机械CAD/CAM课程及实验报告实验课程机械CAD/CAM学院名称核技术与自动化工程学院专业名称机械工程及自动化专业学生姓名古安宁学生学号201206040115指导教师龚迪琛实验地点金工基地实验室实验成绩二〇15年1月二〇15年 1月填写说明1、适用于本科生所有的实验报告（印制实验报告册除外）；2、专业填写为专业全称，有专业方向的用小括号标明；3、格式要求：①用A4纸双面打印（封面双面打印）或在A4大小纸上用蓝黑色水笔书写。
②打印排版：正文用宋体小四号，1.5倍行距，页边距采取默认形式（上下2.54cm，左右2.54cm，页眉1.5cm，页脚1.75cm）。
字符间距为默认值（缩放100%，间距：标准）；页码用小五号字底端居中。
③具体要求：题目（二号黑体居中）；摘要（“摘要”二字用小二号黑体居中，隔行书写摘要的文字部分，小4号宋体）；关键词（隔行顶格书写“关键词”三字，提炼3-5个关键词，用分号隔开，小4号黑体)；正文部分采用三级标题；第1章××(小二号黑体居中，段前0.5行)1.1 ×××××小三号黑体×××××（段前、段后0.5行）1.1.1小四号黑体（段前、段后0.5行）参考文献（黑体小二号居中，段前0.5行），参考文献用五号宋体，参照《参考文献著录规则（GB/T 7714－2005）》。
第1章曲面建模及凸轮机构的仿真1.1实验目的掌握利用pro/E进行一般曲面建模的方法，掌握利用曲面组合进行设计的方法，理解建模过程中出现错误以后的修改和处理的方法。
1.2实验环境Proe5.0和Maple1.3实验过程1.3.1曲面建模设计新建零件，在TOP基准面上，绘制两个椭圆，保留其中的部分，大椭圆长轴Rx=200mm，短轴Ry=100mm。
小椭圆长轴Rx=65mm，短轴Ry=30mm。
如下图1-1所示：图1-1 早期草绘图按照视频步骤，完成曲面建模，但依然存在接缝处不光滑，所以要进行特征的修改和出错处理，如下图1-2，最后，完成曲面建模，如下图1-3所示，图1-3 曲面成型图1.3.2齿轮-凸轮机构的仿真及计算组装已有的零件图，装配图如下图1-4所示：图1-4 齿轮-凸轮结构装配图ω,自定义测量位置(主动轮回转中心和圆并设置主动轴回转速度s/115=心连线和水平线的角度)为30°。
对机构进行运动仿真，并测得机构处在测量位置时的数据如下图1-5所示，图1-5 机构动态测试数据图1-6 测试结果小齿轮转动的角速度-53.514230度/秒，小齿轮转动的角加速度115.824108度/(秒*秒)，顶杆的速度356.913398 毫米/秒，顶杆的加速度 275.158434 毫米/(秒*秒)。
齿轮-凸轮机构的理论计算如下：测得基本尺寸，大轮直径D=300mm,小轮直径d=150mm,凸轮啮合连杆机构运动分析简图如下图1-6所示，D轮与C轮作啮合运动，与D轮铰接的DE杆被约束在垂直交于O的铅锤滑道内运动。
当OC与垂线交角为φ=45°时，理论计算：（1）该瞬时DE杆的速度和加速度；（2）D轮的角速度和角加速度；图1-7 机构运动分析图计算过程如下：解：sin sin2cos2cos(90)2cos233cos3cos3cosd=r r dtβθθθλθβθωβββ--===两边求导：2cos2cos;3cos3cosCD CDCD CDθθωωωωωωωωωωββ=-=+=-=+大相对小相对小小2cos1cos3cos2(1)2cos2cos3cosCDCDθωωωθβωωθωβωωβ+-==⇒=-++大相对小小相对小2223cos sin cos 2cos sin [2(1)]2[]cos cos 3cos d dt θθβθβαωωβββ=-+=--小角加速度： Maple 求解：0.78539750000.49088267810.7853975162.1609652求解过程截图，如图1-7所示，图1-8 计算过程截图1.4实验总结曲面建模，通过这个实例，熟悉了曲面绘图的命令，学会了约束、镜像、合并的操作，以及特征修改和出错后的处理，但掌握还不牢固，所以，后面还得加强练习。
凸轮的运动仿真，以前自学过装配，所以装配比较简单，仿真测数据不是很了解，通过此次实验也有所了解了，在测试顶杆的数据时，我采用的是测试顶杆上的某一点的速度和加速度来测量的。
理论计算部分，原理是弄懂了的，但就是利用Maple软件计算证明还没学会使用。
第2章点和直线的透视投影的Proe验证2.1实验目的掌握空间任一点的透视投影矩阵的建立方法，掌握空间一条直线的灭点的求解方法，理解透视投影矩阵对空间某点运算的理论依据和计算过程，通过倾斜透视投影中空间点的平移与旋转变换的计算方法理解不同坐标系下的透视投影转换的方法，并结合Pro/E软件和Matlab进行理论计算和实际测量的验证。
2.2实验步骤2.2.1点的透视投影利用Pro/E画一个长宽高均为115mm的立方体，立方体放在top基准面上。
作与立方体某一侧面平行，且垂直于top基准面的透视投影平面，该透视投影平面与立方体侧面的距离为56mm。
作视点E，距离透视投影平面为2mm。
将立方体旋转30度，将视点和立方体的上角点连线，求出该连线与透视投影平面的交点在透视坐标系的坐标为(1.72，1.99)，如下图2-1所示:图2-1 点的透视坐标图通过透视投影矩阵理论计算交点的坐标，在matlab中进行理论计算，如下图2-2所示:图2-2 计算过程图验证可得，数据相符，即以上透影操作正确。
