热封凸轮的设计和仿真分析
毕业论文-凸轮机构建摸,受力分析和运动仿真与分析研究
摘要凸轮是一具有曲面轮廓的构件，一般多为原动件（有时为机架）；当凸轮为原动件时，通常作等速连续转动或移动，而从动件则按预期输出特性要求作连续或间隙的往复运动、移动或平面复杂运动。
本文主要介绍凸轮的大体概念与凸轮廓线的设计计算，以及后期使用Pro/E软件仿真其廓线。
凸轮轮廓曲线是凸轮机构设计的关键，常用的设计方法有解析法和图解法。
本文将对这两这种方法进行大致分析与应用设计，利用Pro/E软件绘制凸轮机构实体模型，并用Pro/E软件自带的Pro/MECHANICA Motion插件设计凸轮机构运动模型，进行机构运动学仿真分析，可以较准确掌握机械产品零部件的位移、速度和加速度等动力学参数，进而可分析机构动作的可靠性。
主要技术要求为：熟悉凸轮设计基本原理及相关理论计算；凸轮机构运动仿真及受力分析；指定内容的翻译和Pro/E软件的熟练应用。
本文将重点研究凸轮机构建摸，受力分析和运动仿真与分析。
通过理论上的计算和研究，结合图解以及解析的方法，算出凸轮廓线的大致数据，用Pro/E软件将其绘制出，进行运动仿真，记录和研究其位移、速度和加速度等动力参数，最后分析出机构动作的可靠性。
使以后工作中，可以更准确掌握机械产品零部件的动力方面个参数，减少事故的发生，降低设计的难度。
关键词：凸轮；廓线设计；Pro/E；三维造型；仿真。
AbstractCam is a component with a surface profile is generally more dynamic pieces of the original (sometimes for the rack), when the cam piece to its original form, it is usually in a row for the constant rotation or move, and the follower output characteristics according to the requirements expected for continuous or reciprocating motion of the space, move, or the complexity of sports plane. This paper mainly introduces the general concept of the cam and cam profile design and calculation, and the latter the use of Pro / E software simulation of its profile.Cam cam curve design is the key to the design of methods commonly used analytical method and graphical method. In this paper, two such methods will be more or less analysis and application design, use of Pro/E software cam solid model rendering, and Pro / E software comes with the Pro/MECHANICA Motion cam plug design movement model, the kinematics Simulation can b a more accurate knowledge of machinery parts and components of displacement, velocity and acceleration, such as kinetic parameters, which can analyze the reliability of body movement.The main technical requirements are:familiar with the basic principles of cam design and related theoretical calculation; cam mechanism motion simulation and stress analysis; specify the contents of the translation and Pro/e application software proficiency.This