雙聯(lián)圓柱凸輪的參數(shù)化設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)仿真說明書

1、目 錄摘要21 前言21.1國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及應(yīng)用21.2研究的目的意義31.3本文研究的主要內(nèi)容42 原始數(shù)據(jù)、凸輪曲線的選擇和相關(guān)計(jì)算42.1原始數(shù)據(jù)52.2選擇凸輪曲線52.3滾子從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律52.4圓柱凸輪最小有效半徑的計(jì)算52.4.1計(jì)算原理52.4.2推回程圓柱凸輪最小有效半徑的計(jì)算53 強(qiáng)度設(shè)計(jì)與計(jì)算73.1材料選擇73.2計(jì)算理論73.3具體計(jì)算83.4軸頸剪切應(yīng)力計(jì)算113.5雙聯(lián)圓柱凸輪參數(shù)的確定124 參數(shù)化設(shè)計(jì)與實(shí)體建模13 4.1參數(shù)化設(shè)計(jì)原理134.2建立滾輪中心軌跡曲線134.3運(yùn)用pro/e進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)步驟164.3.1創(chuàng)建新文件164.3.2創(chuàng)建用戶參數(shù)16

2、4.3.3創(chuàng)建曲線方程174.3.4保存文件副本184.3.5創(chuàng)建凸輪實(shí)體184.3.6創(chuàng)建凸輪凹槽特征194.3.7創(chuàng)建環(huán)形彎折特征214.3.8應(yīng)用編程的方法進(jìn)行參數(shù)輸入控制，已達(dá)到快速設(shè)計(jì)新產(chǎn)品的目的224.3.9驗(yàn)證程序設(shè)計(jì)效果234.3.10 保存零件模型文件244.4其它零件的參數(shù)化設(shè)計(jì)245 運(yùn)動(dòng)仿真與動(dòng)態(tài)分析265.1仿真的準(zhǔn)備特征265.2元件的裝配步驟275.3運(yùn)動(dòng)仿真29 5.4動(dòng)態(tài)分析306 總結(jié)與展望32 6.1小結(jié)32 6.2展望32 致謝33 參考文獻(xiàn)33雙聯(lián)圓柱凸輪的參數(shù)化設(shè)計(jì)與實(shí)體建模摘要：本文介紹了雙聯(lián)圓柱凸輪的研究現(xiàn)狀和研究的目的意義以及應(yīng)用前景，根據(jù)雙聯(lián)

3、圓柱凸輪的特殊結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和特殊運(yùn)動(dòng)要求，選擇了凸輪曲線，以最大許用壓力角、導(dǎo)程、滾子直徑和最大推力為參數(shù)，進(jìn)行了強(qiáng)度的設(shè)計(jì)與計(jì)算，根據(jù)計(jì)算的結(jié)果，使用proe軟件進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)與實(shí)體建模，有助于縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，運(yùn)用proe軟件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真與動(dòng)態(tài)分析，在虛擬的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)目的，對(duì)提高設(shè)計(jì)效率降低生產(chǎn)成本有很大的作用，并對(duì)加工制造形成產(chǎn)業(yè)化規(guī)模有著重要的意義。關(guān)鍵詞：雙聯(lián)圓柱凸輪；參數(shù)化設(shè)計(jì)；實(shí)體建模；運(yùn)動(dòng)仿真；動(dòng)態(tài)分析1前言1.1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及應(yīng)用前景在歐美各國(guó)，很多學(xué)者為凸輪機(jī)構(gòu)的研究做出了貢獻(xiàn)。早在三十年代，f.d.furman就寫了一本系統(tǒng)介紹凸輪設(shè)計(jì)的著作，當(dāng)時(shí)的研究主要集中在

4、低速凸輪機(jī)構(gòu)，而且主要分析的是運(yùn)動(dòng)規(guī)律。到了四十年代，人們開始對(duì)配氣凸輪機(jī)構(gòu)的振動(dòng)進(jìn)行深入研究，并從經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)過渡到有理論根據(jù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。四十年代末，j.a.hrones等人已經(jīng)注意到從動(dòng)件的剛度對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)有明顯影響。五十年代初，d.b.mitchell最先對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。后來不少學(xué)者采用多種儀器，如高速攝像機(jī)、加速度分析儀和動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀等，對(duì)高速凸輪的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)進(jìn)行測(cè)量，并獲得了許多重要成果【1】。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展, 凸輪機(jī)構(gòu)的cad/cam獲得巨大成功, 凸輪機(jī)構(gòu)的研究經(jīng)歷了從經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)到優(yōu)化設(shè)計(jì), 從單純的運(yùn)動(dòng)分析到動(dòng)力學(xué)研究, 從手工加工到cam等發(fā)展階段。在高速凸

5、輪機(jī)構(gòu)的研究方面, 歐美各國(guó)也取得了巨大的成就。tesar在其著作【2】中對(duì)高速凸輪機(jī)構(gòu)采用的多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律有較詳述,t.weber, a.s. gutman,f.freadunstein 等人提出了付氏級(jí)數(shù)y.運(yùn)動(dòng)規(guī)律,d.a. stoddart與 g.f .fawcett 等提出了多項(xiàng)式動(dòng)力運(yùn)動(dòng)規(guī)律等等，最近, 德國(guó)、英國(guó)在高速凸輪機(jī)構(gòu)的研究方面又有了新的突破, 對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的研究采用了諧分析、諧綜合等分析設(shè)計(jì)方法，使得高速凸輪機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)性能有了很大的改善。我國(guó)對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和研究已有多年歷史，目前仍在繼續(xù)擴(kuò)展和深入。1983全國(guó)第三屆機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì)上關(guān)于凸輪機(jī)構(gòu)的論文只有8篇，涉及設(shè)

6、計(jì)、運(yùn)動(dòng)規(guī)律、分析、輪廓的綜合等四個(gè)研究方向。到了1988年第六屆會(huì)議，已有凸輪機(jī)構(gòu)方面的論文20篇，增加了動(dòng)力學(xué)、振動(dòng)、優(yōu)化設(shè)計(jì)等研究方向。而1990年第七屆會(huì)議，凸輪機(jī)構(gòu)方面的論文22篇，又增加了cad/cam、誤差分析等研究方向【1】。目前，凸輪機(jī)構(gòu)己有多本著作, 對(duì)推動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)起著重要的作用。參考文獻(xiàn)【3】全面闡述凸輪機(jī)構(gòu)的新理論與新方法以及有關(guān)材料、制造技術(shù)問題。從滿足實(shí)際需要還附有一些實(shí)用的圖、表和設(shè)計(jì)實(shí)例。參考文獻(xiàn)【4】在建立較為通用的解析公式和應(yīng)用各種計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)均有一定的新意。近幾年，為了適應(yīng)高速分度凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造的需要, 還開展了圓柱分度凸輪機(jī)構(gòu)等的動(dòng)力學(xué)理論

