基于VB的凸轮机构轮廓曲线设计

1、文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 基于VB的凸轮机构轮廓曲线设计 石向东 （包头职业技术学院 车辆工程系，内蒙古 包头 014030） 摘 要：本文以VB为主体开发语言，实现了凸轮轮廓尺寸的最佳设计、数据查询、数据导出和轮廓曲线的绘制，既提高了凸轮设计效率，又益于计算机辅助教学。 关键词：凸轮机构； Visual Basic6.0；轮廓尺寸最佳设计；曲线绘制 0 前言 凸轮机构可以准确地实现从动件预期的运动规律，型式很多，广泛地应用于于各种机械，特别是在自动机械中。凸轮轮廓在机械原理中占据着相当重要的地位，但它的设计步骤多、涉及参数多，给设计工作者带来很多的不便，

2、降低了设计效率。学习机械原理教程教材中凸轮机构的计算机辅助设计的内容后，深受启发，不足之处是没有给出相应计算机处理程序。 Visual BASIC语言是面向对象的程序设计语言，具有良好的交互式界面。本程序采用VB6.0 作为主体开发语言，介绍了对心直动滚子盘形凸轮机构按反转法进行轮廓曲线设计，实现了凸轮轮廓尺寸的最佳设计、数据查询、数据导出和轮廓曲线的绘制，既克服了手工图解法精度低的缺点，又避免了解析法计算比较复杂的不足，提高了凸轮设计效率，给设计工作带来极大的方便。该程序可用于凸轮的设计、分析、计算机辅助教学。 1 程序设计思想 在用“反转法”进行凸轮轮廓设计时，应使凸轮轮廓尺寸最小。程序首

3、先确定最佳基圆半径：先设基圆半径等于升程（rb=h），计算推程和回程中的最大压力角，利用推程max=30°和回程max=70进行校核，如超过则rb=rb+5 代入重新计算最大压力角并再次校核，如此循环，直到满足上述条件，此时的 rb 值即为最佳基圆半径；程序然后按解析法计算凸轮从0°到360°每隔0.001°各转角对应的理论和实际廓线上各点的横、纵坐标值，并据此作出轮廓线图；程序最后利用 DDE数据功能将以上数值导出到Excel电子表格，也可输入任一转角，在文本框中输出相应的理论和实际廓线上各点的横、纵坐标值和此位置从动件的压力角。 在凸轮轮廓曲线设计程

4、序编写中中，涉及到许多曲线斜率的计算问题。我们将每间隔0.001°的凸轮转角对应的理论轮廓极短曲线近似地看作一段直线进而计算曲线的斜率。这样使程序编写大大简化，而且保证了足够的精度。 2 窗体设计 21凸轮轮廓设计程序流程图1。 插图1 22窗体和界面设计 在窗口上端设置原始数据框架中（该框架输入数据后如图所示）设置三 插图2 个组合文本框来选择凸轮转动方向、从动件推程、回程运动规律（五种常用运动规律），用六个文本框分别接收输入参数：推程角1、远休止角2、回程角3、近休止角4、升程h和滚子半径rt；用一个命令按扭控制关闭凸轮设计窗口返回到VB6.0操作界面。 在窗口下端设置设计数据框

5、架中（该框架运行结果如图所示）设置用四个 插图3 命令按扭分别控制求凸轮最佳基圆半径据此基圆半径计算推程和回程最大压力角和相应凸轮转角、画图、数据导出、输入凸轮转角求压力角和凸轮曲线坐标值，用五个文本框输出最佳基圆半径据此基圆半径计算推程和回程最大压力角和相应凸轮转角、凸轮转角及相应的压力对话中（数据传递）作为 DDE 角、凸轮理论轮廓曲线坐标值、凸轮实际轮廓曲线坐标值、在文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 链接的接收端。 中间的图片框（该图片框运行结果如图所示）显示出设计的凸轮轮廓曲线和据输入不同的凸轮转角标识机构的压力角，可方便地观察设计结果。 插图4 3 编写

6、VB6.0程序 根据以上提出的设计思路，在VB6.0操作界面下创建文件名为“凸轮设计.vbp”的工程文件包括凸轮设计窗口，在窗口中布置控件（图和图形），设定控件属性，并添加事件程序代码。由于篇幅有限，仅附按推程max=30°求最佳基圆半径的程序代码： Sub aa() Dim As Variant Dim 0 As Variant Dim x As Variant Dim y As Variant Dim x0 As Variant Dim y0 As Variant Dim rb0 As Variant Dim s As Variant Dim max As Variant 1 =

