凸轮机构在自动机和自动控制装置中被广泛地运用，是相当重要的连杆件，只要设计出适当的凸轮轮廓曲线，推杆就可以得到各种预期的运动规律，结构简单，响应迅速。凸轮装置的变化很多，几乎所有的任意动作都可以通过此机构生成。但凸轮价格高，易磨损，而且运行时噪声大，高速运行时从动件易产生不稳定的跳动等，所以就要尽量使凸轮结构合理，最大限度地发挥凸轮的优采用
Pro/E 对凸轮进行仿真和机构运动分析，可使我们的设计更加方便，为后续机构优化设计提供了一个好的参考，极大地提高了设计效率。对 Pro/E 的分析熟练后能够很好的掌握 ANSYS 等功能更强大的有限元分析软件。
       1、凸轮机构设计概要
首先根据需要选择出推杆的运动规律，即推杆的位移 s、速度 v、加速度 a 随时间 t 的变化规律，因为凸轮一般为等速运动，所以推杆的运动规律常表现为推杆的运动参数随凸轮转角 δ 变化的规律。根据推杆规律数学表达式的不同，常分为多项式和三角函数运动规律两大类：（1）多项式运动规律表达式 s=C0+C1δ1+C2δ2+…+Cnδn，其中C0C1C2…Cn 可以利用边界条件等来确定。（2）三角函数运动规律分为余弦加速度、正弦加速度运动规律，它们各自有不同的运动规律方程。得出了推杆的运动规律后，根据工作要求和结构条件选定凸轮结构形式、基本尺寸、凸轮转向，然后就可以进行凸轮的轮廓曲线设计。凸轮的轮廓曲线设计主要运用解析法，其基本原理就是利用反转法。设计凸轮轮廓线时，假设凸轮静止不动，推杆相对于凸轮沿-ω 方向反转运动。得出推杆的一系列位置，其顶尖位置连成的曲线就是凸轮的轮廓线。
       2、凸轮机构运动仿真
设计好凸轮的轮廓后就可以在 Pro/E 中进行建模，这里选择的是偏置直动滚子推杆盘型凸轮机构，对凸轮和推杆及固定装置分别建模。然后再新建组件、装配，对推杆和固定装置进行圆柱约束使其能够上下运动，凸轮和固定装置进行销钉约束，使其能够沿轴转动，装配好了之后还需要对其进行凸轮和从动件机构的连接，在 Pro/E 工具栏中选择应用程序→机构，右边就会出现凸轮连接图标。选取凸轮和推杆进行连接，我们可以点击拖动按钮，拖动凸轮时会发现推杆也随着一起运动。创建弹簧，这一步相当于对推杆施加压力，设置弹簧常数 k=100，原始长度为 60，弹簧直径改为25。创建阻尼器，按主窗口右侧的阻尼器图标，出现阻尼器对话框，在推杆中部也就是弹簧之间设置阻尼，阻尼常数 C 为 100。然后设置伺服电动机，在右侧选择电动机图标，选取凸轮与固定件之间的销钉作为传动轴。在轮廓中设置规范为速度，设为 36°/s。按主窗口右侧的定义分析图标，选择类型为动态，终止时间设为 20s，运行，就可以看到凸轮机构的运动仿真了。
       3、凸轮机构的运动分析
对推杆的位移、速度、加速度、弹簧载荷、阻尼载荷进行分析。首先设置位移分析，在主窗口按生成分析的测量结果图标 。添加测量量，设置名称为位移，类型选择位置，选择推杆轴线上的一点，选择 Y 分量。添加速度分析，设置名称为速度，类型选择为速度，选择推杆上的一点，选择 Y 分量。添加加速度分析，和速度分析一样只是名称和类型改为加速度。添加弹簧载荷分析，编辑，名称改为弹簧载荷分析，选中弹簧，类型选择静负荷。添加阻尼器载荷分析，编辑，名称改为阻尼器载荷分析，选中阻尼器，类型选
静负荷。然后选中所有的要分析项，点击结果表里面的动态分析，就能够在测量一栏里看到数据了，勾选分别绘制测量图形，点击左上角的绘制选定结果及所选测量的图形，就可以看到测量数据绘成的图表了。
       图 表中，第一栏为弹簧载荷分析，第二栏为加速度分析，第三栏为速度分析，第四栏为位移分析，最后为阻尼
器载荷分析。
       结 语
       利用 Pro/E 进行机构的仿真能够让静态的设计变成动态的三维立体图形，给设计人员带来了更直观的印象。对机构分析之后有助于设计人员进一步的优化设计，提高工作效率。凸轮机构的设计难点主要是确定推杆的运动规律和凸轮的轮廓线，通过查机械设计手册或者参考专业的机械设计书籍，熟练掌握后再加上基本的 Pro/E 知识就能够进行仿真分析。当然，如果还有更高的受力分析要求可以将 Pro/E 与 ANSYS 进行接口，在 Pro/E 中进行建模，在 ANSYS 中进行运动和动力分析。