7、和試驗(yàn)研究, 建立了動(dòng)力學(xué)模型, 進(jìn)行了動(dòng)力特性分析, 這些研究有利于提高凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)行速度和改善凸輪機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)性能。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)及專家系統(tǒng)也有了相當(dāng)?shù)难芯?，?jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)及專家系統(tǒng)成為現(xiàn)代機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要手段。它將機(jī)構(gòu)概念、知識(shí)、理論和方法以及設(shè)計(jì)專家的經(jīng)驗(yàn)和智慧與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的邏輯推理、分析、判斷、數(shù)據(jù)處理、圖形顯示等功，能密切結(jié)合,以簡(jiǎn)便、快速地完成設(shè)計(jì)任務(wù)【5】。現(xiàn)在凸輪機(jī)構(gòu)已經(jīng)在包裝機(jī)械、食品機(jī)械、紡織機(jī)械、交通運(yùn)輸機(jī)械、動(dòng)力機(jī)械、印刷機(jī)械等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但是，與先進(jìn)國(guó)家相比，我國(guó)對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的研究和應(yīng)用還存在較大的差距，尤其是在對(duì)振動(dòng)的研究、凸輪機(jī)構(gòu)的加工及產(chǎn)品開發(fā)等方

8、面【6】。雖然已有很多學(xué)者對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的研究做了相當(dāng)多的工作，但在各研究方向仍有許多可繼續(xù)進(jìn)行的工作, 并有一些研究工作有待開發(fā)。從設(shè)計(jì)的角度考慮, 大致有以下幾點(diǎn)：（1）在從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究方面, 除了繼續(xù)尋找更好的運(yùn)動(dòng)規(guī)律外, 要研究有效的分析方法。（2）在幾何學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的研究方面, 要綜合考慮各種凸輪機(jī)構(gòu), 盡可能導(dǎo)出普遍適用的計(jì)算公式。已有研究大多集中于平面和圓柱凸輪, 而且是一種凸輪一種研究方法, 因而設(shè)計(jì)公式過多, 近似較多, 并影響到其他方面（如cad的應(yīng)用等）的研究。(3)發(fā)展通用而有效的cad系統(tǒng)。由于種種原因, 計(jì)算機(jī)在凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用一直被局限于幾種平面和圓柱凸輪機(jī)構(gòu)

9、, 且每一程序一般只能處理一、二種機(jī)構(gòu), 對(duì)比較完整的系統(tǒng)cad的研究, 在近十幾年才開始, 且很不完善。(4)引入專家系統(tǒng)或人工智能cad系統(tǒng)。由于凸輪機(jī)構(gòu)不是標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu), 種類多, 應(yīng)用廣, 加之許多已有的知識(shí)不能公式化, 所以應(yīng)用普通的cad系統(tǒng), 有時(shí)效果并不很理想。如果引入專家系統(tǒng), 則可以獲得較為理想的結(jié)果。(5)動(dòng)力學(xué)研究的深化及研究成果的進(jìn)一步實(shí)用化。由于動(dòng)力學(xué)問題本身的復(fù)雜性, 導(dǎo)致研究主要集中于低、中速凸輪機(jī)構(gòu), 對(duì)高速凸輪機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)研究還不夠深入、完善, 所以, 人們對(duì)這些研究成果的可靠性存在懷疑, 這些成果的應(yīng)用尚不廣泛。(6)加強(qiáng)對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性和動(dòng)力學(xué)特性的計(jì)

10、算機(jī)模擬, 以提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和縮短產(chǎn)品研制周期。(7)研究的cad/cam一體化。(8)凸輪機(jī)構(gòu)作為引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的研究和應(yīng)用【7】。1.2 研究的目的意義凸輪機(jī)構(gòu)在機(jī)械中應(yīng)用十分廣泛，如：在自動(dòng)機(jī)床進(jìn)刀機(jī)構(gòu)、上料機(jī)構(gòu)、內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)、制動(dòng)機(jī)構(gòu)等。由于電子技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在某些設(shè)備的控制單元可以采用電子元器件，但它們一般只能傳遞較小的功率，而凸輪機(jī)構(gòu)卻能在實(shí)現(xiàn)控制功能的同時(shí)傳遞較大的功率，因此，凸輪機(jī)構(gòu)在生產(chǎn)中具有無可替代的優(yōu)越性，尤其在高速度、高精度傳動(dòng)與分度機(jī)構(gòu)及引導(dǎo)機(jī)構(gòu)中，更有突出的優(yōu)點(diǎn)【1】。圓柱凸輪結(jié)構(gòu)緊湊，又有良好的動(dòng)力學(xué)性能，因此在凸輪機(jī)構(gòu)中占有重要地位。常見的圓柱凸輪如圖1所示: (a)

11、 圓柱端面凸輪 (b) 圓柱面凸輪圖1 常見的圓柱凸輪凸輪a的工作面位于圓柱的頂部，從動(dòng)件依靠其自身重量或彈簧彈力實(shí)現(xiàn)降程段的運(yùn)動(dòng)。不適用于從動(dòng)件在升程與降程都有較大負(fù)載的設(shè)備，如瓶裝飲料灌裝壓蓋機(jī)。凸輪b可由凸輪的上工作面實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件降程段的運(yùn)動(dòng)，但當(dāng)凸輪的工作面或從動(dòng)件的滾輪磨損后，就會(huì)形成升程與降程的間隙誤差。圖2所示的雙聯(lián)圓柱凸輪由圓柱頂部的凸輪工作面實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件升程段的運(yùn)動(dòng)，由下部凸輪的上工作面實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件降程段的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)凸輪的工作面或從動(dòng)件的滾輪磨損后，可通過調(diào)節(jié)兩滾輪的中心距，消除升程與降程的間隙誤差【8】。實(shí)現(xiàn)使用過程中磨損間隙容易調(diào)整，同時(shí)實(shí)現(xiàn)控制功能和傳遞較大的功率，但圓柱凸輪輪

