《智能制造生产线数字孪生建模与应用》课件 第4章 耦合副

耦合副—齿轮副智能制造生产线数字孪生建模与应用史诺01020304齿轮副的概念齿轮副的创建参数含义任务实施CONTENTS目录

任务介绍齿轮副用于模拟一对齿轮的啮合传动。在创建齿轮副之前，需要先定义两个铰链副，这两个铰链副分别代表两个相互啮合的齿轮，齿轮副的主要功能是将两个铰链副连接起来，并通过设置固定比率来定义齿轮机构的运动关系。齿轮副通常用于模拟机械系统中的齿轮传动部分，进而分析传动效率、运动特性等关键性能指标。齿轮副的概念齿轮副的创建参数含义任务实施课堂任务

三种方法齿轮副的创建参数含义任务实施齿轮副的概念（1）方法一：选择“机电导航器”→右击“耦合副”→“新建”→“齿轮”。（2）方法二：选择“菜单”→“插入”→“耦合副”→“齿轮”。（3）方法三：在机电概念设计环境选择“主页”选项卡→“机械”栏→“更多”下拉箭头→“耦合副”→“齿轮”。方法一方法二方法三关键参数齿轮副的概念齿轮副的创建参数含义任务实施主对象：是主动齿轮所对应的铰链副，主动齿轮是驱动齿轮，它通过旋转来传递运动和动力。从动轮：与主对象相对应，从对象是指从动齿轮所对应的铰链副，从动齿轮是被驱动的齿轮，它随主动齿轮的旋转而旋转。主倍数：主倍数通常用于表示主动齿轮相对于从动齿轮的转速倍数。例如，如果主倍数为-4，则表示主动齿轮每旋转一圈，从动齿轮将反向旋转4圈（这里的负号表示方向相反）。从动轮倍数：从倍数通常被设置为1，这意味着从动齿轮的转速将直接受主动齿轮转速的影响，并与之成固定比例关系。滑动：允许齿轮副在传动过程中存在一定的滑动行为，以更真实地模拟实际齿轮传动的复杂情况。但具体是否启用该选项，还需根据实际应用场景和设计要求来综合考虑。铰链副对话框效果展示齿轮副的概念齿轮副的创建参数含义任务实施仿真运行效果感谢聆听耦合副—齿轮齿条副智能制造生产线数字孪生建模与应用任课教师：史诺2026年3月01020304齿轮齿条副的概念齿轮齿条副的创建参数含义任务实施CONTENTS目录

任务介绍齿轮齿条副用于模拟齿轮和齿条的啮合传动。在创建齿轮齿条副之前，需要先定义一个铰链副和一个滑动副，铰链副、滑动副分别代表相互啮合的齿轮、齿条，齿轮齿条副的主要功能是将铰链副与滑动副连接起来，并通过设置固定比率来定义两者之间的运动转换关系。齿轮齿条副定位精准，工作稳定，在各种自动化设备的工作滑台、升降机构等场合广泛应用，有效提升了机械设备的运行效率和精度。齿轮齿条副的概念齿轮齿条副的创建参数含义任务实施课堂任务

三种方法齿轮齿条副的创建参数含义任务实施齿轮齿条副的概念（1）方法一：选择“机电导航器”→右击“耦合副”→“新建”→“齿轮齿条”。（2）方法二：选择“菜单”→“插入”→“耦合副”→“齿轮齿条”。（3）方法三：在机电概念设计环境选择“主页”选项卡→“机械”栏→“更多”下拉箭头→“耦合副”→“齿轮齿条”。方法一方法二方法三关键参数齿轮齿条副的概念齿轮齿条副的创建参数含义任务实施主动轮：是指齿条所对应的滑动副，它通过直线运动来传递运动和动力。从动轮：是指齿轮所对应的铰链副，它通过旋转运动来传递运动和动力。接触点：是指齿条节线与齿轮节圆之间的相切点，一般情况下，当设置好半径后，接触点由系统自动识别。半径：是指齿轮节圆的半径。滑动：允许齿轮与齿条在传动过程中存在一定的滑动行为，是否启用该选项，需根据实际应用场景和设计要求来综合考虑。齿轮齿条副对话框效果展示齿轮齿条副的概念齿轮齿条副的创建参数含义任务实施仿真运行效果感谢聆听耦合副—凸轮曲线智能制造生产线数字孪生建模与应用任课教师：史诺2026年3月01020304凸轮曲线的概念凸轮曲线的创建参数含义任务实施CONTENTS目录

