基于MatLab和SolidWorks的凸轮轮廓设计及性能分析

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基于MATLAB的凸轮轮廓线设计与运动仿真毕业设计

(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！)第1章绪论1.1 机构学的现状与发展1.1.1 机构学的概况机构学是以运动几何学和力学为主要理论基础，以数学分析为主要手段，对各类机构进行运动和动力分析与综合的学科。

机构学为创造新的机器和进行机械发明与改革提供正确有效的理论和方法，以设计出更经济合理、更先进的机械设备，来满足生产发展和人们生活的需求。

机构学的发展将直接影响到机械工业各类产品的工作性能以及许多行业生产设备的机械化和自动化程度。

机构学作为机械工程技术科学中的一门主要基础学科，近年来由于机电一体化高技术科学特别是工业机器人与特种机器人的发展对机构学理论和技术上的要求，使机构学学科达到了一个崭新的阶段。

在国际学术讨论会上，各国科学家一致认为它有如旭日东升，正显出其无比强大的生命力。

机构学一方面由简单的运动分析与综合向复杂的运动分析与综合方面发展，另一方面也由机构运动学向机构动力分析与综合方向发展，研究机构系统的合理组成的方法及其判据，分析研究机器在传递运动、力和做功过程中出现的各种问题。

机构精度问题也相应地由静态分析走向动态分析。

机构联结件的间隙在高速运转时有不容忽视的影响，因而需要研究机构间间隙、摩擦、润滑与冲击引起的机构变形、稳态与非稳态下的动态响应和过渡过程问题。

在惯性力作用下，由于机构上刚度薄弱环节的弹性变形，由此研究以振动理论多自由度模态化、线性与非线性、随机的功率谱与载荷谱等为分析手段和方法而形成的运动弹性动力学问题，以及视整个机构系统为柔性的多柔体系统动力学和逆动力学分析、综合及控制问题。

它是把整个机构看成是由多刚体组成的多刚体动力学、结构动力学及自动控制等学科发展的交叉边缘学科。

由多种、多个构件组成的机构称为组合机构。

组合机构与机构系统组成理论的发展使机构学已成为重型、精密及各种复合机械和智能机械、仿生机械、机器人等高技术科学的设计基础理论学科。

1.1.2机构学的现状（1）平面与空间连杆机构的结构理论研究研究机构的结构单元及机构拓扑结构特征，如主动副存在准则、活动度类型及其判定、拓扑结构的同构判定、消极子运动链判定等。

基于MATLAB的凸轮轮廓曲线设计

基于MATLAB的凸轮轮廓曲线设计作者：丁昊昊,牛成亮,蒋超猛,龚伟来源：《科技传播》2011年第15期摘要凸轮机构的运动设计主要包括从动件运动规律的确定和凸轮轮廓曲线的设计等。

通常是先确定从动件的运动规律，然后根据从动件的运动规律确定凸轮的轮廓曲线。

本文是在从动件运动规律确定的情况下，利用MATLAB强大的数据处理功能来确定凸轮轮廓曲线。

本文以尖底直动从动件盘形凸轮为例，对其凸轮轮廓曲线进行设计。

结果表明：在从动件运动规律确定的情况下，利用MATLAB软件，可以很方便的得到相应的轮廓曲线。

关键词凸轮机构；凸轮轮廓曲线；MATLAB中图分类号TP31 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）48-0176-021 凸轮轮廓曲线参数方程的建立1.1 盘形凸轮轮廓曲线1）如图1所示为偏置尖底直动从动件、凸轮逆时针方向转动的情况。

偏距e、基圆半径r0和从动件运动规律已给出。

假想凸轮固定不动，则机架按-w方向转动，这种运动称为“反转运动”。

从动件做复合运动，以从动件上与凸轮接触的点B为动点，静止坐标系固结于凸轮上，动坐标系固结于机架上。

动点B对于机架的相对运动为直线运动，机架对于凸轮的牵连运动为-w方向的转动，动点B对于凸轮的绝对运动所产生的轨迹便是凸轮的轮廓曲线。

如图1所示B0点是从动件处于最低位置时动点B的位置，设此点为凸轮轮廓曲线的起始点，当凸轮转过角度以后，从动件上升距离s，动点B从B0点上升到B1点。

然后将B1以O点为圆心转过-w角度便得到B点位置。

利用平面矢量旋转矩阵便可得到B 点位置坐标。

整理得到凸轮轮廓曲线上的点B的坐标与凸轮转角之间的关系。

2）对心平底直动从动件、凸轮顺时针转动的情况。

类似于偏置尖底直动从动件、凸轮逆时针方向转动的情况，对心平底直动从动件盘形凸轮的基圆半径和从动件运动规律已经给出。

对于平底直动从动件盘形凸轮机构，利用“反转运动”和从动件运动规律，可以得到平底运动所得到的直线族，直线族的包络线就是凸轮的轮廓曲线。

基于matlab的凸轮轮廓曲线的分析与研究

流程如图２所示。
型凸轮的理论廓线和实际廓线（如图３所示）。
４应用实例
例：已知凸轮基圆半径＝０ｍ，５
直动从动件滚子半径ｒ＝１ｆ，ｒ２ｎｎ偏
哪｝
０…、… ．｝一ｊ．．一｝＼：Ｉ’一、一 …
即
：＿（ｙｙ＿）
（）３
观化、单化、简精
确化。
２求凸轮轮廓曲线
如图１示。所已知凸轮基圆半径ｒ、距ｅ滚子ｎ偏、
一ｄ）吖ｙ）Ｊ二ｌ／Ｉ √ｄ（毒寒＋ｔｂ（
ｄｘ
：㈩、 … 源自半径ｒ其从动。及
ｎｓｗｉｈｔｅｍａｌｂｃｍｉｉｇｔｃｈｉｕ，ａａｔｈｏｅｉａｉｍｔｈｔａｏｐｌｎｅｎｑｅｓｎｄｄｒｗｓｉｓｔｅｒｔｃａｄｒａｉｔｃｏｔｉｅｃｒｅｙｗａｆａｘｍｐｅ．ｎｅｓｉｕｌｎｕｖｓｂｙｏｅａｌｌｎＫｅｒｓ：ｈｒｆｅｖｌｐ；ｕｌｎｕｒｅ；ｉｅｉｕｌｆｔｅｆｌｏｒｍａａｂｙｗｏｄｔｅｙｏｎｅｏｏｔｉｅｃｖｋｎｔｃｒｅｏｈｏｌｗｅ；ｄｏ
１引言
凸轮机构设计的关键是凸轮廓线的设计，凸轮的廓线而形状取决于从动件的运动规律。采用包络原理来求解凸轮廓
线是分析和研究凸轮机构的一种很重要的方法。
Ｍｔｂ是ＭｔＷｏｋ公司于１８ａｌａａｈｒｓ９２年推出的一套商性能的数值计算和可视化软件，它集数值分析、矩阵运算、号处信

