基于ProE的CNC自动换刀装置组合凸轮机构建模及仿真研究
基于PRO_E的凸轮机构结构设计及其运动仿真分析_毕业设计正文
湖北文理学院毕业设计(论文)正文题目基于PRO/E的凸轮机构结构设计及其运动仿真分析专业机械设计制造及其自动化班级姓名学号指导教师职称┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊基于Pro/E的凸轮机构的结构设计及其运动仿真分析摘要：凸轮机构是机械中一种常用的机构，它结构简单，紧凑，工作可靠，设计方便，利用不同的凸轮轮廓线可以使从动件实现任意给定的复杂运动规律。
同时它兼有传动，导向和控制机构的各种功能和优点。
因此在包装机，纺织机，印刷机，内燃机以及农业机具等具有广泛的运用。
传统的凸轮设计有图解法和解析法，图解法形象直观，结构简单，但是手工作图选取的等分数有限，误差较大，较繁琐。
解析法设计虽然解决了凸轮设计的精度问题，但是要得到完整的凸轮轮廓线需要建立复杂的数学公式，编制复杂的程序，编程和计算工作量大。
总之，传统的运动分析法是一种间断的，静态的分析方法。
本文利用Pro/E强大的三维实体建模功能，建立凸轮机构的装配模型，然后进行运动学分析，仿真凸轮机构的运动情况，最后将所设置的构件的位移，速度，加速度变化情况以表格形式输出，通过修改仿真模型的参数，快速的修改和优化设计方案。
关键词：凸轮机构；Pro/E；三维建模；运动仿真。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊The cam mechanism based on Pro/E structure design andkinematics simulation analysisAbstract:the cam mechanism is a kind of commonly used mechanical mechanism, it has the advantages of simple structure, compact structure, reliable work, convenient design, using different cam contour line allows the follower to realize any given motion law of complex. At the same time it has the drive, guide and control mechanism of the various features and advantages. So in the packaging machine, textile machine, printing machine, internal combustion engines and agricultural machinery is widely used. The traditional cam design graphic method and analytic method, graphical method is visual, simple structure, but the chart manually selected score is limited, the error is large, complex. Analytic design method solves the problem of precision cam design, but to get the full cam contour line need to build a complex mathematical formula, the preparation of complex procedures, programming and calculation. In short, the traditional motion analysis is a kind of discontinuous, static analysis method. In this paper, using Pro/E powerful3D entity modeling function, establish the cam assembly model, then analyses the kinematics simulation of cam mechanism, motion, the setting member of displacement, velocity, acceleration in form of output, by modifying the parameters of the simulation model, rapid modification and optimization design.Key words: cam mechanism; Pro/E;3D modeling; motion simulation.┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊目录1前言 (1)1.1本课题研究的目的和意义 (1)1.2国内外的研究现状及发展趋势 (2)1.3研究的主要内容、途径和技术线路 (3)2凸轮轮廓线的设计 (4)2.1凸轮机构的分类 (4)2.2从动件的运动规律及选取原则 (4)2.3凸轮轮廓线的设计 (5)2.3.1凸轮轮廓线设计方法的基本原理 (5)2.3.2凸轮轮廓曲线的计算 (5)2.4凸轮机构基本尺寸的确定 (7)2.5滚子半径的选择 (8)3凸轮机构的实体建模与装配 (10)3.1Pro/E软件简介.............................. 错误！未定义书签。
基于ProE软件数控加工仿真方法的应用与分析