article will focus on cam modeling, stress analysis and motion simulation and analysis. Through theoretical calculations and research, combined with graphical and analytical methods, calculate the approximate convex contour data, using Pro/E software to draw, simulation exercise, record and study the displacement, velocity and acceleration and other dynamic parameters, Finally, the reliability of the agency action. So after work, can be more accurate machinery parts and components of the dynamic parameters, to reduce accidents, reduce the difficulty of design.Keywords:Cam, Profile Design ,Pro/E, Three-dimensional shape,Simulation.目录1绪论 (1)1.1选题意义 (1)1.2 仿真技术的发展 (3)1.3 Pro/Engineer在机械制造中的应用 (5)1.3.1 Pro/Engineer软件介绍 (5)1.3.2Pro/E在我国机械行业中的应用 (8)2凸轮轮廓线的设计 (10)2.1绪论 (10)2.2 凸轮机构的分类 (11)2.2.1 按两活动构件之间的相对运动特性分类 (11)2.2.2 按从动件运动副元素形状分类 (11)2.2.3 按凸轮高副的锁合方式分类 (11)2.3从动件运动规律 (12)2.3.1 基本运动规律 (12)2.4 凸轮轮廓线的设计 (14)2.4.1凸轮轮廓曲线的计算 (14)2.5凸轮机构基本尺寸的确定 (17)2.5.1凸轮机构的压力角及许用值 (17)2.6.2凸轮理论轮廓的外凸部分。
如何用solidworks2016进行凸轮的运动仿真分析
如何用Solidworks2016进行凸轮的运动分析李犹胜（上海200000）0、摘要凸轮机构是机械设计中常用的结构，它的运动仿真模拟是凸轮设计过程中不可缺少的步骤。
很多专业人士都对其做了研究，但是过程趋于复杂。
较多的年轻工程师很难理解，本文通过一个简单的例子通过SolidWorks2016软件来说明凸轮机构仿真模拟的方法和步骤，浅显易懂。
1、关键词凸轮机构、运动仿真、运动分析2、概述凸轮机构一般是由凸轮、从动件和机架三个构件组成的高副机构。
凸轮通常作连续等速转动，从动件根据使用要求设计使它获得一定规律的运动。
凸轮机构能实现复杂的运动要求，广泛用于各种自动化和半自动化机械装置中，几乎所有任意动作均可经由此一机构产生[1]。
在设计凸轮机构时，凸轮机构的模拟运动分析将是一项必要而不可缺少的工作。
它也是进行凸轮外形设计的辅助手段。
本文介绍了使用solidworks2016软件进行凸轮运动分析的基本步骤和使用技巧。
3、零件建模及装配3.1、先用solidworks2016 将凸轮机构的零件建模好，作为本文的一个例子，作者建立了下列零件数模。
3.2 将上述零件导入到solidworks 2016装配体中，具体操作为：步骤1、文件、新建、选择装配图模板，进入装配体模式步骤2、导入凸轮轴（1）选择插入部件（2）在插入零部件窗口中选择“浏览”按钮。
（3）选择要插入的文件，按“打开”按钮；（4）将图形放在屏幕的任意位置，将其固定（如图2）。
步骤3、导入“凸轮”（1）重复按照步骤2的方法，将凸轮导入到装配体中。
（2）添加“同心”约束，添加后如图（3）添加“距离”约束添加后的结果如下步骤4 、导入“滚轮”（1）重复按照步骤2的方法，将滚轮导入到装配体中。
（2）添加一个“机械约束”中的“凸轮配合”约束（2）再添加一个“距离”约束到滚轮上（4）完成后的结果如下图步骤5 导入“直线运动杆”（1）重复按照步骤2的方法，将直线运动杆导入到装配体中。
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。
凸轮运动仿真及其工程图表达
mm
实验报告
凸轮偏距＝ 凸轮偏距＝ mm
