基于VB的平行分度凸輪輪廓曲線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

1、基于VB的平行分度凸輪輪廓曲線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)孫如軍 付瑩瑩 冉玉梅 張俊亮 ( 德州學(xué)院 機(jī)電工程系 山東 德州 253023)摘要：根據(jù)分度凸輪解析公式，利用Visual Basic6.0編程，開發(fā)了平行分度凸輪輪廓曲線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng).可按照要求的精度實(shí)現(xiàn)復(fù)雜輪廓曲線數(shù)據(jù)點(diǎn)的自動采集，并作圖顯示輪廓曲線，以多片分度凸輪裝配的方式進(jìn)行直觀顯示，以UG要求的格式保存數(shù)據(jù)，為后續(xù)分度凸輪的CAD/CAM一體化設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ).關(guān)鍵詞：平行分度凸輪；輪廓曲線；CAD中圖分類號：TH112文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A引言平行分度凸輪機(jī)構(gòu)又稱為共軛凸輪分度機(jī)構(gòu)，用于兩平行軸間的分度傳動.該類機(jī)構(gòu)主動凸輪通常由兩片同樣的凸輪構(gòu)

2、成，當(dāng)主動凸輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，其前后兩側(cè)廓線分別與從動盤上相應(yīng)的滾子接觸，相繼推動轉(zhuǎn)盤分度轉(zhuǎn)位或抵住滾子限位，當(dāng)主動凸輪轉(zhuǎn)到其圓弧輪廓線部分與滾子接觸時(shí)，轉(zhuǎn)盤停止分度1.這種機(jī)構(gòu)分度期的運(yùn)動規(guī)律可按要求設(shè)計(jì)，與槽輪、棘輪等傳統(tǒng)間歇機(jī)構(gòu)相比，具有高轉(zhuǎn)速、高分度精度、運(yùn)行平穩(wěn)、傳遞扭矩大等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于食品、輕工、包裝、制藥、煙草、電子、化工等行業(yè)的生產(chǎn)機(jī)械中2.平行分度凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)制造關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)和加工出高精度的分度凸輪輪廓曲線.傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法生成的輪廓曲線存在精度低、工作量大等缺點(diǎn)，不能滿足現(xiàn)代設(shè)計(jì)產(chǎn)品的更新?lián)Q代快的要求.本文設(shè)計(jì)的分度凸輪輪廓曲線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以按照要求精度自動計(jì)算凸輪輪廓曲線的數(shù)據(jù)

3、點(diǎn)，對于提高分度凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制造精度，縮短設(shè)計(jì)周期和提高產(chǎn)品質(zhì)量等均具有重要的意義，具有很大經(jīng)濟(jì)價(jià)值和實(shí)用價(jià)值.1建立分度凸輪輪廓曲線方程設(shè)計(jì)中凸輪的理論輪廓線、實(shí)際輪廓線和安裝相位角按以下公式計(jì)算3.1）凸輪理論輪廓線的計(jì)算公式為： 式中：與第個(gè)轉(zhuǎn)盤滾子所對應(yīng)的有效凸輪理論輪廓線坐標(biāo)； 凸輪頭數(shù)； 凸輪與轉(zhuǎn)盤間的中心距； 轉(zhuǎn)盤節(jié)圓半徑； 凸輪轉(zhuǎn)角； 轉(zhuǎn)盤上第一個(gè)滾子的位置角，；收稿日期：作者簡介： 孫如軍（1966），男，山東樂陵人，學(xué)士，副教授，從事機(jī)械制造及自動化研究.計(jì)算用輔助角 2）凸輪實(shí)際輪廓線的計(jì)算公式為： 式中：與第個(gè)轉(zhuǎn)盤滾子所對應(yīng)的有效凸輪實(shí)際輪廓線坐標(biāo)； 滾子半徑； 壓

