cad制作凸轮轮廓曲线
用解析法设计凸轮轮廓曲线的CAD方法
用解析法设计凸轮轮廓曲线的CAD方法
曾立平
【期刊名称】《广西机械》
【年(卷),期】1998(000)002
【摘要】本文介绍直动从动件盘形凸轮机构的凸轮轮廓曲线解析法设计时的计算机运算程序和轮廓曲线绘图程序。
【总页数】2页(P21-22)
【作者】曾立平
【作者单位】湖南建材高等专科学校
【正文语种】中文
【中图分类】TH112.2
【相关文献】
1.用MasterCAM解析法设计凸轮轮廓曲线 [J], 丁守宝
2.用MasterCAM解析法设计凸轮轮廓曲线 [J], 丁守宝;陈科
3.基于解析法的凸轮轮廓曲线计算机辅助设计 [J], 宋晓华;吴明明
4.基于AutoCAD的凸轮轮廓曲线设计方法研究 [J], 黄永玉;张建育
5.基于MATLAB语言的凸轮轮廓曲线的解析法设计 [J], 杜韧;冯伟娜;刘昭;刘宏伟;毕珊珊
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画凸轮轮廓曲线的步骤
画凸轮轮廓曲线的步骤
1. 确定绘制平面：在纸上或计算机绘图软件中确定绘制的平面大小和比例，以便合理地呈现凸轮的形状。
2. 绘制基准线：在所选的绘制平面上绘制一条水平基准线，用于确定凸轮的位置和形态。
3. 确定凸轮中心：根据具体要求和设计，确定凸轮的中心位置，通常相对于基准线上的一点。
4. 画出凸轮半径：以凸轮中心为圆心，在绘制平面上画出凸轮的半径，即凸轮的最外形状。
5. 划定凸轮的运动曲线：根据具体要求和设计，用曲线连接凸轮的起始点和结束点，形成满足运动要求的凸轮轮廓曲线。
6. 确定凸轮轴向：根据具体要求和设计，确定凸轮轮廓曲线相对于基准线的上下位置。
7. 添加凸轮特征：根据具体要求和设计，添加凸轮上的特征，如凹槽、齿轮等。
8. 检查和修改：在绘制完成后，仔细检查凸轮轮廓曲线的形状和位置是否符合要求，如有需要，进行必要的修改。
9. 添加细节：根据需要，可以添加细节，如标记尺寸和比例。
10. 上色和阴影处理：如果需要，可以对绘制的凸轮进行上色和阴影处理，以使其更加逼真和立体感。
以上是绘制凸轮轮廓曲线的一般步骤，具体步骤可能还会根据具体要求和设计而有所不同。
用仿真生成凸轮轮廓线的步骤
用仿真生成凸轮轮廓线的步骤一、引言凸轮是机械传动中常用的一种元件，用于控制机械运动。
通过凸轮的运动，可以实现对其他机械元件的运动轨迹和速度的控制。
为了设计和制造高效可靠的凸轮，需要对凸轮的轮廓线进行仿真和优化。
本文将介绍使用仿真方法生成凸轮轮廓线的步骤。
二、建立凸轮模型需要在计算机软件中建立凸轮的三维模型。
可以使用CAD软件或者仿真软件来完成这一步骤。
在建立凸轮模型时，需要考虑凸轮的形状、轴向和径向尺寸以及凸轮上的凸起部分。
三、确定凸轮运动规律凸轮的轮廓线是根据凸轮的运动规律来确定的。
凸轮运动规律可以通过数学方法建立，也可以通过运动学仿真来确定。
在确定凸轮运动规律时，需要考虑凸轮的转动角度和运动速度。
四、进行凸轮仿真在进行凸轮仿真之前，需要确定仿真软件和仿真参数。
常用的凸轮仿真软件有ADAMS、CATIA、SolidWorks等。
在进行凸轮仿真时，需要输入凸轮模型和凸轮运动规律，并设置仿真参数，如仿真时间、时间步长等。
然后，通过仿真软件进行凸轮的运动仿真，得到凸轮的轨迹数据。
五、生成凸轮轮廓线通过凸轮仿真得到的凸轮轨迹数据，可以用来生成凸轮的轮廓线。
常用的方法有两种：一种是将凸轮轨迹数据导入CAD软件中，然后根据轨迹数据绘制凸轮轮廓线；另一种是使用数学方法，根据凸轮运动规律和凸轮轨迹数据，通过插值和拟合等方法生成凸轮轮廓线。
六、优化凸轮轮廓线生成凸轮轮廓线后，还可以对凸轮轮廓线进行优化。
通过调整凸轮轮廓线的形状和尺寸，可以改变凸轮的运动规律和运动速度，从而满足实际需求。
常用的优化方法有形状优化和参数优化。
形状优化是通过改变凸轮的形状来优化凸轮的运动规律；参数优化是通过改变凸轮的尺寸和凸起部分的位置来优化凸轮的运动速度。