运动方式 运动时间（度） 相对动程（mm） 运动规律 最大速度 最大加速度 凸轮实际廓线最小半径 凸轮作顺时针转动时的最大压力角 凸轮作逆时针转动时的最大压力角
实验报告
凸轮偏距＝ 凸轮偏距＝ 10
运动方式 静止 下降 运动时间（度） 20 70 相对动程（mm） 0 30
第三周任务
1. 完成凸轮工程图 2. 查阅工件夹持方式 3. 查找EdiTasc数控雕刻机的说明资料
凸轮的工程图
径向圆跳动公差。 径向圆跳动公差。
是在垂直于基准轴线上任一测量平面内半径的公差值， 是在垂直于基准轴线上任一测量平面内半径的公差值， 且圆心在基准轴线上的两个同心圆之间的区域。 且圆心在基准轴线上的两个同心圆之间的区域 。 控制的是凸轮的径向变化值， 控制的是凸轮的径向变化值，对凸轮的基圆段、 对凸轮的基圆段、升程段、 升程段、 降程段、 缓冲段， 分别给予不同的公差要求。 降程段 、缓冲段 ，分别给予不同的公差要求 。 采用圆径向圆跳动公差控制凸轮的升程误差， 采用圆径向圆跳动公差控制凸轮的升程误差，可以弥补 尺寸公差和线轮廓度公差控制方法的不足。 尺寸公差和线轮廓度公差控制方法的不足 。
OP ∓ e PD tan α = = = s0 + s BD ds/d ϕ ∓ e r02 − e 2 + s
许用压力角
凸轮的工程图
凸轮的轮廓形状决定了从动件的运动规律; 凸轮的轮廓形状决定了从动件的运动规律;凸 轮轮廓形状的加工精度，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ轮轮廓形状的加工精度 ，直接影响从动件的 运动精度。 运动精度 。 为了提高凸轮的制造质量和使用性能， 为了提高凸轮的制造质量和使用性能，必须 对凸轮合理标注公差要求。 对凸轮合理标注公差要求 。
包装机热封机构的建模及动力学分析
包装机热封机构的建模及动力学分析韩炬;王莹;郭亚楠【摘要】Contour curve of cam was designed according to the cam follower motion laws on heat sealing mechanism of the DXDF60C automatic packaging machine andapplication of MATLAB. The packaging machine heat sealing mechanism modeling, assembly and motion analysis were contained based on Creo Parametric. Movement of heat sealing plate and force of cam were obtained. The purpose was to provide reference for further optimize design on the heat sealing mechanism of packaging machine.%根据DXDF60C自动包装机中热封机构凸轮从动件的运动规律,应用Matlab对凸轮轮廓曲线进行设计,基于Creo Parametric完成包装机热封机构的建模、装配及动力学分析,得到热封板的运动规律及凸轮的受力情况,为进一步优化热封机构的性能提高包装机工作效率提供基础数据.【期刊名称】《食品与机械》【年(卷),期】2013(029)001【总页数】3页(P146-148)【关键词】袋成型包装机;热封机构;Matlab程序设计语言;Creo Parametric参数化设计软件;动力学分析【作者】韩炬;王莹;郭亚楠【作者单位】河北联合大学,河北唐山 063009;河北联合大学,河北唐山 063009;河北联合大学,河北唐山 063009【正文语种】中文袋成型自动包装机是集制袋、计量、充填等功能为一体的包装设备，在食品、医药等领域应用广泛。
凸轮机构设计及其动态仿真
凸轮机构设计及其动态仿真[摘要]根据所要求的从动件运动曲线类型和相关基本参数得到对应的凸轮轮廓曲线，利用得到曲线在Solidworks中用插入坐标点曲线功能，快速生成凸轮实体，应用COSMOSMotion的运动仿真功能，再现了凸轮机构的运动过程，用图形输出的运动仿真结果与输入曲线的对比，可以检验机构的运动特性是否符合设计要求。
【关键词】凸轮设计；运动仿真；COSMOSMotion凸轮机构由凸轮、从动件和机架组成。
其主要优点是结构简单、工作可靠，能够使从动件按任意复杂给定的规律运动，在工程实践中得到广泛的应用[1]。
对凸轮机构进行运动分析的目的是当已知各构件尺寸参数、位置参数和原动件运动规律时，研究机构其余构件上各点的轨迹、位移、速度、加速度，构件的位置、角位移、角速度和角加速度等运动参数，从而评价机构是否满足工作性能要求，机构是否发生运动干涉。
