autocad中凸轮轮廓曲线的绘制与设计

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1、AutoCAD中凸轮轮廓曲线的绘制与设计肖辉进(叫川文理学院理工系，四川达州，635000)摘要：本文介绍了在AutoCAD中凸轮轮廓曲线的设计方法，通过快速而精确地生成凸轮轮廓曲线，极大地提高了设计精度和效率。并介绍了凸轮曲线的拟合与光顺的方法，使设计的曲线适应于加工的要求。关键词：AutoCAD;凸轮；轮廓曲线；拟合；光顺TheDrawingandDesignofOutlineofCaminAutoCADHuijin-Xiao(SichuanUniversityofArtsandScience,SichuanDazhou,635000

2、)Abstract:ThispaperintroducedthemethodsofdesigningoutlineofcaminAutoCAD.Thosemethodscanlargelyraisedesignprecisionandefficiencybyformingtheoutlineofcamrapidlyandaccurately.Thispaperalsointroducedthemethodsoffittingandsmoothingofcam’soutlinefordesignedcurvedlinetosuitthema

3、chiningdemands.Keywords:AutoCAD；Cam；Outline；Fitting；Smoothing0引言凸轮轮廓曲线是一种较复杂的函数曲线，其设计方法通常有图解法和解析法两种。图解法简便易行、直观，但作图误差较大，精度较低，适用于对从动件运动规律要求不高的一般精度低速凸轮设计；对于精度要求高的高速凸轮、靠模凸轮等，必须用解析法列出凸轮的轮廓曲线方程，用计算机辅助设计精确地设计凸轮机构。传统的设计方法如图1所示，先用环形阵列工具(Array)画出各条辐射线，根据凸轮运动规律，计算出凸轮在转角射线上的位移尺寸，找到各条

4、射线上从动件位移点的位置，再用多段线命令(Pline)将各点连接起来就形成了凸轮的轮廓线。这种绘制方法实际上是采用手工采点，以直代曲进行曲线的近似绘制，当曲线精度要求较高时，所需射线变得非常密集，需要手工输入大量的坐标，这给使用者带来了诸多不便。图1凸轮曲线绘制的一般方法1AutoCAD结合Excel的精确绘制凸轮曲线AutoCAD是工程界流行最广泛的绘图软件之一，具有良好的通用性、简单易学、使用方便等特点。且作阁精度可达到小数点后四位，远比手工作阁精确。但对函数的许多点进行列表计算却相对较弱，且对计算出的点进行逐点输入，又大大影响作图速

5、度。这里将AutoCAD绘图功能与Excel的列表计算功能结合起来，通过Excel快速•算出凸轮轮廓所需的各点坐标，并复制粘贴到AutoCAD的点+标输入中，精确而快速地生成所耑的凸轮轮廓曲线。下面举例说明凸轮曲线具体绘制步骤。设计一尖底对心直动从动件盘形凸轮，凸轮顺时针转动，基圆半径/•bMOnim，从动件升程/2=50mm，推程运动角So=!50q,远停止角Ss=30°,冋程运动角〜’=120°，近停止角Ss’=60Q，其运动规律如下表所示［11。凸轮转角0°〜150°15O0〜180°180°〜3OO0300"〜360°从动件运动规

6、棣等速上升50mm停止不动等加速等减速下降至原处停止不动/77/79/7等速阶段：5=4^;等加速阶段：S=^32;等减速阶段：S=h-^(Sl-^2dx~凸轮曲线快速生成步骤如下。(1)在Excel屮打开一张空白的工作表，在A列逐次从小到大输入凸轮升程各转角数值;这里取凸轮转角步L<:为1。，利用Excel的等差数列快速输入法迅速在A列依次生成1〜180的数值。(2)在B1巾输入：=40+50*$Al/150,B2格内马上得出了计算的结果。再选中B2格，让光标指向B2矩形右下角的“■”，当光标变成“+”时，按住光怀沿B列拖动到75行，即

7、可完成凸轮推程的等加速段各点极坐标半径值的计算。同理可分别计算出凸轮其它各行程阶段各点的极坐标半径值。如图2所示。(3)在C1中输入：=A1&’’<"&B1,再选中Cl拖动光标，即可在C1列形成曲线函数的极坐标值。在AutoCAD中绘制A轮曲线。先将Excel中形成坐标全部选中复制到剪贴板或保存到文本文档屮，然后打开AutoCAD，绘制凸轮基圆，将用户坐标系调整到凸轮圆心，并且以从动件与凸轮中心的连线为X轴。在命令框输入“pline”或“spline”命令，以凸轮从动件的起始运动点作为线段输入的第一•个点，然后将剪贴板中的坐标一起粘贴到A

8、utoCAD的命令行中即可快速生成所需的凸轮曲线。(4)在AutoCAD中绘制A轮曲线。先将Excel中形成坐标企部选中复制到剪贴板或保存到文本文档屮，然后打开AutoCAD,绘制凸轮基圆，将