4、力角的計(jì)算值 ； 凸輪的角速度； 轉(zhuǎn)盤的角速度.3）安裝相位角的計(jì)算公式為：式中：安裝相位角，是前后兩片凸輪兩條基準(zhǔn)起始向徑間的夾角； 凸輪分度期轉(zhuǎn)角； 凸輪的基準(zhǔn)起始位置角.分度凸輪輪廓曲線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，將按輸入的分度凸輪參數(shù)及上述計(jì)算公式計(jì)算出分度凸輪上每一點(diǎn)的理論的和實(shí)際的輪廓曲線坐標(biāo)，準(zhǔn)確地繪制出相應(yīng)的凸輪實(shí)際輪廓曲線，并計(jì)算出凸輪安裝相位角.2平行分度凸輪輪廓曲線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的開發(fā)該系統(tǒng)以Windows XP操作系統(tǒng)為開發(fā)平臺，以Visual Basic6.0為開發(fā)工具，根據(jù)分度凸輪原始參數(shù)自動計(jì)算凸輪輪廓曲線的數(shù)據(jù)點(diǎn)4.系統(tǒng)開發(fā)主要包括界面開發(fā)和程序?qū)崿F(xiàn)兩部分.系統(tǒng)總體框圖如圖1所

5、示.2.1界面開發(fā)該系統(tǒng)設(shè)計(jì)界面如圖2所示.VB中包括很多現(xiàn)成控件，系統(tǒng)包括多個(gè)標(biāo)簽（Label）、共計(jì)十個(gè)文本框（Text）用于原始參數(shù)的輸入和采集的數(shù)據(jù)顯示，五個(gè)命令按鈕（Command）包括清空、生成數(shù)據(jù)、保存數(shù)據(jù)、畫圖和退出系統(tǒng)，四個(gè)通用對話框（CommonDialog）保存數(shù)據(jù).YN用戶輸入原始參數(shù)生成數(shù)據(jù)點(diǎn)畫圖合格保存數(shù)據(jù)退出系統(tǒng)圖1 系統(tǒng)總體框圖2.2程序?qū)崿F(xiàn)由系統(tǒng)總體框圖可見該系統(tǒng)主要包括輸入數(shù)原始參數(shù)、生成數(shù)據(jù)、畫圖和保存數(shù)據(jù).1）輸入原始參數(shù)到文本框.程序執(zhí)行時(shí)將對應(yīng)的文本框中的數(shù)據(jù)賦值給對應(yīng)的變量，例：C = Val(Text4.Text)，將中心距賦值給了變量C.2）清

6、空命令將輸入原始參數(shù)文本框以及數(shù)據(jù)顯示文本框清空.程序中只需將對應(yīng)的控件的text屬性值置空即可，例：Text1.Text = .3）生成數(shù)據(jù)可以根據(jù)輸入的分度凸輪原始參數(shù)，一次計(jì)算出凸輪輪廓曲線的數(shù)據(jù)點(diǎn)以及安裝相位角.按照前面的凸輪輪廓曲線的解析法以一定的精度要求自動計(jì)算出理論輪廓曲線和實(shí)際輪廓曲線，該系統(tǒng)按照每一度生成一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，對于精度要求高的可以按照0.5度或者更小的間隔計(jì)算數(shù)據(jù)點(diǎn).平行分度凸輪生成的數(shù)據(jù)點(diǎn)只有X、Y坐標(biāo)，為了后續(xù)的分度凸輪CAD/CAM一體化設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備，后續(xù)將數(shù)據(jù)點(diǎn)輸入U(xiǎn)G中進(jìn)行分度凸輪的實(shí)體建模，還要加入Z點(diǎn)坐標(biāo)值，將數(shù)據(jù)點(diǎn)都放置在Z為零的XOY平面，后續(xù)在Z方向拉

7、伸一定距離即可生成凸輪實(shí)體.輸出的數(shù)據(jù)點(diǎn)顯示在輸出文本框中，對于四頭的分度凸輪需要顯示三條凸輪曲線的數(shù)據(jù)，統(tǒng)一的在輸出的數(shù)據(jù)點(diǎn)后面加上Z 0.000，輸出數(shù)據(jù)到Text9文本框：Text9.Text = Text9.Text & Format(X, 0.000) & & Format(Y, 0.000) & & 0.000 & Chr(13) & Chr(10)，XYZ坐標(biāo)值之間都間隔一個(gè)空格.例：39.161 34.689 0.000.最后計(jì)算出來安裝相位角并輸出.4）畫圖命令，根據(jù)計(jì)算結(jié)果將凸輪輪廓曲線畫出二維圖形.在生成數(shù)據(jù)點(diǎn)的基礎(chǔ)上將數(shù)據(jù)點(diǎn)按安裝相位角一半位置（即鍵槽位置）的直線對稱，

