凸輪機構(gòu)設(shè)計的案例
凸輪-連桿組合機構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)
凸輪-連桿組合機構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)
劉芳 于曉紅 邱麗芳 王小群
摘要: 將計算機輔助設(shè)計技術(shù)\網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與機構(gòu)設(shè)計相結(jié)合,以組合機構(gòu)的尺寸綜合理論為基礎(chǔ),以機構(gòu)最小尺寸為優(yōu)化目標,采用JAVA作為開發(fā)語言,應(yīng)用模塊化的面向?qū)ο蟮?em>設(shè)計方法,研制開發(fā)了凸輪-連桿組合機構(gòu)網(wǎng)上設(shè)計系統(tǒng).
關(guān)鍵詞:凸輪-連桿組合機構(gòu),尺寸綜合,優(yōu)化設(shè)計,運動仿真
凸輪–連桿組合機構(gòu)設(shè)計系統(tǒng).pdf
展開 基于ADAMS2014的凸輪機構(gòu)的設(shè)計與仿真
對于機械系統(tǒng)而言，ADAMS主要用于方案設(shè)計階段的機構(gòu)動力學仿真。我們可以看到，在ADAMS的最近幾個版本中，除了把界面變得清爽易用外，也陸續(xù)添加了一些專門為機構(gòu)設(shè)計的模塊。到ADAMS2014版為止，它所添加的機構(gòu)設(shè)計模塊包含了凸輪機構(gòu)，齒輪機構(gòu)，鏈傳動，帶傳動，繩傳動以及軸承，電動機七個方面的支持。該模塊的操作界面如下（在ADAMS/VIEW中）：
本文將舉一個例子，說明如何在ADAMS2014中對凸輪機構(gòu)建模并仿真。
例子如下：
【問題】試設(shè)計一對心直動尖頂推桿盤形凸輪機構(gòu)的輪廓曲線，已知凸輪基圓半徑35mm,從動件行程40mm,其位移曲線如圖。
【問題分析】
從上述推桿的位移曲線可以看出，推桿的運動包括四個過程：推程，遠休止，回程，近休止。其中推程和回程均是一次多項式運動規(guī)律。
在給定了凸輪的基圓半徑以后，使用作圖法，可以在AUTOCA中設(shè)計出凸輪的工作廓線。
這里使用ADAMS2014來繪制該凸輪廓線，并查看其壓力角的變化。
使用ADAMS2014提供的凸輪設(shè)計工具建模凸輪機構(gòu)，需要有三個步驟：
（1）創(chuàng)建推桿的位移曲線
（2）根據(jù)（1）以及凸輪的參數(shù)創(chuàng)建凸輪廓線
（3）基于（1）和（2）以及其他設(shè)置創(chuàng)建凸輪機構(gòu)。這主要包括創(chuàng)建推桿的幾何體，推桿的運動形式，以及各運動副等。
下面使用上述步驟來創(chuàng)建該凸輪機構(gòu)。
1. 準備工作
打開ADAMS2014，新建一個模型，設(shè)置長度單位是毫米，角度單位是度，由于要做運動學分析，忽略重力。
2. 創(chuàng)建推桿的位移曲線
點擊machinery》cam中的第一個按鈕如下圖，開始創(chuàng)建推桿的位移曲線。
此時ADAMS會彈出對話框向?qū)А?（2.1）指定推桿的運動形式及自變量。
（1）設(shè)置從動件的位移曲線自變量是凸輪轉(zhuǎn)角。
展開 六桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)、混合輪系等創(chuàng)建實例