12、廓復(fù)雜，計(jì)算工作量大，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和加工方法通常采用手工描點(diǎn)、擬合輪廓、銑床粗銑及手工精銼等方法,因此制造周期長(zhǎng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大、零件精度低,已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的要求【9】。如果能夠通過一個(gè)模板模型衍生出不同的模型,就會(huì)大大提高設(shè)計(jì)效率。參數(shù)化設(shè)計(jì)是將系列化、通用化和 圖2 雙聯(lián)圓柱凸輪標(biāo)準(zhǔn)化的定型產(chǎn)品中隨產(chǎn)品規(guī)格不同而變化的參數(shù)用相應(yīng)的變量代替,通過對(duì)變量的修改,從而實(shí)現(xiàn)同類結(jié)構(gòu)機(jī)械零件設(shè)計(jì)的參數(shù)化【7】。運(yùn)用pro/engineer 參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)各種圓柱凸輪的方法,以及通過cimatron 軟件調(diào)入iges代碼進(jìn)行數(shù)控加工編程和實(shí)際加工的方法,該方法具有高效、精密的特點(diǎn)【9】。因此，

13、對(duì)雙聯(lián)圓柱凸輪進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)與實(shí)體建模的研究，有助于提高雙聯(lián)圓柱凸輪的制造品質(zhì)，降低制造成本和縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，為其加工制造形成產(chǎn)業(yè)化規(guī)模做好準(zhǔn)備有著重要的意義。1.3 本文研究的主要內(nèi)容本文運(yùn)用參數(shù)化設(shè)計(jì)原理，借助pro/e進(jìn)行雙聯(lián)圓柱凸輪的參數(shù)化設(shè)計(jì)與實(shí)體建模，并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真與動(dòng)態(tài)分析,在虛擬的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。2原始數(shù)據(jù)、凸輪曲線的選擇和相關(guān)計(jì)算2.1 原始數(shù)據(jù)推程：推桿所受阻力為，移動(dòng)行程為，移動(dòng)時(shí)間；回程：推桿所受拉力為，移動(dòng)行程為，移動(dòng)時(shí)間。 2.2 選擇凸輪曲線推程運(yùn)動(dòng)角,運(yùn)動(dòng)規(guī)律為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)（余弦加速度）；遠(yuǎn)休止角；回程運(yùn)動(dòng)角，運(yùn)動(dòng)規(guī)律為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)（余弦加速度）；近休止角。行程為

14、。單個(gè)滾輪中心軌跡按周長(zhǎng)展開得到的曲線【10】如圖3所示： 圖3 單個(gè)滾輪中心軌跡曲線圖2.3 滾子從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件在以余弦加速度上升，上升高度為，上升時(shí)間為。在從動(dòng)件靜止，靜止時(shí)間為。在從動(dòng)件以余弦加速度下降，下降高度為，下降時(shí)間為。在從動(dòng)件靜止，靜止時(shí)間為。2.4 圓柱凸輪最小有效半徑的計(jì)算2.4.1 計(jì)算原理圓柱凸輪機(jī)構(gòu)中圓柱凸輪的平均半徑可以根據(jù)許用壓力角確定, 凸輪機(jī)構(gòu)壓力角的大小直接影響凸輪機(jī)構(gòu)傳力性能、機(jī)構(gòu)尺寸和機(jī)械效率等主要參數(shù)【11】，所以壓力角的選擇應(yīng)該在許用范圍以內(nèi)，由參考文獻(xiàn)【10】得，在計(jì)算時(shí)取“=”號(hào)，即計(jì)算圓柱凸輪最小有效半徑。2.4.2 推回程圓柱凸輪最小有

15、效半徑的計(jì)算推程最小有效半徑的計(jì)算初步取推程壓力角。推程曲線如圖4所示,在推程運(yùn)動(dòng)過程中，凸輪承受柔性沖擊。圖4 推程曲線推程函數(shù)為： 【10】 （1）對(duì)上式求導(dǎo)得： （2）當(dāng) 時(shí)，代入得推程最小有效半徑. （3）回程最小有效半徑的計(jì)算回程曲線如圖5所示，在此過程中，凸輪承受柔性沖擊，與推程運(yùn)動(dòng)一樣，這就為以后選擇安全系數(shù)時(shí)提供了方便，安全系數(shù)可以按照凸輪承受柔性沖擊選取，初步取回程壓力角圖5 回程曲線回程函數(shù)為： 【10】 （4）對(duì)上式求導(dǎo)得： (5) 當(dāng)時(shí)，代入得回程最小有效半徑 (6) 綜上，圓柱凸輪的最小有效半徑為： (7) 3強(qiáng)度設(shè)計(jì)與計(jì)算3.1 材料選擇由于滾子的制造和更換比凸輪容

16、易得多，選擇材料時(shí)一般選擇相同材料，因?yàn)闈L子半徑一般都小于凸輪實(shí)際輪廓的曲率半徑，又由于滾子的應(yīng)力變化次數(shù)比凸輪多，故當(dāng)兩者材料及硬度相同時(shí)，一般是滾子先損壞。凸輪材料：鋼, 調(diào)質(zhì), 【12】。凸輪表面高頻感應(yīng)加熱淬火。滾子材料：和凸輪材料相同，熱處理方法也相同。3.2 計(jì)算理論 凸輪面強(qiáng)度用赫茲公式計(jì)算。凸輪和滾子的接觸視為兩圓柱體的接觸，適用赫茲公式計(jì)算。由參考文獻(xiàn)【13】得，最大接觸應(yīng)力 為： (8) 由于滾子材料和凸輪材料相同并且都為鋼鐵，所以，化簡(jiǎn)上式得：。式中 綜合曲率半徑，正號(hào)用于外接觸，負(fù)號(hào)用于內(nèi)接觸；綜合彈性模量，為兩接觸材料的彈性模量；凸輪和滾子材料的泊松比；法線方向最大力

17、。許用接觸應(yīng)力計(jì)算公式為： (9) 由參考文獻(xiàn)【13】得：。， 。則： (10) 設(shè)滾子半徑為，滾子寬度為，圓柱等價(jià)曲率半徑為，接觸寬度為，任何一條曲線的曲率可有【14】算出，由算出。3.3 具體計(jì)算推程階段最大推力，壓力角，受力分析【15】如圖6所示：圖6 推程階段受力分析由受力分析可得： (11)推程曲線函數(shù)為式(1)，對(duì)推程曲線函數(shù)求一階導(dǎo)得式(2)， 對(duì)推程曲線函數(shù)求二階導(dǎo)得： (12)由于在是內(nèi)接觸，在是外接觸，所以推程曲線分為兩段計(jì)算。當(dāng)時(shí)，根據(jù)公式，要求，應(yīng)該取最小值，由于凸輪與滾子是內(nèi)接觸，再根據(jù)公式，應(yīng)該取最小值。 (13) (14) (15) (16)當(dāng)時(shí)，根據(jù)公式，要求，