8、生成另一個(gè)凸輪的數(shù)據(jù)點(diǎn)，然后將兩片凸輪以不同的顏色按照裝配的方式顯示出來，可直觀的觀看到裝配后兩片分度凸輪.5）保存文件，將生成的數(shù)據(jù)點(diǎn)按照UG要求的格式一次性寫入文本文件，第一個(gè)文本文件保存原始參數(shù)，然后每條曲線數(shù)據(jù)點(diǎn)都存一個(gè)文本文件.6）退出系統(tǒng)，完成分度凸輪輪廓曲線數(shù)據(jù)點(diǎn)的自動計(jì)算.3分度凸輪設(shè)計(jì)實(shí)例已知平行分度凸輪基本參數(shù)為中心距80、凸輪頭數(shù)4頭、轉(zhuǎn)盤分度數(shù)為2、分度期轉(zhuǎn)角180、節(jié)圓半徑27、滾子半徑11.1）運(yùn)行分度凸輪曲線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，輸入基本參數(shù).2）生成曲線數(shù)據(jù)（圖2）.3）繪制出的凸輪輪廓曲線如圖3所示.圖示是兩片分度凸輪裝配后的視圖，鍵槽位置位于安裝相位角的一半位置.4

9、）保存數(shù)據(jù)點(diǎn).四頭的凸輪生成的數(shù)據(jù)點(diǎn)文件共四個(gè)，第一個(gè)以文本格式保存分度凸輪的基本參數(shù)，后面的三個(gè)文件分別保存分度凸輪輪廓曲線的數(shù)據(jù)點(diǎn).5）退出系統(tǒng). 圖2分度凸輪數(shù)據(jù)輸出 圖3分度凸輪輪廓曲線4結(jié)論根據(jù)平行分度凸輪輪廓曲線方程，利用VB編程實(shí)現(xiàn)凸輪復(fù)雜輪廓曲線的數(shù)據(jù)點(diǎn)的采集,得到的實(shí)際曲線更加精確，創(chuàng)建過程也相對簡單，能有效提高設(shè)計(jì)工作效率.后續(xù)可結(jié)合UG等三維軟件的二次開發(fā)，構(gòu)建分度凸輪實(shí)體模型，用構(gòu)建出來的實(shí)體模型在后續(xù)生成可控精度高的數(shù)控加工程序，實(shí)現(xiàn)分度凸輪CAD/CAM一體化設(shè)計(jì)與制造，這對提高分度凸輪設(shè)計(jì)制造精度，縮短設(shè)計(jì)制造周期和提高產(chǎn)品質(zhì)量等均具有重要的意義，具有很大經(jīng)濟(jì)價(jià)值

10、和實(shí)用價(jià)值.參考文獻(xiàn)：1 許洪基，雷光現(xiàn)代機(jī)械傳動手冊M .北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20022 吳雪艷等平行分度凸輪機(jī)構(gòu)虛擬設(shè)計(jì)研究J機(jī)械設(shè)計(jì)，2004（6）：10123 石永剛，徐振華凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)M上海：上?？萍技夹g(shù)出版社，19994 林俊杰Visual B+6.0程序設(shè)計(jì)經(jīng)典M北京：科學(xué)出版社，2003Data Acquisition System of the Contour Line of Parallel Indexing CamSUN Ru-jun, FU Ying-ying，RAN Ru-mei， ZHANG Jun-liang（Department of Mechanical a

11、nd Electronical Engineering, Dezhou University, Dezhou 253015,China）Abstract: A data acquisition system is developed with VB through the analyzing of the mathematic equation. The data of the contour line is acquainted automatically to satisfy the demand, the drawings of the contour lines and the assembled parallel indexing cam are displayed, and the date file is saved in format meeting the requests