【正文】 、圖表要求：1）文字通順，語(yǔ)言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無(wú)錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日注 意 事 項(xiàng)（論文）的內(nèi)容包括：1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)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(yè)（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(xiàn)8）致謝9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)）：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1 萬(wàn)字（不包括圖紙、程序清單等） ，文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于 萬(wàn)字。本人授權(quán)　　 　 　大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)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(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日 　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部?jī)?nèi)容。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)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(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。最后，再次對(duì)關(guān)心、幫助我的老師和同學(xué)表示衷心地感謝。另外，我還要特別感謝其它師對(duì)我論文寫作的指導(dǎo)，他們?yōu)槲彝瓿蛇@篇論文提供了巨大的幫助。他淵博的知識(shí)、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(dǎo)老師精心指導(dǎo)和大力支持下完成的。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，我的指導(dǎo)老師一直給予的細(xì)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。當(dāng)然，也使我體味到設(shè)計(jì)工作是一項(xiàng)艱苦任務(wù)，必須具備吃苦耐勞的精神。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了我的自學(xué)能力和收集使用資料的能力，同時(shí)全面系統(tǒng)地鞏固和總結(jié)大學(xué)四年來(lái)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)。 本章小結(jié)本章首先介紹了下計(jì)算機(jī)的仿真技術(shù)，然后較詳細(xì)的介紹了 Pro/E 軟件中的運(yùn)動(dòng)仿真模塊，最后詳細(xì)的介紹了凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真過程，并對(duì)結(jié)果進(jìn)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(jī)構(gòu)執(zhí)行端的 Y 向位移、速度曲線和從動(dòng)件的位移、速度曲線一樣。在“測(cè)量結(jié)果（Measure Results） ”對(duì)話框中的“圖形類型（Graph Type） ”欄中選擇“測(cè)量與時(shí)間（Measure vs. Time） ”，在“測(cè)量（Measure） ”欄中按著Ctrl鍵選擇 “xf4_行程” 和“xf5_速度” ，鉤選“分別繪制測(cè)量圖形（Graph measures separately） ”項(xiàng)，在“結(jié)果集（Result Set） ”欄中選中26 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(dá)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(dá)到遠(yuǎn)程休止，遠(yuǎn)程休止內(nèi)位移不變。然后單擊該對(duì)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(jī)構(gòu)從動(dòng)件的位移曲線、速度曲線和加速度曲線。“測(cè)量定義（Measure Definition） ”對(duì)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(dòng)件的位移、速度和加速度。 圖 4—9 “測(cè)量結(jié)果”對(duì)話框 圖 4—10 “測(cè)量定義”對(duì)話框在“測(cè)量定義（Measure Definition） ”對(duì)話框中的名稱接受默認(rèn)： “xf1_位移” ， “類型（Type） ”欄處選 “位置（Position ） ”， “評(píng)估方法（Evaluation Method） ”處選擇“每個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)（Each Time Step） ”，然后在工作區(qū)選擇如圖4—11 所示的運(yùn)動(dòng)軸，單擊對(duì)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(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)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(dòng)元件）工具，系統(tǒng)彈出“拖動(dòng)（Drag） ”對(duì)話框，單擊對(duì)話框中的 ，然后單擊對(duì)話框中的 （快照）工具，拍下快照，名稱接受默認(rèn)：Snapshot1，如圖 4—7 所示，然后單擊“選取（Select） ”對(duì)話框中的按鈕，并單擊“拖動(dòng)（Drag） ”對(duì)話框中的 按鈕，完成快照的定義。