常用機構(gòu)（六桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)、混合輪系）的虛擬樣機樣例參見附件，具體創(chuàng)建步驟可參看由機械工業(yè)出版社出版的朱玉主編的《機械綜合課程設(shè)計》一書，該書詳細介紹了ADAMS創(chuàng)建四種常用機構(gòu)的方法和步驟，光盤中也提供了全部bin文件
常用機構(gòu)虛擬樣機.rar
195基于matlab的凸輪機構(gòu)GUI界面 ￥80
基于matlab的凸輪機構(gòu)GUI界面 ， 凸輪設(shè)計與仿真 繪制不同的凸輪輪廓曲線 ，凸輪機構(gòu)運動參數(shù)包括推程運動角，回程運動角，遠休止角，近休止角。運動方式，運動規(guī)律。運動仿真過程可視化。內(nèi)容齊全詳盡。用GUI打開mycam就可以了。程序已調(diào)通，可直接運行。
凸輪轉(zhuǎn)往復(fù)運動轉(zhuǎn)化機構(gòu)ADAMS分析 ￥5
自已做的凸輪轉(zhuǎn)往復(fù)運動轉(zhuǎn)化機構(gòu)ADAMS分析，其中3D模型借用
『分享』基于pro／E的凸輪機構(gòu)運動分析
基于pro／E的凸輪機構(gòu)運動分析<BR><Font color=#FF0000><B>.PS.:</B>該帖附件于2006-10-22 10:27:36被藍狐評為2星級，為發(fā)貼者加分40。</Font><BR><Font color=#FF0000><B>點評:</B></Font>
基于PRO／E的凸輪機構(gòu)運動分析.PDF
Altair Inspire Motion機械原理論證01-凸輪機構(gòu)模擬
如題，已知從動件的運動位移，所以，可以單獨提取從動件
導入到Altair Inspire Motion之后，通過模型樹的從左到右依次設(shè)置相關(guān)的參數(shù)，即可得到如下圖
以上的方向是我取了反方向！
而ANSYS 剛體動力學分析如下：
而Creo就離譜了：
OCAD應(yīng)用：凸輪曲線優(yōu)化設(shè)計
為保證各活動組分在變焦過程中按設(shè)計要求移動活動組分，保證其表面間隔尺寸，一般都使用凸輪結(jié)構(gòu)驅(qū)動各組分的運動，因此，凸輪曲線的設(shè)計也必然是光學設(shè)計的重要任務(wù)。
在進行凸輪曲線設(shè)計時，不僅要考慮凸輪轉(zhuǎn)動時確保各活動組分之間準確的間隔尺寸，保證在變焦過程中光學系統(tǒng)像面的穩(wěn)定，還要考慮到運動曲線的平滑性以及曲線的陡度，避免運動中的卡滯現(xiàn)象，當然還要考慮到凸輪加工的工藝性。
圖1.變焦系統(tǒng)凸輪優(yōu)化設(shè)計窗體
初始數(shù)據(jù)填寫以及各選擇項的選擇
本程序可以對機械補償式變焦系統(tǒng)進行凸輪優(yōu)化設(shè)計，因此只有在輸入機械補償式變焦光學系統(tǒng)的數(shù)據(jù)之后才能進行。此時可從工具條的“設(shè)計”中選擇“變焦系統(tǒng)凸輪優(yōu)化設(shè)計” 菜單，此時界面上出現(xiàn)小窗體如圖1。
①初始數(shù)據(jù)的填寫
