凸轮机构解析法综合及动画指导
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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。