18、應(yīng)該取最小值，由于凸輪與滾子是外接觸，再根據(jù)公式，應(yīng)該取最大值。 (17) (18) (19) (20)綜上，推程階段的最大值為式（20）?；爻屉A段最大推力，壓力角。受力分析如圖7所示： 圖7 回程階段受力分析由受力分析可得： (21)回程曲線函數(shù)為式（4），對(duì)回程曲線函數(shù)求一階導(dǎo)得式（5）對(duì)回程曲線函數(shù)求二階導(dǎo)得： (22)由于在是內(nèi)接觸，在是外接觸，所以回程曲線分為兩段計(jì)算。當(dāng)時(shí)， 應(yīng)該取最小值。 (23) (24) (25) (26)當(dāng)時(shí)，應(yīng)該取最大值。 （27） （28） （29） （30）綜上，回程階段的最大值為式（30）。由于，所以在整個(gè)運(yùn)動(dòng)曲線上的最大值為式（20）。即：取最大值

19、時(shí)，根據(jù)，可以得出接觸線長(zhǎng)度的最小值。 （31）3.4 軸頸剪切應(yīng)力計(jì)算軸頸材料為45鋼，。軸頸受力如圖8所示：圖8 軸頸受力滾子受力分析以上已經(jīng)分析，取推程受力與回程受力兩者中的最大值，則： （32）軸頸最小截面積為：【16】 （33）軸頸最小直徑為： （34）考慮在制造中的誤差和使用中的穩(wěn)定性，軸頸最小直徑適當(dāng)?shù)募哟?。把最小軸頸直徑加，即： （35）3.5 雙聯(lián)圓柱凸輪參數(shù)的確定壓力角滾子直徑所需最大推力導(dǎo)程圓柱凸輪有效半徑為式（7），即： 圓柱凸輪有效周長(zhǎng)為： （36）雙聯(lián)圓柱凸輪滾輪運(yùn)動(dòng)軌跡按周長(zhǎng)展開示意圖，如圖9所示：圖9 雙聯(lián)圓柱凸輪滾輪運(yùn)動(dòng)軌跡按周長(zhǎng)展開示意圖雙聯(lián)圓柱凸輪從動(dòng)件兩

20、個(gè)滾輪的中心軸鋼性連接，這就要求在運(yùn)動(dòng)過程中兩滾輪的中心距保持不變，而且其中心連線時(shí)刻與凸輪的軸線保持平行，滾輪中心和其與凸輪輪廓線切點(diǎn)的連線與滾輪中心軌跡線垂直。這就給設(shè)計(jì)與加工提出了新的問題。如果滾輪中心軌跡線按360展開，在非水平及圓弧過渡處將不能滿足上述要求，只能按周長(zhǎng)展開，同時(shí)，還須保證滾輪中心和其與凸輪輪廓線切點(diǎn)的連線與滾輪中心軌跡線垂直【2】。4參數(shù)化設(shè)計(jì)4.1 參數(shù)化設(shè)計(jì)原理采用pro/engineer進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，所謂參數(shù)化設(shè)計(jì)就是用數(shù)學(xué)運(yùn)算方式建立模型各尺寸參數(shù)間的關(guān)系式，使之成為可任意調(diào)整的參數(shù)。當(dāng)改變某個(gè)尺寸參數(shù)值時(shí)，將自動(dòng)改變所有與它相關(guān)的尺寸，實(shí)現(xiàn)了通過調(diào)整參數(shù)來

21、修改和控制零件幾何形狀的功能。采用參數(shù)化造型的優(yōu)點(diǎn)在于它徹底克服了自由建模的無約束狀態(tài)，幾何形狀均以尺寸參數(shù)的形式被有效的控制，再需要修改零件形狀的時(shí)候，只需要修改與該形狀相關(guān)的尺寸參數(shù)值，零件的形狀會(huì)根據(jù)尺寸的變化自動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)的改變【17】。參數(shù)化設(shè)計(jì)不同于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì),它儲(chǔ)存了設(shè)計(jì)的整個(gè)過程,能設(shè)計(jì)出一族而非單一的形狀和功能上具有相似性的產(chǎn)品模型。參數(shù)化為產(chǎn)品模型的可變性、可重用性、并行設(shè)計(jì)等提供了手段,使用戶可以利用以前的模型方便地重建模型,并可以在遵循原設(shè)計(jì)意圖的情況下方便地改動(dòng)模型,生成系列產(chǎn)品【18】。4.2 建立滾輪中心軌跡曲線方程圓柱凸輪最小外徑為： （37） 由式（37）、（7

22、）、（31）得：（38）圓柱周長(zhǎng) （39）單個(gè)滾輪中心軌跡按周長(zhǎng)展開，如圖10所示：圖10 單個(gè)滾輪中心軌跡按周長(zhǎng)展開凸輪高度 （40）以左下角做為作標(biāo)原點(diǎn)，創(chuàng)建單個(gè)滾輪中心軌跡曲線方程。推程位移軌跡線對(duì)應(yīng)方程。 （41）遠(yuǎn)休止軌跡線對(duì)應(yīng)方程。 （42）回程運(yùn)動(dòng)軌跡線對(duì)應(yīng)方程。 （43）近休止軌跡線對(duì)應(yīng)方程。 （44）另一個(gè)滾輪中心軌跡線方程只需要把方程式做相應(yīng)修改，其它軌跡線方程不變。方程式修改如下：推程位移軌跡線方程。 （45）遠(yuǎn)休止角軌跡線方程。 （46）回程位移軌跡線方程。 (47)近休止角軌跡線方程。 (48)4.3 運(yùn)用pro/e進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)步驟4.3.1 創(chuàng)建新文件創(chuàng)建新文件步

23、驟如下：運(yùn)行pro/egineer wildfire.單擊“文件”工具欄中的“新建”工具，彈出“新建”對(duì)話框。點(diǎn)選“類型”選項(xiàng)組中的“零件”單選鈕，點(diǎn)選在“子類型”選項(xiàng)組中的“實(shí)體”單選鈕，并在“名稱”文本框中輸入“shuanglianyuanzhutulun”，取消勾選“使用默認(rèn)模板”復(fù)選框，單擊“確定”按鈕，彈出“新文件選項(xiàng)”對(duì)話框。選擇“mmspartsolid”模板，表示零件模型為實(shí)體，單位為mm（毫米）/n（牛頓）/s（秒）。單擊“確定”按扭完成設(shè)置【19】。4.3.2 創(chuàng)建用戶參數(shù)壓力角滾子直徑所需最大推力導(dǎo)程選擇下拉菜單“工具”“參數(shù)”命令，系統(tǒng)彈出如圖11所示的“參數(shù)”對(duì)話框。