連續(xù)變焦系統(tǒng)的凸輪一般都是采用圓筒式結(jié)構(gòu)，依靠凸輪的轉(zhuǎn)動驅(qū)動活動組沿光軸方向按要求規(guī)律移動。為此在設(shè)計凸輪曲線之前先要給出凸輪圓筒的直徑值以及凸輪轉(zhuǎn)動角度值，然后要給出凸輪曲線的坐標點數(shù)，便于加工需要。同時為了滿足加工和使用的要求，還必須在曲線的兩端各增加一定數(shù)量點數(shù)的前后延伸曲線坐標參數(shù)。所以，在圖1的界面上要求填寫相應(yīng)的選取坐標點數(shù)、前沿點數(shù)、后沿點數(shù)、凸輪直徑以及凸輪轉(zhuǎn)動角度等參數(shù)。填寫完以上數(shù)據(jù)，點擊“確定”鍵即可自動繪制凸輪運動曲線圖。在此同時界面上還會顯示一個書簽式選項，分別提供繪制凸輪運動曲線、凸輪運動速率、焦距變化曲線、凸輪參數(shù)數(shù)據(jù)以及返回上一步等。
圖2.凸輪運動曲線系列
② 選擇項的選擇
從圖2的界面上可以看出，通過對機械補償式變焦系統(tǒng)進行凸輪優(yōu)化設(shè)計，可以控制變焦組分的運動曲線的方程軌跡，也可以根據(jù)需要使得系統(tǒng)焦距值按需要的曲線關(guān)系設(shè)計凸輪曲線。一般情況下，為了活動組的運動靈活方便，主要考慮變焦組和活動組的運動連續(xù)平滑，運動曲線不要過陡，避免運動卡死現(xiàn)象。
展開 OCAD應(yīng)用：凸輪曲線優(yōu)化設(shè)計
為保證各活動組分在變焦過程中按設(shè)計要求移動活動組分，保證其表面間隔尺寸，一般都使用凸輪結(jié)構(gòu)驅(qū)動各組分的運動，因此，凸輪曲線的設(shè)計也必然是光學設(shè)計的重要任務(wù)。
在進行凸輪曲線設(shè)計時，不僅要考慮凸輪轉(zhuǎn)動時確保各活動組分之間準確的間隔尺寸，保證在變焦過程中光學系統(tǒng)像面的穩(wěn)定，還要考慮到運動曲線的平滑性以及曲線的陡度，避免運動中的卡滯現(xiàn)象，當然還要考慮到凸輪加工的工藝性。
圖1.變焦系統(tǒng)凸輪優(yōu)化設(shè)計窗體
初始數(shù)據(jù)填寫以及各選擇項的選擇
本程序可以對機械補償式變焦系統(tǒng)進行凸輪優(yōu)化設(shè)計，因此只有在輸入機械補償式變焦光學系統(tǒng)的數(shù)據(jù)之后才能進行。此時可從工具條的“設(shè)計”中選擇“變焦系統(tǒng)凸輪優(yōu)化設(shè)計” 菜單，此時界面上出現(xiàn)小窗體如圖1。
① 初始數(shù)據(jù)的填寫
連續(xù)變焦系統(tǒng)的凸輪一般都是采用圓筒式結(jié)構(gòu)，依靠凸輪的轉(zhuǎn)動驅(qū)動活動組沿光軸方向按要求規(guī)律移動。為此在設(shè)計凸輪曲線之前先要給出凸輪圓筒的直徑值以及凸輪轉(zhuǎn)動角度值，然后要給出凸輪曲線的坐標點數(shù)，便于加工需要。同時為了滿足加工和使用的要求，還必須在曲線的兩端各增加一定數(shù)量點數(shù)的前后延伸曲線坐標參數(shù)。所以，在圖1的界面上要求填寫相應(yīng)的選取坐標點數(shù)、前沿點數(shù)、后沿點數(shù)、凸輪直徑以及凸輪轉(zhuǎn)動角度等參數(shù)。填寫完以上數(shù)據(jù)，點擊“確定”鍵即可自動繪制凸輪運動曲線圖。在此同時界面上還會顯示一個書簽式選項，分別提供繪制凸輪運動曲線、凸輪運動速率、焦距變化曲線、凸輪參數(shù)數(shù)據(jù)以及返回上一步等。
圖2.凸輪運動曲線系列
② 選擇項的選擇
從圖2的界面上可以看出，通過對機械補償式變焦系統(tǒng)進行凸輪優(yōu)化設(shè)計，可以控制變焦組分的運動曲線的方程軌跡，也可以根據(jù)需要使得系統(tǒng)焦距值按需要的曲線關(guān)系設(shè)計凸輪曲線。一般情況下，為了活動組的運動靈活方便，主要考慮變焦組和活動組的運動連續(xù)平滑，運動曲線不要過陡，避免運動卡死現(xiàn)象。