传统的凸轮机构的运动分析方法有图解法、解析法。
图解法形象直观，但作图较烦琐；解析法需要建立复杂的数学关系式，计算工作量大。
本文通过Solidworks建立凸轮机构的装配模型，利用COSMOSMotion模块建立其运动仿真模型，然后进行运动学分析，仿真凸轮机构的运动状况，最后将所设置的构件的位移、速度、加速度的变化情况以图表的形式输出[2-3]。
一、滚子从动件盘型凸轮机构分析为便于分析，首先设定坐标系。
（1）凸轮机构坐标系XOY：原点为凸轮坐标轴中心，X轴、Y轴固结于机架上。
该坐标轴为整个凸轮机构的总体坐标系。
（2）从动件坐标系XfOfYf：原点为从动件回转中心，Xf二、凸轮轮廓的三维建模将凸轮回转一个周期分为400份，最后得到的400个点，利用这400个点来进行凸轮轮廓曲线的绘制的。
根据建模的需要，将在Matlab中得到的曲线“导入”Soli dworks中。
打开Solidworks进入绘制，选择“插入”—“曲线”—“通过X、Y、Z点的曲线”，打开曲线文件对话框，选择对应的txt文件并打开，将数据传递到Solidworks中，以直动从动件滚子凸轮为例，如图1所示，点击“确定”便可以看到生成的轮廓曲线。
凸轮机构的虚拟设计与运动仿真
凸轮机构的虚拟设计与运动仿真
首先，在进行凸轮机构的虚拟设计和运动仿真之前，需要对机构的物
理特性以及设计要求进行分析和确认。
这包括凸轮轴的几何形状、凸轮与
被控件的运动规律和传动比等。
接下来，可以使用CAD软件绘制凸轮轴和被控件的几何形状。
在绘制
凸轮轴时，可以使用CAD软件提供的几何图形工具创建具有不同形状的凸
轮剖面。
在绘制被控件时，可以创建其对应的几何模型，并与凸轮轴进行
连接。
完成几何模型的绘制后，可以使用CAD软件中的运动仿真工具来模拟
凸轮机构的运动。
首先，可以为凸轮轴设置一个恒定速度的输入条件。
然后，可以通过设置凸轮轴与被控件之间的运动关系（例如凸轮与被控件的
接触点位置）来实现凸轮机构的运动仿真。
在进行运动仿真时，可以观察凸轮机构的各个部分的运动情况，并分
析其运动特性，以评估机构的性能。
例如，可以观察被控件的运动轨迹和
速度曲线，以确定被控件是否能够按照要求进行精确的运动。
如果发现机
构存在问题，可以通过调整凸轮轴的几何形状或修改运动关系来进行优化。
除了CAD软件，还可以使用专业的凸轮机构仿真软件来进行虚拟设计
和运动仿真。
这些软件通常具有更强大的仿真功能，可以提供更准确的分
析和评估结果。
通过使用这些软件，可以更好地理解和优化凸轮机构的运
动特性，并减少实际试验的次数和费用。
总之，凸轮机构的虚拟设计与运动仿真可以通过CAD软件或专业仿真
软件来实现。
通过这种方法，可以在设计早期阶段对机构进行分析和优化，从而减少实验和测试的时间和成本，提高设计效率。
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。
微型汽车发动机凸轮型线仿真优化设计及应用研究
微型汽车发动机凸轮型线仿真优化设计及应用研究本文旨在探讨微型汽车发动机凸轮型线的仿真优化设计及其应用研究。
微型汽车发动机是一种小型、轻量化的发动机，具有体积小、重量轻、功率高、燃油经济性好等优点。
在内燃机领域中，微型汽车发动机获得了广泛的应用和研究。
凸轮是微型汽车发动机中的关键部件，控制着气门的开关和气门升程，直接影响发动机的性能。
凸轮型线的合理设计对发动机性能具有重要影响。
本文对微型汽车发动机凸轮型线进行仿真优化设计并进行了应用研究。
具体研究过程如下：一、凸轮型线的建模在仿真优化设计过程中，首先需要建立凸轮型线的数学模型。
本文采用MATLAB软件进行建模，绘制凸轮型线的曲线图并进行数据处理。
通过示波器观察发动机工作过程中气门的开关情况，得到气门开启和关闭的时刻，并将这些数据转换成MATLAB软件中的离散点数据。
二、凸轮型线的仿真优化设计在建立好凸轮型线的数学模型之后，本文采用遗传算法对凸轮型线进行仿真优化设计。
遗传算法是一种模仿自然进化机制的优化算法，通过模拟进化过程来搜索最优解。
将凸轮形状参数作为遗传算法的“基因”，设置适应度函数来衡量凸轮性能，不断演化优化得到最优解。
三、凸轮型线的应用研究通过仿真优化设计，本文得到了一组优化后的凸轮型线参数，再将这些参数应用于实际微型汽车发动机中，进行燃烧室压力测量和性能测试。
实验结果显示，优化后的凸轮型线可以明显提升发动机的输出功率和燃油经济性。
综上所述，通过对微型汽车发动机凸轮型线的仿真优化设计及应用研究，本文取得了一定的研究成果。