工序后，经过NC检测进行数控加工仿真，结果如图
5所示。最终的NC检测
序号 加工内容加工方式 刀具
进给 mm/min
转速 r/min
凸模粗 体积块
010
加工
加工 端铳刀
150
950
凸模侧 体积块
010
2 壁粗加工 加工
端铳刀
150
950
凸模侧
«8
Yang Yanbo
(School of Numerical Control Engineering,Shaanxi Polytechnic Institute,Xianyang Shaanxi 712000 ,China)
Abstract:This paper introduces how to use Pro/NC module of Pro/E software to simulate NC machining by screen demonstration, NC detection and VER1CUT software. In addition , the tool path of NC mac hi ning is simulated and the rationality of process setup is analyzed. Key words: Pro / E ； NC machining simulation ；Tool path
X-ACSO J J OPT [MILL]
+忑I拉伸1 [MILL_VOL_1 -诜削体积〕
占体积块枕IW [OPT]
*
剖面酬〔OPT]
£卫3打孔【OFT】
♦在此插入
图2 Pro/NC数控加工设置和毛坯
本科毕业设计---基于proe简单零件的造型及数控仿真加工机械设计制造及其自动化
编号:毕业论文(设计)题目基于Proe简单零件的造型及数控仿真加工专业机械设计制造及其自动化教学单位德州学院机电工程系二O一二年05月03日摘要鼠标上盖是流线形结构,使用二维绘图难以描述，本课题采用Pro/E软件对鼠标上盖制品及模具进行了三维造型，结合生成凸凹模的结构等因素，生成刀具轨迹；在仿真加工结果无误后，使用后置处理程序选取相应的配置文件，将刀具轨迹转化为数控机床可以识别的NC 程序，为更加高速、快捷的造型、生产提供了一种切实可行的办法。
生成的NC程序可以利用DNC方式传输给数控机床进行三维加工。
关键词:鼠标上盖Pro/E 数控加工后处理目录第一章引言 (1)1.1研究意义及内容 (1)1.2概述 (2)3.3总结 (4)第二章鼠标上盖的三维造型 (5)2.1 创建新零件 (5)2.2创建双向拉伸曲面 (5)2.3创建落下曲线的参照草绘曲线 (6)2.4创建落下曲线 (6)2.5创建鼠标顶面的轮廓曲线 (7)2.6创建两条自由曲线 (7)2.7将自由曲线混合成自由曲面 (8)第三章鼠标上盖分模 (9)3.1创建模具 (9)3.2模具布局 (10)3.3设置收缩率和创建工件 (13)3.4创建工件 (14)3.5创建分型面 (15)3.6分割模具体积块 (18)3.7创建体积块零件 (19)第四章鼠标上盖模具的数控加工工艺分析 (20)4.1图形分析 (20)4.2加工工艺分析 (20)4.3加工工艺卡 (21)第五章鼠标上盖的数控模拟加工 (22)5.1创建工艺文件 (22)5.2制造设置 (23)5.3进行退刀设置 (24)5.4创建铣削加工窗口 (24)5.5鼠标上盖凸模数控加工及模拟加工 (24)5.6鼠标上盖凹模数控加工及模拟加工 (35)第六章结论 (41)6.1 工作小结 (41)6.2 工作展望 (41)6.3 谢辞 (41)参考文献: (42)第一章引言1.1研究意义及内容（1）课题的意义制造业是国民经济的命脉，机械制造业又是制造业中的支柱与核心。
自动换刀装置凸轮机构的设计及实体建模
…
Ｋｅ ｒ ｓＣａ ｍｅｈ ｎｓ Ｓ ｌ ｗｏ ｋ ； ＯＳ ｙｗｏｄ ： ｍ ｃ ａ ｉ ｍ；ｏｉ ｒ ｓＣ ＭＯＳ ｔ ｎ Ｓ ｌ ｌｉｇ ｄ Ｍｏｉ ；ｏｉ ｍｏｄｎ ｏ ｄ
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中 图分类 号 ：Ｈ１２ 文 献标 识码 ： Ｔ ３ Ａ
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凸轮和平面沟槽 凸轮组成 ， 中弧面凸轮实现换刀机械手的旋转 其 运动， 平面沟槽凸轮实现机械手 的直线往 复运动 。该凸轮机构的
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７ 。 ２５
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图 ｌ弧 面 凸 轮 和平 面 沟槽 凸轮 的 运动 循 环 图
础上 ，根据机械手 的直线往复运动规律 ，利用 Ｓｌ ｗ ｒｓ ｏ ｄ ｏｋ 软件 中 ｉ
弧 面凸轮机构要求所选用 的运动 曲线 必须保证运动平稳 、
特 Ｊ 将 弧 面 凸轮 和 平 面沟 槽 凸 轮设 计 为 一 体 ， 是 即在 弧 面 凸 轮 的
Ｊ
端 面上加工 出平面沟槽 凸轮 。此结构 的整体优点是布局紧凑 ， 重
基于pro-e的凸轮设计与仿真
凸轮组件的装配
组件装配
伺服电机的创建
机构的运动( 动画)
谢谢各位老师参与我的答辩
通过样条曲线构建的轮廓
第二章 凸轮的实体建模
第三章 凸轮加工仿真
1.建立凸轮的毛坯，基 于本设计中凸轮形状， 设计用长方体的毛坯。 2.先精加工出凸轮的中 轴，然后基于轴孔装卡。 3.采用指状铣刀进行加 工，刀具半径 24 。
加工仿真界面
仿真过程视频
第四章 机构运动仿真
1.进入装配模型 2.安装支座、凸轮轴、凸轮、连杆等组件 3.进入机构分析界面建立驱动 4.建立凸轮与从动件连接 5.结果分析
第一章 凸轮的设计
