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基于Solidworks的凸轮设计与装配 摘 要：凸轮在工业上应用广泛，当根据使用要求确定了凸轮机构的类型、基本参数以及从动件运动规律后，既可进行凸轮轮廓曲线的设计，传统的凸轮设计方法（主要包括作图法和解析法），由于设计过程复杂，设计精度较低，而且设计结果不能直接应用于凸轮的数控加工等原因，已经越来越不能适应当前对凸轮设计快速、精确及满足数控加工的基本要求；采用Solidworks技术方法来代替传统的凸轮设计方法可以大大缩短设计周期、提高设计质量，满足凸轮数控加工的客观实际需要，是凸轮设计方法的发展趋势。 本文介绍一种利用Excel工具生成凸轮理论轮廓点的数据，在SolidWorks环境中直接利用三维点数据将凸轮理论轮廓曲线用样条曲线绘制出来，并通过相关命令输入推杆滚子半径，将曲线转换成草图曲线，得到凸轮实际轮廓曲线，再通过拉伸特征完成盘形凸轮基体的三维建模。 关键词： 凸轮 理论轮廓曲线 三维建模 Solidworks 装配 1 引言 凸轮机构是具有曲线轮廓的构件，是利用凸轮转动带动从动件实现预期运动规律的一种高副机构，广泛的应用于各种机械，特别是自动机械、自动控制装置等。盘形凸轮因为其形状简单，被广泛应用。基于SolidWorks的盘形凸轮的建模方法有很多，可以通过VB、VC等程序设计语言．利用SolidWorks的API程序接口，生成凸轮轮廓，也可以通过Toolbox中的凸轮插件生成凸轮模型。但是采用程序设计方法对用户的编程水平要求较高，采用Toolbox中的凸轮插件也属于SolidWorks中的高级操作，一般用户也不太熟悉。本文在Excel环境中生成凸轮理论轮廓的点坐标信息，存成文本格式，在SolidWorks环境中利用通过XYZ点的曲线直接生成凸轮理论轮廓曲线。 2 SolidWorks简介 创新的、易学易用的而且价格平宜的SolidWorks是Windows原创的三维设计软件。其易用和友好的界面，能够在整个产品设计的工作中，SolidWorks完全自动捕捉设计意图和引导设计修改。在SolidWorks的装配设计中可以直接参照已有的零件生成新的零件。不论设计用自顶而下方法还是自底而上的方法进行装配设计，SolidWorks都将以其易用的操作大幅度地提高设计的效率。SolidWorks有全面的零件实体建模功能，其丰富程度有时会出乎设计者的期望。用SolidWorks的标注和细节绘制工具，能快捷地生成完整的、符合实际产品表示的工程图纸。 SolidWorks具有全相关的钣金设计能力。钣金件的设计即可以先设计立体的产品也可以先按平面展开图进行设计。SolidWorks软件提供完整的、免费的开发工具(API)，用户可以用微软的Visual Basic、Visual C++或其它支持OLE的编程语言建立自己的应用方案。通过数据转换接口，SolidWorks可以很容易地将目前市场几乎所有的机械CAD软件集成到现在的设计环境中来。 为比较评价不同的设计方案，减少设计错误，提高产量，SolidWorks强劲的实体建模能力和易用友好的Windows界面形成了三维产品设计的标准。机械工程师不论有无CAD的使用经验，都能用SolidWorks提高工作效率，使企业以较低的成本、更好的质量更快将产品投放市场。而最有意义的是，用于SolidWorks的投资是容易承受的，这使得参加工程设计的所有人员都能在他们桌面上的计算机进行三维设计。 2.1 用户界面 SolidWorks软件在用户界面方面的方便程度是世界公认的，但SolidWorks公司还是努力地改进软件的用户界面，使得设计工作更加自动化。Solidworks去掉了一些多余的对话框，而以隐含的右键菜单所代替，最明显的是能够将特征管理器沿水平拆分。这使得进行某些特殊命令操作时，如检查装配关系，而不会迷失在特征树的位置。这对于大型装配体和复杂零件的操作也非常重要，因为零件复杂以后，特征管理树会很长，有时很难同时观察特征树的最上端和特征树的最下端。有了特征管理器的拆分功能，这一切都成为可能。 2.2 草图设计 SolidWorks软件所有的零件都是建立在草图基础上的，草图功能的提高会直接影响到对零件的可编辑能力的提高。在Solidworks中，增加了样条编辑控制功能，当样条处于编辑状态时，一个小三角箭头会出现在样条曲线上。当小符号沿着样条曲线拖动时，箭头的方向会不断改变，以表示各点不同的曲率。当沿着箭头拖动时，样条的曲率会实时改变。这一功能的增加，使得SolidWorks的用户更加方便地控制零件的形状。 由于三维样条曲线的引入使得三维草图功能显著地提高。用户可以直接控制三维空间的任何一点，以达到控制三维样条的目的，从而直接控制草图