【文章內(nèi)容簡介】 ndows XP 操作系統(tǒng)為系統(tǒng)平臺(tái) ， 以 Visual Basic 為開發(fā)平臺(tái) ， 以 Office 2021 軟件包為數(shù)據(jù)處理支撐軟件，來對(duì)共軛凸輪進(jìn)行程序可視化設(shè)計(jì)。VB 為用戶提供支持通信的控件有：窗體 (Form)、多文檔窗體 (MDI Form)、標(biāo)簽(Label)、文本框 (Text Box)和圖片框 (Picture Box)。 Form相應(yīng) 于 DDE 協(xié)議，這些控件提供了完整任務(wù)，一次 DDE鏈接需要的屬性和事件，以及設(shè)置必要參數(shù)和響應(yīng) DDE過程中的事件。 共軛凸輪機(jī)構(gòu) CAD系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) 共軛 共軛凸輪機(jī)構(gòu) CAD 系統(tǒng)的主要模塊如圖 2． 1所示，包括： 共軛 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)模塊 和 凸輪機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊。 共軛凸輪機(jī)構(gòu)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 第 8 頁 共 114 頁 圖 21 系統(tǒng)主要模塊 共軛凸輪設(shè)計(jì)模塊 當(dāng)凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)速度較低且剛度較大時(shí)，對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)可以完全按照剛性來實(shí)現(xiàn)；當(dāng)凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)速度較高或系統(tǒng)剛度較小時(shí)，需將凸輪機(jī)構(gòu)考慮成有質(zhì)量的 彈性機(jī)構(gòu)來設(shè)計(jì)。正向設(shè)計(jì)模塊實(shí)現(xiàn)了在選定從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線基礎(chǔ)上，根據(jù)機(jī)構(gòu)特性求得主動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律函數(shù)，并通過機(jī)構(gòu)基本尺寸的輸入，最終完成共軛凸輪機(jī)構(gòu)的自主設(shè)計(jì)。 優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊 在考慮載荷作用及摩擦力存在的情況下，以凸輪機(jī)構(gòu)升程段的傳動(dòng)效率最大為目標(biāo) 函數(shù)，采用遺傳算法作為 優(yōu)化方法實(shí)現(xiàn)凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的優(yōu)化設(shè)計(jì) 。 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1. 歡迎 界面設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)清新整潔的歡迎界面， 如 圖 22 所示。 共軛凸輪機(jī)構(gòu) CAD系統(tǒng) 共軛凸輪機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì) 凸輪機(jī)構(gòu)優(yōu)化 設(shè)計(jì) 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 9 頁 共 114 頁 圖 22 歡迎界面 2. 選擇界面 由于該系統(tǒng)涉及 兩 個(gè)功能模塊，因此在 Form2上放置 2 個(gè)按鈕控鍵，并分別為 兩 個(gè)按 鈕建立相應(yīng)的工程： form3， form6，以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)擊總界面中其中一按鈕時(shí)，即可進(jìn)入栩應(yīng)的設(shè)計(jì)模塊，將 兩 個(gè)控鍵的 Caption 屬性分別改為“共軛凸輪設(shè)計(jì) ”、“優(yōu)化設(shè)計(jì)”。 選擇界面如圖 23所示。 共軛凸輪機(jī)構(gòu)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 第 10 頁 共 114 頁 圖 23 選擇界面 3. 共軛凸輪設(shè)計(jì) 共軛 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)主窗體如圖 24所示 。主界面主要由數(shù)據(jù)輸入模塊、從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律模塊、參數(shù)校核模塊、運(yùn)動(dòng)線圖模塊、輪廓設(shè)計(jì)模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊等六個(gè)模塊組成。 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 11 頁 共 114 頁 圖 24 共軛凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)主界面 4. 優(yōu)化設(shè)計(jì) 優(yōu)化 設(shè)計(jì)主窗體如圖 25所示 。主界面主要由數(shù)據(jù)輸入模塊、 GA關(guān)鍵參數(shù) 模塊、凸輪從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)校核模塊、設(shè)計(jì)變量初始值模塊、邊界條件模塊、約束條件模塊、優(yōu)化結(jié)果顯示模塊等七大模塊組成。 共軛凸輪機(jī)構(gòu)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 第 12 頁 共 114 頁 圖 24 優(yōu)化設(shè)計(jì) 小結(jié) 本章主要介紹了 劍桿織機(jī)共軛凸輪機(jī)構(gòu) CAD系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，并介紹了 CAD 系統(tǒng)的開發(fā)工具及組成該系統(tǒng)的各功能模塊。 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 13 頁 共 114 頁 第 3 章 共軛凸輪設(shè)計(jì) 兩組完整的凸輪機(jī)構(gòu) ,同類構(gòu)件相互剛性連接 ,分別控制同一從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律中的推程和回程 ,其中剛性連接的兩個(gè)凸輪稱為共軛凸輪 ,該機(jī)構(gòu)能很好地控制從動(dòng)件做往復(fù)運(yùn)動(dòng) ,在各種自動(dòng)機(jī)械和紡織機(jī)、印刷機(jī)等中得到廣泛運(yùn)用。 本章 將 介紹滾子擺動(dòng)從動(dòng)件共軛凸輪 運(yùn)動(dòng)規(guī)律和輪廓線計(jì)算 [11]。 凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律有以下五種運(yùn)動(dòng)規(guī)律 [12]： a. 等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律 (直線運(yùn)動(dòng) )； b. 等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律（拋物線運(yùn)動(dòng)規(guī)律） ； c. 余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律（簡諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律） ； d. 正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律 (擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律 )； e. 五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律（ 345 多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律） 。 