七、验证凸轮轮廓线在生成和优化凸轮轮廓线之后，需要对其进行验证。
可以通过数学方法和实验方法进行验证。
数学方法是通过计算凸轮轮廓线的数学模型来验证凸轮的运动规律和运动速度；实验方法是通过实际的凸轮测试来验证凸轮的运动轨迹和速度。
机械原理-凸轮轮廓曲线设计图解法
-ω
3’ 2’ 1’ ω O 1 2
1
2
3
3
直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制
1.对心直动尖顶从动件盘形凸轮 已知凸轮的基圆半径r0，角速度ω 和从 动件的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。
4’ 5’ 6’
-ω ω
3’ 2’ 1’
7’
8’ 5 6 7 8
1 2 3 4
设计步骤: ①作基圆r0。
②反向等分各运动角，得到一系列与基圆的交点。
7’ 5’ 3’ 1’ 1 3 5 78 8’ 9’ 11’ 12’ 13’ 14’ 9 11 13 15
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-ω
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k12 k11 k10 k9 k15 k14 k13
A
13’
12’
k1 13 k 12 k32 k8 k7k6 k5k4 11 10 9
O
注意：与前不同的是——过 各等分点作偏距圆的一系列 切线，即是从动件导路在反 转过程中的一系列位置线。
11’
10’ 9’
直动平底从动件盘形凸轮轮廓的绘制
直动平底从动件盘形凸轮轮廓的绘制
-
实际廓线
直动平底从动件盘形凸轮轮廓的绘制
-
实际廓线
③过各交点作从动件导路线，确定反转后从动件尖顶在各等分点的位置。 ④将各尖顶点连接成一条光滑曲线。
直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制
2.对心直动滚子从动件盘形凸轮 已知凸轮的基圆半径r0，滚子半径 rT ，角速度ω 和从动件的运动规 律，设计该凸轮轮廓曲线。
3’ 2’ 1’ 7’ 8’ 1 2 3 4 5 6 7 8 4’
-ω
理论轮廓
ω
5’ 6’
基于AutoCAD的凸轮外形轮廓曲线设计
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１引言
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凸轮 机 构 是 机 械 传 动 中 的一 种 常 用机 根 据 凸轮 精 度 要 求 可 将 凸轮 转 角 分 成 构 ， 自动 化 和 半 自动 化 机 械 中 应 用 非 常 ， 分 ， 取 值越 大 ， 廓 曲线越 精 确 。 本例 在 ｌ 等 ｎ 轮 广 泛 。 根据 使 用 要 求 确 定 了 凸轮 机 构 的类 中取 ， １ ０ 利 用 Ｅ ｃ ｌ ｌ Ｏ， ＝ ｘ ｅ 的快 速 制表 和 数据 型 、基 本 参 数 以 及 从 动件 运 动 规 律 后 ， 即 计 算 功 能 完 成坐 标 的 计 算 ， 体 如 下 ： 具 可 进 行 凸轮 外 形 轮 廓 曲线 的 设 计 ， 计 凸 设 （） Ｅ ｃ ｌ Ａ 列第 一 行 Ａ１ １在 ｘ ｅ 中 中输 入 轮 外 形 轮 廓 曲 线 的 方 法 有 作 图 法 和 解 析 “ 角 （ ” Ａ２中输 入 “ ” 由于 推 程 角 转 ｐ ， ０， 法 ， 者 所 依 据 的 设 计 原 理 基 本 相 同 。 作 两 ９ 。 ，＝１０所 以 Ａ ０ ／ ０ Ｉ ２中输 入 “ ．” 利用 ０９ ， 图法 简便 、直 观 ， 作 图误 差 较 大 ， 以 获 但 难 Ｅ ｃｌ ｘ ｅ 的等差数 列 快速 输入 法 ， 可以快 速在 得 凸轮 外 形 轮 廓 曲线 上 各 点 的 精 确 坐 标 ， Ａ 列 依次 生 成 ０ ０ ， 长 为 ０ ９ 等差 ～９ 。 步 ．的 所 以 按 照 作 图法 所 得 轮 廓 数 据 加 工 的 凸轮
