毕业论文-凸轮机构建摸，受力分析和运动仿真与分析研究(6)

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3 凸轮机构的三维造型及仿真

3.1引言

械仿真是一项新兴的技术,主要是指使用计算机来模拟和分析真实事物的运动和变化过程,并获得相应的结果。仿真技术对现代工程和产品的设计、研发具有突出的指导意义,通过仿真提供的虚拟环境可以完成以前需要强大硬件支持的实验,不仅大大节约了成本,而且缩短了产品的设计和分析周期,提高了工作效率。Pro/E的参数化设计、基于特征、全相关等设计理念改变了机械CAD/CAE/CAM的传统观念,被广泛应用于机械设计、机械装配、系统仿真和模具设计等领域PTC推出的Pro/E Wildfire2.0,其模拟等模块的功能得到了进一步加强,它通过支持驱动式动力和基于动力的全3D动态仿真,评估和优化运动部件。工程师可以轻松制作形象的CAD几何体动画,而不是用数学关系计算和评估零件在运动中受到的力、速度和加速度,建立弹簧和阻尼器模型,以及模拟冲击和碰撞等等。而通过回放结果,用户可以清晰地得到诸干涉区域、运动包络、负荷与接触点的图形表示等重要动态特性。以下通过实例介绍Pro/E机械仿真的设计方法和过程。

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3.2凸轮机构的三维造型

3.2.1凸轮机构各零件的实体造型

本次设计采用Pro/E 2.0软件进行设计，首先通过第2章的介绍，确定从动件的运动规律，利用凸轮轮廓的函数表达式创建图形基准，通过Pro/E中的命令绘制出凸轮轮廓，通过拉伸生成凸轮实体；其次，根据设计好的凸轮基圆半径，确定滚子的曲率半径，在Pro/E中绘出并生成实体；再次连接滚子从动件盘形凸轮机构；最后进行仿真。现表示为下图：

确定凸轮机构从动件的 运动规律 对凸轮机构进行三维造型，绘制凸轮机构实体 进行凸轮机构的仿真分析 通过第2章的分析与计算，现取凸轮参数如下：基圆半径h

，厚度b

，滚子半径

，

，从动件升程

,推程运动角、远休程运

动角、回程运动角、近休程角分别为

。

根据公式,,得到凸轮的轮廓方程为：

,(0

远休程凸轮轮廓方程为：

,(

回程凸轮轮廓线方程为：

)；

)

， (

近休程凸轮轮廓方程为：

，(

)。

);

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有了凸轮轮廓方程及需要的参数，就可以进行凸轮机构的三维造型了。

首先打开Pro/E 2.0界面的时候，点击文件菜单下的新建命令，选择零件，在右边对话框内选择实体，然后确定，得到我们绘制凸轮廓线的截面。分别如图3-1，3-2。

图3-1 图3-2

然后，在插入菜单下选择模型基准命令中的曲线命令，在弹出的对话框中选择从方程命令，然后定义坐标系为笛卡尔坐标系（如图3-3），然后定义方程，在弹出的记事本对话框中，输入上入凸轮轮廓方程，然后保存到原文件，单击确定，则会生成凸轮的轮廓曲线。

然后使用Pro/E自带的拉伸的命令生成凸轮实体。 接着用同样的方法画出滚子和连杆即可。

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3.2.2各零件的连接

重新打开Pro/E软件，在新建命令中选择组件，如图3-4所示。

图3-4 图3-3

然后用

命令先将连杆插入到软件中，将连杆定为基础主体。单击“确定”接受

该定义。接着将滚子插入到软件中，，选择移动命令中的平移命令，使得滚子与连杆的连接处接触，选好接触定义面，在连接选项中，选择销钉连接，使滚子和连杆想固定。如图3-5所示。最后将凸轮实体用同样的方法定义到软件中，最终形成滚子从动件盘形凸轮机构。

最后确定连接是否完成，有无连接错误的地方，单击“确定”完成零件的连接。最后的凸轮机构如图3-6所示。

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图3-5

图3-6

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