matlab凸轮轮廓设计及仿真说明书

1.2
滚子半径
=40
1
第一章：工作意义
1.1本次课程设计意义1.2已知条件
第二章：工作设计过程5
2.1:设计思路5
2.2:滚子从动件各个阶段相关方程6
2.பைடு நூலகம்：盘型凸轮理论与实际轮廓方程7
工工“..A作……'A程过A程
3.1:滚子从动件各各阶段MATLAB程序编制…*8
3.2:凸轮的理论实际运动仿真程序编制
12
第四章…？： •……
运行结果
17
4.1：滚子运动的位移图17
4.2：滚子运动的速度图17
4.3：滚子运动的加速度图，局部加速度图……18—
44滚子运动的仿真图19
4.5：滚子运动的理论与实际轮廓图20
6.1：参考文献
22
第一章：工作意义
1.1 本次课程设计意义凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，一般为主动件，作等速回转运动或往复直线运动。与凸轮轮廓接触，并传递动力和实现预定的运动规律的构件，一般做往复直线运动或摆动，称为从动件。凸轮机构在应用中的基本特点在于能使
程和回程。凸轮轮廓曲线决定于位移曲线的
形状。在某些机械中，位移曲线由工艺过程决定，但一般
情况下只有行程和对应的凸轮转角根据工作需要决定，而
曲线的形状则由设计者选定，可以有多种运动规律。传统的凸轮运动
规律有等速、等加速-等减速、余弦加速度和正弦加速度等。等速运动规律因有速度突变，会产生强烈的刚性冲击，只适用于低速。等加速-等减速和余弦加速度也有加速度突变，会引起柔性冲击，只适用
思路口。因此，基于MATLAB件进行凸轮机构的解析法设计，可以解
决设计工作量大的问题。
本此课程设计基于MATLAB软件进行凸轮轮廓曲线的解析法设计，并对的运动规律凸轮进行仿真，其具体方法为首先精确地计算出轮廓线

基于MATLAB软件的凸轮轮廓曲线设计_

基于ＭＡＴＬＡＢ软件的凸轮轮廓曲线设计摘要：以偏置移动从动件盘形凸轮为例，基于ＭＡＴＬＡＢ软件对凸轮轮廓曲线进展了解析法设计．绘制出轮廓曲线。

运行结果说明：在从动件运动规律确定的情况下，利用ＭＡＴＬＡＢ软件以很方便、快捷地得到凸轮的轮廓曲线。

关键词：凸轮机构；凸轮轮廓曲线；ＭＡＴＬＡＢ；解析法前言凸轮轮廓曲线的设计，一般可分为图解法和解析法．利用图解法能比拟方便地绘制出各种平面凸轮的轮廓曲线．但这种方法仅适用于比拟简单的构造，用它对复杂构造进展设计那么比拟困难，而且利用图解法进展构造设计，作图误差较大，对一些精度要求高的构造不能满足设计要求。

解析法可以根据设计要求，通过推导机构中各局部之间的几何关系，建立相应的方程，准确地计算出轮廓线上各点的坐标，然后把凸轮的轮廓曲线准确地绘制出来．但是，当从动件运动规律比拟复杂时，利用解析法获得凸轮的轮廓曲线的工作量比拟大．而ＭＡＴＬＡＢ软件提供了强大的矩阵处理和绘图功能，具有核心函数和工具箱．其编程代码接近数学推导公式，简洁直观，操作简易，人机交互性能好，且可以方便迅速地用三维图形、图像、声音、动画等表达计算结果、拓展思路［１］。

因此，基于ＭＡＴＬＡＢ软件进展凸轮机构的解析法设计，可以解决设计工作量大的问题。

本文基于ＭＡＴＬＡＢ软件进展凸轮轮廓曲线的解析法设计，利用?机械原理?课程的计算机辅助教学，及常用机构的计算机辅助设计．其具体方法为首先准确地计算出轮廓线上各点的坐标，然后运用ＭＡＴＬＡＢ绘制比拟准确的凸轮轮廓曲线。

1 设计的意义与条件1.1意义凸轮机构是由具有曲线轮廓或凹槽的构件，通过高副接触带动从动件实现预期运动规律的一种高副机构，它广泛地应用于各种机械，特别是自动机械、自动控制装置和装配生产线中，是工程实际中用于实现机械化和自动化的一种常用机构。

所以，在凸轮的加工中，准确确实定凸轮的轮廓，这对于保证凸轮所带动从动件的运动规律是尤为重要的。

1.2条件偏置移动从动件盘形凸轮设计条件〔图1〕:凸轮作逆时针方向转动,从动件偏置在凸轮轴心的右边从动件在推程作等加速/等减速运动,在回程作余弦加速度运动基圆半径rb = 40 mm，滚子半径rt = 10mm，推杆偏距e = 15 mm，推程升程h = 50 mm，推程运动角ft = 100度，远休止角fs = 60度回程运动角fh = 90度，推程许用压力角alp = 35度。

基于MAAB软件的凸轮轮廓曲线设计

基于M A A B软件的凸轮轮廓曲线设计Standardization of sany group #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#基于ＭＡＴＬＡＢ软件的凸轮轮廓曲线设计摘要：以偏置移动从动件盘形凸轮为例，基于ＭＡＴＬＡＢ软件对凸轮轮廓曲线进行了解析法设计．绘制出轮廓曲线。

运行结果表明：在从动件运动规律确定的情况下，利用ＭＡＴＬＡＢ软件以很方便、快捷地得到凸轮的轮廓曲线。

关键词：凸轮机构；凸轮轮廓曲线；ＭＡＴＬＡＢ；解析法前言凸轮轮廓曲线的设计，一般可分为图解法和解析法．利用图解法能比较方便地绘制出各种平面凸轮的轮廓曲线．但这种方法仅适用于比较简单的结构，用它对复杂结构进行设计则比较困难，而且利用图解法进行结构设计，作图误差较大，对一些精度要求高的结构不能满足设计要求。

解析法可以根据设计要求，通过推导机构中各部分之间的几何关系，建立相应的方程，精确地计算出轮廓线上各点的坐标，然后把凸轮的轮廓曲线精确地绘制出来．但是，当从动件运动规律比较复杂时，利用解析法获得凸轮的轮廓曲线的工作量比较大．而ＭＡＴＬＡＢ软件提供了强大的矩阵处理和绘图功能，具有核心函数和工具箱．其编程代码接近数学推导公式，简洁直观，操作简易，人机交互性能好，且可以方便迅速地用三维图形、图像、声音、动画等表达计算结果、拓展思路［１］。

