【正文】 系統(tǒng)在繪圖區(qū)上方的信息區(qū)提示“所有元素已定義，請(qǐng)從對(duì)話框中選取元素或動(dòng)作”，直接在“曲線：從方程”對(duì)話框中單擊“確定”按鈕，如圖310所示，則系統(tǒng)成功創(chuàng)建了凸輪的第一段理論輪廓曲線，如圖311所示。 4）則系統(tǒng)自動(dòng)彈出記事本應(yīng)用程序，在記事本中輸入描述第一段凸輪理論輪廓曲線的數(shù)學(xué)表達(dá)式，如圖39所示。單擊繪圖區(qū)右側(cè)工具欄中的曲線按鈕，則系統(tǒng)會(huì)彈出如圖37所示的“曲線選項(xiàng)”菜單，選擇“從方程”選項(xiàng)后，再單擊“完成”選項(xiàng)。圖 3）當(dāng)記事本中輸入的程序正確無誤時(shí)，系統(tǒng)會(huì)在繪圖區(qū)中央提示“是否要將所做的修改體現(xiàn)到模型中”，此時(shí)單擊“是”按鈕，便將所做的更改保存到了模型中。2）選擇“工具”選項(xiàng)中的“程序”命令，如圖33所示，則系統(tǒng)會(huì)彈出如圖34所示“菜單管理器”的菜單欄，在“程序”菜單中選擇“編輯設(shè)計(jì)”選項(xiàng)，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)打開記事本應(yīng)用程序。、凸輪的參數(shù)化造型設(shè)計(jì)過程1)啟動(dòng)Pro/E程序，選擇“文件”選項(xiàng)中的“新建”命令，在彈出的“新建”對(duì)話框中，將“類型”選擇為“零件”選項(xiàng)，將“子類型”選擇為“實(shí)體”選項(xiàng)，在“名稱”一欄中輸入文件名cam，并取消“使用默認(rèn)模板”，如圖31所示。 a5=fai1+fai2+fai3/2 /*起始角，角度，單位為degreeb5=fai1+fai2+fai3 /*終止角，角度，單位為degreefai=a5*(1t)+b5*t /*中間角變量，角度，單位為degreeje5=faifai1fai2fai3 /*中間角變量，角度，單位為degrees5=2*h*je5*je5/(fai3*fai3) /*升程變量，長(zhǎng)度，單位為mmx=(r0+s5)*sin(fai) /*理論輪廓曲線x坐標(biāo)值，長(zhǎng)度，單位為mmy=(r0+s5)*cos(fai) /*理論輪廓曲線y坐標(biāo)值，長(zhǎng)度，單位為mm7）近休止階段：fai4=120 根據(jù)已知條件，前面的數(shù)學(xué)推導(dǎo)以及Pro/E中表達(dá)式的創(chuàng)建要求，可得到如下表達(dá)式。 a3=fai1 /*起始角，角度，單位為degreeb3=fai1+fai2 /*終止角，角度，單位為degreefai=a3*(1t)+b3*t /*中間角變量，角度，單位為degrees3=h /*升程變量，長(zhǎng)度，單位為mmx=(r0+s3)*sin(fai) /*理論輪廓曲線x坐標(biāo)值，長(zhǎng)度，單位為mmy=(r0+s3)*cos(fai) /*理論輪廓曲線y坐標(biāo)值，長(zhǎng)度，單位為mm5)回程等加速階段：fai3=60 根據(jù)已知條件，前面的數(shù)學(xué)推導(dǎo)以及Pro/E中表達(dá)式的創(chuàng)建要求，可得到如下表達(dá)式。 a1=0 /*起始角，角度，單位為degreeb1=fai1/2 /*終止角，角度，單位為degreefai=a1*(1t)+b1*t /*中間角變量，角度，單位為degrees1=2*h*fai*fai/(fai1*fai1) /*升程變量，長(zhǎng)度，單位為mmx=(r0+s1)*sin(fai) /*理論輪廓曲線x坐標(biāo)值，長(zhǎng)度，單位為mmy=(r0+s1)*cos(fai) /*理論輪廓曲線y坐標(biāo)值，長(zhǎng)度，單位為mm3）推程等減速階段：fai1=90 根據(jù)已知條件，前面的數(shù)學(xué)推導(dǎo)以及Pro/E中表達(dá)式的創(chuàng)建要求，可得到如下表達(dá)式。根據(jù)對(duì)心直動(dòng)滾子推桿盤形凸輪輪廓曲線的數(shù)學(xué)描述方程，創(chuàng)建在Pro/E記事本中所對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式。在系統(tǒng)彈出的“曲線選項(xiàng)”菜單中只需選取“從方程”選項(xiàng)，即可以利用輸入的曲線方程式精確地創(chuàng)建各種各樣的曲線。、在Pro/E中建立凸輪輪廓曲線的數(shù)學(xué)表達(dá)式當(dāng)利用Pro/E系統(tǒng)創(chuàng)建由方程描述的各種曲線時(shí)，必須將曲線方程的數(shù)學(xué)表達(dá)式轉(zhuǎn)化為Pro/E系統(tǒng)中的相應(yīng)表達(dá)式。凸輪機(jī)構(gòu)的三維造型在利用Pro/E繪制凸輪輪廓曲線的過程中，一般不直接繪制實(shí)際輪廓曲線，而是首先繪制理論輪廓曲線，再通過掃描或偏移曲面，將理論輪廓曲線偏移一定距離得到實(shí)際輪廓曲線。根據(jù)機(jī)械原理的有關(guān)知識(shí)，可以具體計(jì)算如下：1）推程階段：等加速部分：等減速部分：2）遠(yuǎn)休止階段：此時(shí)s2=h=15mm，保持不變。 采用解析法繪制凸輪的實(shí)際輪廓曲線，并采用Pro/E的參數(shù)化造型生成凸輪的三維實(shí)體特征，之后進(jìn)行仿真運(yùn)動(dòng)分析。時(shí)，推桿又停止不動(dòng)。時(shí)，推桿停止不動(dòng)；凸輪再繼續(xù)轉(zhuǎn)過60176。