凸轮机构解析法综合及动画指导

一、实验目的1．培养学生平面凸轮机构解析法综合的能力。

2. 培养学生创新意识及综合设计的能力。

二、实验前的准备工作1．要求预习本实验，掌握实验原理；2．初步了解一下True Basic常用命令及其使用；3．熟练掌握各种基本平面凸轮机构的解析法综合；4．熟悉教师给定的凸轮机构。

（亦可自己选择一个凸轮机构）三、实验原理凸轮机构解析法综合（参见MMT第五章）五、实验方法与步骤1．编写主程序（1）编写从动件运动规律的程序并绘制从动件的位移、速度和加速度曲线图，初步检验其正确性。

为此，编写了“在TB中绘制SV A三曲线”和“在ACAD 中绘制SV A三曲线”的学习指导，祥见“附件Ⅰ、Ⅱ”。

（2）编写凸轮廓线解析法综合的程序并绘制凸轮廓线（实际廓线和理论廓线）和刀具中心线。

为此，编写了“在TB中绘制滚子直动凸轮廓线”、“在TB 中绘制滚子摆动凸轮廓线”的学习指导，祥见“附件Ⅲ、Ⅳ”。

（3）编程求凸轮廓线上任一点的压力角和曲率半径，以检验其是否合适，并绘制相应曲线(方法类似于附件Ⅰ、Ⅱ)编写程序将相应的数据保存成文件输出(可参阅附件Ⅴ：如何将TRUE BASIC 的输出数值打印出来)。

（4）编写程序将凸轮廓线数据保存成相应的.Scr文件并导入AUTOCAD。

在AUTOCAD中绘制正式的凸轮机构运动简图。

编写了“在ACAD中绘制凸轮廓线”的学习指导，祥见“附件Ⅵ”（5）编写凸轮机构的动画程序。

为此，编写了“滚子直动从动件凸轮动画”和“滚子摆动从动件凸轮动画”的实习指导，祥见“附件Ⅶ、Ⅷ”。

2．上机调试3．编写实验报告在TB中绘制SV A三曲线DIM S(0 TO 360) ! 从动件位移S的数值DIM S1(0 TO 360) ! 从动件位移速度的数值DIM S11(0 TO 360) ! 从动件位移加速度的数值OPTION NOLETSET WINDOW -230,240,-200,140H=80DELTA0=140*PI/180 ！DELTA0代表推程角δ0DELTAS=40*PI/180 ！DELTAS代表远休止角δSDELTA01=100*PI/180 ！DELTA01代表回程角δ0’DELTAS1=80*PI/180 ！DELTAS1代表近休止角δS’S0=SQR(RP^2-E^2) ！S0是常数，不要放在循环中FOR I=0 TO 360 STEP 1DELTA=I*PI/180 ! 需将凸轮转角转化为弧度δIF DELTA<=DELTA0 THEN !推程区D2=DELTA/DELTA0S(I)=H*(10*D2^3-15*D2^4+6*D2^5)S1(I)=H*(30*D2^2-60*D2^3+30*D2^4)/DELTA0S11(I)=H*(60*D2-180*D2^2+120*D2^3)/DELTA0^2ELSEIF DELTA<=(DELTA0+DELTAS) THEN ! 远休止区S(I)=HS1(I)=0S11(I)=0ELSEIF DELTA<=(DELTA0+DELTAS+DELTA01) THEN ！回程区D4=(DELTA-DELTA0-DELTAS)/DELTA01S(I)=H*(1-D4+1/(2*PI)*SIN(2*PI*D4))S1(I)=-H/DELTA01*(1-COS(2*PI*D4))S11(I)=-2*PI*H/DELTA01^2*SIN(2*PI*D4)ELSE !近休止区S(I)=0S1(I)=0S11(I)=0END IFNEXT IFOR I=0 TO 360 STEP 1PLOT I,S(I);！每一点坐标后面要有分号，表示连续画折线！需在TB窗口调试合适的比例系数，使得各曲线都能清晰的显示出来。

！每一点坐标后面要有分号，表示连续画折线。

!由于位移、速度、加速度的单位不相同，有时需要将位移曲线放大或缩小或再上下平移，以使得三曲线都能够清晰地显示出来。

PLOT！最后提笔，表示该曲线已经画完。

FOR I=0 TO 360 STEP 1PLOT I,S1(I);！每一点坐标后面要有分号，表示连续画折线！需在TB窗口调试合适的比例系数，使得各曲线都能清晰的显示出来。

！每一点坐标后面要有分号，表示连续画折线。

!由于位移、速度、加速度的单位不相同，有时需要将位移曲线放大或缩小或再上下平移，以使得三曲线都能够清晰地显示出来。

NEXT IPLOT！最后提笔，表示该曲线已经画完。

FOR I=0 TO 360 STEP 1PLOT I,S11(I);！每一点坐标后面要有分号，表示连续画折线！需在TB窗口调试合适的比例系数，使得各曲线都能清晰的显示出来。