因此，基于ＭＡＴＬＡＢ软件进行凸轮机构的解析法设计，可以解决设计工作量大的问题。

本文基于ＭＡＴＬＡＢ软件进行凸轮轮廓曲线的解析法设计，利用《机械原理》课程的计算机辅助教学，及常用机构的计算机辅助设计．其具体方法为首先精确地计算出轮廓线上各点的坐标，然后运用ＭＡＴＬＡＢ绘制比较精确的凸轮轮廓曲线。

1 设计的意义与已知条件意义凸轮机构是由具有曲线轮廓或凹槽的构件，通过高副接触带动从动件实现预期运动规律的一种高副机构，它广泛地应用于各种机械，特别是自动机械、自动控制装置和装配生产线中，是工程实际中用于实现机械化和自动化的一种常用机构。

基于MATLAB和SolidWorks的平行分度凸轮设计

图１几种常用外接平行分度凸轮示意图
在间歇运动循环中，凸轮以角速度 ω 匀速转动，
其中与之啮合的分度盘转过的角度θ 和凸轮的自转角
度β（β＝ω狋，狋为时间）存在着如下函数关系：
θ＝犳（ω狋）．
（华北理工大学机械工程学院，河北唐山０６３２１０）
摘要：根据反转法得到平行分度凸轮的廓线方程，避免了繁琐的计算。分析了平行分度凸轮的设计参数，并利用ＭＡＴＬＡＢ语言编程，绘制出凸轮轮廓曲线，将得到的数据文件通过．ｔｘｔ的方式导入ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ进行参数化实体建模。这种方法能够很快地得到凸轮廓型，为平行分度凸轮的设计提供了一种新的思路。关键词：平行分度凸轮；轮廓曲线；ＭＡＴＬＡＢ；ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ中图分类号：ＴＨ１３２．４７∶ＴＰ３９１．７文献标识码：Ａ
在这样关系：（γ２犘ｍａｘ＋狉狉２）１２ ≤γ犜ｍａｘ，将其代入式（９）得：
ε≥２犿πｃｏｓ－１犪２＋狉犱２２－犪γ狉犱２犘ｍａｘ－狉狉２．
（１０）
为保证连续传动令ε＞１，经过等式变换可得凸轮
实际廓线最大外径γ犘ｍａｘ应满足：
γ犘ｍａｘ≥（犪２＋狉犱２－２犪狉犱ｃｏｓ（２π／犿）－狉狉２）１２．（１１）
犓狉犪都对压力角有一定影响。
３凸轮轮廓曲线的绘制
以三片式平行分度凸轮为例，满足设计要求参数
如下：中心距犪＝１６０ｍｍ；滚子半径狉狉＝２１ｍｍ；滚子

基于matlab凸轮轮廓设计

基于matlab凸轮轮廓设计随着科学技术的不断发展，凸轮轮廓设计已经被广泛运用于各种机械和动力学设备中。

MATLAB作为一种强大的技术软件，也被广泛用于凸轮轮廓的设计和分析。

本文将对基于MATLAB的凸轮轮廓设计进行探讨。

凸轮轮廓的设计需要考虑许多因素，如凸轮的形状、材质、运动方式等。

其中，凸轮轮廓的形状对凸轮的运动和性能起着至关重要的作用。

因此，凸轮轮廓的设计需要具有高度的精度和可靠性。

MATLAB作为一种功能强大的数学软件，可以通过编程实现凸轮轮廓的设计和分析。

MATLAB中有许多函数可以用于处理凸轮的相关问题，如curve fitting工具箱、symbolic math工具箱等。

通过这些工具箱和函数，可以实现凸轮轮廓的优化设计和模拟分析。

在凸轮轮廓的设计中，凸轮轨迹的生成是至关重要的一步。

传统的方法是通过手工绘制轮廓图，然后进行图形处理和数值计算等操作。

而在MATLAB中，可以利用数值计算和函数绘图等功能直接生成凸轮轮廓。

具体实现方法如下：首先，我们需要确定凸轮的基本参数，如凸轮的半径、角速度等。

然后，根据凸轮运动的规律，利用MATLAB中的数值计算函数计算出凸轮上各点的位置坐标。

接着，通过MATLAB中的函数绘图功能将各点连接形成凸轮轮廓。

最后，通过调整凸轮参数和轮廓图形，实现凸轮轮廓的优化设计。

除此之外，MATLAB还可以利用符号计算的功能优化凸轮轮廓设计。

通过定义凸轮的基本参数和轮廓方程，利用MATLAB中的符号计算工具求解优化方程，得到凸轮轮廓的最优设计方案。

综上所述，基于MATLAB的凸轮轮廓设计具有快速、精准、可靠等优势。

通过MATLAB的编程和工具箱的使用，可以实现凸轮轮廓的优化设计和模拟分析，为机械和动力学设备的设计和制造提供有力支持。

基于MATLAB语言的凸轮轮廓曲线的解析法设计

obtained, so that 也e accuracy is higher and the fitting is more accurate.
Keywords: cam mechanism; oscillating follower; simulation design; MATLAB
。引言凸轮机构结构筒单而且紧凑，能传递较大功率以及任
Abstrad: Taking the oscillating follower and disk c皿1 mechanism as examples, this paper analyzes 也e contour curve
of oscillating follower and disk cam mechanism based on MATLAB. The powerful data processing and drawing
I 网址，刷刷.jxg臼 com 电邮 hrbengineer@163 ∞m 囚18 年第 7 期
1
机械工程师
MECHANICAL ENGINEER
样的状况，所以也会有柔性的冲击，这种运动规律的凸轮结构只适用于中速凸轮机构。如果从动件在整个运动过程中不会停止时，加速度的曲线是连续不断的，因而就不会发生冲击现象，这种情况下就适用于高速凸轮机构中，具体公式如下。
基金项目:河北省研究生创新资助项目 (CXZZSS2017173 );
北华航天工业学院科研创新项目 (YKY201502 ，
YKY201616)
能采用传统的人工处理方法，否则就会严重影响数据的准确度以及图形的精度。解析法可以精确计算轮廓线上各点的坐标，误差比较小。当从动件运动比较复杂，工作量大时，用 MATLAB 软件可以很容易进行凸轮轮廓曲线的解析法设计归呵。

利用solidworks进行凸轮廓线设计论文1[1]

引言在各种机械，特别是自动机和自动控制装置中，广泛采用着各种形式的凸轮机构，凸轮（cam）是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，凸轮的最大优点是只要适当的设计出凸轮的轮廓曲线，就可以是推杆得到各种预期的运动规律，而且响应快速，机构简单紧凑，凸轮机构不可能被数控、电控等装置完全代替。