2.2.2直线的透视投影作前面的立方体的对角线，通过视点E作对角线的平行线，该平行线与透视投影平面的交点，测量此交点在透视坐标系的坐标为(0.54，1.46)，如下图2-3所示，图2-3 灭点透视投影图通过透视投影矩阵理论计算交点的坐标，Matlab计算过程如下图2-4所示:图2-4 计算过程截图结果表明，Matlab理论计算结果与proe的透视投影坐标完全一致。
2.3实验总结通过此次实验，又重新复习了线性代数中矩阵计算的部分，其实只要明白原理再加上一点基础的Matlab知识就可以进行实验数据的验证。
点和直线的透影其实可以类比的，所以只要弄懂了点的透影就自然懂了直线或灭点的透影。
正常的投影和倾斜的投影其实也差不多，就是倾斜的投影还要乘以角度的余弦值。
第3章主控设计3.1实验要求将倒钩特征进行修改，使其能体现实物的正常工作。
3.2实验步骤对倒钩的尺寸大小进行修改，如下图3-1所示，图3-1 尺寸修改图然而，修改后倒钩仍不能正确的配合，删掉原有的出版几何尺寸以及复制几何尺寸，如下图3-2所示，图3-2 复制尺寸图新建出版几何尺寸并对另一面复制几何，如下图3-3所示，图3-3 另一面复制几何图实体化去除，观察配合情况，如下图3-4所示，图3-4 实体配合图实体完全配合，证明倒钩修改成功，壳体能够正常工作。
第4章 点在平面内投影矩阵的Pro/E 验证4.1实验目的掌握空间任一平面的投影矩阵的建立方法，理解投影矩阵对空间某点运算的理论依据和计算过程，并结合Pro/E 软件进行理论计算和实际测量的验证。
4.2实验步骤做点)90,80,100(),60,80,100(),0,0,0(210---p p p ，作空间点3p 其坐标（115，115，115)，如下图4-1所示：图4-1 坐标确定图通过3p 做平面A 的垂足点CZ ，测量CZ 的三个坐标值X=126.220mm ，Y=115mm ，Z=100.976mm 。
如下图所示：图4-2在平面A上找到两个点B1和B2测量它们的坐标:XB1=( 50.9250)毫米,YB1=( 187.44)毫米,ZB1=( 40.74)毫米XB2=( 8.6125)毫米,YB2=( 162.05)毫米,ZB2=( 6.89)毫米通过B1和B2点构建投影矩阵，在matlab中进行计算在Matlab中进行投影矩阵的详细计算过程和结果填写如下：a1=[50.9250;187.44;40.74]a1 =50.9250187.4440.74>> a2=[8.6125;162.05;6.89a2 =8.6125162.056.89>> A=[a1 a2]A =50.9250 8.6125187.44 162.0540.74 6.89>> Proj=A*inv(A'*A)*A'Proj =0.5136 0.2869 0.00000.5869 0.1864 00 0 1.0000>> PN3=[115;115;115]PN3 =115115115>> Proj*PN3ans =126.6814115.1276101.00004.3实验总结有了前面实验二，这次实验也就简单多了，其实就是一个点的投影，计算很简单，原理也很容易明白。
学生实验心得学生（签名）：年月日指导教师评语成绩评定：指导教师（签名）：年月日课程心得报告机械CAD/CAM计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术已经用于研究、开发、制造等方面。
由于这一技术将计算机高速而精确的计算能力、大容量存储和处理数据的能力与人的逻辑判断、综合分析能力以及创造性思维结合起来，从而产生了巨大的威力，应用范围及广，经济效益显著。
目前，在发达国家已经形成了关于计算机辅助设计与制造的研究、开发、制造、销售以及咨询服务的新产业。
本课程的任务是使学生掌握计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术的基本理论、基本知识和基本技能，学会各种常用的计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术的基本方法，并具有计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）的初步能力。
一开始，老师主要讲的是Pro/E软件，其主要应用于零件建模与运动仿真等等，因为从大二下学期就开始接触这个软件，并且暑假的时候也自学了很多，所以开始的时候学起来很轻松。
但后来讲解的矩阵投影相关的东西，就听起来有点困难，只有在老师讲解之后，下来自己慢慢消化，不懂的就多问问，从最基础的做起。
当然，由于这学期一直在准备大学生工程能力竞赛的事情，学习上的也耽搁了不少，所以后面听老师的课也更加困难了。
但不得不承认，学习毕竟是自己的事。
自己不主动、不学，老师讲得再好，也吸收不进去。
再加上龚老师的教学风格，也更加警惕我们学习得靠自觉。
通过龚老师细心的讲解，实例加视频的演示学习使我们从理论学习转到了实际应用，同时我们对一些简单的机械零件的加工也有了一些感性的认识。
并对一些较为复杂的曲面和平面更为熟悉，掌握了pro/E曲面建模过程中的特征修改和出错处理，也能都进行机构的运动仿真和理论计算等。