湖南农业大学工学院 课程设计说明书
课程名称： 机械CAD/CAM课程设计 题目名称： 槽轮机构运动学仿真 班 级：20 11 级 机制 专业 四 班 姓 名： 学 号： 指导教师： 评定成绩： 教师评语：
指导老师签名： 20 年 月 日 1
目 录 摘 要......................................................................1 关键词......................................................................1 1 槽轮机构的结构组成和工作原理..............................................1 2 零件三维实体模型建立的方法................................................1 2.1 主动转盘三维实体模型建立的方法..........................................1 2.2 从动槽轮三维实体模型建立的方法..........................................3 2.3 其他零件三维实体模型建立的方法..........................................4 3 装配模型建立的方法和步骤..................................................6 4 建立装配模型的运动仿真....................................................9 5 装配模型的运动仿真分析...................................................13 6 装配模型的运动仿真分析结论...............................................15 7 装配模型图集.............................................................16 7.1 总成图.................................................................16 7.2 爆炸图.................................................................16 7.3 零件图.................................................................17 7.4 主动转盘工程图.........................................................18 8 总结.....................................................................19 参考文献.......................................... ........................19 1
槽轮机构运动学仿真 学 生： (工学院，11-机制4班，学号)
摘 要：槽轮机构是将主动拨盘的连续转动转化为从动槽轮的间歇转动，以达到间歇进给、转位和分度等工作要求。运用Pro/E软件对槽轮机构进行三维实体建模及装配，并运用模块进行运动仿真分析，得出机构的角速度、角加速度随时间变化的曲线。
关键词：槽轮机构；间歇运动；运动仿真
1、槽轮机构的结构组成和工作原理 槽轮机构由槽轮和圆柱销组成的单向间歇运动机构，又称马尔他机构。它常被用来将主动件的连续转动转换成从动件的带有停歇的单向周期性转动。槽轮机构有外啮合和内啮合以及球面槽轮等。外啮合槽轮机构的槽轮和转臂转向相反，而内啮合则相同，球面槽轮可在两相交轴之间进行间歇传动。槽轮机构典型结构由主动转盘、从动槽轮和机架组成。
2、零件三维实体模型建立的方法 2.1、主动转盘三维实体模型建立的方法
①新建零件 ②选择模板 2
③创建主动转盘基本圆 ④拉伸
⑤草绘图形 ⑥拉伸 ⑦草绘孔和键槽 ⑧拉伸 3
2.2、从动槽轮三维实体模型建立的方法 ①新建零件 ②选择模板
③草绘图形 ④拉伸 ⑤草绘孔和键槽 ⑥拉伸 4
⑦建立中心轴 2.3、其他零件三维实体模型建立的方法 序号 零件名称 主要特征 样图
1 基座 拉伸
2 轴1 拉伸 5