在未来的研究中，可以进一步探究凸轮型线的优化方案，并将其应用于更广泛的内燃机领域中，为内燃机的发展提供有价值的参考。
进一步探究凸轮型线的优化方案，可以从以下几个方面进行研究：一、不同工况下的凸轮型线优化不同工况下发动机对凸轮型线的要求不同，因此凸轮型线的优化也需要根据不同工况进行制定。
比如，在高速运转状态下，发动机需要更高的输出功率，因此凸轮型线的参数需要针对高负荷、高转速的要求进行优化。
凸轮机构的运动仿真分析
一
( c ) 没 置 标 志 点 ： 为测 量 两 摊 板 问 在 仿 真 运 动 时 的 同
截 面 上 的 中心 点 与 实 体
2
起 放入 滚子 的装 配 引用 集
。
步距 离
点
3
，
在 与两 推 板 滑 动 方 向
、
一
致 的 直 线 上建 立 两 标 志
和推板
2 上
，
建 立 运 动 分 析 方案及 连 杆和 运 动 副 的设 置
为连 杆 定 义 推 板
，
定 义 关 节 轴 承 的外 球 头
2
和拉杆
2
1
拉杆
运动
和关节轴承 推出
1
1
和 内球 头
；
为连 杆
1
。
外球 头
与推 板
将烟包从烘干
，
1
之 间用球 面 副约束
定 义推 板
对 地 的 运 动 副 为滑 动
转塔
1
同时 凸
2
、
副；
定义 连 杆 外球 头
，
1
和 连杆 外球 头 2 之 间 的运 动 副 为
为 连 杆 与地 的运 动 副 为 旋 转 副 与 凸 轮
， ，
l
连 杆 的约
束 为 点 在 线 上 副 ；定 义 关 节 轴 承
，
l
的外 球 头
，
l
为连 杆 定，ຫໍສະໝຸດ 凸轮l、义 它 与摆 杆
1
连 杆 之 间 的运 动 副 为 球 面 副
；
球 面 副 的原
2
带 动摆 杆
1
，
1
、
推板
点 设 在 球 面 的 中心
凸轮机构设计及其动态仿真
２ ． 当Ｔ≠ ０ 时， ０ ≠ ０ ， Ｘ ｐ 轴与ｘ轴成 ０ 角度， ０ ＝０ ｈ Ｘ Ｔ ， Ｙ ＝ ｈ ｘ Ｓ
的 运动 特性 十分 接 近 ， 可 以看 出 凸轮 三 维 建 模 的 精 度 完全 满 足 设计 的需
要。
， ＝ ４ （ ｒ 十 ｙ ０ ） ＋ ｅ ＝ ４ （ ｈ ・ Ｓ ＋ Ｙ ｏ Ｊ ＋ ｅ
变化情况 以图表的形式输 出 Ｊ 。
滚 子从 动件 盘 型 凸轮 机 构分 析 为便 于分 析， 首先设定 坐标 系。（ １ ） 凸轮机 构坐 标系 Ｘ Ｏ Ｙ ： 原 点为 凸轮坐标 轴 中心 ， ｘ 轴、 Ｙ 轴 固结 于机架上 。 该坐标 轴为 整个 凸轮机 构的
一
．
总体坐标 系。（ ２ ） 从动件坐标 系ｘ ０ Ｙ ｆ ： 原 点为从动件 回转 中心 ， Ｘ 轴、 Ｙ ｆ 轴 分别 平行 于ｘ轴 、 Ｙ轴 ， ０ ｆ 在Ｘ Ｏ Ｙｈ ￣ 的位 置 常用 矢量 Ｃ ｆ 表示 。（ ３ ）
ｌ ｃ ｊ ｓ ｄ ｍ
点
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凸轮 机构 由凸轮 、 从 动件和 机架组 成 。 其主要 优点是 结构 简单 、 工 作可靠 ， 能够 使从动 件按 任意复 杂给定 的规律 运动 ， 在 工程 实践 中得到 广泛 的应用 … 。 对凸轮 机构进 行运 动分析 的 目 的 是当 已知各 构件尺寸参 数、 位 置参 数和原 动件运 动规律 时， 研究 机构其 余构件上各点的轨 迹、 位移 、 速度 、 加速 度， 构 件的位 置、 角位 移、 角速 度和角加速 度等运 动参 数， 从 而评价 机构是 否满 足工作性能要 求， 机 构是否发生运 动干涉。
可输出多种分度数的弧面分度凸轮机构的设计与仿真
可输出多种分度数的弧面分度凸轮机构的设计与仿真可输出多种分度数的弧面分度凸轮机构的设计与仿真一、引言弧面分度凸轮机构是一种广泛应用于机械传动系统中的重要机构，它通常用于输入一定转速的连续旋转运动，并输出特定分度数的间歇性运动。
凸轮机构的设计与仿真对于机械传动系统的性能优化和运动控制具有重要意义。
本文旨在设计一种可输出多种分度数的弧面分度凸轮机构，并通过仿真验证其性能。
二、凸轮机构的基本原理凸轮机构由凸轮和推杆组成，其中凸轮为一种具有任意曲线形状的套筒，推杆则位于凸轮与被驱动部件之间。
凸轮旋转时，推杆受到凸轮轮廓形状的约束，从而实现推杆的间歇性运动。
凸轮机构最常见的是将旋转运动转换为直线运动，但也可以通过适当设计凸轮轮廓实现其他形式的运动转换。
三、设计目标与要求本文的设计目标是实现一个多种分度数的弧面分度凸轮机构，在转速不变的情况下能够输出不同的间歇性运动，并且具有高精度和稳定性。
