基于Pro-E的平面盤(pán)形滾子凸輪機(jī)構(gòu)參數(shù)化優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、本文簡(jiǎn)要介紹了國(guó)內(nèi)外平面凸輪機(jī)構(gòu)CAD的研究現(xiàn)狀，闡述了開(kāi)發(fā)平面凸輪機(jī)構(gòu)CAD的必要性，分析了國(guó)內(nèi)平面凸輪機(jī)構(gòu)CAD存在的問(wèn)題和發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)平面凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的有關(guān)理論及計(jì)算方法如凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律、通用凸輪輪廓曲線(xiàn)、平面凸輪機(jī)構(gòu)的彈性系統(tǒng)模型、優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型等進(jìn)行了研究和分析；在MATLAB和Pro/E設(shè)計(jì)軟件的基礎(chǔ)上，進(jìn)行通用凸輪曲線(xiàn)設(shè)計(jì)、凸輪機(jī)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計(jì)、凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真等較為詳細(xì)地研究與分析。
　　 針對(duì)目前在繪圖軟件

2、中創(chuàng)建平面盤(pán)形凸輪廓線(xiàn)的過(guò)程繁瑣且不易創(chuàng)建、設(shè)計(jì)平面盤(pán)形凸輪所需參數(shù)多且多數(shù)在三維模型上不可見(jiàn)凸輪CAD系統(tǒng)沒(méi)有商品化的問(wèn)題，本課題利用Pro/ENGINEER中提供的可程序化的工具Pro/PROGRAM，結(jié)合MATLAB的GUI開(kāi)發(fā)一個(gè)符合用戶(hù)需求的平面盤(pán)形凸輪CAD系統(tǒng)。該系統(tǒng)首先提供凸輪曲線(xiàn)的設(shè)計(jì)界面。在用戶(hù)輸入凸輪基本參數(shù)后，系統(tǒng)自動(dòng)生成凸輪輪廓曲線(xiàn)，然后將其以.ibl格式導(dǎo)入Pro/ENGINEER進(jìn)行調(diào)用。然后在Pro/E中

3、打開(kāi)三維參數(shù)化組件模型，修改參數(shù)后再生，就獲得了更新后的凸輪組件。最后在Mechanism模塊下進(jìn)行凸輪機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析和仿真。
　　 論文的主要研究結(jié)果有：
　　 1.通過(guò)分析凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律建立通用凸輪曲線(xiàn)數(shù)學(xué)模型及曲線(xiàn)生成程序，通過(guò)輸入初始值、邊界條件和七個(gè)時(shí)間參數(shù)，凸輪曲線(xiàn)設(shè)計(jì)程序可以自動(dòng)生成位移、速度、加速度和躍度曲線(xiàn)，同時(shí)可計(jì)算出凸輪曲線(xiàn)的特性值Sm、Vm、Am、Jm。最后用模糊評(píng)價(jià)法綜合評(píng)價(jià)了這些運(yùn)動(dòng)規(guī)

4、律，并得到了合理的評(píng)價(jià)結(jié)果。
　　 2.設(shè)計(jì)平面凸輪機(jī)構(gòu)壓力角、基圓半徑、偏距、滾子半徑和曲率半徑等基本尺寸，并且總結(jié)其計(jì)算方法。
　　 3.建立凸輪機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型，提取主要參數(shù)，在MATLAB下編制了凸輪機(jī)構(gòu)的彈性系統(tǒng)設(shè)計(jì)程序。并在文中簡(jiǎn)略介紹編寫(xiě)程序的思路。
　　 4.建立直動(dòng)滾子凸輪機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)建模。說(shuō)明其設(shè)計(jì)變量、目標(biāo)函數(shù)、約束條件是如何確定。然后利用MATLAB下的遺傳算法工具箱進(jìn)行了計(jì)算，并且用