1.结构的总体设计 2.从动件运动规律的计算 3.凸轮机构基本尺寸设计 4.凸轮轮廓设计 5.凸照设计要求，将凸 轮极坐标半径（E列 ）、凸轮对应转角值 代入电子表格，通过 公式运算计算出在笛 卡尔坐标的凸轮轮廓 点坐标。（F列为横 坐标，G列为纵坐标 ）
Pro-e5.0功能介绍
• • • • • • • 1、界面 2、草绘功能 3、建模功能 4、意外退出自动保存。 5、打印可以预览 6、可以计算曲面的质量 7、数控加工与先前版本有所区别
草绘功能
本设计中创建的凸轮立体模型
数控仿真
设计规划
一、凸轮的参数设计 二、凸轮零件的实体建模 三、凸轮加工仿真 四、凸轮装配 五、凸轮的运动仿真 五、零件的数控加工及 NC代码的自动生成
基于pro/e的凸轮设计与模拟加 工仿真
设计人：穆海华
PRO/E简介
Pro/ENGINEER是美国PTC公司所开发的3D实 体模型设计系统,是现代CAD技术发展中的 里程碑。它属于高端的CAD软件,支持复杂 产品开发的多方面需求。与其他同类的设 计软件相比,Pro/ENGINEER不仅功能强大,而 且易学易用,尤其是Pro/ENGINEER的Wildfire 更适合初学者使用。在Pre/ENGINEER提供 的各种功能中,建模(即构建空间实体)是最基 本的应用。
用proe做机构仿真 ---凸轮机构
用proe做机构仿真---凸轮机构使用proe做一个凸轮机构本文介绍用proe做机构的方法。
做一个最简单的凸轮机构需要三个实体(如图一）。
凸轮cam、滑块block，承载板base。
如果不想画这三个part，可下载。
开始制作：1、设置工作目录。
2、新建一个asm组合件。
3、安装基板base:Component-Assemble-从弹出的对话框中选择base.prt-open,从图二所示的装配面板中选择-选OK。
即完成第一个另件base的装配。
4、安装凸轮：Component-Assemble-从弹出的对话框中选择cam.prt-open,从图二所示的装配面板中点选Connections出现连接面板（图三）。
（图三）5、接上一步做销钉Pin连接：从绘图区点选凸轮上的圆柱体的圆柱面、接着点选base上10mm孔的圆柱机，紧接着分别点选凸轮与基板的两个接触平面，在连接面板输入值为0。
应该象下图这个样子后先OK完成销钉的连接。
好了，到这一步我们终于做完了第一个机构了。
事实上用这两个part就可做动画了。
下面先试一下一个关键帧动画。
proe提供两种方式做动画，一个是纯动画，好象Flash那样使用关键帧。
另一种是使用驱动方法，下面先介绍一下纯动画的制作方法。
我们要做的事情是使这个凸轮转动。
a、从菜单上选Applications，从下拉菜单中选择Animation(注：如果没有出现Animation,是因为没有安装动画模块，那么这一步做不成，请先安装好动画模块），出现如图动画控制工具箱。
b、点选动画工具箱中的拖拽工具,出现Drag面板如下图。
在Drag面板中点选照相机按钮，这样就创建好了第一个原始位置的关键帧照片。
再拍一次，作为最后一帧。
c、在绘图区直接拖拽凸轮，使其顺时针旋转90度左右，然后点相机按钮拍一次照。
d、重复第上一步分别在180度270度拍一次照。
e、在Drag面板中将Snapshot2改为Snapshot6.-close。
用ProE建立凸轮模型
1.引言随着机械设备自动化能力的不断提高，作为自动化机构中的一种——凸轮机构，其在机械设备中用运越来越广泛，但由于其控制运动异常复杂且控制精度要求很高，因此给凸轮机构的设计和加工造成困难，运用传统凸轮机构的设计方式，其设计周期较长且难度相当大。
现介绍一种运用Pro/E软件来完成凸轮机构设计及验证的有效方法，在自动机构设计方面不失为一种值得推广的设计新思路。
2.造型分析凸轮按照其使用功能和形状可分为圆柱凸轮、盘形凸轮和移动凸轮。
从凸轮的原理来分析，凸轮的轮廓形状取决于从动件的运动规律，运动规律就是设计凸轮时的设计目标。
因此必须寻找一种可以将从动件的运动规律与凸轮的轮廓形状很好的联系起来的设计方法。
因此，可以用运Pro/E软件中的图形(GEAPH)命令作出从动件的位移线图，在应用Pro/E软件中提供的变截面扫描命令利用关系式将刚才所做的图形加载到截面的某个尺寸上，在扫描的过程中，截面会随着从动件的位移线图而不断改变，当扫描完成360°后，整个凸轮的形状就完成了。
3.造型过程以下就一个盘形凸轮的造型过程详细说明此种凸轮的设计思路。
零件如图1所示。
图1 盘形凸轮零件图步骤1：基础特征造型使用拉伸命令作一圆柱形基础特征，草图和拉伸后的特征如图2所示。
图2 草图及拉伸特征步骤2：创建方程曲线在“基准” 工具栏中单击“插入基准曲线”按钮，在弹出的菜单管理器中选则“从方程”选项，单击“完成”，如图3中所示。
弹出“曲线”对话框和次级菜单。
根据系统提示选择系统默认坐标系PRT_CSYS_DEF。
在下一级菜单中选择“笛卡尔”坐标系(如图5、6所示)，随后弹出记事本中定义曲线方程，该方程就是从动件的位移曲线方程，根据设计的不同，可编写不同的曲线方程。
图3 曲线菜单 1图4 “曲线”对话框图5 曲线菜单2图6 曲线菜单 3在记事本输入图5所示的方程，保存并退出记事本。
图7 曲线方程图8 生成的曲线(图中红色部分)选择菜单“文件/保存副本”，保存格式为IGES，给定输出名称“cuve1”，在随后弹出的“输出IGES”对话框中选则“基准曲线和点”复选框，单击确定，完成IGES文件输出。
基于ProE的凸轮零件的参数化建模
２・
科 技 论 坛
基于 Ｐ ｒ ｏ Ｅ 的凸轮 零件 的参数化建模
季 恺
（ 秦州机 电高等职业技 术学校 ， 江苏 秦州 ２ ２ ５ ３ ０ ０ ）
摘 要： 运用 Ｐ ｒ ｏ Ｅ软件 ， 可以利 用凸轮零件的轮廓曲线关 系完成图形特征和轮廓 曲面的创 建， 所 以能够确保零件 的设计精度。基于 这种认识 ， 本 文对基 于 Ｐ ｒ ｏ注这一话题的人们提供参考 。 关键 词 ： Ｐ ｒ ｏ Ｅ ； 凸轮 零件 ； 参数化建模
