【正文】 ：任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件） 。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。參考文獻(xiàn)[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 Kihai Gakkai ronbunshuc Hen, 1993[3] 石永剛，徐振華．凸輪機(jī)構(gòu)，上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社.[4] 申永勝．機(jī)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(jī)械工業(yè)出版社.[6] 劉會英，楊志強(qiáng)，張勤明．機(jī)械原理，北京：機(jī)械工業(yè)出版社．[7] 袁劍雄，李晨霞，北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .[8] 劉昌祺，牧野洋（日） ，北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .[9] 譚雪松，張青，賴春林．機(jī)械工程師 Pro/ENGINEER Wildhre 中文版 機(jī)械設(shè)計，北京：人民郵電出版社.[10] 葛正浩，楊芙蓮．Pro/E 機(jī)構(gòu)設(shè)計與運(yùn)動仿真，北京：化學(xué)工業(yè)出版社 .畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文） ，是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。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。由于本人知識面較窄，加上時間比較倉促缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，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。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(jìn)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。這說明此凸輪機(jī)構(gòu)能夠精確輸出本文所要求的運(yùn)動規(guī)律。由圖形曲線可知從動件的實(shí)際運(yùn)動規(guī)律和修正正弦規(guī)律一致。圖 4—16 從動件實(shí)際運(yùn)動規(guī)律從圖 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(yuǎn)程休止，如此循環(huán)運(yùn)動。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(diǎn)，即滑塊一角點(diǎn)，單擊對話框中的 按鈕，完成執(zhí)行端“xf4_ 行程 ”的定義。23 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。22 圖 4—5 “伺服電動機(jī)定義”對話框一接著單擊“輪廓（Profile） ”選項(xiàng)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(jī)的定義?？梢栽诮宇^或幾何圖元上放置驅(qū)動器，并指定構(gòu)件之間的位置、速度或加速度運(yùn)動。在一個運(yùn)動仿真機(jī)構(gòu)中，可以定義多個基礎(chǔ)。（5）環(huán)連接：加到運(yùn)動環(huán)中的最后一個連接。（3）主體：元件或相對不動的一組元件。就是說，在許多情況下，在機(jī)構(gòu)進(jìn)行生產(chǎn)前或者說在機(jī)構(gòu)真正生產(chǎn)出來前，用該軟件預(yù)測機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特性，即它類似于有限元分析 Pro/E 有限元分析模塊 )和注塑流動分析(Pro/E 塑料零件分析顧問模塊)。（5）設(shè)計位置和裝配位置模型的裝配位置可能不同于模型的設(shè)計位置。（3）靜力學(xué)分析靜力學(xué)分析(Static Analysis)將模型移動到平衡位置，并輸入運(yùn)動副上的反作用力。與其他的軟件相比較，用 Pro/E 做運(yùn)動仿真的主要特點(diǎn)如下：（1）運(yùn)動輸入20 運(yùn)動輸入(Motion Input)是賦給運(yùn)動副控制運(yùn)動的運(yùn)動副參數(shù)。用虛擬樣機(jī)來代替物理樣機(jī)驗(yàn)證設(shè)計時，不但可以提高產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量和效率，而且大幅度地縮短產(chǎn)品研制周期和費(fèi)用。