（1）定義凸輪機(jī)構(gòu)連接 單擊工具欄中的 （凸輪）工具，系統(tǒng)彈出 “凸輪從動(dòng)機(jī)構(gòu)連接定義（CamFollower Connection Definition） ”對(duì)話框，在 “凸輪 1（Cam1） ”選項(xiàng)卡中鉤選“自動(dòng)選取（Auto select） ”復(fù)選框，如圖 4—1 所示。（10）回放：錄并重新演示機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。（9）驅(qū)動(dòng)器：義一個(gè)構(gòu)件相對(duì)于另一個(gè)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)方式。（7）運(yùn)動(dòng)：從驅(qū)動(dòng)器的構(gòu)件運(yùn)動(dòng)方式。其他構(gòu)件相對(duì)于基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)。（6）接頭：連接類型，例如:銷連接、滑塊桿連接等。聯(lián)接的作21 用是約束構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，減少機(jī)構(gòu)的總自由度。（4）連接：成為聯(lián)接。（2）自由度：構(gòu)件所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目(或是確定構(gòu)件位置所需要的獨(dú)立參變量的數(shù)目) 稱為構(gòu)件的自由度。這些預(yù)測(cè)都是基于非常復(fù)雜的數(shù)學(xué)理論以及公認(rèn)的物理和工程原理。（7）預(yù)測(cè)工程和工程判斷準(zhǔn)則Pro/E 的運(yùn)動(dòng)分析模塊是用于預(yù)測(cè)工程的應(yīng)用軟件。裝配位置與設(shè)計(jì)位置的區(qū)別是:裝配位置是在裝配機(jī)構(gòu)時(shí)產(chǎn)生的，與使用者裝配時(shí)所選取的配合面有關(guān)；而設(shè)計(jì)位置是使用者在運(yùn)動(dòng)仿真前人為設(shè)置的，使用者可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)定或者調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)位置。時(shí)間值代表運(yùn)動(dòng)分析模型所分析的時(shí)間段內(nèi)的時(shí)間，步數(shù)值代表在此時(shí)間段內(nèi)分幾個(gè)瞬態(tài)位置進(jìn)行分析或顯示。當(dāng)選擇靜力學(xué)分析后，時(shí)間和步數(shù)的輸入項(xiàng)將不可選。（2）關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)分析當(dāng)使用者只需要了解某一關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，可以選擇分析工具條中的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)分析圖標(biāo)，并輸入步長(zhǎng)和步數(shù)進(jìn)行分析。當(dāng)創(chuàng)建或編輯調(diào)用一個(gè)運(yùn)動(dòng)副時(shí)，就會(huì)彈出運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)對(duì)話框。創(chuàng)建機(jī)構(gòu)的過程與零件裝配的過程極為相似。 Pro/E 運(yùn)動(dòng)仿真簡(jiǎn)介 Pro/E 運(yùn)動(dòng)仿真的特點(diǎn)在 Pro/E 中，我們可以通過對(duì)機(jī)構(gòu)添加運(yùn)動(dòng)副、驅(qū)動(dòng)器使其運(yùn)動(dòng)起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真。虛擬樣機(jī)技術(shù)的應(yīng)用貫串在整個(gè)設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，它可以用在概念設(shè)計(jì)和方案論證中。（3）虛擬樣機(jī)虛擬樣機(jī)技術(shù)是指在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)過程中，將分散的零部件設(shè)計(jì)和分析技術(shù)揉合在一起，在計(jì)算機(jī)上建造出產(chǎn)品的整體模型，并對(duì)該產(chǎn)品在投入使用后的各種工況進(jìn)行仿真分析，預(yù)測(cè)產(chǎn)品的整體性能，進(jìn)而改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、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(yīng)用主要側(cè)重于運(yùn)動(dòng)仿真、加工模擬、裝配檢查、性能評(píng)測(cè)等方面，其核心技術(shù)包括虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、仿真技術(shù)、建模技術(shù)和可制造性評(píng)價(jià)。在從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造至測(cè)試維護(hù)的整個(gè)生命周期中，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)貫穿始終。目前，無(wú)論在科學(xué)研究還是技術(shù)開發(fā)或工業(yè)設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)仿真方法都顯示出強(qiáng)大的威力，已成為人們研究復(fù)雜系統(tǒng)時(shí)不可或缺的一種手段。