基于Inventor的凸轮轮廓参数化设计及性能分析

金兴伟，石存秀，侯玉荣

（十堰职业技术学院机电工程系，湖北十堰442000）

凸轮机构结构简单、紧凑，只需设计适当的凸轮轮廓，便可使从动件得到任意的预期运动，因此在自动机床、轻工机械、纺织机械、印刷机械、食品机械、包装机械和机电一体化产品中得到广泛应用。其设计方法主要有图解法和解析法。图解法简便、直观，但作图误差较大，难以获得凸轮轮廓曲线上各点的精确坐标，故按图解法所得的凸轮轮廓在加工方面比较困难。解析法精度高，能够精确计算出凸轮轮廓曲线和刀具运动轨迹上各点的坐标值，方便在数控机床上加工，但计算繁杂［1］。利用Inventor软件的参数化设计功能，则可将上述两种方法进行优化组合，从而实现既简单又精确的目标，同时输出位移、速度及加速度曲线，由此分析凸轮轮廓曲线动态性能。凸轮轮廓设计完成之后可以导出设计所得的数据，方便数控加工。本文将通过Inventor软件介绍按从动件的运动规律设计盘形凸轮轮廓的方法。

1 盘形凸轮机构的设计条件及要求

表1 凸轮机构设计参数表

从动件在推程过程中作等加速等减速运动，在回程过程中作简谐运动，凸轮转向为逆时针方向，设计参数见表1。

2 参数化设计过程

参数化设计就是以其强有力的尺寸驱动修改模型，为初始产品设计、产品建模和修改系列产品设计提供有效手段，同时可满足设计具有相同或相近几何拓扑结构的工程系列产品及相关工艺装备的需要［2］。……