基于AutoCAD凸轮轮廓曲线设计
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［ Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ］Ａｕ ｔ ｏ Ｃ ＡＤ， ｃ ａ ｍ ｐ ｒ ｏ ｉ ｆ ｌ ｅ， ｃ ｕ ｒ ｖ ｅ ｒａ ｇ ｐ ｈ ｍｅ ｈｏ ｔ ｄ， ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｔ ｉ ｃ ｍｅ ｈｏ ｔ ｄ ， ＶＢＡ
．
０ 引言
凸轮 机构是实现机械 自动 化和半 自动化 中应用较广泛 的一 种机构 。由于它பைடு நூலகம்有结构 简单、紧凑 ，易于实现 复杂运动 等特 点使其在 机械、电子、 自动控制 、计算 机等许 多行业 中被广 泛 地采用 。 凸轮机构设计的传统方法有：解析 法和 图解法两种方法。 图解法直 观、清晰，比较简单 易行，但 作图误差 大，因而其使 用范围 已受到 很大的限制 ，只适用 于速度 比较 低的凸轮机构 ， 而高速和精度 要求高的凸轮机构 ，则必须用解析 法，解析法的 精度较高 ，但计算过程较为复杂 ，计算工作量大 。随着 Ｃ ＡＤ的 普及 ，Ｃ ＡＤ方法逐步为广大工程技术人员及科研人员所掌握 ， 在 Ｃ ＡＤ环境下的工程 图解法极大地提高了传统 图解法的设计精 度， 以其相对来说更直观、 更形象简单和高精度而获得广泛应用 。
ｓ ｔ ｅ ｐ ｓ ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｄ ｕ ｒ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｈ ｅ ａ ｒ ｔ ｓ ｒａ ｔ ｉ ｇ ｈ ｔ ｍｏ ｖ ｉ ｎ ｇ ｄ ｉ ｓ ｋ ｃ ａ ｍ ｐ ｒ ｏ ｉ ｆ ｌ ｅ ｃ ｕ ｒ ｖ ｅ ． Ｔ ｈ ｅ ｎ ， ｈｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｍａ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｎｄ ａ ｈｅ ｔ
基于AutoCAD的凸轮轮廓曲线的设计
２ Ａ ｔＣ Ｄ辅助设 计 滚子 直 动 从动 件 盘 形 凸轮机 ｕ Ａ ｏ 构 的轮 廓 曲线方法
触 ， 以反转 后尖 底 的运 动轨迹 就是 凸轮轮廓 曲线 ， 所 图 １ 凸轮反转 法绘 图原理 。以下介绍 用 Ａ ｔＣ Ｄ 为 ｕｏ Ａ
山东省教育 厅 国 内访 问学者 资 助项 目（ 号 ： 编 鲁教 人 函
运动 ， 凸轮 以 等 角 速 度 顺 时 针 方 向 回转 ， 距 ｅ＝ 偏
２０ 年第 ６ ０８ 期
煤
矿
机
电
・ ５・ １
１ｒ 凸 轮 基 圆 半 径 ｒ ０ ｍ， ａ ０＝６ ｒ 滚 子 半 径 ｒ ０ ｍ， ａ ＝
１ｒ 。要求设计该机构凸轮轮廓曲线。 ０ｍ ａ （ ）绘制 位移线 图 １ 进入 Ａ ｔ Ａ ｕｏ Ｄ绘 图界 面 ， 制 位 移 线 图 ， 图 Ｃ 绘 作
Ｋ ｙ ｒ ｓ： ｃ ｍ ；ｍｏ ｉｇ ｃ ｒ ｅ ｕ ｌ ｅ ｃ ｒ ｅ ｄ ｓｇ ｅ ｗｏ ｄ ａ ｖｎ ｕ ｖ ；ｏ ｔ ｎ ｕ ｖ ｅ ｉｎ ｉ
凸轮 机构是 机械 传 动 中 的一 种 常用 机 构 ， 据 根 使用 要求 确定 凸轮机 构 的类 型 、 本 参数 以及从 动 基 件运 动规律 后 ， 即可 进 行 凸轮 轮 廓 曲线 的设 计 。设
关键 词 ： 凸轮 ； 动 曲线 ； 廓 曲线 ； 计 运 轮 设
中图分类号 ：Ｍ３ １Ｔ ５ ． Ｔ ５ ；Ｍ３９４
文献标 识码 ： Ｂ