Ｐ ｒ ｏ Ｅ为 三 维 Ｃ Ａ Ｄ ／ Ｃ Ａ Ｍ 参 数 化 软 件 系 统 ，拥 有 相对 丰富的功能，能够在汽 车和机械零件设计 中得 到应用。 利用该软件进行零件的参数化建模 ， 能够使 用单一数据库完成 特征相关性 问题 的解决 ，所 以能 够为零件设计 提供便利 。 而在凸轮设计 中， 轮廓 曲线 创建是关键的设计 环节 。 因此 ， 相关人员有必要对基 于Ｐ ｒ ｏ Ｅ的凸轮零件的参数化建模问题展开研究 ， 以 便更好 的完成凸轮的设计 。 １基 于 Ｐ ｒ ｏ Ｅ的零 件 参 数 化 建 模 方 法 使用 Ｐ ｒ ｏ Ｅ软件进行零件 的参数化建模 ， 需 要先 利 用零件 尺 寸的约 束与关 系式进 行平 面草 图 的设 计。 而 由于软件本身有 自动提取系统参数的功能 ， 所 图 １ 凸轮零件的三维造型与轮廓展开 图 以能够通过输入尺寸进行草图的约束 ，然后将尺寸 约束和草 图当成是 特征参数保存和利用 。利用软件 的尺寸修改 功 方向进行对称于 中心线的矩形图元的绘制 ， 则能够得 到基 本的轮廓 能， 则 能够建立尺寸 间的关系式 ， 从 而利用这些 内容实现尺 寸的驱 造型。此时 ， 需要将 图元竖直 尺寸修改为 “ ５ ０ ” ， 然后 在菜单 中进 行 动。而作 为基 于特征 的建模技术 ， Ｐ ｒ ｏ Ｅ软件本身带有标准件的零件 “ Ｔ具 一关 系” 的选择 ， 并且在 弹出 的对 话框 中输入 “ ｓ ｄ ４ ＝ ｅ ｖ ａ ｌ ｇ ｒ ａ ｐ ｈ 库。根据零件 库中的标准 ， 然后通过编辑和尺寸驱动等方式进行设 （ “ Ｃ Ａ Ｍ Ｇ Ｒ Ａ Ｐ Ｈ” ， ３ ６ ０ ＊ ｔ ｒ ａ ｊ ｐ ａ ｒ ） 一 ５ ０ ” ， 则 能够 完成关系式 的输 入。退 出 计意图的传达 ， 则能够通过创建特征集功能实现对建模特征的约束 草绘后 ， 以“ 实体 ” 方式就 能够完成轮廓造型的创建。 和管理 。而利用特 征参数 和表达式之 间的数据传递关 系 ， 则能够使 ２ ． ４凸缘 的创建 表达式的设计 意图得 到进一步提高 。最后 ， 通过关系式进行零部件 在创建 凸缘时 ， 需要单击 “ 拉 伸” 命令， 然后进行 轮廓造 型上表 尺寸 的编辑 ， 则 能够达到产 品的设计要 求 ， 如图 １ 所示 为凸轮零件 面 的选取。以该平 面为草绘平面 ， 然后 进行“ 偏移 ” 命令 中“ 环” 方式 的三维造型与轮廓展开图。 的选取 ， 则可 以将 轮廓表面边线 向里偏 “ ５ ” 。再次 点击 “ 使用 ” 中的 ２ 基于 Ｐ ｒ ｏ Ｅ的凸轮零件的参数化建模 “ 环”方式 ，则能够完成轮毂表面边线 的复制 。而将盲孔深度 改为 … ３’ ， 就能够利用除料方式完成 凸缘结构造型的创建 。 最后 ， 需要完 ２ ． １ 轮 毂 的创 建 使用 Ｐ ｒ ｏ Ｅ软件对盘形凸轮零件进行参数化建模 ，首先需要完 成拉伸 除料特征 的再 次选取 ， 然后 以 Ｔ Ｏ Ｐ基准平面 为镜像平 面 ， 则 成轮毂 的创建 。由零件的三维造型和轮廓展开图可知 ， 凸轮起止点 能够 完 成 另 一 侧 凸 缘 造 型 的 创建 。 有一致的位置 ， 并且其水平 直线和 曲线相切 ， 所 以凸轮在起止点 的 ２ ． ５轴 孔 的加 工 交汇处 能够实 现平滑过渡 。 在创建 轮毂时 ， 需要点击“ 拉伸” 命令 ， 然 在对 凸轮 的轴孔进行 加工时 ， 需要点击 “ 孔” 这 一命令 ， 并 且将 需要进行 圆中心基准轴的 后进行 Ｔ Ｏ Ｐ基准平面 的选取 。以该平面为草绘平面 ， 然后 围绕坐标 轮毂上表面 当成是孔的放置平面。此时 ， 系原点进行 直径为“ １ ０ ０ ” 的草图圆的绘制 ， 则能够 完成轮毂 的初步 拾取 ， 并且将其当成是定位 中心 ， 然后将孔径修改 为“ ５ ０ ” ， 则能够利 造型 。在此基 础上 ， 将 拉伸方式设置 为“ 对称 ” ， 然 后将尺寸修 改为 用“ 穿透” 方式完成轴孔加工。 “ ６ ０ ” ， 则能够完成凸轮轮毂的创建 。 ２ ． ６ 键槽与倒角的加］ ＿ ２ ． ２轮廓展开图的创建 加工键槽 时 ， 需 点击 “ 拉伸 ” 命令 ， 然 后选取轮毂 上表面进 行矩 在创建 凸轮 轮廓的展开 图时 ， 需要选择菜 单中 的“ 插入 一模型 形草图绘制 ， 并利用“ 穿透 ” 方 式完成键槽加工＿ 引 。此外 ， 加工轴孔倒 基准 一图形 ” 命令 ， 然 后利用 “ Ｃ Ａ Ｍ Ｇ Ｒ Ａ Ｐ Ｈ ” 进行 图形 特证名 的命 角时 ， 需点击 “ 边倒角 ” 命令， 然后进行两侧边线拾取 ， 并且键入倒角 ２ ” 。 名。 在此基础上 ， 需要在草绘窗 口界面进行“ 坐标系” 命令的选取 ， 然 距 值 “ 后进行草绘坐标系的创建。需要 注意的是 ， 坐标系 的创建需要选取 ３ 结 论 适 当的位置 ， 并且需要完成经过坐标系的水 平中心线 的绘制Ⅲ 。 在绘 总之 ， 使用 Ｐ ｒ ｏ Ｅ软件进行 凸轮零件造 型创建 ， 能够利用零件参 精确建模。 因此 ， 相信在零件加工制造 中， Ｐ ｒ ｏ Ｅ 制 中心线时 ， 需要 选取 “ 样条 ” 命令 ， 然后 在 中心线上 方完成具有 ７ 数实现零件 的快捷 、 个 型值点 、 草绘 坐标 系竖 直对其样条线 和起始点 的绘制 。在此 基础 软件能够得到较好的应用 。 上， 还要在 曲线两端完成 长 ２ ０左右的水平直线的绘制 ， 并 且将其转 参 考 文献 在三维（ Ｐ Ｒ ０ Ｅ ） 环 境 下 的 凸轮 设 计 方 法 探 讨 【 Ｊ １ ． 科技 创 新 与 换 为“ 构建线” 。而在 曲线的两个端点处 ， 还要约束样 条曲线分别与 … 张 完 郎＿ 相连直线相 切。 最后 ， 以样条线 轮廓将草 图展开 ， 则能够创建 出图形 应 用 ， ２ ０ １ ５ ． １ ９ ： １ ４ ０ ． 特征“ Ｃ ＡＭ Ｇ Ｒ Ａ Ｐ Ｈ” 。 ｆ ２ １ 顾 吉仁， 齐菊． 基于Ｐ Ｒ Ｏ Ｅ的参数 化建模 方法及三维零件库的创建