凸轮机构兼有传动、导向及控制机构的各种功能。

凸轮机构用作传动机构时，可以产生复杂的运动规律，包括变速范围较大的非等速运动，乃至暂时停留或各种步进运动。

凸轮机构也适用于导向机构，使工作机构产生复杂的运动轨迹。

当凸轮机构用作控制机构时，可以控制执行机构的自动工作循环或作为函数发生器。

凸轮机构作为机械式运动传递与信息储存的基本元件时，具有构件数少和空间体积小等固有特点。

由于以上功能，以凸轮为核心，已发展出成千上万种高效、小型、精密、价廉的机械，例如内燃机配气系统、自动包装机、自动成型机、自动装配机、自动机床、纺织机械、农业机械、印刷机械、自动办公设备、自动售货机、电子元件的自动加工机械、服装加工机械掣现代机械日益向高速发展，凸轮机构的运动速度也愈来愈高，因此，高速凸轮的设计及其动力学问题的研究已引起普遍重视，并已提出了许多适于在高速条件下采用的运动规律以及一些新型的凸轮机构。

另一方面，随着计算机的发展，凸轮机构的计算机辅助设计和制造已获得普遍的应用，从而提高了设计和加工的速度和质量，这也为凸轮机构的更广泛应用创造了条件。

第一章SolidWorks的发展和荣誉在众多三维 CAD 软件中，SolidWorks 软件以其功能强大、操作简捷成为众多设计人员的首选软件。

但是 SolidWorks 软件不具有函数生成自由曲线的功能，要在 SolidWorks 中绘制凸轮模型，可以使用已有的SolidWorks 插件 ToolBox 所生成的凸轮轮廓线，但该曲线却不是连续光滑曲线，若运用到高速重载场合，将会产生较大的噪声和冲击，因此不具有实用性及广泛性。

基于MATLAB的凸轮设计

中国地质大学（武汉）1.凸轮要求=10mm，凸轮以等角设计一对心直动滚子推杆盘形凸轮机构，滚子半径rr速度逆时针回转。

凸轮转角=0~120 时，推杆等速上升20mm；=120~180 时，推杆远休止；=180~270时，推杆等加速等减速下降20mm；=270~360时，推杆近休止。

要求推程的最大压力角<=30，试选取合适的基圆半径，并绘制凸轮的廓线。

问此凸轮是否有缺陷，应如何补救。

2．列出凸轮运动方程0<<2/32/3<<2/3<<3. 由方程写MATLAB源程序%1.已知参数clear;r0=50; %基圆半径rr=10; %滚子半径h=20; %行程delta01=120;%推程运动角delta02=60; % 远休角delta03=90;%回程运动角hd=pi/180;du=180/pi;n1=delta01+delta02;n2=delta01+delta02+delta03;%2凸轮曲线设计n=360;for i=1:360%计算推杆运动规律if i<=delta01s(i)=30/pi*(i*hd);ds(i)=30/pi;ds=ds(i);elseif i>delta01 && i<=n1;s(i)=h;ds(i)=0;ds=ds(i);elseif i>n1 && i<=(n1+delta03/2)s(i)=-140+320/pi*(i*hd)-160/pi^2*(i*hd)^2; ds(i)=320/pi-320/pi^2*(i*hd);ds=ds(i);elseif i>(n1+delta03/2) && i<=n2s(i)=360-480/pi*(i*hd)+160/pi^2*(i*hd)^2;ds(i)=-480/pi+320/pi^2*(i*hd);ds=ds(i);elseif i>n2 && i<=ns(i)=0;ds=0;end%计算凸轮轨迹曲线xx(i)=(r0+s(i))*sin(i*hd);%计算理论轮廓曲线yy(i)=(r0+s(i))*cos(i*hd);dx(i)=ds*sin(i*hd)+(r0+s(i))*cos(i*hd);%计算导数 dy(i)=ds*cos(i*hd)-(r0+s(i))*sin(i*hd);xp(i)=xx(i)+rr*dy(i)/sqrt(dx(i)^2+dy(i)^2);yp(i)=yy(i)-rr*dx(i)/sqrt(dx(i)^2+dy(i)^2);end%3.输出凸轮轮廓曲线figure(1);hold on;grid on;axis equal;axis([-(r0+h-30) (r0+h+10) -(r0+h+10) (r0+rr+10)]);text(r0+h+3,4,'X');text(3,r0+rr+3,'Y');text(-6,4,'O');title('对心直动滚子推杆盘形凸轮设计');xlabel('x/mm');ylabel('y/mm');plot([-(r0+h-40) (r0+h)],[0 0],'k');plot([0 0],[-(r0+h) (r0+rr)],'k');plot(xx,yy,'r--');%»绘凸轮实际轮廓曲线ct=linspace(0,2*pi);plot(r0*cos(ct),r0*sin(ct),'g');%绘凸轮基圆plot(rr*cos(ct),r0+rr*sin(ct),'k');%绘滚子圆plot(0,r0,'o');%滚子圆中心plot([0 0],[r0 r0+30],'k');plot(xp,yp,'b'); %绘凸轮实际轮廓曲线%4. 凸轮机构运动仿真%计算凸轮滚子转角xp0=0;yp0=r0-rr;dss=sqrt(diff(xp).^2+diff(yp).^2);%对轮廓曲线进行差分计算ss(1)=sqrt((xp(1)-xp0)^2+(xp(1)-yp0)^2);%轮廓曲线第一点长度for i=1:359ss(i+1)=ss(i)+dss(i);%计算实际廓曲线长度endphi=ss/rr;%计算滚子转角%运动仿真开始figure(2);m=moviein(20);j=0;for i=1:360j=j+1;delta(i)=i*hd;%凸轮转角xy=[xp',yp'];%凸轮实际轮廓曲线坐标A1=[cos(delta(i)),sin(delta(i));%凸轮坐标旋转矩阵-sin(delta(i)),cos(delta(i))];xy=xy*A1;%旋转后实际凸轮曲线坐标clf;%绘凸轮plot(xy(:,1),xy(:,2));hold on;axis equal;axis([-(120) (470) -(100) (140)]);plot([-(r0+h-40) (r0+h)],[0],'k');%绘凸轮水平轴plot([0 0],[-(r0+h) (r0+rr)],'k');%绘凸轮垂直轴plot(r0*cos(ct),r0*sin(ct),'g');%绘基圆plot(rr*cos(ct),r0+s(i)+rr*sin(ct),'k');绘滚子圆plot([0 rr*cos(-phi(i))],[r0+s(i) r0+s(i)+rr*sin(-phi(i))],'k');% 绘滚子圆标线plot([0 0],[r0+s(i) r0+s(i)+40],'k');%绘推杆%绘推杆曲线plot([1:360]+r0+h,s+r0);plot([(r0+h) (r0+h+360)],[r0 r0],'k');plot([(r0+h) (r0+h)],[r0 r0+h],'k');plot(i+r0+h,s(i)+r0,'*');title('对心直动滚子推杆盘形凸轮设计');xlabel('x/mm');ylable('y/mm');m(j)=getframe;endmovie(m);4.运动仿真结果在MATLAB中可以看出轮廓曲线有一处缺口。

