柔性化平面凸轮机构CAD/CAM集成系统的研究
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摘要
本文以开发通用的柔性化平面凸轮机构CAD/CAM集成系统为目的，对相关理论和方法进行了研究和探索。
文章介绍了平面凸轮机构的设计基础：以简谐梯形运动规律为基础，归纳出的一套通用运动规律设计方法：以复极矢量为工具，根据平面曲线啮合原理建立的通用平面凸轮机构轮廓曲线计算、运动学分析和刀具中心轨迹计算等的数学模型。
为了实现平面凸轮机构的通用设计，本文采用了柔性化设计的思想，在对柔性化建模的思路、方法、过程和问题充分研究的基础上，提出了以柔性化参数集和柔性化约束集为基础的平面凸轮机构的柔性化建模方法，建立了通用的平面凸轮机构柔性化设计模型。
在平面凸轮机构的运动学仿真方面，文章提出了三维实体建模约束简化仿真的思想和方法，利用俄罗斯全柔性化软件T—FLEX CAD对数据库操作和参数化实体造型的功能，简化了平面凸轮机构的运动约束，实现了平面凸轮机构的运动学约束简化仿真。并对平面凸轮机构的运动干涉进行了深入的研究，推导出摆动平面凸轮机构的运动干涉数学模型。
文章研究了在保证凸轮轮廓曲线拟合精度的前提下生成NC代码的方法。
文章详细介绍了柔性化平面凸轮机构CAD/CAM集成软件的结构、主要功能、实现方法、使用方法和实例。最后对全文作了总结，对课题的研究作了下一步的展望。
Aiming at developing software of flexible CAD/CAM Integrated system of planar cam mechanism, relative theories and techniques are discussed.
Basic theories of planar cam mechanism are introduced: general purpose design method of motion-law; general mathematic model of calculation of profile, kinematic analysis and cutter centerline based on gearing principle of planar curves, which is induced by using plurality&polar coordinates vector as mathematics tool.
Idea of flexible design is adopted to realize universal (for general purpose) design of planar cam mechanism. Flexible modeling method of planar cam mechanism based on flexible parameters collection and flexible binds collection is brought forward and general purpose flexible design model of planar cam mechanism is set up, according to analysis of houghts, method, procedure and problem of flexible modeling.
In respect of kinematic simulation of planar cam mechanism, thought and method of 3-D modeling simulation of planar cam mechanism are brought forward. By using Russian parametric T-FLEX CAD as platform, kinematic simulation of planar cam mechanism is fulfilled. Mathematics model of kinematic interference of planar cam mechanism is induced.
Method of creating NC code is researched on the condition that fitting precision is satisfied.
Software structure, main function, development thoughts, usage and example are introduced. Summary and the next work of the thesis.are given.
文章介绍了平面凸轮机构的设计基础：以简谐梯形运动规律为基础，归纳出的一套通用运动规律设计方法：以复极矢量为工具，根据平面曲线啮合原理建立的通用平面凸轮机构轮廓曲线计算、运动学分析和刀具中心轨迹计算等的数学模型。
为了实现平面凸轮机构的通用设计，本文采用了柔性化设计的思想，在对柔性化建模的思路、方法、过程和问题充分研究的基础上，提出了以柔性化参数集和柔性化约束集为基础的平面凸轮机构的柔性化建模方法，建立了通用的平面凸轮机构柔性化设计模型。
在平面凸轮机构的运动学仿真方面，文章提出了三维实体建模约束简化仿真的思想和方法，利用俄罗斯全柔性化软件T—FLEX CAD对数据库操作和参数化实体造型的功能，简化了平面凸轮机构的运动约束，实现了平面凸轮机构的运动学约束简化仿真。并对平面凸轮机构的运动干涉进行了深入的研究，推导出摆动平面凸轮机构的运动干涉数学模型。
文章研究了在保证凸轮轮廓曲线拟合精度的前提下生成NC代码的方法。
文章详细介绍了柔性化平面凸轮机构CAD/CAM集成软件的结构、主要功能、实现方法、使用方法和实例。最后对全文作了总结，对课题的研究作了下一步的展望。
Aiming at developing software of flexible CAD/CAM Integrated system of planar cam mechanism, relative theories and techniques are discussed.
Basic theories of planar cam mechanism are introduced: general purpose design method of motion-law; general mathematic model of calculation of profile, kinematic analysis and cutter centerline based on gearing principle of planar curves, which is induced by using plurality&polar coordinates vector as mathematics tool.
Idea of flexible design is adopted to realize universal (for general purpose) design of planar cam mechanism. Flexible modeling method of planar cam mechanism based on flexible parameters collection and flexible binds collection is brought forward and general purpose flexible design model of planar cam mechanism is set up, according to analysis of houghts, method, procedure and problem of flexible modeling.
