陕西科技大学毕业设计说明书 22
注：的计算步长，求两条曲线焦点时计算步长为。
图2-6 共轭盘形分度凸轮机构的理论廓线和工作廓线
平行分度凸轮机构参数化建模与运动仿真技术的研究 23
图2-7 No.1滚子和No.3滚子的坐标变换
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图2-8 凸轮和转盘滚子的工作情况
粗实线---滚子受凸轮推动阶段；细实线---凸轮抵住滚子的限位阶段；虚线---滚子未与凸轮接触
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3 平行分度凸轮的参数化三维建模
3.1 参数化设计原理
凸轮机构是机械行业中的一种常见机构，由于只需设计适当的轮廓，便可使从动件得到所需的运动规律，并且机构简单、紧凑，因此在机械行业中应用广泛。当前，在凸轮的设计过程中，利用计算机辅助设计已经成为主流。根据平行分度凸轮机构的设计原理，使用PRO/E软件进行平行分度凸轮设计和三维建模，并利用PRO/E的运动学分析模块Mechanism对凸轮机构进行了运动学仿真和分析，缩短了凸轮的设计周期并提高了设计质量，有助于凸轮机构的优化设计，展示计算机辅助设计的优势所在
采用PRO/E进行参数化设计，所谓参数化设计就是用数学运算方式建立模型各尺寸参数间的关系式，使之成为可任意调整的参数。当改变某个尺寸参数值时，将自动改变所有与它相关的尺寸，实现了通过调整参数来修改和控制零件几何形状的功能。采用参数化造型的优点在于它彻底克服了自由建模的无约束状态，几何形状均以尺寸参数的形式被有效的控制，再需要修改零件形状的时候，只需要修改与该形状相关的尺寸参数值，零件的形状会根据尺寸的变化自动进行相应的改变。参数化设计不同于传统的设计,它储存了设计的整个过程,能设计出一族而非单一的形状和功能上具有相似性的产品模型。参数化为产品模型的可变性、可重用性、并行设计等提供了手段,使用户可以利用以前的模型方便地重建模型,并可以在遵循原设计意图的情况下方便地改动模型,生成系列产品。
3.2 凸轮轮廓曲线的方程
解析法的基本原理是利用反转法建立凸轮的理论轮廓曲线和实际轮廓曲线的方程。 利用解析法建立凸轮轮廓曲线直角坐标方程的一般步骤为：
（1） 画出基圆及推杆的起始位置，并定出推杆在理论廓线的起始位置点，然后建立直角坐标系。
（2） 根据反转法，求出推杆反转角时，推杆在理论廓线上各点B的坐标方程。
（3） 求出理论廓线上各点B处的法线与实际廓线的交点，并求出法线与x
轴正向的夹角与凸轮转角的关系。
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（4） 求出实际廓线上各点的坐标方程，即可得到凸轮的实际廓线。
3.3设计思路
下面讨论利用PRO/E软件进行凸轮零件三维实体造型设计的一般过程。
（1） 提供参数
在设计之初，首先需要做的工作是，确定凸轮基圆半径，选定推杆运动规律，解算出凸轮理论轮廓曲线的解析方程式。
（2） 建立表达式
在PRO/E建模环境中可以输入变量和表达式方程来创建凸轮的理论轮廓曲线。首先必须输入有明确赋值的变量和驱动参数，然后输入计算变量x、y。由于随着转角角度值的变化，表达式的形势也随之变化。因此，还必须按照给定的转角条件，分别列出相应的凸轮轮廓曲线表达式，将他们分段绘制并连接起来。
（3） 在PRO/E建模环境中绘制凸轮理论轮廓曲线
完成表达式的建立以后，在PRO/E建模环境中选择【插入】/【模型基准】/【曲线】命令，则系统弹出【曲线选项】菜单，选取【从方程】选项，选取适当的坐标系后，以t为系统变量，分别用定义的x、y表示PRO/E系统坐标中的变量，将z定义为常量0，即可得到需要的凸轮理论轮廓曲线。
（4） 绘制凸轮实际轮廓曲线
当分别插入不同阶段的理论轮廓曲线后，可以通过扫描方法将理论轮廓曲线作为扫描轨迹线，向内作距离为滚子半径的扫描曲面或偏移曲线，从而获得凸轮的实际轮廓曲线或曲面。
（5） 通过拉伸操作，获得凸轮的三维实体特征
将凸轮的实际轮廓曲线进行以厚度值为深度的拉伸操作，即可获得凸轮的三维实体特征。
下面介绍盘形共轭凸轮主凸轮轮廓曲线的数学描述方程式，创建在PRO/E记事本中所对应的数学表达式。
1. 已知条件，驱动参数
H=20(长度，单位为mm) /*升程 Rb=50（长度，单位为mm） /*基圆半径 Rr=10（长度，单位为mm） /*滚子半径 R0=12,。5（长度，单位为mm） /*凸轮中央圆孔半径 Fai1=60（长度，单位为mm） /*推程转角 Fai2=120（长度，单位为mm） /*远休止角