展開 OCAD應(yīng)用：凸輪曲線的優(yōu)化設(shè)計
為保證各活動組分在變焦過程中按設(shè)計要求移動活動組分，保證其表面間隔尺寸，一般都使用凸輪結(jié)構(gòu)驅(qū)動各組分的運動，因此，凸輪曲線的設(shè)計也必然是光學設(shè)計的重要任務(wù)。
在進行凸輪曲線設(shè)計時，不僅要考慮凸輪轉(zhuǎn)動時確保各活動組分之間準確的間隔尺寸，保證在變焦過程中光學系統(tǒng)像面的穩(wěn)定，還要考慮到運動曲線的平滑性以及曲線的陡度，避免運動中的卡滯現(xiàn)象，當然還要考慮到凸輪加工的工藝性。
圖1.變焦系統(tǒng)凸輪優(yōu)化設(shè)計窗體
凸輪曲線的優(yōu)化設(shè)計
一般情況下，設(shè)計凸輪曲線時會把固定組后的變焦組的運動規(guī)律設(shè)計成直線，減少加工成本，但這是可能會帶來補償組的運動曲線過于彎曲，運動速率過大，甚至因運動速率過大以致影響凸輪運轉(zhuǎn)過程中發(fā)澀甚至卡死。為了避免這一情況的發(fā)生，可以有意把變焦組曲線改成曲線緩解補償組的曲線陡度，以便有效改善凸輪曲線平滑運行。
圖2.凸輪運動曲線及其運動速率
從上述曲線可以看出此時在長焦處補償組運動速率已達72°,不可能平滑運轉(zhuǎn)，此時必重新優(yōu)化凸輪曲線，確保凸輪順利運轉(zhuǎn)。在優(yōu)化時首先返回設(shè)計界面初始狀態(tài)，如圖2，選擇“曲線運動軌跡”或“復(fù)合曲線軌跡”。所謂“曲線運動軌跡”或“復(fù)合曲線軌跡”其區(qū)別在“曲線運動軌跡”是對變焦組的運動曲線全過程均為一個完整的三次方程式，而 “復(fù)合曲線軌跡”則是把變焦組運動軌跡的前半段保持直線運動，只是在指定位置之后才改成曲線運動，這樣可以重點改善變焦后半段的曲線運動速率，因為補償組的運動速率只在后半段才變化激烈。
在選擇“曲線運動軌跡”后，界面下方會給出運動曲線方程系數(shù)的表格，可以直接填寫。如果選擇“復(fù)合曲線軌跡”，界面上除顯示運動曲線方程系數(shù)的表格框外，還顯示“結(jié)合點位置”系數(shù)，以便根據(jù)需要選擇合適直線與曲線結(jié)合點的位置，無論選擇以上哪種，都還可以利用拉桿條之間控制凸輪運動曲線或運動速率軌跡曲線。
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在進行凸輪曲線設(shè)計時，不僅要考慮凸輪轉(zhuǎn)動時確保各活動組分之間準確的間隔尺寸，保證在變焦過程中光學系統(tǒng)像面的穩(wěn)定，還要考慮到運動曲線的平滑性以及曲線的陡度，避免運動中的卡滯現(xiàn)象，當然還要考慮到凸輪加工的工藝性。
機械補償式連續(xù)變焦光學系統(tǒng)，通過系統(tǒng)的活動組分相對固定組分沿軸向運動改變各組分之間間隔尺寸，在保證系統(tǒng)像面穩(wěn)定不變的前提下，連續(xù)改變系統(tǒng)焦距。系統(tǒng)中，最后一個固定組前的總組分數(shù)稱為該連續(xù)變焦光學系統(tǒng)的組分數(shù)，比如含有一個前固定組、一個變焦組、一個補償組以及一個固定組的變焦系統(tǒng)被稱為三組分變焦系統(tǒng)。為保證各活動組分在變焦過程中按設(shè)計要求移動活動組分，保證其表面間隔尺寸，一般都使用凸輪結(jié)構(gòu)驅(qū)動各組分的運動，因此，凸輪曲線的設(shè)計也必然是光學設(shè)計的重要任務(wù)。
