸轮轴心0之间的距离，∞为 的要求。凸轮设计的关键是凸轮轮廓曲线的设 凸轮旋转角速度，以摆动杆的轴心A。与凸轮轴心 计，凸轮曲线特性的优良直接影响了凸轮结构的 0之间连线为)，轴建立坐标系XOY，B。点是摆动 精度、效率和寿命。传统的凸轮轮廓曲线设计方 杆的推程起始位置，摆动杆与Y轴的夹角沙。为 法【31有作图法和解析法。作图法简便、直观，但 初始角。当凸轮逆时针转过妒角时，根据反转法 误差较大，难以获得凸轮轮廓曲线上各点的精确 原理，相当于摆动杆及摆杆轴心顺时针转过角妒， 坐标，所获得的轮廓数据加工的凸轮只能用于低 速或者不重要的场合。解析法需要建立凸轮理论 轮廓曲线(或实际轮廓曲线)的坐标方程，并精确 计算轮廓上的各点坐标，人工计算量大。 本文将参数化设计思想引入到平面凸轮的设 计中，开发出基于NX平台的凸轮自动设计系统。 该系统基于友好的人机交互界面，只需要输入工 程参数及相关要求即可实现凸轮的自动生成，为 凸轮的运动分析、动力分析、有限元分析、虚拟装 配等奠定基础，保证了凸轮的设计质量，缩短了产 品的设计周期。 1 凸轮轮廓曲线设计方法 图1 反转法设计盘形凸轮 平面凸轮机构是非常重要的凸轮机构，而凸 Di∞Cam Prcce黛 Fig．1Desi驴of Based011Reversal 轮的参数化自动实体建模关键在于凸轮轮廓线的 收稿日期：2010—09—03 作者简介：李青祝(1976一)，男。江苏盐城人，讲师，硕士，主要研究方向为CAX、CAD系统开发、PDM技术。 万方数据 第4期 李青祝：基于NX的凸轮轮廓曲线设计系统的研究与开发 此时摆动杆处于图示AB的位置，其角位移为砂， 速度为口，轮廓法线n一，l，B点凸轮的压力角为a。 凸轮机构理论轮廓线、实际轮廓线、压力角、 曲率半径按以下公式设计：