文章 编号 ：０ １ ０７ （０ ８ ０ ０ １ ０ １０ — ８４ ２０ ）６— ０ ４－ ３
Ｄｅ ｉ ｆＣａ Ｃｕｒｅ Ｂａ ｅ ｎ Ａｕｏ ｓｇｎ ｏ ｍ ｖ ｓ ｄ ｏ ｔ ＣＡＤ
不 改变 ， 凸轮 固定不动 ， 但 机架 和从动件 一方 面 以角
CAD设计凸轮廓线
计 。Ａ ｔ Ａ ｕｏ Ｄ样条 曲线 （ ＰＩ Ｅ 命 令 将 创 建 Ｃ ＳＬＮ ）
一
种 称为非一致 有理 Ｂ样条 （ Ｕ Ｂ ）曲线 的 ＮＲＳ
轮机 构的 凸轮 廓线方 法 ２ １ 绘制 位移线 图 ． 进 入 Ａ ｔＣ Ｄ２０ ｕｏ Ａ ０４绘 图界 面 ，绘 制 位 移 线 图 ，作图 比例 ／ ＝１ １ ｘ ： 。 （ ） 绘 制 坐 标 轴 ，取 ｈ＝３ ｍ ＝ １ ０ ｍ，
２ Ａ ｔＣ Ｄ辅助 设计滚 子直动 从动件 盘形 凸 ｕｏ Ａ
凸轮广泛用于各种机械设备 ，在实现机械
化 和 自动化生产 中起着重 要的作用 ，是不 可缺 少 和替代 的重 要 零 部件 。在设 计 凸轮 机 构 时 ， 凸轮的工作廓线 是 比较难 设计 的。凸轮机 构 的 凸轮廓 线 的设计 多采用几 何法手工 绘图 ，精 度 差 、效 率低 。随着 现 代计 算 机 技术 及 Ｃ Ｄ技 Ａ
７ １
图 １ 位移线图
单—— 样条 曲线 （Ｐ Ｉ Ｅ ；得 位 移 线 图 ，如 Ｓ ＬＮ ）
图 １ 示。 所
图 ２ 凸轮 理 论 廓 线
２ ２ 求凸轮理 论廓 线 ．
设 计方 法 ：反转 法 。
一
（ ） 以凸轮理 论廓 线 上 各点 为 圆心 。做 ２
系列滚子 圆。注 意 ，此 时 应设 “ 象捕 捉 ” 对 （ ）作 各滚子 圆 的 内包 络 线 。设 “ 象 ３ 对 仅为 “ 最近 点”；
尖 端 转 化 ：滚 子 中心 轨 迹 为 凸 轮 理 论 廓 线 。作 图 比例 ＝１ 。 ：１
（ ）绘 制 基 圆 、偏 距 圆 ： “ 图” 下 拉 １ 绘
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具体作图步骤如下：
1.使用工具栏Circle（圆）命令，绘制直径为200的凸轮基圆。
2.使用工具栏Line（直线）命令，捕捉圆心作凸轮基圆铅垂方向的直线B1B7。
注意保持提示直线角度及其前的距离数值（定B1点时应为OB1的长度值，定B7点时应为OB7的长度值）。
3.重复使用Line命令，利用每隔30°呈现的角度提示，保证所绘制直线沿圆周分布每30°一条；利用提示中角度之前的距离数值分别确定样条拟合数据点：OB1、OB2、OB3……、OB11；B0和B12是凸轮轮廓的起讫，也是基圆上的同一点，提示中显示的“交点”即为B0/B12点。
4.使用工具栏中Spline（样条曲线绘制）命令。
系统提示输入初始点：用鼠标捕捉B0点；系统要求输入第二点：用鼠标捕捉B1点；如此，系统不停要求输入数据点，用鼠标依次捕捉B2、B3、…、B11、B12(B0)。
在完成最后一个数据点的输入时，单击鼠标右键确定即可。
5.使用工具栏中Circle命令，绘制凸轮内小圆，与基圆同心，半径为40。
该圆表示凸轮与轴配合的轮廓线。
6.使用工具栏橡皮擦命令，擦除基圆轮廓线和直线段。
7.使用工具栏中ARC（弧线绘制）命令。
圆整凸轮轮廓曲线。
系统提示弧线起点或中心，即：Specify start point of are or [Center]:c(表示给出圆心)。
Specify center point of are:用鼠标捕捉圆心。
Specify start point of are：鼠标捕捉样条曲线（凸轮轮廓曲线）的起点B0点。
Specify end point of are：鼠标捕捉样条曲线的终点B12点。
8.在下拉菜单中选择Modify→Properties(修改→对象特性)命令。
选择所绘制的全部图线，改线宽（Line weight）为0.70mm，打开命令下方开关LWT（打开显示线宽）。
9.凸轮平面绘制完毕。
其绘图速度快、图形效果好。