任务介绍机械凸轮广泛应用于各种机械设备中，通过其独特的轮廓曲线来驱动从动件完成各种预期的运动。凸轮曲线用于描述机械系统中主动轴与从动轴之间的运动关系，主要用于定义机械凸轮的运动规律，还可用于模拟线性运动、旋转运动等，通过创建和配置凸轮曲线，可以精确分析机械系统的运动特性。凸轮曲线的概念凸轮曲线的创建参数含义任务实施课堂任务

四种方法凸轮曲线的创建参数含义任务实施凸轮曲线的概念（1）方法一：选择“机电导航器”→右击“耦合副”→“新建”→“凸轮曲线”。（2）方法二：选择“菜单”→“插入”→“耦合副”→“凸轮曲线”。（3）方法三：在机电概念设计环境选择“主页”选项卡→“机械”栏→“更多”下拉箭头→“耦合副”→“凸轮曲线”。（4）方法四：在机电概念设计环境选择“主页”选项卡→“自动化”栏→“电子凸轮”下拉箭头→“凸轮曲线”。方法一方法二方法三方法四关键参数凸轮曲线的概念凸轮曲线的创建参数含义任务实施主：是指主动轴，有线性、旋转和时间三种类型。线性是指主动轴做平移运动，以平移位移为变量；旋转是指主动轴做旋转运动，以旋转角度为变量；时间是指主动轴以时间为变量。从动：是指从动轴，有线性位置、旋转位置、线性速度和旋转速度四种类型。线性位置是指从动轴做平移运动，以平移位移为变量；旋转位置是指从动轴做旋转运动，以旋转角度为变量；线性速度是指从动轴做平移运动，以平移速度为变量；旋转速度是指从动轴做旋转运动，以旋转速度为变量。循环类型：有相对循环、循环、非循环三种类型。三种类型的变化规律如图4-12～4-14所示。相对循环类型的每一个周期变化规律相同，但是每一个周期从动轴的起点是不同的；循环类型的每一个周期不仅变化规律相同，而且从动轴的起点也保持一致；非循环类型只运行一次。系统插值类型：插值是在已知离散数据点的基础上，依据一定的数学方法构建合适的函数，从而估算出这些离散点之间其他位置上数据近似值的一种数据处理手段，MCD提供了三次样条、线性、Bezier插值三种插值类型。图形视图：图形化直观展示了凸轮曲线。表格视图：列出了凸轮曲线的关键数据，可以通过添加直线、添加正弦曲线、添加反正弦曲线、添加多项式曲线、添加点的方式进行编辑。凸轮曲线对话框效果展示凸轮曲线的概念凸轮曲线的创建参数含义任务实施凸轮曲线的设置效果感谢聆听耦合副—机械凸轮智能制造生产线数字孪生建模与应用任课教师：史诺2026年3月01020304机械凸轮的概念机械凸轮的创建参数含义任务实施CONTENTS目录

任务介绍在NXMCD中，机械凸轮通过凸轮曲线来实现主动轴与从动轴之间的联动，从而精确控制机械系统的运动和动力传递。在生产线的仿真当中，凸轮机构可以采用点在线上副、线在线上副来实现运动轨迹和运动速度控制，也可以通过机械凸轮来模拟运动过程。机械凸轮的概念机械凸轮的创建参数含义任务实施课堂任务