各運(yùn)動(dòng)規(guī)律的運(yùn)動(dòng)方程如下： a. 等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律 (直線運(yùn)動(dòng) ) 推程階段的運(yùn)動(dòng)方程為 00S=39。0hhSS???????? ???? ??? （ 31） 回程階段的運(yùn)動(dòng)方程為 共軛凸輪機(jī)構(gòu)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 第 14 頁 共 114 頁 000()[1 ]39。39。39。0SShhSS? ? ????????????????? ??? （ 32） 圖 31 所示為等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的運(yùn)動(dòng)線圖。 圖 31 等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)線圖 b. 等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律（拋物線運(yùn)動(dòng)規(guī)律） 推程階段的運(yùn)動(dòng)方程 ： 等加速段的運(yùn)動(dòng)方程為 220202202439。4hShShS?????????????????? ??? （ 33） 等減速段的運(yùn)動(dòng)方程為 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 15 頁 共 114 頁 20200202202()439。 ( )4hShhShS??????????? ? ??????????? ???? （ 34） 回程階段的運(yùn)動(dòng)方程 ： 等加速段的運(yùn)動(dòng)方程為 20200202202()439。 ( )4SShShhShS? ? ???? ? ?????? ? ? ??????? ? ? ?????? ????? （ 35） 等減速段的運(yùn)動(dòng)方程為 200200020202()()439。 ( )()4()SShShShS? ? ? ???? ? ? ??????? ? ? ??????? ? ? ? ????????? （ 36） 圖 32 所示為等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的運(yùn)動(dòng)線圖。 共軛凸輪機(jī)構(gòu)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 第 16 頁 共 114 頁 圖 32 等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖 c. 余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律（簡諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律） 推程階段的運(yùn)動(dòng)方程為 000222001 c os239。 sin2 c os2hshShS???? ? ????? ? ????? ??????? ??????? ???????? ?????? ??? ? ??? ??? （ 37） 回程階段的運(yùn)動(dòng)方程為 000002202001 c o s ( )2n sin ( )2 c o s ( )2 ( 39。) 39。SSShShShS?? ? ??? ? ?? ? ???? ? ?? ? ???? ????? ? ? ?? ???????? ??????? ? ? ?? ???????? ??? ? ? ? ???? ??? （ 38） 圖 33 所示為余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律的運(yùn)動(dòng)線圖。 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 17 頁 共 114 頁 圖 33 余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)線圖 d. 正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律 (擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律 ) 推程階段的運(yùn)動(dòng)方程為 0000220012S =h[ s i n( )]22S 39。= [ 1 c os ( )] 22S = s i n( )hh???? ? ??????? ? ??????????????? （ 39） 回程階段的運(yùn)動(dòng)方程為 ? ?? ?? ?? ?? ?000000020200121 sin39。 2 39。239。 1 c os39。39。22 sin39。39。SSSSShhShS? ? ? ?? ? ?? ? ???? ? ???? ? ?? ? ???? ???? ????? ? ? ? ?? ?? ????? ???????? ? ?? ? ? ?? ? ??????????????? ? ? ???? ??? （ 310） 圖 34 所示為正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律的運(yùn)動(dòng)線圖。 共軛凸輪機(jī)構(gòu)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 第 18 頁 共 114 頁 圖 34 正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)線圖 e. 五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律（ 345 多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律） 推程階段的運(yùn)動(dòng)方程為 3 4 50 0 02340 0 0 023220 0 0 0S =h [ 1 0 1 5 +6 ]S 39。= [ 3 0 6 0 +3 0 ]S = [ 6 0 1 8 0 +1 2 0 ]hh? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ?? （ 311） 回程階段的運(yùn)動(dòng)方程為 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 19 頁 共 114 頁 ? ?3 4 50 0 039。 39。 39。0 0 02340 0 039。 39。 39。 39。0 0 0 02002 39。39。39。000S =h[ 1 10 +15 6 ]S 39。= [ 30 60 +30 ]S 39。39。= [ 60 180S S SS S SSShh? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ?? ? ? ? ? ?????? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?23039。0 +120 S? ? ????????????????????? （ 312） 圖 35 所示為五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律的運(yùn)動(dòng)線圖。 圖 35五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)線圖 滾子擺動(dòng)從動(dòng)件共軛凸輪機(jī)構(gòu)中 ,主副兩凸輪所對(duì)應(yīng)的擺桿長度 1ABL 和 2ABL 及其上的滾子半徑 1rR 和 2rR 分別可相等 ,也可不相等。通常要求兩凸輪的最小半徑尺寸相等 , 此時(shí)為使兩凸輪的最大半徑盡可能相等 ,則擺桿長度 1ABL 和 2ABL 不能相差太大 [11]。 主凸輪輪廓線 計(jì)算 計(jì)算主凸輪輪廓時(shí) ,需先根據(jù)給定的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律 )(???? ,并求出類角速度????? dddd /)(/ ? 。根據(jù)反轉(zhuǎn)法得出凸輪在 xoy坐標(biāo)系 ( ox 軸指凸輪推程起點(diǎn) ) 中的理論輪廓 。 共軛凸輪機(jī)構(gòu)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 第 20 頁 共 114 頁 極坐標(biāo)計(jì)算公式 （ 313） : ? 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