基于proe的凸轮机构设计和仿真
目录中文摘要 (I)英文摘要 (II)第1章任务与课题条件 (1)1.1任务 (1)1.2课题条件 (1)第2章凸轮机构及PRO/E简介 (2)2.1凸轮机构简介 (2)2.2 PRO/E简介 (7)第3章盘形凸轮创建过程 (10)3.1新建零件 (10)3.2创建拉伸特征 (10)3.3创建方程曲线 (10)3.4创建图形特征 (11)3.5创建可变剖面扫描特征 (12)3.6创建孔特征 (12)第4章其余零件设计 (14)4.1从动杆设计 (14)4.2连杆设计 (14)4.3滑块设计 (15)第5章装配 (16)第6章机构仿真 (17)6.1定义凸轮从动连接机构. (17)6.2添加驱动器 (17)第7章运动分析及结果分析 (20)7.1运行分析 (20)7.2结果回放 (21)7.3结果分析 (22)结论 (25)参考文献 (26)致谢 (27)摘要机械产品的运动分析和仿真在机械产品的设计中是不可缺少的重要环节。
在各类机械的传动结构中，凸轮结构有着广泛的应用，根据凸轮机构的设计原理，提出了在pro/e 中实现凸轮设计及实体造型的方法,并主要利用Pro/e Wildfire的运动学分析模块Mechanism对凸轮机构进行了运动学分析和仿真，这对凸轮机构的优化设计将提供较大的帮助。
本文通过对对心直动尖顶盘型凸轮机构进行运动仿真分析，更加明确了该机构的优缺点，对于该机构的优化设计以及该机构以后的用途将提供指导作用。
关键词：凸轮机构 Pro/E 运动仿真运动分析AbstractSimulation technology in the mechanical products design plays an important role. In some mechanical transmission structures,the cam mechanism is used widely, Introducs the method of cam design and modeling in Pro/E,and mainly expiains the kinematics analysis and the simulasion by using Pro/E Wildfire Mechanism ,it will provide useful help to the optimized design of cam mechanism. This article through to the heart of translational knife-edge plate cam mechanism motion simulation analysis, more clearly the advantages and disadvantages, for the optimal design of the mechanism as well as the agency later use will provide guidance.Key Words：cam mechanism ;Pro/E;motion simulation;motion analysis第1章任务与课题条件1.1 任务为了对凸轮机构进行更好的优化设计以及对凸轮机构以后的应用起指导作用，因此基于pro/e对盘型凸轮机构进行设计与运动仿真，并对速度和加速度进行分析，研究该盘型凸轮机构的运动情况，并对该凸轮机构以后的应用作出预测。
基于ProE的凸轮机构运动仿真
本文将以凸轮机构为例介绍其运动仿真的过程， 该凸 轮机构由凸轮、连杆、摆杆 １、摆杆 ２、机架五个零件构成。
2 0 1 2. 0191 （ 中下 旬 刊 ）
观理察工
基于 Ｐｒｏ／Ｅ 的凸轮机构运动仿真分析
中 图 分 类 号 ：Ｇ７１２
郭丽
（南京信息职业技术学院 江苏·南京 210046）
文 献 标 识 码 ：Ａ
文章编号：１６７２－７８９４（ ２０１２） ３３－００９１－０２
摘 要 凸轮机构是各类机器中广泛使用的传动机构，本 文 通 过 Pro/E 软 件 对 凸 轮 机 构 的 实 体 建 模 和 运 动 仿 真 分 析，得到了摆杆的位移、速度、加速度的运动曲线，简化了设 计过程，提高了设计效率。 关键词 凸轮机构 Pro/E 运动仿真 运动分析 Motion Simulation Analysis of the Cam Mechanism with Pro/Engineer // Guo Li Abstract The cam mechanism is a kind of drive mecha－ nisms, is widely used in various types of machines. The ar－ ticle introduces the model and motion simulation analysis of the cam mechanism with the Pro/E software, gains the dis－ placement, speed and acceleration curves of rocker, simpli－ fies the design process, improves the design efficiency. Key words the cam mechanism;Pro/E;motion simulation;mo－ tion analysis Author＇s address Nanjing College of Information Technolo－ gy,210046,Nanjing,Jiangsu,China
