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基于UG的圆柱凸轮模型全参数化设计

设计与研究Des㈣nd Res∞咄 基于UG的圆柱凸轮模型全参数化设计 韩玉林 (宝鸡职业技术学院,陕西宝鸡721004) 摘要;在UG设计环境下,以从动件运动规律的数学分析为基础,建立正确的UG表达式,使设计实现了参 数化,加工实现了数宇化。 关键词:UG 凸轮参数化设计 Full Parameterized Design of Cylindrical Cam Model Based on UG HAN Yulin (Baoji Vocational Technology College.Baoji 721004,CHN) 凸轮设计的关键是设计凸轮工作部分的轮廓曲 线。传统的凸轮轮廓曲线设计方法有作图法和解析法 两种,作图法简便、直观,但作图误差较大,难于获得凸 轮轮廓曲线上各点的精确坐标。对于圆柱凸轮设计难 度更大,因为圆柱凸轮的轮廓曲线是一条封闭的空间 曲线,所以用作图法所获得的轮廓数据加工的凸轮只 能用于低速或不重要的场合。对于高速和精确度要求 较高的凸轮,必须建立凸轮理论轮廓曲线(或实际轮 廓曲线)的坐标方程,并精确计算轮廓上各点坐标,以 适应在数控机床上加工。随着计算机技术的发展,采 用解析法设计轮廓曲线已成为凸轮设计的重要方法。 本文介绍基于UG下圆柱凸轮模型参数化设计的 方法和实例。 I (3)凸轮又转过1200时从动件按余弦加速度运动 规律回程h; (4)最后凸轮转过60。时从动件又停止不动。 根据以上条件设计凸轮的实际轮廓曲线,并生成 凸轮的三维实体。 2 数学模型的建立 根据机械原理知识,圆柱凸轮理论轮廓曲线参数 方程为 (0。≤J≤360。) 式中:x、Y、=表示曲线上任意点坐标;s表示升程;L表 示基圆半径0表示凸轮的转角。由此看来,绘制凸轮 理论轮廓曲线的关键是计算升程s。 根据运动特性,各段升程计算如下: (1)推程阶段推程运动角anglel=120。,行程s =(h/2)(1一cosl80t)。 (2)远休止阶段远休止角angle2=60。,行程s= (h/2)(1一cosl80)=h。 (3)回程阶段回程运动角angle3=120。,行程s =(h/2)(1一cos(180t+180))。 (4)近休止阶段近休止角a.gle4=60。,行程s= (h/2)(1一cos0)=0。 其中t为UG系统变量,0≤f≤1。 基于UG的设计方法 尽管解析法设计解决了凸轮的精度问题,但要得 到完整的凸轮轮廓曲线就要编制复杂的程序,给设计 带来诸多不便。对于这些问题,UG软件都能很好地 解决,只要设计者提供相应的变量和几何参数,UG软 件通过在建模环境下建立表达式,利用曲线功能绘制 凸轮理论轮廓曲线及凸轮实际轮廓曲线,最后通过拉 伸成型操作生成凸轮的三维实体。正是UG采用了表 达式形式,避免了复杂的编程处理,使凸轮轮廓设计既 精确又简单快捷。 现设计圆柱凸轮,圆柱半径L=50 mm,圆柱高H =100 Illm,从动件行程h=40 mm,曲线槽宽b=15 Film,槽深”=15 mm,已知推杆的运动规律为: (1)当凸轮转过120。时从动件按余弦加速度运动 规律推程h; (2)凸轮再转60。时从动件停止不动; 3推导UG表达式 根据以上数学分析及UG表达式的创建要求,凸 轮各工作段的UG表达式如下: (1)已知驱动参数 万方数据 @搿1 Rt;;≯…”■~

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