24、圖11 “參數(shù)”對(duì)話框在對(duì)話框的“查找范圍”選項(xiàng)中，選擇對(duì)象類型為零件，然后單擊“+”按鈕。在“名稱”欄輸入?yún)?shù)名a，按回車鍵，選取參數(shù)類型為“實(shí)數(shù)”,在“數(shù)值”欄中，輸入?yún)?shù)a的值30，按回車鍵。用同樣方法創(chuàng)建用戶參數(shù)ft，設(shè)置為“實(shí)數(shù)”，初始值為500；創(chuàng)建用戶參數(shù)dd，設(shè)置為“實(shí)數(shù)”,初始值為40；創(chuàng)建用戶參數(shù)h，設(shè)置為“實(shí)數(shù)”，初始值為100。單擊對(duì)話框中的“確定”按鈕。4.3.3 創(chuàng)建曲線方程步驟如下：1 單擊“基準(zhǔn)”工具欄中的“插入基準(zhǔn)曲線”工具，彈出“菜單管理器”。2 單擊“菜單管理器”中“曲線選項(xiàng)”菜單中的“從方程”“完成”命令，進(jìn)入下一級(jí)菜單，并彈出“曲線：從方程”對(duì)話框。3

25、 根據(jù)系統(tǒng)提示，選取系統(tǒng)自定義的“prtcsysdef”作為坐標(biāo)系。單擊“菜單管理器”中“設(shè)置坐標(biāo)類型”菜單欄中的“笛卡爾”命令，將坐標(biāo)系類型設(shè)置為“笛卡爾”坐標(biāo)，并打開文件名為“rel.ptd”的記事本文件。4 將一個(gè)滾輪的推程位移曲線的笛卡爾坐標(biāo)方程添加到該文件中。單擊該記事本文件中的“文件”“保存”命令，將添加笛卡爾坐標(biāo)方程后的“rel.ptd”的記事本文件保存到原路徑下。再單擊“文件”“退出”命令關(guān)閉該文件，完成從動(dòng)件推程位移曲線笛卡爾坐標(biāo)方程的添加。如圖12所示：圖12 “rel.ptd”記事本5 單擊“曲線：從方程”對(duì)話框中的“確定”按鈕，完成從動(dòng)件推程位移曲線的創(chuàng)建。6 重復(fù)上述

26、步驟，分別輸入從動(dòng)件遠(yuǎn)休止、回程及近休止的位移方程式。7 重復(fù)以上步驟，完成另一條曲線的笛卡爾坐標(biāo)方程的添加。得到完整的從動(dòng)件位移曲線，如圖13所示：圖13 完整的從動(dòng)件位移曲線4.3.4 保存文件副本（iges格式文件）單擊菜單欄中的“文件”“保存副本”命令，彈出“保存副本”對(duì)話框。在“新建名稱”文本中輸入文件名“curve”，在“類型”選項(xiàng)框中選“iegs(*.igs)”格式，如圖14所示，單擊“確定”按鈕，彈出“輸出iges”對(duì)話框。圖14 “保存副本”對(duì)話框勾選“基準(zhǔn)曲線和點(diǎn)”復(fù)選框，同時(shí)取消勾選“曲面”復(fù)選框。單擊“確定”按鈕，完成iges文件副本的保存。4.3.5 創(chuàng)建凸輪實(shí)體設(shè)置

27、屬性。單擊“基礎(chǔ)特征”工具欄中的“拉伸”工具，彈出“拉伸”操作板。繪制拉伸曲面。 單擊“拉伸”操控板中的“放置”按鈕，彈出“放置”上滑板。單擊“定義”按鈕，彈出“草繪”對(duì)話框。選取基準(zhǔn)平面“front”作為草繪平面，其余選項(xiàng)接受默認(rèn)設(shè)置，單擊“草繪”按鈕，進(jìn)入草繪器。圖15 “關(guān)系”文本框單擊“草繪器”工具欄中的“創(chuàng)建矩形”工具，繪制一個(gè)矩形。單擊菜單欄中的“工具”“關(guān)系”命令，彈出“關(guān)系”文本框。此時(shí)繪圖區(qū)中的尺寸變?yōu)?。如圖15所示：在“關(guān)系”文本框中輸入以下關(guān)系式， (49)單擊“確定”按鈕，關(guān)閉“關(guān)系”文本框。此時(shí)繪圖區(qū)中的尺寸分別顯示為863.11（圓柱凸輪的周長(zhǎng)）、320.00 (圓

28、柱凸輪的長(zhǎng)度)、和100.00。如圖16所示：圖16 矩形設(shè)置拉伸深度。單擊“拉伸”操控板中的“指定深度拉伸”按鈕，并輸入拉伸深度80，單擊“確定”按鈕，完成凸輪基體的創(chuàng)建。4.3.6 創(chuàng)建凸輪凹槽特征設(shè)置屬性。單擊菜單欄中的“插入”“掃描”“切口”命令，彈出“剪切：掃描”對(duì)話框。定義掃描曲線單擊“菜單管理器”中的“掃描軌跡”菜單中的“選取軌跡”命令。在彈出的“鏈”菜單中，以此單擊“依次”“選取”命令。根據(jù)系統(tǒng)提示，按下“ctrl”鍵，在繪圖區(qū)中選取已創(chuàng)建的一條從動(dòng)件位移曲線作為掃描軌跡，單擊“完成”命令。單擊“正向”命令，確認(rèn)此方向，完成掃描軌跡定義。選擇屬性單擊“菜單管理器”中“屬性”菜單

29、欄中的“自由端點(diǎn)”命令，確定掃描軌跡線為開放狀態(tài)，單擊“完成”按鈕，完成屬性定義，系統(tǒng)再次進(jìn)入草繪器。繪制掃描截面單擊“草繪器”工具欄中的“創(chuàng)建矩形”按鈕，繪制一個(gè)矩形，單擊菜單欄中的“工具”“關(guān)系”命令，彈出“關(guān)系”文本框。此時(shí)繪圖區(qū)中的尺寸變?yōu)?，如圖17所示，即為與滾子接觸的長(zhǎng)度的兩倍，考慮計(jì)算、加工和裝配誤差，在計(jì)算的基礎(chǔ)上加，即接觸線長(zhǎng)度加。在關(guān)系文本框中輸入如下關(guān)系式， (50)圖17 “關(guān)系”文本框根據(jù)箭頭所指的方向，選取要?jiǎng)h除的區(qū)域，單擊“菜單管理器”中“方向”單中的“正向”命令，確定要?jiǎng)h除的方向，單擊“剪切：掃描”對(duì)話框中的“確定”按鈕，完成凸輪一個(gè)凹槽的創(chuàng)建。重復(fù)創(chuàng)建凸輪凹槽

