平行分度凸輪機構是一種較為復雜的平面共軛凸輪機構，其運動過程如圖1所示。該機構可將凸輪軸的連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為輸出軸的間歇轉(zhuǎn)動或移動。由于該機構與棘輪、槽輪等傳統(tǒng)間歇機構相比，具有高轉(zhuǎn)速與高分度精度等優(yōu)點，目前被廣泛應用于各類自動化機械產(chǎn)品中。
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圖1 平行分度凸輪機構運動簡圖
分度凸輪機構是靠其工作輪廓曲線來實現(xiàn)預定的分度盤分度轉(zhuǎn)動，其輪廓是根據(jù)最佳的運動規(guī)律包絡而成，通常是由大量的離散點經(jīng)過處理而形成的直紋曲面。如果能夠在加工前，基于三維虛擬設計環(huán)境將平行分度凸輪機構的三維實體直觀地繪制出來，實現(xiàn)平行分度凸輪機構的三維參數(shù)化設計與運動仿真，將能幫助設計者及時地發(fā)現(xiàn)由于壓力角過大而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動困難、曲率半徑過小而產(chǎn)生的運動失真和加工時產(chǎn)生冗切等問題，以便及時進行修改，提高設計質(zhì)量，縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期。對于平行分度凸輪的三維設計與仿真，目前只有基于VC++6.0調(diào)用OpenGL函數(shù)開發(fā)的設計與仿真系統(tǒng)，但是用這種系統(tǒng)要實現(xiàn)仿真需要編制大量的程序來實現(xiàn)。而對于通用的3D設計軟件，如Solidworks、Pro/ENGINEER和CATIA等，由于分度凸輪廓面的特殊性均不能直接滿足設計要求。為了能夠利用Pro/ENGINEER自帶的仿真功能以及后續(xù)的數(shù)控加工功能，本文提出一種在AutoCAD環(huán)境下開發(fā)的生成 #L[-WC]1y
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凸輪二維廓面的系統(tǒng)，然后調(diào)入Pro/ENGINEER環(huán)境生成凸輪的三維實體，與在Pro/ENGINEER環(huán)境下生成的轉(zhuǎn)盤進行裝配與仿真，還可以在此基礎上利用Pro/ENGINEER自帶的數(shù)控加工功能，生成凸輪的數(shù)控加工代碼。 r|t ;#
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一、平行分度凸輪設計專家系統(tǒng)的結(jié)構 ^R.kThG
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本專家系統(tǒng)主要由知識庫、推理機、綜合數(shù)據(jù)庫、方法庫和知識庫管理系統(tǒng)組成。系統(tǒng)結(jié)構如圖2所示。
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圖2 平行分度凸輪機構專家系統(tǒng)結(jié)構框圖
系統(tǒng)采用目前流行的向?qū)υ捒蜻M行參數(shù)的輸入，從而簡化了設計的任務，使用戶能夠很快地使用本專家系統(tǒng)。當用專家系統(tǒng)進行設計時，系統(tǒng)會根據(jù)用戶輸入的事實運用推理機在知識庫中尋找相匹配的規(guī)則，之后在方法庫中調(diào)用相應的方法進行設計。 %/KN-*
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二、計算和繪制凸輪輪廓曲線 `9QvokD
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在平行分度凸輪設計系統(tǒng)中，理論輪廓線、壓力角和實際廓線按以下公式設計。 8F|8zX&
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1.凸輪理論工作廓面方程為：
其中rp為轉(zhuǎn)盤的節(jié)圓半徑；θ為凸輪角位移；φ為轉(zhuǎn)盤角位移；φD為轉(zhuǎn)盤的基準起始位置角；λ為計算時用的輔助角；C為中心距。 ssVO+
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~A<1xszC
2.凸輪的壓力角為：
其中ω1為凸輪的角速度；ω2為轉(zhuǎn)盤分度期的角速度。 @T53%v<5
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3.凸輪實際工作廓面方程為：
其中ρ為磙子半徑。 4:\1S ~WW
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根據(jù)上述公式分別計算出與前排第一個和第三個滾子接觸的凸輪廓線，采用這兩條曲線中向徑較短的部分，該部分即為凸輪分度期的廓線，其余為停歇期廓線，用相切的圓弧來封閉即可。計算并繪制凸輪廓線的方法均是在“確定”按鈕的單擊事件里實現(xiàn)。相關代碼如下所示： '^f,H1oW
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Private Sub cmdOk_Click() &6%%_Lw$
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計算并繪制凸輪廓線 L}O_1+b
…… <eRE;8C-
End Sub b e[KNrO
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