（2）虛擬產(chǎn)品開發(fā)(VPD)虛擬產(chǎn)品開發(fā)是實(shí)際產(chǎn)品開發(fā)過程在計算機(jī)上的本質(zhì)實(shí)現(xiàn)，即采用計算機(jī)仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在計算機(jī)上群組協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計、工藝規(guī)劃、加工制造、性能分析、質(zhì)量檢驗(yàn)等。 計算機(jī)仿真技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用計算機(jī)仿真技術(shù)作為一門新興的高科技技術(shù)，在制造業(yè)產(chǎn)品設(shè)計和制造，尤其在航空、航天、國防及其他大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)的研制開發(fā)過程中，一直是不19 可缺少的工具，它在減少損失、節(jié)約經(jīng)費(fèi)、縮短開發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量等方面發(fā)揮了巨大的作用。（2）系統(tǒng)模型快速求解：利用計算機(jī)，在較短時間內(nèi)就能知道仿真運(yùn)算的結(jié)果( 數(shù)據(jù)或圖像) 。計算機(jī)仿真技術(shù)集成了計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、圖形圖像技術(shù)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、多媒體、軟件工程、信息處理、自動控制等多個高新技術(shù)領(lǐng)域的知識。所以計算機(jī)仿真是通過對系統(tǒng)模型的實(shí)驗(yàn)去研究一個真實(shí)系統(tǒng)。圖 3—13 銷釘約束在“元件放置（Component Placement） ”操控板中單擊“放置（Placement） ”上滑面板，單擊該上滑面板中的“新設(shè)置（New Set） ”，然后在對話欄中單擊“預(yù)定義集（Predefine Set） ”列表，在列表中選擇 “滑動桿（Slider） ”選項(xiàng)，設(shè)置如圖 3—14 所示的約束。在“元件放置（Component Placement） ”操控板的對話欄中單擊 “預(yù)定義集（ Predefine Set） ”列表，在列表中選擇“銷釘（Pin ） ”選項(xiàng)，設(shè)置如圖 3—11 所示的約束。圖 3—8 凸輪的放置單擊工具欄中的 （裝配）工具，在彈出的“打開（ Open） ”對話框中選○ 3擇*：\…\結(jié)果→ ，單擊 按鈕。在“元件放置（Component Placement） ”操控板的對話欄中單擊 “約束（Constraint） ”列表，在列表中選擇“缺?。―efault ） ”項(xiàng)，單擊 （確認(rèn)）按鈕，完成主體零件的放置，如圖 3—6所示。 裝配模型建立（1）設(shè)置工作目錄依次單擊主菜單中的“文件（File） ”→“設(shè)置工作目錄（Set Working 15 Directory...） ”命令,在彈出“選取工作目錄（Select Working Directory） ”對話框中選擇*：\…\結(jié)果，單擊 按鈕。裝配過程設(shè)計相當(dāng)復(fù)雜，它不但要受零部件設(shè)計的幾何和功能的影響，而且受制造、裝配過程以及經(jīng)濟(jì)性的影響。還有零件的材料、重量、體積、重心與熱處理方法等，也是屬于裝配模型中的語義信息。（2）裝配模型中的語義信息裝配模型中的語義信息即附加于裝配模型的一些輔助語義信息，它在裝配模型中也同樣具有比較重要的作用。三維幾何約束是維系裝配體中各零部件間的空間位置和相對運(yùn)動的紐帶。定性約束不能修改(Modify)，只能重新定義（Redefine)；定量約束的量可以修改，這種定量約束的可變性就是三維幾何約束的動態(tài)性。上面我們論述過，點(diǎn)、線、面等幾何元素之間的關(guān)系又存在著定性關(guān)系和定量關(guān)系兩種，所以我們又把約束分為定性約束和定量約束。這些約束包括設(shè)計變量約束和三維幾何約束，設(shè)計變量約束控制裝配體中零件的實(shí)體，三維幾何約束確定零件的位置。三維幾何約束就是裝配體內(nèi)各零部件的幾何配合關(guān)系，它把零部件約束在某個三維幾何空間中，使這些零部件只能在此特定的三維空間中或固定或運(yùn)動。Pro/E 采用了模塊方式，可以分別進(jìn)行草圖繪制、零件制作、裝配設(shè)計、鈑金設(shè)計、加工處理等，保證用戶可以按照自己的需要進(jìn)行選擇使用。