基于matlab的凸轮轮廓曲线设计

基于matlab的凸轮轮廓曲线设计凸轮是机械中常见的关键零件之一，其主要功能是将旋转的运动转化为直线运动，用于推动某些机械元件进行工作。

凸轮轮廓曲线的设计对于凸轮的运动和工作效率有着重要的影响。

在本文中，我们将介绍基于matlab的凸轮轮廓曲线设计方法，以帮助读者了解凸轮轮廓曲线设计的基本概念和方法。

凸轮的形状通常是复杂的非圆形曲线。

凸轮的轮廓曲线设计过程中，需要考虑控制凸轮输送运动的速度和加速度等因素，同时还需要考虑各种机械元件之间的协调性和协定性。

针对以上问题，我们提出了基于连续逼近法的凸轮轮廓曲线设计方法。

1. 连续逼近法的基本原理连续逼近法是一种典型的非线性规划方法，其基本思想是将目标函数逐渐逼近最优解。

在凸轮轮廓曲线设计中，我们可以将凸轮轮廓曲线视为目标函数，通过不断调整曲线的形状，逐渐逼近最优轮廓曲线。

连续逼近法的具体实现过程包括以下步骤：（1）确定初始值首先需要确定一个初始轮廓曲线，通常可以使用圆弧、抛物线等基本曲线来作为起始轮廓曲线。

（2）建立数学模型接着需要建立凸轮轮廓曲线的数学模型，以便于通过数值方法来求解最优轮廓曲线。

其中，常见的模型包括三次贝塞尔曲线、三次样条曲线等。

（3）计算目标函数根据建立的数学模型，通过计算目标函数来评估轮廓曲线的性能。

通常，目标函数包括运动速度、加速度、平衡性等因素。

（4）优化轮廓曲线通过对目标函数的优化，不断调整轮廓曲线的形状，逐渐逼近最优曲线。

（5）确定最优解最终确定最优解，并验证其性能。

matlab是一种常见的数学软件，可以运用其强大的计算能力来进行凸轮轮廓曲线的设计。

具体实现过程如下：（1）数据处理将凸轮相关的数据通过matlab进行存储和处理。

常见的数据包括凸轮的尺寸、旋转角度、轮廓曲线等。

根据凸轮的数据建立轮廓曲线的数学模型，其中包括选择适当的曲线类型、确定曲线参数等。

（5）性能验证3. 总结。

基于MATLAB的Solid Edge圆柱凸轮参数化设计研究

（ｏｔＵｉｒｔｏｈｎ．ａｕｎ００５．ＣｉａＮｒｎｅｓｙｆｉａＴｉａ３０ｈ）ｈｖｉＣｙ１ｎ
Ａｂｔａｔｈａｍｅｈｎｓｉａｏｔｔｔａｓｓｓｎｓａｅｗｈｃｄｌｓｄｎｔｅａｔｍａｉｍａｓｒｃ：Ｔｅｃｍｃａｉｓｎｉｍｍｐｒａｒｍｉｉｐｒ，ｎｎｏｉｈｉｗｉｅｕｅ，ｉｈｕｏｔ＝ｓｙｃ
、
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ＨＡＮＸｉｏｍｉｇａ — ｎ，ＷＡＮＧｉｕｎ，Ｈｕ — ａＸＵｏｇｑｎｙＹｎ — ｉｇ
维普资讯
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设计与研究・
组合机床与自￣－动化ｊｒｕ技术
文章编号：０１－２５（０６）１－０２— ４１０２６２０００２０
基于ＭＴＡＡＬＢ的ＳｌｄｅｏｄＥｇｉ圆柱凸轮参数化设计研究
韩晓明，王惠源，勇清胥
圆柱凸轮的三维实体模型，实现产品开发过程中的机构运动仿真与虚拟样机制造。
关键词：柱凸轮；ＭＡＴＡ圆ＬＢ；Ｓｌｇ；三维设计ｏｉＥｄｅｄ
中图分类号：Ｈ１５ＴｅＴｅｔａｉｏａｄｓｎｍｅｈｄｏｅｃｍｃｈｉｍｔｌｎｔｅｓａｅｏｅｔｏ．ｄｍｅｓｎＴｈａｅｈｎ．ｈｄｔｎｌｅｉｔｏｆｔａｍｅａｓｉｓｉｈｔｇｆｔｒｉｇｈｎｓｌｉｈｗｉｎｉ．ｉｐｐｒｏｓｄｅｕｈｕｌｅｏｅｃｍｕｖｓｇｔｅＭＡＴＡａｇａｅａｄｄｓｇｅｈｒｅ—ｄｅｓｏａｌｉｇｒｗｐｔｅｏｔｎｆｔａｃｒｅｕｉｈｉｈｎＬＢＬｎｕｇ，ｎｅｉｎｄｔｅｔｅｈｍｉｎｉｎｌｉｎｖｍｏｅｆｔｅｃｍｅｃｌｄｌａｉｔｏｕｓｇｔｅｓｒａｅｃｒｅｏｒｅｄｍｅｓｎｌａａｔｒａｉｎｓｕｐｎｔｎｏｏｈｎｈｍｎｕｉｕｆｃｕｖｆｔｅｉｎｉａｒｍｅｅｉｔｃｌｔｕｃｉｆｎｈｈｏｐｚｏｆｏｔｅｃｍｍａｄｏＯｄＥｇｏｒａｚｅｅｌｉｆｔｅｍｅｈｉａｍｏｅｎｄｔｅｍａｕａｔｒｆｔｅｄｍ－ｈｏｎｆＳＨｄｅｔｅｌｅｔｍｕａｏｏｃａｃｌｖｍｅｔａｎｆｃｕｅｏｕｉｈｔｎｈｎｎｈｈｍｙｐｏｏｙｅｄｒｇｔｅｃｕｓｆｔｅｐｏｕｔｅｐｏｔｔｎｒｔｔｐｕｉｈｏｅｏｒｄｃｘｌｉｉ．ｎｒｈａｏ