基于ProE的CNC自动换刀装置组合凸轮机构建模及仿真研究
学号14071900465毕业设计(论文)题目：基于Pro/E的CNC自动换刀装置组合凸轮机构建模及仿真研究作者胡庆届别2011 届院别机械工程学院专业机械设计制造及其自动化指导教师谭华职称讲师完成时间2011年5月摘要文章首先对目前主流三维设计软件 Pro/Engineer 主要特性进行分析研究，了解计算机仿真的概念、特点及其应用；接着，针对CNC自动换刀系统，着重分析了其双半球形滚子齿式弧面凸轮分度机构结构特点和工作原理，为运动仿真制作奠定基础；继而，以理论分析为基础，提出设计方案。
包括运动规律、共轭特征、点啮合方程、接触轨迹和接触域等。
编写 Pro/Program 程序，实现零件的参数化建模，并提供用 Pro/Program 实现参数化建模的一般方法，对以后建造特征类似的三维模型，在缩短造型周期，节约造型时间方面，具有一定的实用价值；最后，用 Pro/Engineer 对双半球形滚子齿式弧面凸轮机构和ATC其他部件进行实体建模，通过运动仿真，证实所设计的系统具有良好的运动性能，达到预期设计目标。
关键词：Pro/E；自动换刀装置；空间凸轮机构；双半球形滚子齿式弧面凸轮ABSTRACTFirst of all, the paper analyze the main characteristics of the currentmainstream three-dimensional design software—Pro/Engineer and introduce the computer simulation conception, characteristics and applications. Secondly, focus on analyzing institutions of Double hemispherical roller wall-climbing CAM，in order to laying the foundation of motion simulation. Thirdly, Based on theoretical analysis, and presents the design scheme. Including motion, conjugate characteristics, some meshing equation, contact trajectory and contact domain, etc build their geometric math model, compile the Pro/Program procedures, accomplish the parametric modeling of parts, and provide the method of parametric modeling by using Pro/Program module. All these works would have some practical value on reducing the modeling cycle, saving design time when building three-D model with similar characteristics. Finally, Using Pro/e triturated according to double hemispherical roller CAM and ATC wall-climbing entity modeling, other parts through sports simulation, confirmed by design system has good sports performance and achieve expected design goal.Keywords:Pro/Engineer; Automatically change tool device ; Spatial CAM ; Double hemispherical roller CAM curve analysis目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1 Pro/Engineer 简介 (1)1.2 运动仿真概述 (3)1.2.1 计算机仿真的基本概念及特点 (3)1.2.2 计算机仿真技术应用 (3)1.3课题研究的背景及意义 (4)1.4主要研究内容和主要工作 (5)2 CNC自动换刀系统总体概况 (6)2.1 加工中心自动换刀装置的发展和特点 (6)2.2 凸轮式自动换刀装置的特点 (6)2.3空间凸轮机构简介 (6)2.3.1 凸轮结构原理 (7)2.3.2凸轮机构特点 (7)2.4 ATC的作用及其组成 (7)2.4.1 ATC的作用 (7)2.4.2 ATC的主要组成 (8)3 运动循环的设计及分析 (11)3.1 确定换刀机械手的运动循环 (11)3.2 确定运动循环组成区段 (11)3.3 确定运动循环内各段的分配轴转角及时间 (12)3.4运动循环图的优化设计 (12)4 数学模型的建立 (14)4. 