【導(dǎo)讀】否在激烈的市場競爭中取勝的關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計過程中重復(fù)計算、重復(fù)建。模等工作量很大，一直困擾著產(chǎn)品開發(fā)人員，嚴重影響了產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量和效率。這種現(xiàn)象在凸輪的設(shè)計中尤為突顯。針對這一問題，本課題利用Pro/E軟件中的運。動仿真模塊對凸輪機構(gòu)運動進行模擬仿真。

　　

【正文】 凸輪機構(gòu)的運動仿真 22 圖 4— 1 “凸輪 從動機構(gòu)連接定義”對話框 點選如圖 4— 2 所示的曲面作為凸輪 1 的曲面，然后單擊“選?。?Select）”對話框中的 按鈕。 圖 4— 2 凸輪 1 曲面 在“凸輪從動機構(gòu)連接定義（ CamFollower Connection Definition）”對話框中點選 “凸輪 2（ Cam2）”選項卡，并鉤選“自動選?。?Auto select）”復(fù)選框，接著點選如圖 4— 3 所示的曲面作為凸輪 2 的曲面，然后單擊“選取（ Select）”對話框中的 按鈕。最后單擊“凸輪從動機構(gòu)連接定義（ CamFollower Connection Definition）”對話框中的 按鈕，完成凸輪從動機構(gòu)連接的定義，如圖 4— 4 所示。 圖 4— 3 凸輪 2 曲面 圖 4— 4 凸輪從動機構(gòu)連接 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 凸輪機構(gòu)的運動仿真 23 （ 2）定義伺服電動機 單擊工具欄中的 （伺服電機）工具，系統(tǒng)彈出“伺服電動機定義（ Servo Motor Definition）”對話框，在“類型（ Type）”選項卡中選擇“運動軸（ Motion Axis）”，如圖 4— 5 所示，然后在工作區(qū)點選如圖 4— 4 所示的運動軸，保證凸輪沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)（旋轉(zhuǎn)方向可根據(jù)右 手螺旋定則判斷），否則需反向。 圖 4— 5 “伺服電動機定義”對話框一 接著單擊“輪廓（ Profile）”選項卡，在“規(guī)范（ Specification）”欄中選擇“速度（ Velocity）”，模的大小 A： 300，如圖 4— 6 所示，單擊 按鈕，完成伺服電動機的定義。 圖 4— 6 “伺服電動機定義”對話框二 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 凸輪機構(gòu)的運動仿真 24 （ 3）定義快照 單擊工具欄中的 (拖動元件）工具，系統(tǒng)彈出“拖動（ Drag） ” 對話框，單擊對話框中的 ，然后單擊對話框中的 （快照）工具，拍下快照，名稱接受默認： Snapshot1，如圖 4— 7 所示， 然后單擊“選?。?Select）”對話框中的按鈕，并單擊“拖動（ Drag）”對話框中的 按鈕，完成快照的定義。 圖 4— 7 “拖動”對話框 （ 4）定義分析 單擊工具欄中的 （分析）工具，系統(tǒng)彈出“分析定義（ Analysis Definition）”對話框，名稱接受默認： AnalysisDefinition1，在“類型（ Type”）欄選擇“運動學(xué)（ Kinematic）”，在“圖形顯示（ Graphical Display）”的“終止時間（ End Time）”處輸入： 2，“幀頻（ Frame Rate）”處輸入 ： 900，并在初“始位置（ Initial Configuration）”欄選擇“快照（ Snapshot）”單選框，起用定義的快照： Snapshot1，并單擊對話框中的 （預(yù)覽）工具，預(yù)覽快照，其余接受默認，如圖 4— 8 所示。單擊 按鈕，便可在工作區(qū)觀看到機構(gòu)在運動，運動仿真結(jié)束之后，單擊按鈕，完成分析的定義。 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 凸輪機構(gòu)的運動仿真 25 圖 4— 8 “分析定義”對話框 分析 （ 1）測量定義 單擊工具欄中的 （測量）工具，統(tǒng)彈出“測量結(jié)果（ Measure Results）”對話框，如圖 4— 9 所示，在該對話框中單擊對話框 中的 （新建）工具，系統(tǒng)彈出“測量定義（ Measure Definition）”對話框，如圖 4— 10 所示。 