基于LabVIEW和SolidWorks的盘形凸轮轮廓线设计研究

基于LabVIEW和SolidWorks的盘形凸轮轮廓线设计研究苏超，陆天炜，张丽（西南交通大学机械工程学院，四川成都 610031）摘要：以直动平底从动件盘形凸轮机构为例，根据选定的从动件运动规律，建立凸轮轮廓曲线的参数方程。

在LabVIEW软件环境中编写计算程序，输入相应的凸轮运动参数，运行程序并将计算凸轮轮廓曲线的结果显示在程序界面上，同时生成曲线坐标点的数据文件。

将数据点坐标导入至SolidWorks环境中，建立凸轮三维模型，并利用SolidWorks Motion模块进行凸轮机构传动的运动仿真。

运动仿真的结果表明从动件能够按照预期的运动规律运动，凸轮轮廓曲线的设计满足设计要求。

与传统设计凸轮轮廓曲线方法相比，此设计方法能够大大提高计算精度与设计效率，并且具有操作简单高效，可定制性高，交互界面直观清晰等特点。

关键词：凸轮机构；轮廓曲线；LabVIEW；SolidWorks中图分类号：TP391 文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.1006-0316.2018.08.012 文章编号：1006－0316 (2018) 08－0055－05Study on the Contour Design of Disc Cam based on LabVIEW and SolidWorksSU Chao，LU Tianwei，ZHANG Li( School of Mechanical Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China ) Abstract：Taking the direct-acting flat-bottom follower disc cam mechanism as an example in this study. Setting up the parametric equation of the cam profile curve according to the motion law of selected follower. Write the calculation program in the LabVIEW software environment and input the corresponding cam motion parameters. Then run the program and made the result of calculating the cam profile curve displayed on the program interface, at the same time generating the file of the data points coordinates. The data are introduced into SolidWorks environment to establish the 3D model of the cam and the motion simulation of cam mechanism is carried out by using the SolidWorks Motion module. The result shows that the follower can move in accordance with the expected law of motion and the design of the curve meets the design requirements. Compared with traditional design methods, this design method can greatly improve calculation accuracy and design efficiency and it has simple and efficient operation, high customizability, intuitive and clear interface and other features. Key words：cam；contour curve；LabVIEW；SolidWorks凸轮机构的运动设计主要包括两个部分，一个是选定符合设计要求的从动件运动规律，———————————————收稿日期：2018－01－15作者简介：苏超（1992－），男，四川成都人，硕士研究生，主要研究方向为现代设计理论与方法；陆天伟（1962－），男，上海人，硕另一个则是凸轮轮廓曲线的设计。

基于MATLAB技术的高速凸轮轮廓设计

基于MATLAB技术的高速凸轮轮廓设计作者：李泷来源：《科技创业月刊》 2013年第4期李泷（武汉铁路司机学校湖北武汉４３００６４）摘要：随着现代机械设备工作效率的不断提高，对机械零部件中的凸轮机构运动形式由单一运动规律逐渐向高速无冲击复合型运动规律转变，凸轮的轮廓形状日趋复杂，普通设计和计算方法凸轮轮廓设计精度无法保证。

本文基于ＭＡＴＬＡＢ软件技术，阐述高速凸轮轮廓的设计思路并完成典型凸轮轮廓设计。

关键词：ＭＡＴＬＡＢ；高速凸轮；复合型运动规律中图分类号：TG2文献标识码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６６５－２２７２．２０１３．０4．０67高速凸轮机构在工作过程中运动平稳无冲击，在高速机械装备中应用广泛，文中以偏心直动滚子推杆盘凸轮为例借助ＭＡＴＬＡＢ软件平台设计高速凸轮轮廓形状。

１复合型高速凸轮设计１．１数学模型建立凸轮轮廓利用反转法设计原理，建立从动件（推杆）的运动规律和凸轮轮廓曲线的关系表达式。

其中，凸轮从动件的运动规律选择五次多项式运动、摆线运动或两者结合的复合型运动规律，其优点在于高速运动时从动件不产生冲击（五次多项式运动适合于高速重载，摆线运动适合于高速轻载运动）如图1所示。

建立高速凸轮机构从动件运动规律方程式（行程与速度）。

五次多项式运动方程（推程）：理论轮廓曲线上任意一点Ｄ０坐标值为：ｘ０＝（Ｓ０＋Ｓｉ）ｓｉｎδ＋ｅｃｏｓδｙ０＝（Ｓ０＋Ｓｉ）ｃｏｓδ＋ｅｓｉｎδ实际轮廓曲线上任意其中：ｄｘ＝ｄ（ｘ０）／ｄδ＝（ｄｓ／ｄδ－ｅ）ｓｉｎδ＋（ｓ０＋ｓ）ｃｏｓδ ｄｙ＝ｄ（ｙ０）／ｄδ＝（ｄｓ／ｄδ－ｅ）ｃｏｓδ－（ｓ０＋ｓ）ｓｉｎδ“－”对应于内等距线，“＋”对应于外等距线。

１．２程序设计流程高速凸轮轮廓曲线程序设计流程中，首先确定凸轮结构参数，计算推杆的运动规律，依据凸轮运动规律计算理论轮廓曲线上点的坐标，绘制理论轮廓曲线，根据滚子尺寸参数绘制凸轮实际轮廓曲线，完成高速凸轮轮廓设计，设计流程如图２所示。