四、设计思路与方法1. 弧面曲线设计：根据所需的分度数和间隔角度，采用数学方法设计一个能够满足要求的弧面曲线。
采用的曲线形状应该具有光滑的特点，以确保推杆在运动过程中的稳定性。
2. 推杆设计：根据凸轮轮廓形状设计推杆的几何形状和长度。
推杆应具有足够的硬度和刚度，以承受凸轮施加的载荷，并保持稳定的运动。
同时，推杆的表面应经过充分的优化，以减少摩擦损失和磨损。
3. 机构结构设计：根据弧面分度凸轮机构的要求，设计适当的机构结构，包括凸轮和推杆的安装方式、轴的设计等。
在设计过程中考虑到机构的紧凑性、可靠性和可维护性等因素。
4. 仿真与优化：采用计算机辅助设计软件（CAD）对设计的弧面分度凸轮机构进行分析和仿真。
通过对机构的运动学、动力学和磨损等方面的仿真，调整机构参数和结构设计，以获得更好的性能。
五、仿真结果与分析通过对弧面分度凸轮机构进行仿真分析，可以得到具体的运动曲线和性能指标，如输出角速度、加速度和推杆的运动轨迹等。
基于仿真结果，可以进一步优化凸轮机构的设计，以达到更高的精度和稳定性。
凸轮机构设计及运动分析
凸轮机构设计及运动分析问题描述：如图1所示为以对心直动尖顶盘形凸轮机构。
从动杆位移s随时间变化曲线如图2所示。
要求设计凸轮机构并分析从动件速度v，加速度a随时间变化的规律，及应力、应变随时间变化的规律。
任务与要求1.设计满图2运动规律的凸轮机构；（要有设计计算步骤）2.对所设计的机构运用ansys软件分析从动件速度、加速度随时间变化的规律；3.查阅资料、了解所给机构的在生产、生活中的应用，说明其工作原理，并附相应的图片或视频。
凸轮机构设计及运动分析指导书一、设计的目的通过设计，训练学生机构设计的能力，掌握运用ANSYS Workbench进行瞬态动力学分析的方法、步骤和过程，提高学生解决实际问题的能力。
二、设计报告的主要要求设计报告包括设计报告书Word文档和Powerpoint演示文稿两部分。
1.设计报告书内容包括目录、任务书、正文、参考文献、组员工作内容表。
(1)文档格式严格遵守设计书文档规范要求。
(2)目录必须层次清楚，并标有页码数。
(3)正文按章节编写，按照任务书要求合理安排内容，并附有参考文献。
2.Powerpoint演示文稿要求内容简洁，重点突出。
三、人员要求：1人四、时间安排1.布置任务、准备、查阅资料：2天；2.机构设计及动画：6天；3.Ansys分析：6天；4.编写报告书、Powerpint演示文稿、验收：2天。
5.答辩。
五、成绩形成：设计报告书：50分；答辩：50分组内成员按实际完成工作量评定每位学生最终成绩；不参加答辩的学生没有答辩成绩。
六、参考资料：机械原理的平面机构，ansys机械工程应用精华59例。
凸轮轴加工及仿真
1.1 凸轮轴工艺设计的概述凸轮轴零件设计的任务是让我们综合运用我们所学的机械设计基础、数控编程、CAD技术、机械制图、机械制造原理、机械加工、机械制造工艺等知识，来完成凸轮轴零件的三维造型设计、凸轮轴零件工艺规程文件编制、相关数控程序编制和相关夹具的设计。
通过这一环境的训练，使我不但更加深入了解毕业设计的基本理论、基本知识、而且学会使用这些理论、基本知识去了解解决工程中的问题。
这次毕业设计的目的就是要对机械零件的加工设计制造过程有所了解，也是为了巩固所学的关于机械设计加工的理论知识,培养分析和解决问题的能力,提高自己的设计能力和创新设计能力。
1.2凸轮轴设计的作用在进行凸轮轴工艺设计的时候勇于创新，从这个过程中可以学到很多东西。
凸轮轴是一个比较复杂的曲轴，也是一个精密零件，所以在各方面加工要求都比较高，在加工以前要对凸轮轴零件材料加以精细选择，作为以后加工的基础，设计加工时对该件的尺寸规格要求都相当严格，每进行一步都要慎重考虑。
这次设计将运用计算机辅助制图软件，优化设计。
在提高生产效率、提高产品质量的前提下，寻求最好的工艺方案，以至于减少生产过程中的成本。
这些将在工艺和编程上得到体现。
它的尺寸要求也比较严格，每一个凸轮的角度都要控制在公差范围内。
但是还有一些复杂的问题得到改善，在工艺规程设计方面也欠佳，编程方面也不是很完好以及其他地方还存在很大的问题。
这次设计将我所学知识融会贯通，让我提高了许多。
1.3凸轮轴设计的结果和意义这样的一次毕业实践设计，让我们进一步培养了自己分析总结和表达能力，也巩固，深化了在设计过程中所获得的知识，也是对我们以往所学知识的一个考验。
它是通过对相关课程的内容进行有机融合，使课程内容与岗位能力的培养紧密结合，使我们在毕业实践与设计过程中，能把所学的知识与岗位实践联系起来，达到岗位的要求。
通过毕业设计让我明白，自己在哪些方面还是薄弱的，欠缺的。
借此机会再认真地补一下，在以后的学习和工作中注意这些。