30、特征步驟的。圖18 “關(guān)系”文本框單擊“草繪器”工具欄中的“創(chuàng)建矩形”按鈕，繪制一個(gè)矩形，單擊菜單欄中的“工具”“關(guān)系”命令，彈出“關(guān)系”文本框。此時(shí)繪圖區(qū)中的尺寸變?yōu)?。如圖18所示，在關(guān)系文本框中輸入如下關(guān)系式： (51)根據(jù)箭頭所指的方向，選取要?jiǎng)h除的區(qū)域，單擊“菜單管理器”中“方向”菜單中的“正向”命令，確定要?jiǎng)h除的方向，單擊“剪切：掃描”對(duì)話框中的“確定”按鈕，完成凸輪另一個(gè)凹槽的創(chuàng)建。如圖19所示：圖19 凸輪溝槽特征4.3.7 創(chuàng)建環(huán)形折彎特征設(shè)置屬性單擊菜單欄中的“插入”“高級(jí)”“環(huán)形彎折”命令，創(chuàng)建環(huán)形折彎實(shí)體特征。單擊“菜單管理器”中“選項(xiàng)”菜單中的“360”（定義折彎角度）

31、“單側(cè)”（在草繪平面的一側(cè)創(chuàng)建特征）“曲線折彎收縮”（折彎時(shí)，基準(zhǔn)曲線徑向收縮）“完成”命令。定義折彎對(duì)象單擊“菜單管理器”中“定義折彎”菜單中的“添加”命令。根據(jù)系統(tǒng)提示，在繪圖區(qū)中選取上一步創(chuàng)建的拉伸實(shí)體（或在模型樹中單擊“拉伸1”特征）和下表面作為要折彎的對(duì)象。定義折彎輪廓選取如圖20箭頭所示的平面作為草繪平面，單擊“菜單管理器”中“方向”菜單中的“正向命令，接受系統(tǒng)默認(rèn)的視圖方向。圖20 草繪平面單擊“菜單管理器”中“草繪視圖”菜單中的“缺省”命令，確定草繪參照平面。在草繪器中，單擊“草繪器”工具欄中的“創(chuàng)建參照坐標(biāo)系”工具，創(chuàng)建參照坐標(biāo)系。繪制如圖21所示的一條直線，作為彎曲軌跡，單

32、擊“完成”按鈕，退出草繪器。圖21 彎曲軌跡定義折彎長(zhǎng)度根據(jù)系統(tǒng)提示，選取如圖22箭頭所指的長(zhǎng)方體的兩平行端面以定義彎曲長(zhǎng)度，圖22 兩平行平面完成環(huán)形特征的創(chuàng)建，并完成圓柱凸輪的建模，如圖23所示：圖23 雙聯(lián)圓柱凸輪4.3.8 應(yīng)用編程的方法進(jìn)行參數(shù)輸入控制，已達(dá)到快速設(shè)計(jì)新產(chǎn)品的目的選擇“工具”“程序”命令，系統(tǒng)彈出“程序”菜單管理器。選擇“編輯設(shè)計(jì)”命令，系統(tǒng)彈出程序編輯器界面。在編輯器的input和end input語句之間加入以下內(nèi)容: “請(qǐng)輸入最大壓力角：” “請(qǐng)輸入最大推力：” “請(qǐng)輸入導(dǎo)程：” “請(qǐng)輸入滾子直徑：”如圖24所示：圖24 輸入程序4 完成后稱盤退出。當(dāng)系統(tǒng)提示“

33、要將所做的修改體現(xiàn)到模型中？”回答“是”。4.3.9 驗(yàn)證程序設(shè)計(jì)效果完成上一步操作后，系統(tǒng)彈出“得到輸入”菜單，選擇其中的“輸入”命令。在出現(xiàn)“input sel”菜單界面中，選中a、ft、h、dd這四個(gè)復(fù)選框，然后選擇“完成選取”命令。在系統(tǒng)提示“請(qǐng)輸入最大壓力角：30”時(shí)，請(qǐng)輸入35。在系統(tǒng)提示“請(qǐng)輸入最大推力：500” 時(shí)，請(qǐng)輸入600。在系統(tǒng)提示“請(qǐng)輸入導(dǎo)程：100” 時(shí)，請(qǐng)輸入200。在系統(tǒng)提示“請(qǐng)輸入滾子直徑：40” 時(shí)，請(qǐng)輸入40。此時(shí)系統(tǒng)開始生成新模型【20】，新模型如圖25所示： 圖25 新模型4.3.10 保存零件模型文件單擊“文件”“保存”，打開“保存對(duì)象”對(duì)話框，選擇

34、保存對(duì)象，單擊確定，完成文件保存。4.4 其它零件的參數(shù)化設(shè)計(jì)重復(fù)第四章的參數(shù)化設(shè)計(jì)步驟，建立相關(guān)零件的參數(shù)化設(shè)計(jì)如圖26所示：上軸(a) 上軸上軸瓦(b) 上軸瓦下軸(c) 下軸下軸瓦(d) 下軸瓦滾子(e) 滾子推桿(f) 推桿圖26 其它零件的參數(shù)化尺寸5 運(yùn)動(dòng)仿真與動(dòng)態(tài)分析5.1 仿真的準(zhǔn)備特征打開“shanglianyuanzhutulun”,插入兩個(gè)軸，軸為旋轉(zhuǎn)軸，軸為垂直平面并且與軸交與凸輪的底面，在交點(diǎn)處插入坐標(biāo)系，軸為方向，軸為方向，如圖27所示：圖27單擊“插入基準(zhǔn)曲線”按鈕，“從方程”“完成”“”“圓柱”，在記事本中輸入如下關(guān)系式：(52)重復(fù)步驟（2）在記事本中分別輸入