3 轴2 拉伸 4 键1 拉伸 5 键2 拉伸 6
3、装配模型建立的方法和步骤 步骤 方法 样图
1 新建组件
2 选择模板 3 装配基座-刚性，固定 上色 7
4 装配轴1-销钉 轴对齐 平移，重合 上色
5 装配轴2-销钉 轴对齐 平移，重合 上色
6 装配键1-用户定义 配对，配对，重合 配对，配对，重合 配对，配对，重合 8
7 装配键2-用户定义 配对，配对，重合 插入，插入
8 装配主动转盘-用户定义 对齐，对齐 配对，配对，重合 配对，配对，重合 上色
9 装配从动槽轮-用户定义 对齐，对齐 配对，配对，重合 配对，配对，重合 上色 9
4、建立装配模型的运动仿真 ①在菜单栏选择应用程序-机构，选择伺服电动机
②运动轴选择主动转盘的轴1，反向 ③定义电动机速度，输入常数
15，确定
④选择凸轮机构，凸轮1选择如图所示的曲面 10 ⑤凸轮2选择如图所示的曲面
⑥属性，勾选启用升离，确定 ⑦重复步骤④-⑥，将主动转盘的曲面与从动槽轮的剩余三个面依次连接起来 11
⑧选择凸轮机构，凸轮1选择如图所示的曲面
⑨凸轮2选择如图所示的曲面，前参照和后参照分别选择所选曲面的右上顶点和右下顶点 12
⑩属性，勾选启用升离，确定 ⑪重复步骤⑧-⑩，将主动转盘的曲面与从动槽轮的剩余三个面依次连接起来 ⑫选择机构分析，定义类型为运动学，终止时间为100，运行，确定 ⑬选择回放，播放当前结果集，捕获，勾选照片级渲染帧，50帧/秒，确定
动画视频：槽轮机构.mpg 13
5、装配模型的运动仿真分析 打开“测量”，新建测量，测量槽轮边沿上一点“PNT0”，的位置，速度，加速度以及槽轮转动的角位移，角速度，角加速度。如图所示 14 选择结果集中“AnalysisDefinition1”，依次选择各测量数据输出图表。
PNT0点的位置测量输出图 PNT0点的速度测量输出图 PNT0点的加速度测量输出图 PNT0点的位置，速度，加速度输出结果图 15
槽轮角位移测量输出图 槽轮角速度测量输出图 槽轮角加速度测量输出图 槽轮角位移，角速度，角加速度输出结果图
6、装配模型的运动仿真分析结论 通过槽轮机构运动仿真输出的图形可以看出槽轮做间歇运动，速度和加速度（角速度和角加速度）周期相同，而位置的周期是他们周期的2倍，其变化规律与实际情况相符合。
运用Pro/E的机构运动仿真功能对槽轮机构进行仿真，具有很多的优越性，它不但能使机构的造型形象化、可视化，而且也使整个仿真过程更加准确、形象、生动。
基于Pro/E的机构运动仿真已经进入了可视化仿真以及虚拟现实仿真技术的新阶段，它是未来计算机仿真的发展方向。 16
7、装配模型图集 7.1、总成图
7.2、爆炸图 17 7.3、零件图
主动转盘 从动槽轮 基座 轴1 轴2 键1 键2 18
7.4、主动转盘工程图 19
8、总结 这次课程设计的主要任务是做槽轮机构的运动学仿真，我是用Pro/E建模和分析，这次课程设计是我耗时最多的一次课程设计，它与我们以前的课程设计有些不同，它不仅仅是设计，更重要的是建模与分析。
通过这次课程设计是我对Pro/E的操作更加熟练了。设计过程中我遇到了很多困难，首先，我很久没有用过Pro/E了，有很多命令都不太记得。不过，在老师指导和同学的帮助下，我慢慢地记起了曾经学过的知识，加上通过自己的努力，我不但对理论知识有了更深的理解，在实际操作方面也有了更大的进步。
在设计过程中，让我了解到实践重要性，同时也发现了自己的很多不足之处。仅仅知道理论知识是不够的，只有结合实际情况运用于实践，这样才能更深地了解和学习好知识。比如我在设计过程中，很多命令我都会，但就是不知道怎么样去画出所要求的实体。这是一个实践的过程，也是我需要学习的地方。在以后的学习工作中，我们要学会用自己的理论知识解决实际问题。同时我们要不断地别人学习，尤其是多向老师请教，他们可以让我们少走很多的弯路，同时也让我们知道很多优秀的设计方法和与众不同的设计理念。
参考文献 [1]刘军,李永奎,陶栋材.CAD/CAM技术及应用.北京:中国农业大学出版社,2005(4) [2]王致坚,郭雪娥.Pro/ENGINEER Wildfire 4.0基础教程.长沙:湖南大学出版社,2009(7) [3]濮良贵,程国定,吴立言.机械设计.北京:高等教育出版社,2013(5) [4]赵又红,周知进.机械设计课程设计指导.长沙:中南大学出版社,2013(7) [5]二代龙震工作室编著.Pro/Mechanism Wildfire 5.0机构/运动分析.北京:清华大学出版社,2011(3)