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1.2.2
我国包装机械发展较晚，目前正处予起步应用阶段。并且由于用户的技术水平和各种环境因素的限制，我国包装机械的需要就像一座“金字塔"。对高、精、尖设备的需求就是塔尖，越尖端的设备需求越小；对中、低档设备的需求就像样金字塔底部，量大面广，商机无限。随着市场需求的不断增加，九十年代后，我国袋成型自动包装机有了较快的发展。通过参考国外产品，进行消化、吸收及自主开发、研制，技术上有了很大的提高，计量范围从l g到10009不等，特别是产品功能和自动化方面也有了长足的进步。
包装机械是现代包装工业的基本设备，是商品生产中必不可少的关键性技术设备。随着人类社会的进步，国民经济的发展，人民生活水平的提高，人们越来越重视包装的质量、品种类型，包装机械在包装领域中起着重要的作用。包装机械是使产品包装实现机械化、自动化的根本保证。它能够大幅度地提高生产效率；降低劳动强度，改善劳动条件；保护环境，节约原材料，降低产品成本；有利于被包装产品的卫生，提高产品包装质量，增强市场销售的竞争力；由于包装机械的计量精度高，产品包装的外形美观、整齐、统一、封西严密，提高了产品包装的质量，增强了产品销售的竞争力，可获得较高的经济效益；延长产品的保质期方便产品的流通。
包装机械保证包装产品质量高、生产效率高、品种多、生产环境好、生产成本低、环境污染小，因而获得较强的市场竞争能力，带来巨大的社会效益和经济效益。自动包装机被堪称为拥有漫长发展历史和富有强大生命力的主导机型。现已被各图视为前景较好的包装机械。
包装机械保证包装产品质量高、生产效率高、品种多、生产环境好、生产成本低、环境污染小，因而获得较强的市场竞争能力，带来巨大的社会效益和经济效益。自动包装机被堪称为拥有漫长发展历史和富有强大生命力的主导机型。现已被各国视为前景较好的包装机械。[1]
本文通过学习机械凸轮设计，在分析包装机包装工艺和使用要求的基础上，通过分析热封包装机热封条件，并测量实验室热封包装机凸轮机构，自己设定了三套凸轮方案，并且通过Pro/Engineer软件画出了凸轮机构。
本文基于Pro/Engineer中机构分析的强大功能，模拟了凸轮机构的运动，同时运行机构分析，分别对三套方案进行了滚子、凸轮和热封板的位置、速度和加速度进行了仿真分析，并得出了各项的分析图，使结果明朗化，简单化。
4．控制智能化、弹性化。国外大多机器都通过智能型控制仪表和触摸屏上的菜单式应用软件对机器的各种参数进行跟踪调整。电子显示屏显示切袋长度、包装速度、充填物的净含量以及包装产量等，一目了然。标准的色标跟踪光电系统能绝对保证包装产品的印刷图案正确。另外，机器可对工作过程进行在线状态监测和故障诊断分析，一旦发生问题，自动停机包装多样化的要求，目前国内外开始不断发展适应多品种、小批量的通用包装机械和设备，从而使得包装机械的形式日趋增多。袋成型自动包装机是将具有热塑特性的塑料复合膜经加热软化制成包装容器，在一台设备上自动完成制袋成型、计量充填、封合剪切等全过程的自动包装设备。按包装物料的不同，可分为如下的几类：
第
1.1
随着社会的发展、生活水平的提高，人民对商品包装提出了更高的要求。与人民生活和工农业生产密切相关的生活用品、营养食品、药品，种子、化肥、农药、化工原料等工农业生产用品，都需要精确的定量包装。这些物料如果用手工进行包装，其劳动强度大，速度慢，效益和质量差；而食品、药品类若采用手工包装不能满足卫生要求。因此，需采用自动包装机来完成这些工作。
5．包装形式多样化。国外的袋包装目前既有三边封合袋、四边封合袋、枕形袋，还有风琴式、自立袋等。用户可以根据市场的需要，具有更大的选择空间。
国外的袋包装机执行机构和传动系统趋于简单，横封、纵封等动作的执行机构采用气动元件，包装动作简捷快速，整机噪声小；采用变频调速装置，实现无级变速，不仅调速范围大、平滑性好、低速特性，而且可实现恒转矩调速，节电效果也十分明显。[2-3]
最后，对结果进行了分析，并展望了热封凸轮的未来发展。
关键词包装机；热封；Pro/Engineer；凸轮；仿真分析
Abstract