matlab解析法画凸轮轮廓线

班级：姓名：学号：之青柳念文创作基于matlab的凸轮轮廓设计一、设计凸轮机构的意义在工业生产中，常常要求机器的某些部件依照规定的准确道路运动，仅应用连杆机构已难以知足这个要求，所以需要操纵工作概况具有一定形状的凸轮.凸轮在所有基本运动链中，具有易于设计和能准确预测所发生的运动的优点.如果设计其他机构来发生给定的运功、速度、和加速度，其设计工作是很复杂的，但是设计凸轮机构则比较容易，而且运动准确、有效.所以在许多机器中，如纺织机、包装机、自动机床、自动化专用机床、数控机床、印刷机、内燃机、建筑机械、矿山机械、计算机的辅助装备及农业机具等，都可以找到凸轮机构.在停止研究时，先设计一个简单的凸轮，在给定的旋转角度内有一定的总升距.设计凸轮轮廓的基本方法是把凸轮固定，使从动件以其与凸轮的相关位置绕凸循环转而形成凸轮轮廓.因此设计凸轮时，必须画出足够多的点，使凸轮轮廓平滑靠得住.Matlab软件提供了强大的矩阵处理和绘图功能，具有核心函数工具箱.其编程代码接近数学推导公式，简洁直观，操纵简易，人机交互性能好.因此，基于matlab软件停止凸轮机构的设计可以处理设计工作量大的问题.运用解析法停止设计，matlab可以切确的计算出轮廓上每点的坐标，然后更为切确的绘制出凸轮轮廓曲线.二、设计凸轮机构的已知条件凸轮做逆时针方向转动，从动件偏置在凸轮轴心右边.从动件在推程做等加/减速运动，在回程做余弦加速运动.基圆半径rb=50mm，滚子半径rt=10mm，推杆偏距e=10mm，推程升程h=50mm，推程运动角ft=100º，远休止角fs=60º，回程运动角fh=90º.三、分析计算1、建立坐标系以凸轮轴心为坐标原点建立平面直角坐标系XOY，取杆件上升方向为Y轴正方向.2、推杆运动规律计算凸轮运动一周可分为5个阶段：推程加速阶段、推程减速阶段、远休止阶段、回程阶段、进休止阶段.根据已知条件，推程阶段为等加/减速，故推程阶段的运动方程为：推程加速阶段（0~）推程减速阶段（）远休止阶段（）推杆运动方程为根据已知条件，在回程做余弦加速运动，因此回程阶段（）的运动方程为近休止阶段）的运动方程为3、凸轮实际轮廓线计算式中，为推杆滚子中心到X轴的垂直间隔.4、实际轮廓线计算根据3的计算成果有可得凸轮实际轮廓线为四、程序代码rb = 50;rt = 10;e = 10;h = 50;ft = 100;fs = 60;fh = 90;hd= pi / 180;du = 180 / pi;se=sqrt( rb^2 e^2 );d1 = ft + fs;d2 = ft + fs + fh;n = 360;s = zeros(n);ds = zeros(n);x = zeros(n);y = zeros(n);dx = zeros(n);dy = zeros(n);xx = zeros(n);yy = zeros(n);xp = zeros(n);yp = zeros(n);for f = 1 : nif f <= ft/2s(f) = 2 * h * f ^ 2 / ft ^ 2; s = s(f); ds(f) = 4 * h * f * hd / (ft * hd) ^ 2; ds = ds(f);elseif f > ft/2 & f <= fts(f) = h 2 * h * (ft f) ^ 2 / ft ^ 2; s = s(f);ds(f) = 4 * h * (ft f) * hd / (ft * hd) ^ 2; ds = ds(f);elseif f > ft & f <= d1s = h;ds = 0;elseif f > d1 & f <= d2k = f d1;s(f) = .5 * h * (1 + cos(pi * k / fh)); s = s(f);ds(f)= .5 * pi * h * sin(pi * k / fh) / (fh * hd); ds = ds(f);elseif f > d2 & f <= ns = 0;ds = 0;endxx(f) = (se + s) * sin(f * hd) + e * cos(f * hd); x = xx(f);yy(f) = (se + s) * cos(f * hd) e * sin(f * hd); y = yy(f);dx(f) = (ds e) * sin(f * hd) + (se + s) * cos(f * hd); dx = dx(f);dy(f) = (ds e) * cos(f * hd) (se + s) * sin(f * hd); dy = dy(f);xp(f) = x + rt * dy / sqrt(dx ^ 2 + dy ^2);xxp = xp(f);yp(f) = y rt * dx / sqrt(dx ^ 2 + dy ^ 2);yyp = yp(f);enddisp ' 凸轮转角实际x 实际y 实际x 实际y'for f = 10 : 10 :ftnu = [f xx(f) yy(f) xp(f) yp(f)];disp(nu)enddisp ' 凸轮转角实际x 实际y 实际x 实际y'for f = d1 : 10 : d2nu = [f xx(f) yy(f) xp(f) yp(f)];disp(nu)endplot(xx,yy,'r.')axis ([(rb+h10) (rb+h+10) (rb+h+10) (rb+rt+10)])axis equaltext(rb+h+3,0,'X')text(0,rb+rt+3,'Y')text(5,5,'O')title('偏置移动从动件盘形凸轮设计')hold on;plot([(rb+h) (rb+h)],[0 0],'k')plot([0 0],[(rb+h) (rb+rt)],'k')plot([e e],[0 (rb+rt)],'k')ct = linspace(0,2*pi);plot(rb*cos(ct),rb*sin(ct),'g')plot(e*cos(ct),e*sin(ct),'c')plot(e + rt*cos(ct),se + rt*sin(ct),'m') plot(xp,yp,'b')五、运行成果截图。

基于MATLAB和Solidworks的弧面凸轮设计及3D建模

基于MATLAB和Solidworks的弧面凸轮设计及3D建模袁伟
【期刊名称】《精密制造与自动化》
【年(卷),期】2014(000)002
【摘要】弧面凸轮机械手在工业自动化领域中应用非常广泛，但在其设计与建模过程中，由于其工作轮廓曲面的特殊性，无法按照常规曲面的机械制图方法进行设计。