7、 Val(Text1.Text) h = Val(Text5.Text) rb0 = Val(Text5.Text) max = 100 Do While max > 30 max = 0 x0 = 0 y0 = rb0 For = 0.0001 To 1 Step 0.0001 Select Case Combo1(0).ListIndex Case 0 s = ( / 1) * h Case 1 If < 1 / 2 Then s = 2 * h * * / (1 * 1) Else s = h - 2 * h * (1 - ) * (1 ) / (1 * 1) End If

8、Case 2 s = ( / 1 - Sin(6.2831852 * / 1)/ 6.2831852) * h Case 3 s = (1 - Cos(3.1415926 * / 1) * h / 2 Case 4 s = (10 * * * / (1 * 1 * 1)- 15 * * * * / (1 * 1 * 1 *_ 1) + 6 * * * * * / (1 * 1 * 1 * 1 * 1) * h End Select 文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. x = (rb0 + s) * Sin( * 6.2831852 /360) y = (rb0 +

9、s) * Cos( * 6.2831852 /360) If <= 90 Then If y > y0 Then 0 = 180 - Atn(x - x0) / (y - y0) * 360 / 6.2831852 - (90 - ) Else 0 = Abs(Atn(x - x0) / (y0 - y) * 360 / 6.2831852 - (90 - ) End If Else If <= 180 Then If x > x0 Then 0 = Atn(x - x0) / (y0 - y) * 360/ 6.2831852 + ( - 90) Else 0 = A

10、bs(Atn(x0 - x) / (y0 - y) * 360 / 6.2831852 - ( - 90) End If Else If <= 270 Then If y0 > y Then 0 = 180 - Atn(x0 - x) / (y0 - y)* 360 / 6.2831852 - (270 - ) Else 0 = Abs(270 - ) - Atn(x0 - x) /(y - y0) * 360 / 6.2831852) End If Else If x0 > x Then 0 = Atn(x0 - x) / (y - y0) * 360 / 6.283185

11、2 + ( - 270) Else 0 = Abs(Atn(x - x0) / (y - y0) * 360 / 6.2831852 - ( - 270) End If End If End If End If y0 = y x0 = x If 0 > max Then max = 0 End If Next rb0 = rb0 + 5 Loop rb1 = rb0 - 5 End Sub 处理实例 如设计一对心直动滚子盘形凸轮机构。已知凸轮逆时针旋转，推程角1、远休止角2、回从动件推程运动规律：，rt=8mm滚子半径h=30mm,行程度，90都等于4和近休止角3程角文档来源为:从网络收

12、集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 正弦加速度运动，从动件回程运动规律：余弦加速度运动。 双击“凸轮设计.vbp”文件图标后，进入VB6.0操作界面再单击“运行”菜单的“开始”命令，打开“凸轮设计”对话框，按下列步骤依次进行操作： 第一步在原始数据框架中输入凸轮设计的原始数据。 第二步求最佳基圆直径。 第三步画图。 第四步数据导出致Excel电子表格（仅附1°12°）。 插图5 第五步输入凸轮转角（精度为0.001°）求从动杆压力角和凸轮曲线坐标值。 第六步单击“退出”按扭，即关闭窗口返回到VB6.0操作界面。 如需继续求不同凸轮转角时的机构压力角和凸轮曲

13、线坐标值可重复第五步；如改变不同原始数据设计新的轮廓曲线，可从第一步重新开始。 结束语 本文采用VB为开发语言，成功实现了对心直动盘形凸轮机构的轮廓曲线设计，将凸轮的最佳基圆半径设计、传力性能分析、轮廓曲线坐标值计算、数据导出、轮廓曲线绘制融为一体，大大提高了凸轮机构设计效率，并益于计算机辅助教学。此方法还可用于其它机构的设计。 参考文献： 1 申永胜机械原理教程北京：清华大学出版社，1999 2 张树兵，戴红，陈哲isual Basic 6.0中文版入门与提高Z北京：清华大学出版社，1999 THE OUTLINE CURVE DESIGN OF THE CAM MECHANISM ON T

14、HE BASIS OF VB Shi Xiangdong (Automobile Engineering Department,BaoTou Vocational & Technical College， Baotou Inner Mongolia,014030) Abstract：This text relies mainly on VB, realizes the excellent designment of the cam outline size、the date search、the date leads and the drawing of the outline curve , not only improve the des