35、如下關(guān)系式： (53) (54) （55）5.2 元件的裝配步驟單擊“文件”“新建”。打開新建對(duì)話框，選擇“組件”選項(xiàng)，將組件名改為“zhuang-pei”，去掉“使用默認(rèn)模板”復(fù)選框前面的勾號(hào)，單擊確定，系統(tǒng)打開“新文件選項(xiàng)”對(duì)話框，在列表中選擇“mmns_asm_design”為模板，單擊確定【21】。單擊界面右端“創(chuàng)建圖元”圖標(biāo)，彈出“元件創(chuàng)建”對(duì)話框，選擇“骨架模型”，彈出“創(chuàng)建選項(xiàng)”對(duì)話框中選擇“創(chuàng)建特征”選項(xiàng)，單擊確定。在界面右端單擊“創(chuàng)建基準(zhǔn)軸”按鈕，彈出“基準(zhǔn)軸”對(duì)話框，選取asm_right基準(zhǔn)面，按住ctrl選取asm_top基準(zhǔn)面，單擊確定，創(chuàng)建的軸為a_1。再次打開“基

36、準(zhǔn)軸”對(duì)話框，選取asm_front，用鼠標(biāo)拖動(dòng)基準(zhǔn)軸的圖柄分別至asm_right，asm_top基準(zhǔn)面，偏移參照距離分別為和，創(chuàng)建的軸為a_2。單擊下拉菜單“窗口”“激活”。 單擊界面右端“將元件添加到組件”按鈕，選取“shuanglianyuanzhutulun.prt”單擊打開，在彈出的“元件放置”屬性欄中選擇“放置”，連接類型為“銷釘”，選取shuanglianyuanzhutulun.prt的運(yùn)動(dòng)軸a_1與組件參照選取asm_sket.part的軸a_1對(duì)齊，平移對(duì)齊選取元件參照為front面，組件參照為asm_front，單擊確定。單擊界面右端“將元件添加到組件”按鈕，選取“tu

37、i_gan.prt”單擊打開，在彈出的“元圖28件放置”屬性欄中選擇“放置”，連接類型為“滑動(dòng)桿”，選取tui_gan.prt的運(yùn)動(dòng)軸a_5與組件參照選取asm_sket.part的軸a_2對(duì)齊，平移對(duì)齊選取元件參照為曲面，組件參照為asm_right，單擊確定。裝配結(jié)果如圖28所示：?jiǎn)螕艚缑嬗叶恕皩⒃砑拥浇M件”按鈕，選取“xia_zhou_jing.prt”單擊打開，在彈出的“元件放置”屬性欄中單擊“放置”，約束類型選擇“匹配”，選取tui_gan.prt的拉伸面與xia_zhou_jing.prt的旋轉(zhuǎn)面，再單擊“新建約束”，約束類型選擇“插入”，選取tui_gan.prt的拉伸面與x

38、ia_zhou_jing.prt的旋轉(zhuǎn)面，如圖29所示,單擊確定。 圖29 圖30單擊界面右端“將元件添加到組件”按鈕，選取“xia_zhou_wa.prt”單擊打開，在彈出的“元件放置”屬性欄中選擇“放置”，連接類型為“銷釘”，選取xia_zhou_wa.prt的運(yùn)動(dòng)軸a_2與xia_zhou_jing.prt的軸a_3對(duì)齊，平移對(duì)齊選取xia_zhou_jing.prt的旋轉(zhuǎn)面與xia_zhou_wa.prt的旋轉(zhuǎn)面，如圖30所示,單擊確定。單擊界面右端“將元件添加到組件”按鈕，選取“yuanzhugunzi.prt”單擊打開，在彈出的“元件放置”屬性欄中選擇“放置”，連接類型為“銷釘”，

39、選取yuanzhugunzi.prt的運(yùn)動(dòng)軸a_2與組件參照選取tui_gan.prt的軸a_3對(duì)齊，平移對(duì)齊選取元件參照為旋轉(zhuǎn)曲面，組件參照為tui_gan.prt的拉伸曲面，單擊“偏距”輸入值為7.5。再單擊“新設(shè)置”，選擇連接為槽連接，直線上的點(diǎn)選擇shuanglianyuanzhutulun.prt上的藍(lán)色曲線和yuanzhugunzi.prt上的pnt0，單擊確定。 完后如圖31所示： 圖31 圖32單擊界面右端“將元件添加到組件”按鈕，選取“da_dian_pian.prt”單擊打開，在彈出的“元件放置”屬性欄中單擊“放置”，約束類型選擇“匹配”，選取tui_gan.prt的拉伸面

40、與da_dian_pian.prt的旋轉(zhuǎn)面，再單擊“新建約束”，約束類型選擇“插入”，選取da_dian_pian.prt的旋轉(zhuǎn)面與xia_zhou_jing.prt的旋轉(zhuǎn)面，如圖32所示,單擊確定。重復(fù)步驟，完成“da_luo_mu.prt”的裝配。裝配結(jié)果如圖33所示：.重復(fù)步驟，完成另一個(gè)圓柱滾子的裝配，裝配結(jié)果如圖34所示： 圖33 圖345.3 運(yùn)動(dòng)仿真單擊“應(yīng)用程序”“機(jī)構(gòu)”。單擊右邊工具欄“定義伺服電動(dòng)機(jī)”按鈕，在類型選項(xiàng)卡中選取“運(yùn)動(dòng)軸”，選擇“suanglianyuanzhutulun”的a_1軸，單擊“反向”。單擊“輪廓”“速度”，在“初始位置”中接受當(dāng)前位置，選取“?！睘?/p>

41、“常數(shù)”，在“a”輸入“20”，“應(yīng)用”“確定”。如圖35所示：?jiǎn)螕艚缑嬗叶说摹胺治龆x”按鈕，彈出“分析定義”對(duì)話框，接受默認(rèn)的名稱，選擇分析類型為“運(yùn)動(dòng)學(xué)”，輸入運(yùn)行時(shí)間為30，接受下面所有的默認(rèn)選項(xiàng)，單擊“運(yùn)行”按鈕，運(yùn)行完成后單擊“確定”按鈕，系統(tǒng)回到“定義分析”對(duì)話框，單擊“確定”按鈕。關(guān)閉“定義分析”對(duì)話框。點(diǎn)擊界面右端的“回放”按鈕，進(jìn)入“回放”對(duì)話框，點(diǎn)擊“播放”按鈕，查看運(yùn)動(dòng)情況。如圖36所示： 圖35 圖36單擊“捕獲”，接受默認(rèn)值單擊確定，制定視頻動(dòng)畫播放文件。見zhuang-pei.mpg.5.4 動(dòng)態(tài)分析單擊右邊工具欄“定義伺服電動(dòng)機(jī)”按鈕，在類型選項(xiàng)卡中選取“運(yùn)動(dòng)軸

