基于許用壓力角要求的共軛凸輪計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的設(shè)計(jì)及計(jì)算方法采用計(jì)算機(jī)輔助的方法得以實(shí)現(xiàn)，大大提高了設(shè)計(jì)及計(jì)算效率，為工程人員節(jié)省了時(shí)間。共軛凸輪，作為機(jī)械領(lǐng)域一種常見的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，以其高精度的運(yùn)動(dòng)控制及傳動(dòng)性能在輕工業(yè)、高速領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。目前，市面上也不乏共軛凸輪機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，但仔細(xì)研究發(fā)現(xiàn)，這類軟件均需要在使用之前計(jì)算好相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)，包括：推桿擺動(dòng)中心與凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心的中心距、主回推桿的桿長(zhǎng)、主回?cái)[桿之間的夾角以及推桿初始位置等參數(shù)。

2、這些結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算復(fù)雜，設(shè)計(jì)人員很難在短時(shí)間內(nèi)掌握它們的計(jì)算方法并應(yīng)用到設(shè)計(jì)當(dāng)中，且這類軟件在設(shè)計(jì)好凸輪機(jī)構(gòu)之后才進(jìn)行壓力角驗(yàn)算，經(jīng)常因壓力角不滿足要求而需要重新設(shè)計(jì)，浪費(fèi)時(shí)間和精力。此外，該類軟件還不能真正意義上得到具有原創(chuàng)設(shè)計(jì)的共軛凸輪機(jī)構(gòu)。本文擬開發(fā)一款共軛凸輪計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，此軟件將彌補(bǔ)上面所述的傳統(tǒng)軟件的不足。
　　從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律作為凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)輸出是凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的先決條件。因此，首先，本文分析了常用從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律及

3、組合式運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以及它們的數(shù)學(xué)模型；其次，在已知從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出基于許用壓力角要求的、確定凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心可行域的數(shù)學(xué)表達(dá)式，以及在確定凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心設(shè)置點(diǎn)之后凸輪理論廓線與實(shí)際工作廓線的方程；再次，對(duì)所獲得凸輪廓線的曲線特征數(shù)據(jù)點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行雙圓弧樣條擬合，得到凸輪實(shí)際廓線的擬合曲線，該曲線可以直接用于編寫數(shù)控加工的NC代碼。然后，文章對(duì)基于壓力角的共軛凸輪計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行整體框架設(shè)計(jì)，并分模塊開發(fā)，通過(guò)調(diào)試與運(yùn)行得到了完整

4、軟件。最后，采用一共軛凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)實(shí)例驗(yàn)證了該軟件的可行性，并對(duì)其使用方法進(jìn)行說(shuō)明，也從理論與仿真方面評(píng)價(jià)本方法設(shè)計(jì)誤差。
　　本研究的主要貢獻(xiàn)在于，開發(fā)了一款基于許用壓力角要求的共軛凸輪計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件。該軟件做到在設(shè)計(jì)之初即考慮許用壓力角要求，計(jì)算和計(jì)算機(jī)可視化地顯示共軛凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心的可行域，在人機(jī)交互選定凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心之后，設(shè)計(jì)出共軛凸輪機(jī)構(gòu)的各結(jié)構(gòu)參數(shù)最后獲得共軛凸輪廓線特征點(diǎn)的數(shù)據(jù)并生成可直接用于數(shù)控加工的NC代碼。該