Pro/E 第一個提出了參數(shù)化設(shè)計的概念，并且采用了單一數(shù)據(jù)庫來解決特征的相關(guān)性問題。(2)介紹了常用凸輪機(jī)構(gòu)壓力角、基圓半徑、偏距和滾子半徑等基本尺寸的設(shè)計要求。其中主動件為由電動機(jī)驅(qū)動的溝槽凸輪，從動件為由溝槽凸輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動連桿滑塊機(jī)構(gòu)中的擺桿，運(yùn)動輸出端為滑塊。在設(shè)計具體的凸輪機(jī)構(gòu)時，本文考慮了兩種方案：第一種是滑塊直接與凸輪連接的空間凸輪機(jī)構(gòu)，第二種是凸輪與滑塊并排的平面溝槽凸輪機(jī)構(gòu)。為了達(dá)到這個要求，本文采用的方案為凸輪機(jī)構(gòu)。由圖可知，B 點(diǎn)的坐標(biāo)（x，y）分別為： ()從動件凸輪機(jī)構(gòu)中，凸輪的實(shí)際輪廓線是以理論輪廓線上各點(diǎn)為圓心作一系列滾子圓，然后作該圓族的包絡(luò)線得到的。下面介紹的是滾子擺動從動件凸輪輪廓曲線參數(shù)方程的建立：圖 2—1 擺動滾子從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)圖 2—1 所示為一擺動滾子從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)。目前精確設(shè)計凸輪輪廓的方法有包絡(luò)法、速度瞬心法、等距曲面法等等。傳統(tǒng)的凸輪輪廓設(shè)計方法通常采用作圖法或解析計算的方法描點(diǎn)。min?實(shí)際凸輪時應(yīng)保證凸輪實(shí)際廓線的最小曲率半徑不小于某一許用值。即在移動滾子從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的情況下，選擇從動件偏置的主要目的是為了減小機(jī)構(gòu)推程時的壓力角。????max 凸輪機(jī)構(gòu)的偏距由式(2 —1)和式 (2—2)可看出，凸輪的轉(zhuǎn)動方向和從動件的偏置方向不同，增大偏距。而基圓半徑 r 及偏距 e 與凸輪壓力角 有如下0 ?關(guān)系：tan = = (2—1)?0seds???20ers?當(dāng)凸輪逆時針轉(zhuǎn)動、從動件偏于凸輪軸心左側(cè)或當(dāng)凸輪順時針轉(zhuǎn)動，從動件偏于凸輪軸心右側(cè)時，壓力角的計算公式：tan = (2—2)?20ersds???6 由計算公式可知壓力角和基圓半徑兩者是互相制約的，在一般情況下，為了保證設(shè)計的凸輪機(jī)構(gòu)既有較好的傳力特性又具有較緊湊的尺寸，設(shè)計時兩者應(yīng)同時考慮。從減小推力、避免自鎖，使機(jī)構(gòu)具有良好的受力狀況來看，壓力角應(yīng)越小越好。為提高凸輪機(jī)構(gòu)傳力效果，希望機(jī)構(gòu)在推程中壓力角盡量小。凸輪機(jī)構(gòu)的基本參數(shù)選擇的不恰當(dāng)，則可能造成壓力角過大或產(chǎn)生運(yùn)動失真現(xiàn)象。但它用于升—?！亍＿\(yùn)動時，在推程與回程的連接點(diǎn)處，躍度從有限的正值變?yōu)樨?fù)值，因而加速度曲線不連續(xù)。(3)余弦加速度運(yùn)動規(guī)律消除了行程中間位置的加速度突變，且易于計算和加工，在中速時也能獲得合理的從動件的運(yùn)動。除了需要滿足機(jī)械的具體工作要求外，還應(yīng)使凸輪機(jī)構(gòu)具有良好的動力特性，同時又要考慮所設(shè)計的凸輪廓線便于加工，這些因素又往往是互相制約的。因此，凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵一步，是根據(jù)工作要求和使用場合，選擇或設(shè)計從動件的運(yùn)動規(guī)律。研究凸輪曲線的目的在于用最短時間、最圓滑、無振動、耗能少的方式來驅(qū)動從動件。 本章小結(jié)首先本章對課題的研究背景進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，然后又對本文的研究內(nèi)容和本文意義進(jìn)行介紹。 我國凸輪 CAD 系統(tǒng)存在的問題通過調(diào)研以及查閱大量文獻(xiàn)資料，我國現(xiàn)有的凸輪 CAD 系統(tǒng)存在如下問題：(1)多數(shù)是在 AutoCAD 基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)而成的，不具有三維建模功能；(2)沒有商品化的凸輪 CAD 系統(tǒng)出現(xiàn)；(3)現(xiàn)有的基于 Pro/ENGINEER 的凸輪 CAD 系統(tǒng)中，融入先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)的還沒有主要原因是由于 Pro/TOOLKIT 開發(fā)界面的功能很弱，而且根木沒有連接數(shù)據(jù)庫的功能；(4)由于凸輪專用軟件