圖 4— 9 “測量結(jié)果”對話框 圖 4— 10 “測量定義”對話框 在“測量定義（ Measure Definition）”對話框中的名稱接受默認：“ xf1_位移”，“類型（ Type）”欄處選“位置（ Position）”，“評估方法（ Evaluation Method）”處選擇“每個時間步長（ Each Time Step）”，然后在工作區(qū)選擇如圖 4— 11 所示的運動軸，單擊對 話框中的 按鈕，完成“ xf1_位移”的定義。 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 凸輪機構(gòu)的運動仿真 26 圖 4— 11 點選運動軸 用同樣的方法分別繼續(xù)定義“ xf2_速度”和“ xf3_加速度”，與“ xf1_位移”不同的地方是“類型（ Type）”欄處分別選“速度（ Velocity）”和“加速度（ Acceleration）”。即“ xf1_位移”、“ xf2_速度”和“ xf3_加速度”分別表示凸輪從動件的位移、速度和加速度。 在“測量定義（ Measure Definition）”對話框中的“名稱（ Name）”輸入：“ xf4_行程”，“型（ Type）”處選“位置（ Position）”，“評估方法（ Evaluation Method）”處選擇“每個時間步長（ Each Time Step）”，在“分量（ Component）”欄處選擇“ Y 分量（ Yponent）”，如圖 4— 12 所示，然后在工作區(qū)選擇如圖4— 13 所示的測量點，即滑塊一角點，單擊對話框中的 按鈕，完成執(zhí)行端“ xf4_行程”的定義。 圖 4— 12 “測量定義”對話框 圖 4— 13 點選測量點 用同樣的方法進行該測量點的 Y 方向速度的定義，名稱為：“ xf5_速度”，“測量定義（ Measure Definition）”對話框如圖 4— 14 所示。 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 凸輪機構(gòu)的運動仿真 27 圖 4— 14 “測量定義”對話框 圖 4— 15 “測量結(jié)果”對話框 （ 2）測量結(jié)果 在“測量結(jié)果（ Measure Results）”對話框中的“圖形類型（ Graph Type）”欄中選擇“測量與時間（ Measure vs. Time）”，在“測量（ Measure）”欄中按著Ctrl鍵選擇“ xf1_位移”、“ xf2_速度”和“ xf3_加速度”，鉤選“分別繪制測量圖形（ Graph measures separately）”項，在“結(jié) 果集（ Result Set）”欄中選中AnalysisDefinition1，如圖 4— 15 所示。 然后單擊該對話框中的 （圖形）工具，系統(tǒng)彈出“圖形工具（ Graph tool）”窗口，如圖 4— 16 所示，在該窗口中顯示了凸輪機構(gòu)從動件的位移曲線、速度曲線和加速度曲線。 圖 4— 16 從動件實際運動規(guī)律 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 凸輪機構(gòu)的運動仿真 28 從圖 4— 16 所示可知：凸輪是逆時針方向旋轉(zhuǎn)，經(jīng)回程到近程休止，再經(jīng)推程到遠程休止，如此循環(huán)運動。回程過程中位移逐漸減少，直到達到近程休止，近程休止內(nèi)位移不變，推程過程中位移逐漸增大，直到達到遠程休止，遠程休 止內(nèi)位移不變。速度在回程過程中先減少后增大，在近程休止內(nèi)速度不變，推程過程中速度先增大后減小，在遠程休止內(nèi)速度不變。加速度在回程先 減小后增大然后又減小，在推程過程中加速度先增大后減小然后有增大 。 由圖形曲線可知從動件的實際運動規(guī)律和修正正 弦 規(guī)律一致。 在“測量結(jié)果（ Measure Results）”對話框中的“圖形類型（ Graph Type）”欄中選擇“測量與時間（ Measure vs. Time）”，在“測量（ Measure）”欄中按著Ctrl鍵選擇“ xf4_行程”和“ xf5_速度”，鉤選“分別繪制測量 圖形（ Graph measures separately）”項，在“結(jié)果集（ Result Set）”欄中選中 AnalysisDefinition1，如圖 4— 17 所示。 圖 4— 17 “測量結(jié)果”對話框 然后單擊該對話框中的 （圖形）工具，系統(tǒng)彈出“圖形工具（ Graph tool）”窗口，如圖 4— 18 所示，在該窗口中顯示了凸輪連桿機構(gòu)執(zhí)行端的Ｙ向行程和速度。 