In respect of kinematic simulation of planar cam mechanism, thought and method of 3-D modeling simulation of planar cam mechanism are brought forward. By using Russian parametric T-FLEX CAD as platform, kinematic simulation of planar cam mechanism is fulfilled. Mathematics model of kinematic interference of planar cam mechanism is induced.
Method of creating NC code is researched on the condition that fitting precision is satisfied.
Software structure, main function, development thoughts, usage and example are introduced. Summary and the next work of the thesis.are given.
引文
[1] 张国庆，平面凸轮机构CAD系统的研究开发，西北轻工业学院硕士论文，2002．3：P1～19
[2] 常治斌、单鸿波，盘形凸轮机构CAD，西北轻工业学院学报，1998，No．3：P69～74
[3] 白海清，盘形凸轮CAD／CAM系统，陕西工学院学报，2001，No．4：P4～6
[4] 蔡颖、薛庆、徐弘山，CAD／CAM原理与应用，机械工业出版社，1998．8：P238～243
[5] 赵汝嘉、殷国富，CAD／CAM实用系统开发指南，机械工业出版社，2001．10：P6～7、P109～140
[6] 彭国勋、肖正扬，自动机械的凸轮机构设计，机械工业出版社，1990：P19～22、P67～95、P254～273
[7] 郑镕之、李德锡、洪淳赫，常用机构的计算机辅助设计，机械工业出版，1990．4：P177～220
[8] 付铁，基于OOP的平面凸轮CAD软件研究开发，西北轻工业学院硕士论文，1999．12：P10～39
[9] 张志群、常明、刘雯林，参数化系统设计，计算机工程与应用，2002．7：P130～150
[10] 孟祥旭、徐延宁，参数化设计研究，计算机辅助设计与图形学学报，2002．11：P1086～1090
[11] 熊第霖、肖正扬，自动机械机构学，中国轻工业出版社，1994
[121 管荣法，凸轮与凸轮机构，国防工业出版社，1993．4：P226～232
[13] 黄锡恺，郑文维．机械原理．北京：高等教育出版社，1995：P114～148
[14] 刘会英、盖玉先、于春生，凸轮机构从动件滚子半径设计，机械设计与制造，1998，No.4：P33～34
[15] 刘庆民、刘虹霞、刘晓荣，盘形凸轮拟合误差分析，机械设计，1999，No.10：P40～41
[16] 胡铭，凸轮的CAD／CAM的一体化系统，广东工业大学硕士论文，1994．6：P18～24
[17] 莫亚梅，凸轮机构的研究现状及发展趋势，南通工学院学报，1999．3：P21～25
[18] 姜莉莉、梁键等，参数化凸轮CAD／CAM集成系统，制造技术与机床，2000
年第8期：P26-27
[19] 彭袭、何玉林、郑太雄，基于装配的柔性化家具CAD设计技术和方法，计算机工程与应用，2002.07：P231～233
[20] 肖正扬、能第霖，凸轮机构动力学前沿的若干问题，机械科学与技术，1994年第4期：P59～64
[21] 马铁利、兰凤崇，行为建模——第五代CAD建模技术，计算机工程与应用，2002.07：P98～100
[22] 张淳、付铁、剂昌祺，平面凸轮机构CAD系统的研究与开发，机械设计与制造，2000，No.5：P12～13
[23] 李鑫、陆节，凸轮轮廓曲线的CAD／CAM一体化，机械设计，1997，No.1：P21～26
[24] 陈晓华、臧莉，平底摆从动件盘状凸轮机构解析法与CAD，吉林工业大学学报，1995，Vol.25：P80～84
[25] 陈靖，凸轮的CAD／CAM集成系统——动力分析和设计，广东工业大学硕士论文，1996．3
[26] 廖效果、刘又午、朱剑英，数控技术，湖北科学技术出版社，2000.7第一版：P27～79
[27] 刘雄伟、张定华、王增强等，数控加工理论与编程技术，机械工业出版社，2000.9,第二版：P180～188
[28] 许祥泰、刘艳芳，数控加工编程实用技术，机械工业出版社，2001.4，第一版：P62～85
[29] 赵韩、丁爵曾、梁锦华，凸轮机构设计，高等教育出版社，1993.12，第一版：P9～34
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[32] Zhongming Liang, C.Jack Quinn, "Accurate Desigh of a Cam Profi.le on the CAD System", society of Manufacturing Engineers 1990
[33] Zhu Weinimg, Hu Ming, Liu Zuoyi, "Integrated CAD/CAM System of Cam",
IKIM'95, 1995
[34] Chen, F,Y, Polvanich, N., "Dynamics of High-speed Cam Driven Mechanisms",ASME, 1975
[35] 姜莉莉、刘作毅、谭汝谋，全参数化CAD技术及其应用，制造技术与机床,1998年第7期：P15～18
[36] 赵葛霄、高伟强、司徒忠，盘形凸轮仿形设计及自动化加工系统的开发，现代机械，2001年第1期：P9～11
[37] 2002.2-x.2 2000:P151～156
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