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将计算机辅助设计/计算机辅助制造(CAD/CAM)技术应用于凸轮、连杆机构研究领域，研制系统、通用、界面友好的凸轮、连杆设计软件是当务之急的工作，而这项工作不是一毗而就的，将随着机构理论研究和相关学科的发展而逐渐完善起来。

    在平面机构领域建立更系统、完善、通用性更强的的机构设计的数学模型，并在此基础上就研制凸轮设计与运动仿真系统可缩短生产设计周期，并可提高机构分析的教学效果。

1.2 凸轮的研究历史与现状

50年代发展至今，CAD/CAM在技术和运用上，均达到了相当成熟的阶段，广泛应用于机械、电子、汽车、纺织等领域。

国内外高科技公司，在CAD基础软件方面作了大量工作。美国Autodesk公司推出了AutoCAD软件，是国内普遍使用的设计软件。Petric Technology Corporation公司开发了Pro/ENGINEER、Pro/DESIGNER、Pro/MECHANICA三大软件，其中Pro/ENGINEER可进行参数化的实体设计，将模型真实呈现在设计者面前，并可计算实体表面积、体积重量等，让设计者更真实的了解产品特性。其他的设计软件还包括UG、So1idworks等。

机械CAD是CAD的重要组成部分，与发达国家相比，我国在开发广度和深度上，还存在不少差距。自主版的软件可靠性不强，功能单一，还有许多工作需要去做。

计算机辅助制造CAM技术的发展，使得设计者可以不用画图，直接利用计算机终端，把数据传给机床，并对刀具磨损、加工时的热变形、电压波动引起切削参数变化等不定因素进行自适应控制，自动加工出高精度凸轮。

西安理工大学师生基于面向对象的建模方法与观点，建立了平面凸轮CAD/CAPP/CAM集成系统，将特征思想引入凸轮零件的信息描述，采用参数化特征建模方法建立凸轮零件的信息模型;在研究从动件拼接问题、推导共辘凸轮廓线坐标的基础上，于2002年用AutoCAD进行二次开发、AutoLisp语言编制程序，编制了共辆凸轮机构CAD/CAM软件系统。

广东工业大学于2000年基于面向对象的方法运用VC开发了平面凸轮CAD/CAPP/CAM集成系统，于2003年运用VisualBasic6.O对多种凸轮机构进行设计，AutoCAD进行加工和仿真，研制了二维与三维CAD/CAM软件系统。

国内其他一些大学或厂家也对凸轮CAD或CAD/CAM软件开发作了一些工作。总体衡量，现有的凸轮设计软件还不够成熟，存在一定的局限性，以下几个问题还需进一步解决:

1.凸轮设计软件理论模型需进一步完善。

2.系统中凸轮种类的全面性应进一步提高。

3.凸轮轮廓曲线的节点针对目前的数控加工，在一定误差范围内，所取凸轮轮廓曲线的节点数无需过密，以免造成节点数过密，使数控加工程序和计算机运算时间过长，降低了加工效率，并使刀具在加工中容易产生振动现象，影响加工精度。

    4.软件界面友好性的加强。

1.3 凸轮的主要研究内容

1.3.1 理论模型的建立

连杆机构是由若干个刚性构件用低副连接而成的机构。连杆机构，特别是平面连杆机构应用非常广泛。

在一定使用要求下，凸轮机构和连杆机构可相互替代，但这两种机构又有着各自的优缺点:凸轮机构能精确的实现各种各样输入一输出运动要求，高速时平稳性好，重复精度高，运动特性良好，容易进行动平衡，机构尺寸紧凑，刚性大，周期控制简单，可靠性好，寿命长，但制造成本高，表面容易磨损，凸轮廓线的制造精度对其动力响应很敏感；连杆机构制造成本低，铰链磨损轻，运转较平稳，轻微的制造误差对输出动力响应不敏感，但设计困难，占用空间较大，只能满足有限个输入一输出运动要求，且动平衡困难。 (责任编辑：qin)