1凸轮从动件运动规律 (14)4.1.1 凸轮从动件常用运动规律分析 (14)4.1.2 自动换刀机械手中凸轮从动件运动规律的选择 (14)4.2双半球形滚子齿式弧面凸轮分度机构的啮合原理 (15)4.2.1 坐标系的建立 (15)4.2.2 共轭条件及其廓面方程的求解 (17)4.2.3双半球滚子齿式弧面凸轮分度机构的啮合特性分析 (18)4.3媒介点啮合的技术 (21)4.3.1媒介点啮合的由来 (21)4.3.2 点啮合的媒介共轭方法 (21)4.4 媒介点啮合的诱导曲率和接触域 (23)4.4.1 点啮合的诱导曲率 (23)4.4.2点啮合的接触迹 (24)4.5双半球形滚子齿式弧面凸轮分度机构的点啮合方法 (27)4.5.1双半球形滚子齿式弧面凸轮分度机构点啮合方案构思 (27)4.5.2 双半球形滚子齿式弧面凸轮分度机构的接触迹 (28)4.5.3 双半球形滚子齿式弧面凸轮分度机构的诱导曲率和接触域 (29)5基于Pro/E的空间凸轮机构仿真 (32)5.1机构参数 (32)5.2空间凸轮理轮廓面 (32)5.3 凸轮机构实体模型的建立 (33)5.3.1弧面凸轮胚体的建立 (33)5.3.2 分度盘实体模型的建立 (34)5.4 建立运动关系 (35)5.5空间凸轮轮廓面 (37)5.6弧面凸轮分度机构的仿真及分析 (38)5.6.1创建凸轮随动件连接 (38)5.6.2 定义伺服马达 (39)5.6.3 运动仿真及分析 (39)6结论 (40)参考文献 (41)致谢 (43)附录英文翻译 (44)1 绪论1.1 Pro/Engineer 简介Pro/Engineer系统是由美国参数化技术公司PTC（Parametric Technology Corporation）生产的优秀产品，提供了产品的三维模型设计、加工、分析及制图等功能完善的CAD/CAE/CAM解决方法。
用ProE做机构运动仿真
用Pro/E做机构运动仿真————凸轮机构一、做一个简单的凸轮机构需要三个实体凸轮cam、滑块block，承载板base。
(如下图所示）。
承载板base凸轮cam滑块block图1 凸轮组件零件图二、开始制作：1、设置工作目录。
2、新建一个asm组合件。
3、安装基板base零件：选择“插入/元件/装配”，从弹出的对话框中选择base.prt，从图二所示的装配面板中选择方式，即缺省方式。
即完成第一个零件base的装配。
4、安装凸轮：选择“插入/元件/装配”，从弹出的对话框中选择cam.prt，从图二所示的装配面板中点选“连接”出现连接面板（图三）。
5、接上一步，在连接类型中选择“销钉Pin”连接，要完成“销钉”连接，必须进行两个约束，即第一是“轴对齐”约束，可从绘图区点选凸轮上的圆柱体的圆柱面、接着点选基体上圆柱孔的圆柱表面（也可分别选择凸轮上圆柱体的轴线及基体上圆柱孔的轴线）；第二个约束是“平移”，可分别点选凸轮与基板的两个接触平面，在连接面板输入偏移值为0。
单击“确定”完成“销钉”连接。
其连接效果如图4所示。
6、安装滑块：选择“插入/元件/装配”，从弹出的对话框中选择block.prt，从图二所示的装配面板中点选“连接”出现连接面板（图三）。
在连接面板中的“类型”选项下选择“滑动杆”。
7、点选滑块零件上的圆柱表面，紧接着选基体零件上的圆弧槽的圆柱面作为“轴对齐”限制条件，接着分别选两个接触平面作为“旋转”限制条件，偏移值为0。
如图5所示。
8、在连接面板（图三）中选“移动”选项卡。
拖拽滑块大致到这个图6这个位置，从而完成了我们凸轮机构的连接工作。
图2 装配面板对话框图3 连接面板对话框图4 凸轮与基体连接后的效果图图5 滑块的连接图6 滑块拖动后的位置。
基于Pro／E凸轮机构的设计仿真及运动分析
理论 ／ 发 ，设计 ， 研 嗣造
基 ｒＥ 轮 构 设 仿 及 动 析 于Ｐｏ 凸 机 的 计 真 运 分 ／
陈云 召 ， 王 豪 长江 大 学 机 械 工 程 学 院 ， 北 荆 州 ４ ４ ２ 湖 ３ ０ ０）
摘
要： 论述 了基本的凸轮机构 的设计原理 ， 以及在 Ｐｏ 三 维软件 中 行 运动仿真 、 ｒＥ ／ 进 机构和运动分析 ， 得到推杆位移 、 速
具 栏 中 选择 应 用 程序 一 机 构 ，右 边 就 会 出现 凸轮 连接 图
机械工程师 ２１ 年 ００ 第９ ３ 期８ ３
字木 交 ； 赢
理论 ／ 茧 ／ 研ｊ 设计 ， 造 制
侧 的阻 尼 器 图标 ，出现 阻 尼
器对 话 框 ， 在推 杆 中部也 就 是 弹 簧之 间 设 置阻 尼 ， 尼常 阻 数 ｃ为 １ ０ ０ 。然 后设 置 伺 服 电动机 ， 右侧 选 择 电动 机 图 在
标 ， 取 凸轮 与 固定 件之 间的销 钉 作 为传 动轴 。 轮廓 中 选 在
设 计 凸 轮轮 廓 线 时 ， 设 凸 轮静 止 不 动 ， 假 推杆 相 对 于 凸轮
沿一 ∞方 向反 转 运 动 。得 出推 杆 的一 系列 位 置 ， 顶 尖位 其 置连成 的 曲线就 是 凸轮 的轮廓 线 。
２ 凸轮 机构 运 动 仿真
设 计 好 凸轮 的 轮廓 后 就可 以在 Ｐｏ ｒ Ｅ中进 行 建 模 ， ／ 这
凸轮机 构在 自动 机 和 自动控 制 装置 中被 广 泛地 运用 ， 是相 当 重要 的连 杆件 ，只要设 计 出适 当的 凸轮 轮廓 曲线 ， 推 杆就 可 以得 到各 种 预期 的运 动 规 律 ， 构 简 单 ， 结 响应 迅 速 。凸轮 装 置 的变化 很 多 ， 几乎 所有 的任 意动作 都 可 以通 过 此机 构 生成 。但 凸 轮价 格 高 ， 易磨 损 ， 且 运行 时 噪 声 而 大 ， 速 运行 时从 动 件 易产 生 不 稳 定 的跳 动 等 ， 以就 要 高 所 尽量使 凸轮结 构合 理 ， 大 限度 地发 挥 凸轮 的优 势 。采 用 最 Ｐｏ ｒ Ｅ对 凸轮 进行 仿 真和 机构 运 动分 析 ，可使 我们 的设 计 ／ 更加 方便 ，为后续 机构 优 化设 计 提供 了一 个好 的参考 ， 极 大地 提高 了设计 效率 。对 Ｐｏ ｒ Ｅ的分 析熟 练后 能够很 好 的 ／ 掌握 Ａ Ｓ Ｓ等功 能更强 大 的有 限元 分析 软件 。 ＮＹ
基于Pro/ENGINEER、VNUC的数控自动编程和仿真研究
基于Pro/ENGINEER、VNUC的数控自动编程和仿真研究作者：暂无来源：《智能制造》 2014年第5期本文介绍了数控自动编程和仿真加工原理，举例说明如何使用Pro/ENGINEER进行自动编程，使用VNUC进行数控仿真加工，并在结语中对自动编程和仿真加工技术的发展趋势进行了阐述。
