——实验特点——

典型机构原理学习：

凸轮机构及其动态特性虚拟仿真教学实验借助于沉浸式硬件设备、虚拟现实环境及三维仿真技术，让学生产生身临其境的实验教学感官体验。

该教学方法将虚拟仿真技术与传统教学相结合，真实再现凸轮机构的学习、设计、调整等过程，让学生在虚拟环境下，直观体验式学习了解凸轮相关知识原理，掌握凸轮设计过程中相关知识.

对于学生学习掌握有关凸轮机构的结构、工作原理、设计方法等知识很有帮助，可以很好地增强学生综合运用知识和实践创新的能力。

典型机构原理学习

分析实验模式：

分析模式下，学生可分别选择进入对应实验台，每个实验台均配置已设计好的多种标准模块可供研究学习。

学生可根据所学知识以及在相应实验引导下，对各运动规律下的凸轮及从动件的位移、速度、加速度、压力角等曲线进行熟悉研究分析。

分析实验模式

设计仿真验证：

根据凸轮相关从动件运动方式、载荷等情况，学生从动件运动规律、凸轮转速、从动件行程、偏距等参数设计要求入手，设计生成相应的凸轮廓线和凸轮机构三维模型，并得出仿真计算实验结果。

结合可视化的位移、速度、加速度曲线及相应凸轮转角下的压力角等信息，在线进行运动分析、动力学分析仿真分析，通过三维仿真物理及数学模型，可不断进行参数调整、设计优化，设计出更合理的凸轮机构。 

——实验原理——

从动件的基本运动规律：包括等速运动规律、等加速等减速（抛物线）运动规律、余弦加速度（简谐）运动规律、正弦加速度（摆线）运动规律等，以及基本运动规律的组合及改进，如摆线、等速、摆线运动规律组合以及改进正弦加速度动动规律。在分析模式下，对不同运动规律下凸轮的轮廓曲线以及运动曲线有一个比较直观的了解。在设计模式下，对推程以及回程运动规律的选择设计并确定相应的凸轮轮廓曲线，加深了解熟悉相关运动规律下凸轮轮廓曲线的不同以及位移、速度、加速度、压力角等值的变化规律；

凸轮机构的类型特点及封闭方式：平面凸轮机构按照从动件和凸轮接触部位类型及特点可分为直动尖底从动件平面凸轮机构、直动滚子从动件平面凸轮机构、直动平底从动件平面凸轮机构、摆动尖底从动件平面凸轮机构、摆动滚子从动件平面凸轮机构、摆动平底从动件平面凸轮机构等，空间凸轮机构包括直动/摆动滚子从动件圆柱凸轮机构、形封闭沟槽圆柱凸轮机构等。通过进入不同虚拟试验台、对参数的设计以及运动规律的选择，熟悉了解不同类型凸轮机构的特点及区别。

运行数据曲线

——实验步骤——

step1选择分析模式

进入实验室，选择自己需要做的虚拟实验台。进入实验台后，每个实验台依据实际情况，提供不同种类运动参数以及不同运动规律的凸轮样例。

选择分析模式

Step2观察凸轮变化

点击基础库右侧的试验台样例名称，凸轮会自动旋转一周，从动杆会随着凸轮的转动进行水平移动。

数据变化

Step3观察数据变化

实验台上方有三块屏幕，分别放置有三个显示屏，左侧的显示当前实验台类型，中间显示屏介绍此类型凸轮基本特点，右侧实验台显示此凸轮的运动曲线，拉动滚动条可看到有位移曲线、速度曲线、加速度曲线、压力角曲线等，拉动滚动条可进行上下移动。

Step4找到位移曲线

点击曲线上点，可显示当前角度，点击右侧曲线部分，软件后会有进度显示竖条，可进行拉动，凸轮可随着转动，学生可在拉动过程中对某一段进行学习观察。

Step5速度、加速度曲线

同样可进行拉动，观察学习，可着重学习了解推程、回程起止点的变化规律。找到压力角的变化曲线，学习当前类型凸轮，当前运动规律下的压力角变化规律。

Step6进行凸轮机构自主设计

学习完成后，返回主界面，进入设计模式，进行凸轮机构自主设计。输入基圆半径、推程、偏距等基本参数。选择推程运动角、远休止角、近休止角等运动规律相关参数（回程运动角可不用输入）。

进行凸轮机构自主设计

Step7选择推程运动规律

右下角选择推程及回程运动规律，其中推程运动规律包括等速、等加速、简谐、摆线等运动规律，以及“摆线—直线—白线”等运动规律组合、改进正弦运动规律等，回程包括基本等速、等加速、简谐、摆线等运动规律。

选择推程运动规律

Step8返回分析界面

进入“基础库”列表，刚刚生成的凸轮保存进数据库中，选择生成好的凸轮，点击进行分析。点击曲线显示屏幕，观察确认位移曲线、速度曲线、加速度曲线等是否符合设计预期。核对压力角曲线，结合材料，确认是否满足条件。、在网络平台生成实验报告，并命名提交。

——运行配置——

最低配置

CPU：酷睿i5 8代以上 主频：2.4GHz及以上

内存：16G 以上

网卡：千兆网卡

显卡：英伟达系列显卡，GTX1060以上

系统：win7 64位及以上。

显示：要求分辨率为1920x1080。

硬盘：30GB硬盘空间

推荐配置

CPU：酷睿i7 9代以上 主频：2.4GHz及以上

内存：32G 以上

网卡：千兆网卡

显卡：英伟达系列显卡，GTX2060以上

系统：win10 64位及以上。

显示：要求分辨率为1920x1080。

硬盘：30GB硬盘空间