移动凸轮外轮廓线参数化设计方法探讨

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广泛应用于各种机械装置中的移动凸轮机构 ，是平面机构中的典型机构之-。由于移动凸轮机构从动件的运动规律决定于凸轮轮廓形状，所以其凸轮轮廓设计是凸轮机构设计的重点l3。

移动凸轮机构中从动件的运动规律方程 s x)由设计要求给定的，从动件的运动规律是由凸轮轮廓曲线决定的，若能求得凸轮外轮廓线与从动件位移之间函数关系，利用 PRO/E的参数化曲线绘制功能I41，可以绘制轮廓曲线。

文中应用参数化建模软件 PRO/E，探讨利用参数化方法设计移动凸轮轮廓曲线。

二、移动凸轮轮廓曲线设计(-)移动凸轮机构运动分析移动凸轮推动从动件运动如图 1所示。

图 1 移动凸轮推动从动件运动示意图由图 1可知，移动凸轮轮廓线笛卡尔坐标系方※基金项 目：湖北侍育厅科研项目(项目编号：B20128803)收稿日期：2013-05-09作者简介：刘 兵(1976-)，武汉软件工程职业学院讲师，T程师，硕士。

程为：Xx tYH0S(x) (2)式(1)(2)中，H0为初始位置 ；x为移动凸轮的移动距离；s(x)为从动件位移与凸轮移动距离的函数关系。

(二)移动凸轮轮廓线绘制如图2所示，在 PRO/E中定义移动凸轮主要结构参数：HO 初始位置 H 推程x l 推程运动距离 X2 远休止运动距离X3 回程运动距离 X4 近休止运动距离图 2 在 PRO/E中定义移 动凸轮相关参数若已知从动件运动方程 Sf(x)，根据从动件运动规律，将其运动过程分为推程段、远休止段、回程段、近休止段等四个阶段 ，分别代人式(1)、(2)中可得到移动凸轮轮廓在笛卡尔坐标系模式下曲线。

案例 ：移 动 凸轮 运 动机 构 ，H0IO，H20，XIX2X3X425。从动件做简谐运动。

- - -离 ～离 离 ～距 离 距～ 距 动 -距 幼 置 - ～动 动 i!-位 运 ～止 运 止始 程 程 休 程 -休初 推 推 二 回 近～的 ～的 ～的 ～的 ～的 的 ～义 -义 义 义 义 ～义难 难 正 芷 -正 疋户 户 -户 户 户 户用 用 用 用 用 -用全 -全 全 -全 -全 全.c： c； c： mm ∞ 瑟～；8 嚣～巧～数 数 数 ～数 ～数 ～数 实 -变 -实 实 实 买№ -硅 船 蝎 -M武汉商业服务学院学报 2013年第 3期推程段从动件运动方程：： 1-cos(18o ，)式(31中，t为参数，0≤t≤1。

回程段从动件运动方程：： lcos(180 r)在 PRO/E中插入基准曲线，根据简谐运动规律输入四个阶段曲线的柱坐标方程：推程段XX1 tyhO(h (1-cos(1 80 t))/2远休止段xx1x2 tyh0h回程段XX1x2x3tyh0(h (1cos(1 80 I))/2近休止段XX 1x2x3x4tyh0分推程段 、远休止段 、回程段、近休止段等四个阶段绘制移动凸轮轮廓曲线，见图3。

～ 。 i图3 移动凸轮轮廓曲线将图 3轮廓曲线作为扫描曲线，设计移动凸轮结构如图4所示。

(三)其他条件凸轮轮廓绘制对于给定从动件在离散点的位移的凸轮轮廓线的绘制，可利用离散点数据绘制从动件位移在-个周期中的图形特征 (graph)，利用 PRO/E中的eval-graph函数获得在-个周期中从动件与凸轮转角的函数关系。根据凸轮不同类型，将函数关系代人凸轮从动件运动方程中，可方便地获得凸轮轮廓曲线。

图 4 移动 凸轮结构三、结语文中利用 PRO/E软件参数化特点和相关函数，根据移动凸轮从动件运动方程，对移动凸轮外轮廓线绘制方法进行了探讨，该方法也适用于盘形凸轮和圆柱凸轮等的外轮廓线绘制。

研究表明，应用参数化建模软件PRO/E设计与修改凸轮轮廓线，具有设计精度和设计效率较高的特点，可广泛应用于凸轮机构设计。