此次设计基于MATLAB和Solidworks软件的结合，通过实例提出了一种新的设计与建模方法，并验证了该方法的正确性和可行性，可供机械设计人员参考和使用。

【总页数】3页(P25-27)
【作者】袁伟
【作者单位】陕西工业职业技术学院陕西咸阳 712000
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于MATLAB和SolidWorks软件的共轭凸轮设计及运动仿真
2.基于MATLAB 和SolidWorks的平行分度凸轮设计
3.基于MATLAB和SolidWorks的弧面分度凸轮三维实体建模
4.基于Pro/ENGINEER的空间弧面分度凸轮3D建模与数控加工仿真
5.基于UG软件的弧面分度凸轮的3D建模与传动固有频率分析
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//将极坐
标转化为直角坐标
y = Ri*sin (ang)；
APoint(i+1，1) = x；
APoint(i+1，2) = y；
APoint(i+1，3) = 0；
i = i+1；
end
输入各段凸轮曲线参数，生成完整凸轮轮廓曲线
点，将点数据存入文件
…
save 'e：/Plot.txt' APoint1 …
//存储数据
plot(APoint1(: , 1)，APoint1(: , 2)，'r.'… //绘制
凸轮轮廓曲线点。
3 凸轮的生成
将所得直角坐标系数据点，导入 SolidWorks 中，即可生成光滑连续的凸轮轮廓曲线。在 SolidWorks 的新建模型中，点击插入菜单栏“插入”→“曲线”→
第 38 卷 2010 年第 6 期
41
第 38 卷 2010 年第 6 期
本栏目编辑陆秋云
通
用
图 6 添加碰撞类型对话框
Fig 6 Dialogue to add collision types
“选择第 1 个部件的曲线的边或面”为凸轮的一条轮廓边线，将其“每曲线的点数”设置为 720。此处要保证所选轮廓曲线为连续光滑的，否则，所选边线为不完整的凸轮轮廓线，不能进行一个完整的周期仿真。“选择第 2 个部件的曲线的边或面”为滚子一条轮廓边线，曲线点数设置为 20，单击“应用”。
40
phi18 = phi1/ 8；
phi78 = phi1*7/ 8；
pi4 = psim/ (4+pi)；
phi = xita*pi/ 180；
c0 = phi/ phi1；
if phi< = phi18
c1 = 4*pi*c0；
psi = pi*c0-0.25*sin(c1)；
psi = pi4*psi；
修正正弦曲线的位移方程 (曲线函数参考[1]) 为
S
=
⎡
h
⎢ ⎣
4
π +π
θ β
−
1 4(4 +
π)
sin
⎛ ⎜ ⎝
4π
θ β
⎞⎤ ⎟⎥ , ⎠⎦
0
θ
β 8
S
=
⎡
h
⎢ ⎣
4
2 +π
+
4
π +
π
θ β
−
θ 4(4 +
π)
⎛ sin ⎜
⎝
4π 3
θ β
+
π ⎞⎤
3
⎟⎥ ⎠⎦
,
β 8
θ
7β 8
S
=
⎡
h
⎢ ⎣
n = fix(xita2-xita1)；
dxita = (xita2-xita1)/n；
i = 0；
while i< = n
ang = xita1+i*dxita；
ang = ang*pi/ 180
xita = i*dxita；
Ri = R+FsinU(psim，phi1，xita)
x = Ri*cos(ang)；
秋云
的动载荷最小)；② 消除由轮廓线的高阶谐量引起的
从动件的过大振动响应。
由凸轮从动件的常用运动规律可知，凸轮曲线类
型包括等速运动规律、等加速运动规律、简谐运动规
律及摆线运动规律等。这些基本对称的曲线由于结构
通
简单、易于分析，所以使用起来较方便。随着凸轮机构的进一步发展，对于要求有特定的
速度、中间位移、中间加速度和上升与下降不对称的
4 凸轮轮廓线性能仿真分析
利用 SolidWorks 的 COSMOS/ Motion 可以对凸轮机构进行仿真，输出运动件的运动性能曲线，如位移、速度及加速度曲线等，进而得到凸轮曲线的动态性能指标，判断其优劣性。
在 SolidWorks 中建立一个简易的凸轮摆臂滚子机构。
图 2 导入数据点生成曲线 Fig 2 Generated curves after inputting data
[4] 丁继东．基于 ARM 处理器的串行通信与以太网协议的研究与应用[D]．上海：华东师范大学，2005.
[5] 范炜．基于 ARM 的嵌入式多串口网络服务器的设计与实现 [D]．北京：北京交通大学，2007.
[6] 陈莉君．Linux 内核设计与实现[M]．北京：机械工业出版社，2006.
“通过 XYZ 的曲线”，将已有的数据导入，此处需要本
注意的是，若要使得曲线闭合，需要将数据点首尾重
栏
合。点击“确定”后，生成连续的凸轮曲线，如图 2
目编
所示。但该曲线不能直接进行拉伸，还需将其转换为
辑
实体线方可进行拉伸。选择曲线所在平面，点击“新
[7] 李卓恒．Linux 网络编程[M]．北京：机械工业出版社，2000.□ (收稿日期：2009-08-12)
(修改稿日期：2009-12-25)
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第 38 卷 2010 年第 6 期
本
轮曲线动态性能。
栏
目编
1 曲线函数的选择
辑
在选择和设计凸轮轮廓线时，主要有以下两个目
陆
的：① 使从动件的加速度最小 (因而作用在从动件上
在众多三维 CAD 软件中，SolidWorks 软件以其功能强大、操作简捷成为众多设计人员的首选软件。但是 SolidWorks 软件不具有函数生成自由曲线的功能，要在 SolidWorks 中绘制凸轮模型，可以使用已有的 SolidWorks 插件 ToolBox 所生成的凸轮轮廓线，但该曲线却不是连续光滑曲线，若运用到高速
设置零件运动状态，单击零件，点击右键，设置零件为运动零部件或静止零部件。此处，设置摆臂轴以及安装轴承座为静止零部件，其余为运动零部件。
添加碰撞类型，点击“碰撞”，右键，选择“添加曲线/ 曲线碰撞”，进入“插入曲线/ 曲线碰撞” 设置对话框，在“定义”栏中，将第 1 个部件选择为要仿真的凸轮，第 2 个部件选择为凸轮滚子零部件，
FANG Fang HUANG Songhe LIN Gang
School of Mechanical Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, Sichuan, China
Abstract：Through the analysis of the cam-follower movement, data points of the planar cam proﬁle are gotten by the compiled programs with the existing theoretical curve function in MatLab. The data is inputted into SolidWorks and generates the cam with the continuous closed curve. Then, the cam simulation is carried out by COSMOS/Motion and acquires the corresponding curves of displacement, speed and acceleration to assess the curve property of the cam proﬁle. So, this provides design and performance analysis of the cam proﬁle with an easy and effective method. Keywords：MatLab; SolidWorks; cam proﬁle; motion simulation
end
…
val = psi；
此函数返回修正正弦曲线的函数值，若选择其他
类型的曲线，方法类似，此处不详细描述。
获得修正正弦曲线的函数值后，可进一步获取凸
轮轮廓数据点。
源程序如下：
function APoint = PlotSinU(xita1, xita2, R, psim)
phi1 = (xita2-xita1)；
第 38 卷 2010 年第 6 期
本
栏
基于 MatLab和SolidWorks 的
目编辑
凸轮轮廓设计及性能分析
陆秋云
方芳* 黄松和林刚
西南交通大学机械工程学院四川成都 610031
摘要：通过对凸轮从动件运动规律的分析，在 MatLab 中利用已有的理论曲线函数编制程序，生成平
面凸轮轮廓数据点。将数据导入 SolidWorks，生成具有封闭连续轮廓曲线的凸轮，再利用 SolidWorks 中的 COSMOS/Motion 插件进行凸轮运行仿真，生成相应的位移、速度及加速度曲线图，即可判断
用
运动场合，这些简单曲线已不能满足要求，为此常使
用改进型和组合型的运动规律，其目的是使凸轮从
动件的最大加速度最小，且具有跃度为有限值的光
滑加速度曲线。所以采用修正梯形曲线、不对称的
改进梯形曲线、修正正弦曲线、修正摆线曲线、以
及非简单曲线的组合等曲线类型，这些曲线的规律类
型能满足不同机构的运转要求，提供了良好的动力响
陆
建草图”→ 选中曲线 → 选择草图工具栏的“转换实
秋
体引用”→ 确定，如图 3、4 所示，凸轮曲线转换为
云
图 1 MatLab 凸轮轮廓曲线点 Fig 1 Curve points on the cam proﬁle in MatLab