一般情況下，設(shè)計凸輪曲線時會把固定組后的變焦組的運動規(guī)律設(shè)計成直線，減少加工成本，但這是可能會帶來補償組的運動曲線過于彎曲，運動速率過大，甚至因運動速率過大以致影響凸輪運轉(zhuǎn)過程中發(fā)澀甚至卡死。為了避免這一情況的發(fā)生，可以有意把變焦組曲線改成曲線緩解補償組的曲線陡度，以便有效改善凸輪曲線平滑運行。
凸輪曲線的優(yōu)化設(shè)計
在選擇“曲線運動軌跡”后，界面下方會給出運動曲線方程系數(shù)的表格，可以直接填寫。如果選擇“復(fù)合曲線軌跡”，界面上除顯示運動曲線方程系數(shù)的表格框外，還顯示“結(jié)合點位置”系數(shù)，以便根據(jù)需要選擇合適直線與曲線結(jié)合點的位置，無論選擇以上哪種，都還可以利用拉桿條之間控制凸輪運動曲線或運動速率軌跡曲線。也可以先預(yù)設(shè)初步曲線方程系數(shù)，然后通過拉桿條調(diào)整。
展開 
螺旋槽凸輪的設(shè)計
凸輪是一個具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件。凸輪機構(gòu)一般是由凸輪從動件和機架三個構(gòu)件組成的高副機構(gòu)。凸輪通常作連續(xù)等速轉(zhuǎn)動，從動件根據(jù)使用要求設(shè)計使它獲得一定規(guī)律的運動．凸輪機構(gòu)能實現(xiàn)復(fù)雜的運動要求，廣泛用于各種自動化和半自動化機械裝置中。下面我給各位講解一下凸輪的設(shè)計過程：
1.零件模塊下新建一個：tu-lun，點擊拉伸命令，以front面作為草繪面，草繪下圖：
2.打鉤，輸入拉伸高度：40，并確定：
3.點擊拉伸（去除材料）命令，以上步拉伸長方體后端面為草繪面，草繪下圖截面：
4.打鉤，輸入拉伸深度25 ，預(yù)覽并確定：
5.點擊插入菜單—高級—環(huán)形折彎命令（360度）：
6.打鉤確定：
7.點擊拉伸命令，以凸輪的端面為草繪面，草繪下圖：
8.打鉤，輸入深度110，預(yù)覽并確定：
9.以凸輪的中心軸和front面建立如圖所示的DTM1面：
10.點擊拉伸（去除材料）選擇上圖凸輪的的右端面為草繪面，草繪下圖：
11.打鉤，輸入拉伸深度65：
12.確定后的圖形，如下圖：
13.點擊拉伸（移除材料）命令，以DTM1為草繪面，草繪一個直徑36的頂絲孔截面，并輸入拉伸深度150：
14.確定后的圖形：
15.對外輪廓進行倒圓角;
1397475268468.rar
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為保證各活動組分在變焦過程中按設(shè)計要求移動活動組分，保證其表面間隔尺寸，一般都使用凸輪結(jié)構(gòu)驅(qū)動各組分的運動，因此，凸輪曲線的設(shè)計也必然是光學設(shè)計的重要任務(wù)。
在進行凸輪曲線設(shè)計時，不僅要考慮凸輪轉(zhuǎn)動時確保各活動組分之間準確的間隔尺寸，保證在變焦過程中光學系統(tǒng)像面的穩(wěn)定，還要考慮到運動曲線的平滑性以及曲線的陡度，避免運動中的卡滯現(xiàn)象，當然還要考慮到凸輪加工的工藝性。
圖1.變焦系統(tǒng)凸輪優(yōu)化設(shè)計窗體
初始數(shù)據(jù)填寫以及各選擇項的選擇