三种方法机械凸轮的创建参数含义任务实施机械凸轮的概念（1）方法一：选择“机电导航器”→右击“耦合副”→“新建”→“机械凸轮”。（2）方法二：选择“菜单”→“插入”→“耦合副”→“机械凸轮”。（3）方法三：在机电概念设计环境选择“主页”选项卡→“机械”栏→“更多”下拉箭头→“耦合副”→“机械凸轮”。方法一方法二方法三关键参数机械凸轮的概念机械凸轮的创建参数含义任务实施主对象：作为主动轴的运动副。从对象：作为从动轴的运动副。运动曲线：选择一个运动曲线，需要注意的是，运动曲线的主动轴、从动轴类型需要与机械凸轮的主动轴、从动轴类型对应一致。主偏置：主动轴的偏置位置。从偏置：从动轴的偏置位置。主比例因子：主动轴动态比例值，影响着主动轴按照预定运动曲线运动的速度和幅度。从比例因子：从动轴动态比例值，影响着从动轴按照预定运动曲线运动的速度和幅度。滑动：允许机械凸轮的主对象与从对象在接触过程中有轻微滑动。机械凸轮对话框效果展示机械凸轮的概念机械凸轮的创建参数含义任务实施仿真运行效果感谢聆听耦合副—运动曲线智能制造生产线数字孪生建模与应用任课教师：史诺2026年3月01020304运动曲线的概念运动曲线的创建参数含义任务实施CONTENTS目录

任务介绍运动曲线用于描述机械系统中主动轴与从动轴之间的运动关系，主要用于定义机械凸轮的运动规律，还可用于模拟线性运动、旋转运动等，通过创建和配置运动曲线，可以精确分析机械系统的运动特性。运动曲线的概念运动曲线的创建参数含义任务实施课堂任务

四种方法运动曲线的创建参数含义任务实施运动曲线的概念（1）方法一：选择“机电导航器”→右击“耦合副”→“新建”→“运动曲线”。（2）方法二：选择“菜单”→“插入”→“耦合副”→“运动曲线”。（3）方法三：在机电概念设计环境选择“主页”选项卡→“机械”栏→“更多”下拉箭头→“耦合副”→“运动曲线”。（4）方法四：在机电概念设计环境选择“主页”选项卡→“自动化”栏→“电子凸轮”下拉箭头→“运动曲线”。方法一方法二方法三方法四关键参数运动曲线的概念运动曲线的创建参数含义任务实施主轴类型：有线性、旋转和时间三种类型。线性是指主动轴做平移运动，以平移位移为变量；旋转是指主动轴做旋转运动，以旋转角度为变量；时间是指主动轴以时间为变量。从轴类型：有线性位置、旋转位置、线性速度和旋转速度四种类型。线性位置是指从动轴做平移运动，以平移位移为变量；旋转位置是指从动轴做旋转运动，以旋转角度为变量；线性速度是指从动轴做平移运动，以平移速度为变量；旋转速度是指从动轴做旋转运动，以旋转速度为变量。循环类型：有相对循环、循环、非循环三种类型。运动曲线三种循环类型的变化规律与凸轮曲线是相同的，在此不进行赘述。运动曲线对话框效果展示运动曲线的概念运动曲线的创建参数含义任务实施垂直运动曲线扭转运动曲线感谢聆听耦合副—电子凸轮智能制造生产线数字孪生建模与应用任课教师：史诺2026年3月01020304电子凸轮的概念电子凸轮的创建参数含义任务实施CONTENTS目录

任务介绍电子凸轮的工作原理基于电子信号的输入，通过控制单元计算出相应的输出信号，驱动伺服电机或其他执行机构完成指定的运动规律。相较于传统的机械凸轮系统，电子凸轮技术的一大优势在于它能够通过软件模拟机械凸轮的运动特性，从而避免了使用实际的物理凸轮，这一特点不仅提升了系统的精度，还显著增强了其灵活性。在NXMCD中，机械凸轮、电子凸轮都能够依赖于构造的凸轮曲线或者运动曲线来实现主动轴与从动轴之间的精确联动，用户可以根据实际工况创建、编辑曲线，以满足各种复杂和多样化的工业自动化需求。电子凸轮的概念电子凸轮的创建参数含义任务实施课堂任务

四种方法电子凸轮的创建参数含义任务实施电子凸轮的概念（1）方法一：选择“机电导航器”→右击“耦合副”→“新建”→“电子凸轮”。（2）方法二：选择“菜单”→“插入”→“耦合副”→“电子凸轮”。（3）方法三：在机电概念设计环境选择“主页”选项卡→“机械”栏→“更多”下拉箭头→“耦合副”→“电子凸轮”。（4）方法四：在机电概念设计环境选择“主页”选项卡→“自动化”栏→“电子凸轮”。方法一方法二方法三方法四关键参数电子凸轮的概念电子凸轮的创建