【正文】 、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準請他人代寫 2）工程設計類題目的圖紙，要求部分用 尺規(guī)繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應符合國家技術(shù)標準規(guī)范。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導師簽名： 日期： 年 月 日 注 意 事 項 （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務處制定的標準封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要 （ 300 字左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻 8）致謝 9）附錄（對論文支持必要時） ：理工類設計（論文）正文字數(shù)不少于 1 萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字數(shù)不少于 萬字。本人授權(quán) 大學可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。 作 者 簽 名： 日 期： 指導教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權(quán)保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學位或?qū)W歷而使用過的材料。 最后，再次對關(guān)心、幫助我的老師和同學表示衷心地感謝 。 另外，我還要特別感謝 其它 師對我論文寫作的指導， 他們 為我完成這篇論文提供了巨大的幫助。 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。 28 致 謝 本文是在 指導 老師精心指導和大力支持下完成的。 在這次畢業(yè)設計的過程當中，我的指導老師一直給予的細心指導，還有其它老師和同學在提供幫助，在此表示衷心的感謝。當然，也使我體味到設計工作是一項艱苦任務，必須具備吃苦耐勞的精神。經(jīng)過這次畢業(yè)設計，增強了我的自學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)大學四年來所學的專業(yè)知識。 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。 圖 4— 18 執(zhí)行端 Y 向位移和速度曲線 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。 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。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?；爻踢^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。 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。 “測量定義（ Measure Definition）”對話框如圖 4— 14 所示。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。 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。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。 （ 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“選取（ 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。 （ 1）定義凸輪機構(gòu)連接 單擊工具欄中的 （凸輪）工具，系統(tǒng)彈出“凸輪從動機構(gòu)連接定義（ CamFollower Connection Definition）”對話框，在“凸輪 1（ Cam1）”選項卡中鉤選“自動選?。?Auto select）”復選框，如圖 4— 1 所示。 （ 10）回放：錄并重新演示機構(gòu)運動。 （ 9）驅(qū)動器：義一個構(gòu)件相對于另一個構(gòu)件的運動方式。 （ 7）運動：從驅(qū)動器的構(gòu)件運動方式。其他構(gòu)件相對于基礎運動。 （ 6）接頭：連接類型，例如 :銷連接、滑塊桿連接等。聯(lián)接的作用是約束構(gòu)件之間的相對運動，減少機構(gòu)的總自由度。 21 （ 4）連接：成為聯(lián)接。 （ 2）自由度：構(gòu)件所具有的獨立運動的數(shù)目 (或是確定構(gòu)件位置所需要的獨立參變量的數(shù)目 )稱為構(gòu)件的自由度。這些預測都是基于非常復雜的數(shù)學理論以及公認的物理和工程原理。 （ 7）預測工程和工程判斷準則 Pro/E 的運動分析模塊是用于預測工程的應用軟件。裝配位置與設計位置的區(qū)別是 :裝配位置是在裝配機構(gòu)時產(chǎn)生的，與使用者裝配時所選取的配合面有關(guān)；而設計位置是使用者在運動仿真前人為設置的，使用者可以根據(jù)需要進行設定或者調(diào)節(jié)設計位置。時間值代表運動分析模型所分析的時間段內(nèi)的時間，步數(shù)值代表在此時間段內(nèi)分幾個瞬態(tài)位置進行分析或顯示。當選擇靜力學分析后，時間和步數(shù)的輸入項將不可選。 （ 2）關(guān)節(jié)運動分析 當使用者只需要了解某一關(guān)節(jié)的運動情況時，可以選擇分析工具條中的關(guān)節(jié)運動分析圖標，并輸入步長和步數(shù)進行分析。當創(chuàng)建或編輯調(diào)用一個運動副時，就會彈出運動驅(qū)動對話框。創(chuàng)建機構(gòu)的過程與零件裝配的過程極為相似。 