本程序可以對機械補償式變焦系統(tǒng)進行凸輪優(yōu)化設(shè)計，因此只有在輸入機械補償式變焦光學系統(tǒng)的數(shù)據(jù)之后才能進行。此時可從工具條的“設(shè)計”中選擇“變焦系統(tǒng)凸輪優(yōu)化設(shè)計” 菜單，此時界面上出現(xiàn)小窗體如圖1。
①初始數(shù)據(jù)的填寫
連續(xù)變焦系統(tǒng)的凸輪一般都是采用圓筒式結(jié)構(gòu)，依靠凸輪的轉(zhuǎn)動驅(qū)動活動組沿光軸方向按要求規(guī)律移動。為此在設(shè)計凸輪曲線之前先要給出凸輪圓筒的直徑值以及凸輪轉(zhuǎn)動角度值，然后要給出凸輪曲線的坐標點數(shù)，便于加工需要。同時為了滿足加工和使用的要求，還必須在曲線的兩端各增加一定數(shù)量點數(shù)的前后延伸曲線坐標參數(shù)。所以，在圖1的界面上要求填寫相應(yīng)的選取坐標點數(shù)、前沿點數(shù)、后沿點數(shù)、凸輪直徑以及凸輪轉(zhuǎn)動角度等參數(shù)。填寫完以上數(shù)據(jù)，點擊“確定”鍵即可自動繪制凸輪運動曲線圖。在此同時界面上還會顯示一個書簽式選項，分別提供繪制凸輪運動曲線、凸輪運動速率、焦距變化曲線、凸輪參數(shù)數(shù)據(jù)以及返回上一步等。
圖2.凸輪運動曲線系列
② 選擇項的選擇
從圖2的界面上可以看出，通過對機械補償式變焦系統(tǒng)進行凸輪優(yōu)化設(shè)計，可以控制變焦組分的運動曲線的方程軌跡，也可以根據(jù)需要使得系統(tǒng)焦距值按需要的曲線關(guān)系設(shè)計凸輪曲線。一般情況下，為了活動組的運動靈活方便，主要考慮變焦組和活動組的運動連續(xù)平滑，運動曲線不要過陡，避免運動卡死現(xiàn)象。
展開 OCAD應(yīng)用：凸輪曲線優(yōu)化設(shè)計
為保證各活動組分在變焦過程中按設(shè)計要求移動活動組分，保證其表面間隔尺寸，一般都使用凸輪結(jié)構(gòu)驅(qū)動各組分的運動，因此，凸輪曲線的設(shè)計也必然是光學設(shè)計的重要任務(wù)。
在進行凸輪曲線設(shè)計時，不僅要考慮凸輪轉(zhuǎn)動時確保各活動組分之間準確的間隔尺寸，保證在變焦過程中光學系統(tǒng)像面的穩(wěn)定，還要考慮到運動曲線的平滑性以及曲線的陡度，避免運動中的卡滯現(xiàn)象，當然還要考慮到凸輪加工的工藝性。
圖1.變焦系統(tǒng)凸輪優(yōu)化設(shè)計窗體
初始數(shù)據(jù)填寫以及各選擇項的選擇
本程序可以對機械補償式變焦系統(tǒng)進行凸輪優(yōu)化設(shè)計，因此只有在輸入機械補償式變焦光學系統(tǒng)的數(shù)據(jù)之后才能進行。此時可從工具條的“設(shè)計”中選擇“變焦系統(tǒng)凸輪優(yōu)化設(shè)計” 菜單，此時界面上出現(xiàn)小窗體如圖1。
①初始數(shù)據(jù)的填寫
連續(xù)變焦系統(tǒng)的凸輪一般都是采用圓筒式結(jié)構(gòu)，依靠凸輪的轉(zhuǎn)動驅(qū)動活動組沿光軸方向按要求規(guī)律移動。為此在設(shè)計凸輪曲線之前先要給出凸輪圓筒的直徑值以及凸輪轉(zhuǎn)動角度值，然后要給出凸輪曲線的坐標點數(shù)，便于加工需要。同時為了滿足加工和使用的要求，還必須在曲線的兩端各增加一定數(shù)量點數(shù)的前后延伸曲線坐標參數(shù)。所以，在圖1的界面上要求填寫相應(yīng)的選取坐標點數(shù)、前沿點數(shù)、后沿點數(shù)、凸輪直徑以及凸輪轉(zhuǎn)動角度等參數(shù)。填寫完以上數(shù)據(jù)，點擊“確定”鍵即可自動繪制凸輪運動曲線圖。在此同時界面上還會顯示一個書簽式選項，分別提供繪制凸輪運動曲線、凸輪運動速率、焦距變化曲線、凸輪參數(shù)數(shù)據(jù)以及返回上一步等。