！每一点坐标后面要有分号，表示连续画折线。

!由于位移、速度、加速度的单位不相同，有时需要将位移曲线放大或缩小或再上下平移，以使得三曲线都能够清晰地显示出来。

NEXT IPLOT！最后提笔，表示该曲线已经画完。

END附件Ⅱ：在ACAD中绘制SV A三曲线请先阅读附件Ⅰ“在TB中绘制SV A三曲线”。

先在TB窗口清晰地调试出S、V、a三曲线，要求TB窗口为“0，360，－100，100”。

然后删除所有与动画有关的语句, 即：删除SET WINDOW 和PLOT.在程序的开头，添加以下两行：OPEN #1: NAME“文件名.SCR”, CREATE NEWOLDERASE #1设曲线各点的坐标是（XB，YB），则画曲线的语句是：PRINT #1:“PLINE”！PLINE是ACAD画多义线的命令。

FOR I=0 TO 360 STEP 2……XB=…YB=…! PLOT XB,YB;PRINT #1:STR$(XB)；“,”；STR$(YB)！在修改程序时，应保持各曲线的缩放系数不变。

NEXT I! PLOTPRINT #1运行【F9】该程序后，将自动产生一个“*.SCR”文件，并将绘图指令及数据存在该SCR 文件中。

打开AutoCAD，用SCR文件画曲线前，应先关闭“对象捕捉”的开关。

否则第2、3条曲线会变形。

然后在Command：下，键入SCRIPT并回车，(注意：不是用“文件－打开”命令！)在对话框中找到那个SCR文件，点“打开”即可。

然后ZOOM●E●------------------------------------------------------------------------------------！本程序是为了产生SCR文件，进而能在ACAD中显示凸轮机构从动件位移、速度、加速度的三曲线。

! 与本文相对应的、仅在TB窗口显示这三条曲线的程序见附件Ⅰ-“在TB中绘制SV A三曲线”一文。

! 注: 先在TB状态下,画出这三条曲线。

! 在TB状态下, 窗口应如此设置：SET WINDOW 0,360,-110,110（与ACAD屏幕的比例一致）! 调整S(I) ,S1(I) S11(I)的大小，！使得这三条曲线能在TB窗口下清晰地完整地显示出来。

从而确定这三条曲线的放大系数！然后再将程序稍作修改，转变为可输出SCR文件的程序。

! CREATE SCR FILE TO DRAW S,V,A CURVESOPEN #1:NAME "SV A.SCR", CREATE NEWOLDERASE #1DIM S(0 TO 360) ! 从动件位移S的数值DIM S1(0 TO 360) ! 从动件位移速度的数值DIM S11(0 TO 360) ! 从动件位移加速度的数值OPTION NOLETSET WINDOW -230,240,-200,140H=80DELTA0=140*PI/180 ！DELTA0代表推程角δ0DELTAS=40*PI/180 ！DELTAS代表远休止角δSDELTA01=100*PI/180 ！DELTA01代表回程角δ0’DELTAS1=80*PI/180 ！DELTAS1代表近休止角δS’S0=SQR(RP^2-E^2) ！S0是常数，不要放在循环中FOR I=0 TO 360 STEP 1DELTA=I*PI/180 ! 需将凸轮转角转化为弧度δIF DELTA<=DELTA0 THEN !推程区D2=DELTA/DELTA0S(I)=H*(10*D2^3-15*D2^4+6*D2^5)S1(I)=H*(30*D2^2-60*D2^3+30*D2^4)/DELTA0S11(I)=H*(60*D2-180*D2^2+120*D2^3)/DELTA0^2ELSEIF DELTA<=(DELTA0+DELTAS) THEN ! 远休止区S(I)=HS1(I)=0S11(I)=0ELSEIF DELTA<=(DELTA0+DELTAS+DELTA01) THEN ！回程区D4=(DELTA-DELTA0-DELTAS)/DELTA01S(I)=H*(1-D4+1/(2*PI)*SIN(2*PI*D4))S1(I)=-H/DELTA01*(1-COS(2*PI*D4))S11(I)=-2*PI*H/DELTA01^2*SIN(2*PI*D4)ELSE !近休止区S(I)=0S1(I)=0S11(I)=0END IFNEXT I! 先画位移曲线。

无法将三条曲线在同一个循环中同时画PRINT #1:"PLINE" ！PLINE是ACAD画多义线的命令。

FOR I=0 TO 360 STEP 1!PLOT I,S(I);将“PLOT”命令改为“PRINT ＃1：”PRINT #1:STR$(I);",";STR$(S(I))NEXT I! PLOT 将“PLOT”命令改为“PRINT ＃1：”PRINT #1! 接着画速度曲线。

FOR I=0 TO 360 STEP 1!PLOT I,S1(I);将“PLOT”命令改为“PRINT ＃1：”PRINT #1:STR$(I);",";STR$(S1(I))NEXT I! PLOT 将“PLOT”命令改为“PRINT ＃1：”PRINT #1! 接着画加速度曲线。

FOR I=0 TO 360 STEP 1!PLOT I,S11(I);将“PLOT”命令改为“PRINT ＃1：”PRINT #1:STR$(I);",";STR$(S11(I))NEXT I! PLOT 将“PLOT”命令改为“PRINT ＃1：”PRINT #1END！运行【F9】该程序后，将自动产生一个.SCR文件，并将绘图指令及数据存在该SCR文件中。

打开AutoCAD，用SCR文件画曲线前，应先关闭“自动捕捉”的开关。