Pro/E 運動仿真簡介 Pro/E 運動仿真的特點 在 Pro/E 中，我們可以通過對機構(gòu)添加運動副、驅(qū)動器使其運動起來，以實現(xiàn)機構(gòu)的運動仿真。虛擬樣機技術(shù)的應用貫串在整個設計過程當中，它可以用在概念設計和方案論證中。 （ 3）虛擬樣機 虛擬樣機技術(shù)是指在產(chǎn)品設計開發(fā)過程中，將分散的零部件設計和分析技術(shù)揉合在一起，在計算機上建造出產(chǎn)品的整體模型，并對該產(chǎn)品在投入使用后的各種工況進行仿真分析，預測產(chǎn)品的整體性能，進而改進產(chǎn)品設計、提高產(chǎn)品性能的一種新技術(shù)。目前虛擬制造技術(shù)的研究和應用主要側(cè)重于運動仿真、加工模擬、裝配檢查、性能評測等方面，其核心技術(shù)包括虛擬現(xiàn)實技術(shù)、仿真技術(shù)、建模技術(shù)和可制造性評價。在從產(chǎn)品的設計、制造至測試維護的整個生命周期中，計算機仿真技術(shù)貫穿始終。目前，無論在科學研究還是技術(shù)開發(fā)或工業(yè)設計中，計算機仿真方法都顯示出強大的威力，已成為 人們研究復雜系統(tǒng)時不可或缺的一種手段。 （ 3）運算結(jié)果可靠：只要系統(tǒng)模型、仿真模型和仿真程序是科學合理的，那么計算機的運算結(jié)果一定是準確無誤的。這使得計算機仿真與通常的實物實驗相比，具有運行費用低、無風險以及方便靈活等優(yōu)點。計算機仿真技術(shù)是以數(shù)學理論、相似原理、信息技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)及其應用領(lǐng)域有關(guān)的專業(yè)技術(shù)為基礎，以計算機和各種物理效應設備為工具，利用系統(tǒng)模型對實際的或設想的系統(tǒng)進行試驗研究的一門綜合性技術(shù)。現(xiàn)代 制造的分布性也使得計算機仿真與網(wǎng)絡技術(shù)相結(jié)合，出現(xiàn)了分布式仿真技術(shù)。從 20 世紀80 年代后期開始，計算機仿真在諸多方面都發(fā)生了十分重大的轉(zhuǎn)變：仿真研究的對象己由對連續(xù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)向離散事件系統(tǒng)；由重視實驗轉(zhuǎn)向重視建模與結(jié)果分析：由強調(diào)并重視與人工智能結(jié)合轉(zhuǎn)向強調(diào)與圖形技術(shù)和對象技術(shù)結(jié)合，使仿真的交互性大大增強。 18 4 凸輪機構(gòu)的運動仿真 計算機仿真概述 計算機仿真的基本概念及特點 計算機仿真 (Computer Simulation)是指對于某個待研究的系統(tǒng)模型建立其仿真模型進而在子計算機上對該仿真模型進行模擬實驗 (仿真實驗 )研究的過程。單擊 （確認）按鈕，完成滑塊的放置，如圖 3— 15所示 。在“元件放置（ Component Placement）”操控板的對話欄中單擊“預定義集（ Predefine Set）”列表，在列表中選擇“銷釘（ Pin）”選項，設置如圖 3— 13 所示的約束。單擊 （確認）按鈕，完成連桿的放置，如圖 3— 12 所示。 圖 3— 10 擺桿的放置 16 ○ 4 單擊工具欄中的 （裝配）工具，在彈出的“打開（ Open）”對話框中選擇 *： \? \結(jié)果→ ，單擊 按鈕。在“元件放置（ Component Placement）”操控板的對話欄中單擊“預定義集（ Predefine Set）”列表，在列表中選擇“銷釘（ Pin）”選項，設置如圖 3— 9 所示的約束。 圖 3— 7 銷釘約束 單擊 （確認）按鈕，完成凸輪的放置，如圖 3— 8 所示。 圖 3— 6 主題零件的放置 ○ 2 單擊工具欄中的 （ 裝配）工具，在彈出的“打開（ Open）”對話框中選擇 *： \? \結(jié)果→ ，單擊 按鈕。 （ 3）裝配零件 ○ 1 單擊工具欄中的 （裝配）工具，在彈出的“打開（ Open）”對話框中選擇 *： \? \結(jié)果→ ，單擊 按鈕。 （ 2） 建立新的裝配文件 單擊工具欄中的 （新建） 工具，彈出“新建（ New）”對話框，在“類型（ Type）”欄選擇“組件（ Assembly）”，在“子類型（ Subtype）”欄選擇 “設計（ Design）”，在“名稱（ Name）”處接受默認名稱“ asm0001”，取消對“使用缺省模板（ Use default template）”復選框的勾選，單擊 按鈕。同時也可以通過實時仿真功能可視化的驗證規(guī)劃的合理性與可行性，由于在這個模塊中采用了一種特殊的動畫生成模式，所以在整個仿真過程中，整個界面保持了激活狀態(tài)，便于用戶隨時調(diào)整視角進行觀察。由于裝配設計是一個創(chuàng)造性相當強的過程，而目前計算機的創(chuàng)造能力仍無法與人的創(chuàng)造能力相比擬，所以，目前的裝配規(guī)劃基本上都是以自動裝配規(guī)劃為輔、以計算機輔助裝配規(guī)劃為主。 裝配規(guī) 劃研究的重點是裝配過程設計。這些信息對零件的裝配特性有一定的影響，如體積或重量很大的零件其裝配性能差；同樣，體積很小的零件裝配性能也差。這些分類在實現(xiàn)裝配規(guī)劃時有利于提高各個模塊的運算效率。如：把每個零部件分類，并冠以不同的類別名稱，這樣便于對不同類別零部件采取不同的處理方法。它們是裝配模型的重要組成信息之一。 一般來說，一個部件的定位必須由兩個或兩個以上的三維約束完成 。綜合了以上幾種定性和定量的約束，可以將它們歸納成如表所示的 14 面向工程的約束形式，即為 Pro/E 中提供的裝配約束形式，零部件之間的三維幾何約束信息的總和。 表 3— 1 面向工程的約束分類 約束類型 約束量 約束元素 同向共面（ Mate） 無 平面，基準面 非接觸共面（ Mate Offset） 有 平面，基準面 同向?qū)R（ Align） 無 平面，基準面，邊，軸線 同 向 距 離 對 齊 （ Align Offset） 有 平面，基準面，邊，軸線 坐標系對齊（ Coord Sys） 無 坐標系 插入（ Insert） 無 回轉(zhuǎn)面 同向（ Orient） 無 平面，基準面 相切（ Tangent） 無 平面，基準面，邊，軸線，回轉(zhuǎn)面