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VC++凸轮机构运动仿真编程

凸轮机构

运动仿真

5星 · 超过95%的资源需积分: 19 36 下载量 152 浏览量 2013-07-29 17:08:00 上传评论 2 收藏 678KB DOC 举报

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VC++凸轮机构运动仿真编程示例推杆从动件的运动规律画出凸轮廓线实现凸轮运动动画仿真

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VC++凸轮机构运动仿真编程示例

一. 机构运动原理

1. 推杆从动件的运动规律（仅列出常用的四种运动规律）

表 1-1 从动件的运动方程式

行程

运动

类型

推程回程

等速运动

等

加

速

等

减

速

运

动

前半程

后半程

余弦加

速度运动

正弦加

速度运动

2. 偏置直动尖顶推杆盘形凸轮机构

如图所示，凸轮逆时针方向转动，导路偏置于凸轮转动中心 A，导路距转轴 A 的垂直

距离为偏距 e。以偏距 e 为半径作的圆为偏距圆。当凸轮转动时，凸轮上的偏距圆也随之转

动，但其始终与导路轴线相切。凸轮转动时不便求解其上的廓线方程，故采用反转法。反

转法是建立在推杆与凸轮的相对运动与参考系无关这一原理上的。所谓反转法，即给整个

机构一个与凸轮转向相反的角速度

－



，则凸轮静止不动，而从动件随机架反转且沿凸

轮廓线相对运动，导路的反转角



即凸轮的转角。如图所示，此时导路由

B K

0 0

转到

。由于

AK B K

0 0 0



，

AK BK ,

所以

 K AK



，此时导路 BK 与基圆和凸轮廓线

的交点



B B

间的长度，即从动件的位移

s BB



。由几何关系知

 B K A B KA

0 0

 ' '

，

所以





B K





r e



。选取坐标系 xAy，B

点为凸轮廓线起始点。当凸轮转过



角，由反转法知此时从动件位于 BK。则 B 点的坐标为









X s s e

Y s s e

  

  











sin cos

cos sin

 

(1-1)

式（1-1）即为尖顶推杆凸轮廓线的方程式，也称为理论廓线方程。







 





B''

3. 偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构

大多数推杆在尖顶 B 处装有滚子，以提高推杆的使用寿命。显然，只要使滚子中心 B

沿理论廓线曲线上运动，即可保证推杆预期的运动规律。如图所示，此时凸轮的轮廓曲线

不是理论廓线，而是处处与滚子相切的另一条曲线，这条曲线称为凸轮的实际廓线。因为

实际廓线与理论廓线在法线方向的距离处处相等，且等于滚子半径 r

，故当已知廓线上任

一点 B





x y,

时，只要沿理论廓线在该点法线方向取距离为 r

，即得实际廓线上的相应点





  B x y,

。由此可见，理论廓线上作一系列滚子圆的包络线即实际廓线。因此实际廓线

是理论廓线的等距曲线。该等距曲线有两条，即内等距曲线和外等距曲线。

盘状槽形凸轮的廓线即该两条等距曲线。由高等数学知识可求得理论廓线 B 点处法线

n-n 的斜率（与切线斜率互为负倒数）应为

 

tan





 



d d

(1-2)

式（1-2）中的 dx/dy 与 dy/dx 可根据式（1-1）求出，代入式（1－2）后有

 

tan

sin cos



 



  

  

s e s s

s s s e

(1-3)

式（8-10）中的角可在

0 360

 

变化，其值要根据分子、分母的正负号所决定的

tan



所在象限来计算。求出



角后，可计算

 

  B x y,

的坐标值：

  



 







x x r

y y r

cos

sin



(1-4)

式中“－”号为内等距曲线，“＋”号为外等距曲线。式（8-11）即为凸轮的实际廓线方程

式。此时实际廓线的基圆半径

等于理论廓线的基圆半径

与滚子半径

之差：

r r r

 

b r





理论轮廓线

实际轮廓线

B(x,y)

B'(x',y')



4. 机构运动的基本原理

前面计算出了凸轮机构的坐标点，当凸轮转动时，其相对于原点的坐标值要

改变。此处可参考《机械原理》教材第六章“平面连杆机构”第三节“机构综合的

位移矩阵法”所讲述的内容。

设凸轮上一点原来的坐标为：，当凸轮转动 θ 角以后，其坐标变为：

，则有以下关系：

在做机构动画时，让 θ 角从 0 度到 360 度等量增加，则可以画出一系列凸

轮的位置，形成连续的动画。

二. 编程步骤

1. 项目类型选择 MFC AppWizard(exe)，项目名取为“TuLun”。

2. 在程序向导的第 1 步选择建立一个单文档的应用程序，点击“Finish”结束向导。

3. 点击菜单项“Insert → Resource”，插入一个对话框资源，这个对话框将来作为凸轮机构的

参数输入窗口。

4. 在参数输入对话框上右键点击，弹出属性对话框，设定其 ID 号为 IDD_PARAMETER，

设定其标题 Caption 为“参数输入对话框”。然后在对话框上添加控件如下图所示，为每一个

控件指定 ID 号。

推程运动规律一组单选钮：IDC_TUI_1；IDC_TUI_2；IDC_TUI_3；IDC_TUI_4

回程运动规律一组单选钮：IDC_HUI_1；IDC_HUI_2；IDC_HUI_3；IDC_HUI_4

推程角： IDC_TUI_ANGL ；回程角： IDC_HUI_ANGLE ；远停角：

IDC_FAR_REST_ANGLE

基圆半径：IDC_BASE_CIRCLE；行程：IDC_COURSE；偏距：IDC_SETOVER

推杆滚子半径：IDC_ROLLER_RADIUS；凸轮转动速度：IDC_CAM_VELOCITY

5. 为对话框添加一个类：在对话框的空白区域处双击鼠标，弹出 ClassWizard 窗口，在添加

一个新类对话框中点击 OK 按钮，将新类命名为 CParameterDlg，其余选择默认值，点击

OK 按钮确定。

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评论星级较低，若资源使用遇到问题可联系上传者，3个工作日内问题未解决可申请退款~

vv124456

2015-06-01

挺好的。！！！！很实用
幻想成为二次媛的程序猿

2021-05-13

搞定作业了！！！
bxy157613858

2014-04-27

不错，符合我的要求

takelama

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