圖2.凸輪運動曲線系列
② 選擇項的選擇
從圖2的界面上可以看出，通過對機械補償式變焦系統(tǒng)進行凸輪優(yōu)化設(shè)計，可以控制變焦組分的運動曲線的方程軌跡，也可以根據(jù)需要使得系統(tǒng)焦距值按需要的曲線關(guān)系設(shè)計凸輪曲線。一般情況下，為了活動組的運動靈活方便，主要考慮變焦組和活動組的運動連續(xù)平滑，運動曲線不要過陡，避免運動卡死現(xiàn)象。
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為保證各活動組分在變焦過程中按設(shè)計要求移動活動組分，保證其表面間隔尺寸，一般都使用凸輪結(jié)構(gòu)驅(qū)動各組分的運動，因此，凸輪曲線的設(shè)計也必然是光學設(shè)計的重要任務(wù)。
在進行凸輪曲線設(shè)計時，不僅要考慮凸輪轉(zhuǎn)動時確保各活動組分之間準確的間隔尺寸，保證在變焦過程中光學系統(tǒng)像面的穩(wěn)定，還要考慮到運動曲線的平滑性以及曲線的陡度，避免運動中的卡滯現(xiàn)象，當然還要考慮到凸輪加工的工藝性。
圖1.變焦系統(tǒng)凸輪優(yōu)化設(shè)計窗體
初始數(shù)據(jù)填寫以及各選擇項的選擇
本程序可以對機械補償式變焦系統(tǒng)進行凸輪優(yōu)化設(shè)計，因此只有在輸入機械補償式變焦光學系統(tǒng)的數(shù)據(jù)之后才能進行。此時可從工具條的“設(shè)計”中選擇“變焦系統(tǒng)凸輪優(yōu)化設(shè)計” 菜單，此時界面上出現(xiàn)小窗體如圖1。
①初始數(shù)據(jù)的填寫
連續(xù)變焦系統(tǒng)的凸輪一般都是采用圓筒式結(jié)構(gòu)，依靠凸輪的轉(zhuǎn)動驅(qū)動活動組沿光軸方向按要求規(guī)律移動。為此在設(shè)計凸輪曲線之前先要給出凸輪圓筒的直徑值以及凸輪轉(zhuǎn)動角度值，然后要給出凸輪曲線的坐標點數(shù)，便于加工需要。同時為了滿足加工和使用的要求，還必須在曲線的兩端各增加一定數(shù)量點數(shù)的前后延伸曲線坐標參數(shù)。所以，在圖1的界面上要求填寫相應(yīng)的選取坐標點數(shù)、前沿點數(shù)、后沿點數(shù)、凸輪直徑以及凸輪轉(zhuǎn)動角度等參數(shù)。填寫完以上數(shù)據(jù)，點擊“確定”鍵即可自動繪制凸輪運動曲線圖。在此同時界面上還會顯示一個書簽式選項，分別提供繪制凸輪運動曲線、凸輪運動速率、焦距變化曲線、凸輪參數(shù)數(shù)據(jù)以及返回上一步等。
圖2.凸輪運動曲線系列
② 選擇項的選擇
從圖2的界面上可以看出，通過對機械補償式變焦系統(tǒng)進行凸輪優(yōu)化設(shè)計，可以控制變焦組分的運動曲線的方程軌跡，也可以根據(jù)需要使得系統(tǒng)焦距值按需要的曲線關(guān)系設(shè)計凸輪曲線。一般情況下，為了活動組的運動靈活方便，主要考慮變焦組和活動組的運動連續(xù)平滑，運動曲線不要過陡，避免運動卡死現(xiàn)象。
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