已知推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律為：當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過90176。將凸輪的實(shí)際輪廓曲線進(jìn)行拉伸操作，拉伸值為凸輪的實(shí)際厚度值，即可獲得凸輪的三維實(shí)體特征[11]。在選取適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系后，以t為系統(tǒng)變量，分別用定義的x、y表示Pro/E系統(tǒng)坐標(biāo)中的變量，將z定義為常量0，就可以得到需要的凸輪理論輪廓曲線。因此，還必須按照給定的轉(zhuǎn)角條件，分別列出相應(yīng)的凸輪輪廓曲線表達(dá)式，然后將它們分別繪制并連接起來。首先必須輸入有明確賦值的變量和驅(qū)動(dòng)參數(shù)，接著輸入計(jì)算變量x、y。在設(shè)計(jì)之初，設(shè)計(jì)者需要做的是確定凸輪的基圓半徑，選定推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并解算出凸輪理論輪廓曲線的解析方程。所有這些問題，Pro/E軟件都給予了很好的解決，設(shè)計(jì)者所要做的僅僅是提供參數(shù)和要求即可。、凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)盡管解析法解決了凸輪的精度問題，但想要得到完整的凸輪輪廓曲線就要編制復(fù)雜的程序，尤其在滾子推桿盤形凸輪的設(shè)計(jì)中，對(duì)于理論輪廓曲線的等距曲線編程更為復(fù)雜。式中“”號(hào)用于內(nèi)等距曲線，“+”號(hào)用于外等距曲線。因?yàn)楣ぷ骼€與理論廓線在法線方向的距離應(yīng)等于滾子半徑r，故當(dāng)已知理論廓線上任意一點(diǎn)B（x，y）時(shí)，只要沿理論廓線在該點(diǎn)的法線方向取距離為r，即得工作廓線上相應(yīng)點(diǎn)。由圖可看出，此時(shí)滾子中心處于B點(diǎn)，其直角坐標(biāo)為 （式24）式中，e為偏距；。 如圖23所示建立Oxy坐標(biāo)系，點(diǎn)為凸輪推程段輪廓線的起始點(diǎn)。 圖2凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)主要用解析法，因用作圖設(shè)計(jì)難以滿足對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)精度的要求，所以本文只簡(jiǎn)單敘述用解析法設(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線，而省略圖解法的介紹。例如，當(dāng)凸輪與軸做成一體時(shí)，凸輪工作廓線的基圓半徑應(yīng)略大于軸的半徑。 在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，凸輪的基圓半徑r0的確定不僅要受到的限制，還要考慮到凸輪的結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度要求等。故應(yīng)在滿足的條件下，合理地確定凸輪的基圓半徑，從而使凸輪機(jī)構(gòu)的尺寸不至過大。在圖22所示的凸輪機(jī)構(gòu)中，由瞬心知識(shí)可知，P點(diǎn)為推桿與凸輪的相對(duì)速度瞬心。圖21右半部分就是推桿的位移變化規(guī)律[8]。 所謂推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，是指推桿的位移s、速度和加速度a隨時(shí)間t變化的規(guī)律。凸輪再繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，推桿又重復(fù)上述過程。當(dāng)推桿與凸輪輪廓線的CD段接觸時(shí)，它又由最高位置回到最低位置，這一過程稱為回程，相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角稱為回程運(yùn)動(dòng)角。當(dāng)凸輪沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，推桿在凸輪輪廓線AB段的推動(dòng)下，將有最低位置A被推倒最高位置，推桿運(yùn)動(dòng)的這一過程稱為推程，而相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角稱為推程運(yùn)動(dòng)角。圖示凸輪的輪廓由AB、BC、CD和DA四段曲線組成。、推桿常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 如圖21所示為一對(duì)直動(dòng)尖頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)。 根據(jù)推桿的運(yùn)動(dòng)形式的不同，有作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的直動(dòng)推桿和作往復(fù)擺動(dòng)的擺動(dòng)推桿。 3）平底推桿。 2）滾子推桿。（2）按推桿的形狀分 1）尖頂推桿。由于凸輪與推桿不在同一平面內(nèi)，所以是一種空間凸輪機(jī)構(gòu)。 2）圓柱凸輪。（1）按凸輪的形狀分 1）盤形凸輪。因此凸輪機(jī)構(gòu)在各種機(jī)械，特別是自動(dòng)機(jī)械、自動(dòng)控制裝置和裝配生產(chǎn)線中獲得了廣泛的應(yīng)用[7]。凸輪機(jī)構(gòu)主要由凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架這三個(gè)基本構(gòu)件組成。