运城职业技术学院机电工程系郑向周一、前言数控编程分为手工编程和计算机自动编程。
手工编程指编程的各个环节由人工完成，适用于几何形状不太复杂的零件，自动编程是指在编程过程中，除了分析零件图样和制定工艺方案由人工进行外，其余工作均由计算机完成的编程方法。
目前，自动编程使用最广泛的是CAD/CAM图形交互式编程，它是利用CAD绘制的零件三维图样，经计算机内部对刀具轨迹数据进行计算和后置处理，从而生成数控机床能识别的零件程序，可以解决复杂形状零件的编程难题，实现了CAD与CAM的集成。
Pro/ENGINEER是目前应用较广泛的CAD/CAM三维软件之一，集合了零件设计、产品装配、模具开发、数控加工和造型设计等多种功能于一体，广泛用于电子、机械、模具以及工业设计等各个行业。
二、Pro/ENGINEER自动编程过程CAD/CAM软件的交互式编程是基于建立的三维实体模型（参照模型），通过创建毛坯（工件），来建立制造模型，选择加工方法并设置机床、刀具和加工参数等生成刀具轨迹，经过轨迹优化，后置处理，最终形成机床加工所需的G代码。
吊钩型腔属于较复杂曲面形状，用手工编程加工较难实现，故以此为例说明运用Pro/ENGINEER进行自动编程的过程，并运用数控仿真软件进行模拟加工。
1.新建数控制造模型文件启动Pro/ENGINEER后，可先设置工作目录、新建一个数控制造模型文件，填入模型文件名称，选择模板后进入Pro/ENGINEER制造界面。
2.建立制造模型（1）引入参照模型。
选择已经建好的三维吊钩模具型腔，系统弹出“放置”操控板，选择缺省装配后，完成型腔的放置。
基于ProE的数控机床主轴箱的设计与运动仿真
№.1 陕西科技大学学报 Feb.2006・70・ J OU RNAL OF SHAANXI UN IV ERSIT Y OF SCIENCE&TECHNOLO GY Vol.243 文章编号:1000-5811(2006)01-0070-03基于Pro/E的数控机床主轴箱的设计与运动仿真文怀兴,周志红,王 芳(陕西科技大学机电工程学院,陕西咸阳 712081)摘 要:将计算机建模技术应用于数控机床的设计与研究,进行了主传动系统的数字化设计,建立了系统主要零部件的3D模型,实现了产品的虚拟设计与运动仿真。
关键词:数控机床;主传动;数字化设计;运动仿真中图分类号:T G659 文献标识码:A0 引言Pro/EN GIN EER是美国P TC公司研制的一套由设计到制造的自动化软件,是基于特征的参数化实体造型系统。
该公司最新推出的Pro/EN GIN EER Wildfire版,功能更加强大,将三维设计软件无论从易用性、设计的高效率,还是功能的实用性等方面都推向了一个新的高度,为工业产品设计提供了完整的解决方案。
Pro/Engineer软件不仅提供了强大的装配功能,包括定义不同零部件之间的位置约束关系,生成爆炸视图,进行零部件之间的干涉检查;而且它提供了参数化、特征化定义实体造型的功能,使设计变得更加简易和灵活〔1〕。
数控机床主轴部件是机床的核心部件,它的性能好坏直接影响机床的加工精度。
为此,本文根据数控机床的设计要求和特点,使用功能强大的Pro/E工程建模软件建立了数控机床主轴箱的实体模型,模拟了机床主传动系统的运动和工作过程,使设计者在制造样机之前及时发现设计过程中存在的缺陷以及对未来制造过程的影响,为产品改进设计提供良好的条件。
因此,利用Pro/E对数控机床主传动系统进行虚拟设计、虚拟装配,对于稳定机床产品的质量,提高生产率,推动机床功能部件的发展,加快产品的更新换代具有重要意义。
1 数控机床主轴箱的设计要求和变速方式数控机床主轴箱主要包括电动机、传动系统和主轴部件,主要用来实现机床的主运动。
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球 面 几 何 参 数 图
坐标系图
模型
主要结论
l、应用新型双半球滚子齿式弧面凸轮 分度机构为核心所构成的组合机构，能 够解决现有ATC机构磨损问题，满足机 构传动时的双侧约束条件要求，并可以 适应高速度、高精度、无侧隙的传动要 求。
主要结论
论文框架
(1)绪论
(2)CNC自动换刀系统总体概况 (3)运动循环图的设计及分析 (4)数学模型的建立
(5)基于Pro/E的空间凸轮机构及仿真
绪论
背景和意义
Pro/e简介
研究内容
主要工作
CNC自动换刀系统总体概况
凸 轮 机 构
自动换刀装置
运动循环的设计及分析
运 动 循 环 图
数学模型的建立
基于Pro/E的CNC自动换刀装置 组合凸轮机构建模及仿真研究
导 师: 谭 华 答辩人: 胡 庆 专 业:机械设计制造及其自动化
研究综述
在欧美发达国家和日本，弧面分度凸轮的理 论和技术已经达到非常成熟的水平 相较于发达国家，我国制造加工中心技术起 步要晚得多，对于ATC的研究也较少 与国外成熟的技术相比，我国在自动换刀装 置的研究上还存在一些关键技术问题需要解决
研究概述
弧面凸轮式换 刀机械手的设计与制造
运动循环 过程设计
运动曲线 选择
机构运行 可靠性分析
弧面凸轮 的设计
加工及机床 加工仿真
研究方法与过程
查阅相关文献资料 以理论分析为基础，提出设计方案。包括运 动规律、共轭特征、点啮合方程、接触轨迹 和接触域等。从而确立系统的几何模型 利用Pro/E对双半球形滚子齿式弧面凸轮机 构和ATC其他部件进行实体建模； 通过运动仿真，证实所设计的系统具有良好 的运动性能，达到预期设计目标
2、分度盘的运动规律对于弧面凸轮工 作廓面形状影响很大，如果选择不当， 工作曲面就会出现不连续和薄脊现象。 抓刀段和松刀段分度盘采用修正等速运 动规律，换刀段采用修正正弦运动规律 能够较好的满足性能要求。
主要结论
3、应用三维设计软件Pro／ ENGINEER，完成了新型ATC组合机构 的可视化设计和运动仿真，有助于对设 计参数的检验和修正。