（3）運(yùn)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(xué)合理的，那么計(jì)算機(jī)的運(yùn)算結(jié)果一定是準(zhǔn)確無(wú)誤的。這使得計(jì)算機(jī)仿真與通常的實(shí)物實(shí)驗(yàn)相比，具有運(yùn)行費(fèi)用低、無(wú)風(fēng)險(xiǎn)以及方便靈活等優(yōu)點(diǎn)。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是以數(shù)學(xué)理論、相似原理、信息技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)及其應(yīng)用領(lǐng)域有關(guān)的專業(yè)技術(shù)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)和各種物理效應(yīng)設(shè)備為工具，利用系統(tǒng)模型對(duì)實(shí)際的或設(shè)想的系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)研究的一門綜合性技術(shù)?，F(xiàn)代制造的分布性也使得計(jì)算機(jī)仿真與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，出現(xiàn)了分布式仿真技術(shù)。從 20 世紀(jì) 80 年代后期開始，計(jì)算機(jī)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(duì)象己由對(duì)連續(xù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)向離散事件系統(tǒng)；由重視實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)向重視建模與結(jié)果分析：由強(qiáng)調(diào)并重視與人工智能結(jié)合轉(zhuǎn)向強(qiáng)調(diào)與圖形技術(shù)和對(duì)象技術(shù)結(jié)合，使仿真的交互性大大增強(qiáng)。18 4 凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真 計(jì)算機(jī)仿真概述 計(jì)算機(jī)仿真的基本概念及特點(diǎn)計(jì)算機(jī)仿真(Computer Simulation)是指對(duì)于某個(gè)待研究的系統(tǒng)模型建立其仿真模型進(jìn)而在子計(jì)算機(jī)上對(duì)該仿真模型進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)(仿真實(shí)驗(yàn))研究的過程。單擊 （確認(rèn)）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(duì)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—13 所示的約束。單擊 （確認(rèn)）按鈕，完成連桿的放置，如圖 3—12 所示。圖 3—10 擺桿的放置16 單擊工具欄中的 （裝配）工具，在彈出的“打開（ Open） ”對(duì)話框中選○ 4擇*：\…\結(jié)果→ ，單擊 按鈕。在“元件放置（Component Placement） ”操控板的對(duì)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—9 所示的約束。圖 3—7 銷釘約束單擊 （確認(rèn)）按鈕，完成凸輪的放置，如圖 3—8 所示。圖 3—6 主題零件的放置單擊工具欄中的 （裝配）工具，在彈出的“打開（ Open） ”對(duì)話框中選○ 2擇*：\…\結(jié)果→，單擊 按鈕。（3）裝配零件單擊工具欄中的 （裝配）工具，在彈出的“打開（ Open） ”對(duì)話框中○ 1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(duì)話框，在“類型（Type ） ”欄選擇“組件（ Assembly） ”，在“子類型（Subtype ） ”欄選擇 “設(shè)計(jì)（Design） ”，在“名稱（Name ） ”處接受默認(rèn)名稱 “asm0001”，取消對(duì)“使用缺省模板（Use default template） ”復(fù)選框的勾選，單擊 按鈕。同時(shí)也可以通過實(shí)時(shí)仿真功能可視化的驗(yàn)證規(guī)劃的合理性與可行性，由于在這個(gè)模塊中采用了一種特殊的動(dòng)畫生成模式，所以在整個(gè)仿真過程中，整個(gè)界面保持了激活狀態(tài)，便于用戶隨時(shí)調(diào)整視角進(jìn)行觀察。由于裝配設(shè)計(jì)是一個(gè)創(chuàng)造性相當(dāng)強(qiáng)的過程，而目前計(jì)算機(jī)的創(chuàng)造能力仍無(wú)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(dòng)裝配規(guī)劃為輔、以計(jì)算機(jī)輔助裝配規(guī)劃為主。裝配規(guī)劃研究的重點(diǎn)是裝配過程設(shè)計(jì)。這些信息對(duì)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(shí)現(xiàn)裝配規(guī)劃時(shí)有利于提高各個(gè)模塊的運(yùn)算效率。如：把每個(gè)零部件分類，并冠以不同的類別名稱，這樣便于對(duì)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(lái)說，一個(gè)部件的定位必須由兩個(gè)或兩個(gè)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(wú) 平面，基準(zhǔn)面非接觸共面（Mate Offset） 有 平面，基準(zhǔn)面同向?qū)R（Align） 無(wú) 平面，基準(zhǔn)面，邊，軸線同向距離對(duì)齊（Align Offset）有 平面，基準(zhǔn)面，邊，軸線坐標(biāo)系對(duì)齊（Coord Sys） 無(wú) 坐標(biāo)系插入（Insert） 無(wú) 回轉(zhuǎn)面同向（Orient） 無(wú) 平面，基準(zhǔn)面相