圖 4— 18 執(zhí)行端 Y 向位移和速度曲線 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 凸輪機構(gòu)的運動仿真 29 從圖 4— 18 可知：凸輪連桿機構(gòu)執(zhí)行端的 Y 向位移、速度曲線和從動件的位移、速度曲線一樣。 這 說明此凸輪機構(gòu)能 夠精確輸出 本文所要求 的運動規(guī)律 。 本章小結(jié) 本章首先介紹了下計算機的仿真技術(shù)，然后較詳細的介紹了 Pro/E 軟件中的運動仿真模塊，最后詳細的介紹了凸輪機構(gòu)的運動仿真過程 ，并對結(jié)果進行了分析 。 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 結(jié)論 30 結(jié) 論 經(jīng)過幾個多月的忙碌后，終于完成了本設(shè)計課題的各項任務(wù)。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計，增強了我的自學(xué)能力和收集使用資料的能力，同時全面系統(tǒng)地鞏固和總結(jié)大學(xué)四年來所學(xué)的專業(yè)知識。 通過這次畢業(yè)設(shè)計，我更好的把四年來所學(xué)的知識進行了綜合、鞏固，加深了對所學(xué)專業(yè)知識的理解，同時還接觸了一些在原來知識基礎(chǔ)上更為深層的知識。 當(dāng)然，也使我體味到設(shè)計工作是一項艱苦任務(wù)，必須具備吃苦耐勞的精神。總之，這次畢業(yè)設(shè)計使我受益匪淺，為我將來工作打好了良好的基礎(chǔ)。 在這次畢業(yè)設(shè)計的過程當(dāng)中，我的指導(dǎo)老師一直給予的細心指導(dǎo)，還有其它老師和同學(xué)在提供幫助，在此表示衷心的感謝。 由于本人知識面較窄，加上時間比較倉促缺乏實踐經(jīng)驗，設(shè)計中難免出現(xiàn)錯誤或不足之處，還望各位老師和同學(xué)批評指正，不勝感激。 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 致謝 31 致 謝 本文是在 指導(dǎo) 老師精心指導(dǎo)和大力支持下完成的。 指導(dǎo) 老師以其嚴謹求實的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風(fēng)和大膽創(chuàng)新的進取精神 對我產(chǎn)生重要影響。 他淵博的知識、開闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪。同時，在此次畢業(yè)設(shè)計過程中我也學(xué)到了許多 生活方面 的知識 。 另外，我還要特別感謝 其它 師對我論文寫作的指導(dǎo)， 他們 為我完成這篇論文提供了巨大的幫助。感 謝 同學(xué)對我的無私幫助，使我得以順利完成論 文。 最后，再次對關(guān)心、幫助我的老師和同學(xué)表示衷心地感謝 。 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 參考文獻 32 參考文獻 [1] Xing Yingjie. Recording and processing of planar cure using clothoids(Ind Report)— recording of cam profile with clothoidal interpolation, Tokyo: Seimitsu kogaku kaishi 61 ＆ Aug 1995 JSPE, 1995, 1092∽ 1100 [2] Watanabe Katsuin, Exact analysis of plate cam mechanisms having errorin kinermatic constants. Nippon Kiha i Gakkai ronbunshuc Hen, 1993 [3] 石永剛，徐振華．凸輪機構(gòu)，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 . [4] 申永勝．機械原理教程，北京：清華大學(xué)出版社． [5] 石永剛．凸輪設(shè)計與應(yīng)用創(chuàng)新，北京：機械工業(yè)出版社 . [6] 劉會英，楊志強，張勤明．機械原理，北京：機械工業(yè)出版社． [7] 袁劍雄，李晨霞，潘承怡 .機械結(jié)構(gòu)設(shè)計禁計，北京：機械工業(yè)出版社 . [8] 劉昌祺，牧野洋（日），曹西京 .凸輪機構(gòu)設(shè)計，北京：機械工業(yè)出版社 . [9] 譚雪松，張青，賴春林． 機械工程師 Pro/ENGINEER Wildh