42、”，選擇“suanglianyuanzhutulun”的a_1軸，單擊“反向”。單擊“輪廓”“速度”，在“初始位置”中接受當(dāng)前位置，選取“模”為“常數(shù)”，在“a”輸入“120”，“應(yīng)用”“確定”。單擊界面右端的“分析定義”按鈕，彈出“分析定義”對(duì)話框，接受默認(rèn)的名稱，選擇分析類型為“動(dòng)態(tài)”，輸入運(yùn)行時(shí)間為4，接受下面所有的默認(rèn)選項(xiàng)，單擊“運(yùn)行”按鈕，運(yùn)行完成后單擊“確定”按鈕，系統(tǒng)回到“定義分析”對(duì)話框，單擊“確定”按鈕。關(guān)閉“定義分析”對(duì)話框。單擊“生成分析的測(cè)量結(jié)果”按鈕，圖形類型選擇“測(cè)量與時(shí)間”，勾選“分別繪制測(cè)量圖形”，選擇結(jié)果集，單擊“繪制新測(cè)量”按鈕，進(jìn)入“測(cè)量定義對(duì)話框”。分量

43、選擇“z分量”，類型選擇“位置”，點(diǎn)選“tui_gan.prt”上端一點(diǎn)。如圖37所示,單擊“應(yīng)用”“確定”。圖37進(jìn)入“測(cè)量結(jié)果對(duì)話框”，單擊“繪制制定結(jié)果集所選測(cè)量圖形”，彈出“圖形工具”。得出推桿即從動(dòng)件的位移時(shí)間圖像【22】，如圖38所示：重復(fù)步驟，分量選擇“z分量”，類型選擇“速度”，點(diǎn)選“tui_gan.prt”上端一點(diǎn)。如圖37所示，單擊“應(yīng)用”“確定”。進(jìn)入“測(cè)量結(jié)果對(duì)話框”，單擊“繪制制定結(jié)果集所選測(cè)量圖形”，彈出“圖形工具”。得出推桿即從動(dòng)件的速度時(shí)間圖像，如圖39所示：重復(fù)步驟，分量選擇“z分量”，類型選擇“加速度”，點(diǎn)選“tui_gan.prt”上端一點(diǎn)。如37所示，單

44、擊“應(yīng)用”“確定”。進(jìn)入“測(cè)量結(jié)果對(duì)話框”，單擊“繪制制定結(jié)果集所選測(cè)量圖形”，彈出“圖形工具”。得出推桿即從動(dòng)件的加速度時(shí)間圖像，如圖40所示： 圖38 位移時(shí)間圖像圖39 速度時(shí)間圖像圖40 加速度時(shí)間圖像從圖38可知推桿的位移，推程時(shí)間為，遠(yuǎn)休止時(shí)間為，回程時(shí)間為，近休止時(shí)間為，這與運(yùn)動(dòng)要求相符，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性；從圖39可知推桿最大速度，速度曲線過渡不平滑，存在柔性沖擊，與設(shè)計(jì)相符；從圖40可知推桿最大加速度，加速度存在突變，進(jìn)一步驗(yàn)證機(jī)構(gòu)存在柔性沖擊。通過以上的分析可知：推桿的位移、運(yùn)動(dòng)時(shí)間、速度和加速度的變化規(guī)律，實(shí)現(xiàn)了在虛擬的環(huán)境中驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否符合要求，以便發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。6

45、 總結(jié)與展望6.1 小結(jié)本文介紹了雙聯(lián)圓柱凸輪的研究現(xiàn)狀和研究的目的意義以及應(yīng)用前景，根據(jù)雙聯(lián)圓柱凸輪的特殊結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和特殊運(yùn)動(dòng)要求，選擇了凸輪曲線，以最大許用壓力角、最大推力、滾子直徑、導(dǎo)程為4個(gè)基本參數(shù)，運(yùn)用pro/e進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，既不需計(jì)算滾子的修正軌跡，又能完全保證雙聯(lián)圓柱凸輪的特殊運(yùn)動(dòng)要求。運(yùn)用proe軟件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真與動(dòng)態(tài)分析，在虛擬的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，對(duì)于提高設(shè)計(jì)效率降低生產(chǎn)成本有很大的作用，對(duì)加工制造形成產(chǎn)業(yè)化規(guī)模有著重要的意義。6.2 展望圓柱凸輪經(jīng)歷了百年發(fā)展，從傳統(tǒng)低速凸輪設(shè)計(jì)發(fā)展到現(xiàn)在的高速度優(yōu)化凸輪設(shè)計(jì)，從手工設(shè)計(jì)到現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，隨著科技的發(fā)展，圓柱凸輪還將

46、繼續(xù)發(fā)展下去，以適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)的需要，盡管電子技術(shù)的發(fā)展, 某些設(shè)備的控制元件可以采用電子元器件, 但它們一般只能傳遞較小的功率, 而凸輪機(jī)構(gòu)卻能在實(shí)現(xiàn)控制功能的同時(shí)傳遞較大的功率, 因此, 凸輪機(jī)構(gòu)在生產(chǎn)中具有無可替代的優(yōu)越性, 尤其在高速度、高精度傳動(dòng)與分度機(jī)構(gòu)及引導(dǎo)機(jī)構(gòu)中, 更有突出的優(yōu)點(diǎn)。致謝經(jīng)過3個(gè)多月的艱苦努力，我設(shè)計(jì)的雙聯(lián)圓柱凸輪與實(shí)體建模終于設(shè)計(jì)完成了。在這期間，孫老師給予了我非常大的幫助和指導(dǎo)，才使我能順利完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。剛開設(shè)計(jì)時(shí)，由于在大學(xué)期間一直學(xué)習(xí)的是理論方面的知識(shí)，很少有實(shí)踐檢驗(yàn)的機(jī)會(huì)。第一次做這種獨(dú)立性強(qiáng)而且非常全面的設(shè)計(jì)，對(duì)我來說，難度很大。我對(duì)設(shè)計(jì)的順序以及在

47、許多方面考慮的仍不周到，就使自己的設(shè)計(jì)不斷地修改、完善，浪費(fèi)了不少時(shí)間。后來在各位老師的耐心指導(dǎo)下開始慢慢找到正確思路，學(xué)到了很多東西并有了一些成果。向所有關(guān)心我的老師和同學(xué)以及在工作上和學(xué)習(xí)上幫助過我的人們表示衷心的感謝！由于本人能力有限，再加上這次畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間上比較倉促，所以不足之處在所難免，懇切希望各位老師們批評(píng)指正。參考文獻(xiàn)【1】 莫亞梅.凸輪機(jī)構(gòu)研究的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)j.南通工學(xué)院學(xué)報(bào),15（1）,1999-03,21.【2】 tesar, matthew g k. the dynamic synthesis, analysis, and design of modeled cam s

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