Pro/E提供了完善的仿真功能以及機(jī)構(gòu)分析功能，使用實(shí)體建模模塊創(chuàng)建模型后，就可模擬模型的運(yùn)動(dòng)過程，從中動(dòng)態(tài)地觀察機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀況，分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)軌跡、位移以及運(yùn)動(dòng)構(gòu)件是否發(fā)生干涉等問題，驗(yàn)證機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，并盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問題，從而減少設(shè)計(jì)的周期[6]。圖解法簡(jiǎn)單，繪圖方便，精度不高，但是隨著當(dāng)前凸輪機(jī)構(gòu)在一些精密器械中的應(yīng)用以及CAD軟件的發(fā)展，設(shè)計(jì)者越來越多的采用通過參數(shù)方程來精確確定凸輪輪廓曲線的解析法，同時(shí)，為了能夠進(jìn)一步的檢驗(yàn)凸輪機(jī)構(gòu)數(shù)字模型的準(zhǔn)確性、裝配過程的合理性、作業(yè)過程的動(dòng)態(tài)性、運(yùn)動(dòng)軌跡的正確性以及對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度分析、受力分析、位移分析等，各種三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件應(yīng)運(yùn)而生。從發(fā)展趨勢(shì)來看，凸輪機(jī)構(gòu)的CAD/CAM/CAE一體化設(shè)計(jì)是未來發(fā)展的一個(gè)方向，即集三維建模、模擬加工和虛擬運(yùn)動(dòng)仿真于一體，開發(fā)獨(dú)立的凸輪參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件，以實(shí)現(xiàn)凸輪機(jī)構(gòu)的快速設(shè)計(jì)、開發(fā)和驗(yàn)證，從而大大的提高凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)效率[5]。目前，凸輪機(jī)構(gòu)的三維建模中，比較常用的方法有坐標(biāo)輸入法和模擬仿真軌跡法。但隨著產(chǎn)品的復(fù)雜化加劇以及需求的進(jìn)一步提高,Pro/E軟件已經(jīng)成為全方位的三維產(chǎn)品開發(fā)軟件,不僅具有建模功能,而且具有仿真模塊、有限元分析模塊,對(duì)于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)可以選擇Pro/E軟件進(jìn)行簡(jiǎn)單的仿真分析[4]。伴隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展,計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)也迅速發(fā)展,同時(shí)涌現(xiàn)出了大量成熟的商用仿真軟件,典型的有ADAMS、Nastran、Matlab、QUEST和HOPSAN等,可以分別對(duì)動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)、控制系統(tǒng)、生產(chǎn)線和液壓系統(tǒng)等各個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行仿真分析。仿真技術(shù)是出自于對(duì)系統(tǒng)研究的需要,用系統(tǒng)的模型對(duì)真實(shí)的或設(shè)計(jì)中的系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn),以達(dá)到分析、研究和設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的目的。1982年,Spriet進(jìn)一步將仿真的內(nèi)涵加以擴(kuò)充,認(rèn)為“所有支持模型建立與模型分析的活動(dòng)即為仿真活動(dòng)”。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(jì)、鈑金設(shè)計(jì)、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[3]。Pro/E的基本特征方式，是能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)至生產(chǎn)的全過程集成到一起，合理的運(yùn)用到工程設(shè)計(jì)中。Pro/E第一個(gè)提出了參數(shù)化設(shè)計(jì)的概念，并且采用了單一數(shù)據(jù)庫(kù)來解決特征的相關(guān)性問題。Pro/Engineer軟件以參數(shù)化著稱，是參數(shù)化技術(shù)的最早應(yīng)用者，在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著十分重要的地位。可建立零件之間的連接及裝配的自由度，對(duì)輸入軸添加相應(yīng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)來產(chǎn)生設(shè)計(jì)要求的運(yùn)動(dòng)，在分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)可以觀察和記錄分析過程中的一些參數(shù)，如位置、速度、