Heat sealing packing bag molding machine is to realize film materials all kinds of liquid and solid product package of packaging equipment widely used in the food industry, chemical industry, daily necessities, medicine, etc. As the packaging needs of the bag forming packaging machine application has been increasingly common. For the requirement of packaging machine, especially in precision, efficiency, and other aspects of the demand is higher and higher. And these requirements are based on packaging machine core structure, namely theCAMmechanism. Thus, this article according to the existing a hot sealing packing machine as the prototype, using Proe designed a set ofCAMmechanism.
1．结构设计标准化、模组化。用一台包装机完成对不同物料的包装时，利用原有机型的模组化设计可在短时间内迅速进行规格更换或转换为其它包装形式的机型，并为不同的计量系统提供了足够的空间。如利用枕型包装机稍加调整就可实现三角袋的包装。
2．包装速度高速化。目前，国外的小袋包装机单列包装速度一般为30-80袋／分，近些年来很多公司推出的多列式包装机(从2列到10列)可使包装速度大大提高。如意大利ILAPAK公司的300和400系列枕型包装机，计量范围150~4509，包装速度120袋/分；日本横滨电机制作所的YDE-70型四边封合包装机，计量范围：0.5~30m l，可以2~10列，最高速度为800袋/分；日本三光机械的FC-1000型小袋枕型包装机，最高可达12列，速度可达1000袋/分。
Finally, the results are analyzed, and looks forward to the future development of heat sealingCAM.
Keywordspackaging machine；hot sealing；Pro/Engineer；CAM；simulation analysis
摘 要
袋成型热封包装机是实现薄膜材料包裹各种流体、固体产品的包装设备，广泛应用于食品、化工、日用品、医药等领域。随着人们对包装的需求化，袋成型包装机的应用也愈加普遍。对包装机的要求，尤其是在精度、效率等方面的要求越来越高。而这些要求是基于包装机的内部核心结构，即凸轮机构。据此，本文根据现有的一套热封包装机为原型，采用Pro/Engineer设计了三套凸轮机构。
我国通过参考国外同类型产品，进行消化、吸收及自行开发研制，技术上有了很大的发展和提高。我国现有的袋成型自动包装机应用广泛，机型分为立式和卧式两种，可包装液体、糊状物料、粉状物料、颗粒和固体物料，包装形式有枕形袋、三封袋、四封袋、砖形袋、屋形袋、角形自立袋等多种类型。通过PLC和PC控制技术的不断推广和应用，使袋成型自动包装机的自动化程度得到了很大的提高。
This paper based on the analysis of the institutions in Proe powerful function, to simulate the movement of the CAM mechanism, and operation organization analysis respectively, the three sets of scheme in the roller, CAM and heat sealing board position, velocity and acceleration of the simulation analysis, and the conclusion that all were, to make the result made simple.
由于现有国产袋成型自动包装机存在的软硬件问题，并且缺少相应的设计指导理论，所以对其进行研究改进是非常有意义的。包装容器的制袋-充填-封口，是包装工艺中必须的工序。充填的精确影响到厂家经济效益；封口的好坏则影响包装产品的质量和保质期。因此，包装质量在很大程度上取决于袋长的精确控制以及封口质量，所以封口机构及其控制的研究改进对提高制袋质量有着重要的意义，本研究对整机结构了解的基础上，针对热封凸轮在热封口的主导作用，完成了热封凸轮的设计，并且做了仿真分析，其在实际生产中具有十分重要的指导意