第十一讲 ProEngineer下的机构运动仿真.doc

第十一讲 ProEngineer下的机构运动仿真 内容与要求： Pro/Engineer的机构运动仿真功能可以使原来在二维图纸上难于表达和设计的运动变得非常直观和易于修改，并且能够大大简化机构的设计开发过程，缩短其开发周期，减少开发费用，同时提高产品质量。本讲介绍机构添加运动副、驱动器的方法实现机构的运动仿真及完成机构运动仿真后，运用机构中的后处理功能查看当前机构的运动，并且对机构进行运动轨迹、位移、运动干涉情况的分析，以便研究机构模型等内容。 本讲应达到如下目标： 了解机构仿真的特点及过程； 了解机构仿真中基本术语与常用工具按钮； 掌握机构的连接方式； 掌握动画仿真的技术技巧和制作。 第一节 概 述 一、机构仿真的特点及过程 1、机构的特点 机构是由构件组合而成的，其中每个构件都以一定的方式至少与另一个构件相联接，这种联接既使两个构件直接接触，又使两构件能产生一定的相对运动。机构仿真主要包括2个步骤：第一是创建机构；第二是添加驱动器。其中创建机构的过程与零件装配的过程极为相似。 相似点： 1）两者皆利用“元件放置”对话框联接或安装零件； 2）装配和子装配之间的关系相同，Pro/Engineer将连接信息保存在装配文件中，这意味着父装配继承了子装配中的连接定义。 不同处： 1）创建机构是应用“元件放置”对话框的“连接”功能联接机构中的各个构件；而零件装配直接在“元件放置”对话框通过定义装配约束关系来安装各个零部件。 2）由零件装配得到装配体，其内部的零部件之间没有相对运动；而由联接得到的机构，其内部的构件之间可以产生一定的相对运动。 3）创建机构以后必须添加驱动器才能进行机构运动仿真。 2、运动仿真的过程 机构运动仿真总体下可分成四个部分：创建机构，添加驱动器，进行机构仿真以及仿真结果，图11-1即为机构运动仿真的流程图。 创建机构：与零件装配相同，在创建机构之前必须在零件设计模式下完成所有构件（零件）模型的建立。将机构所要涉及到的所有构件复制到同一目录下用于机构创建，进而完成机构设计和运动仿真分析。创建机构主要包括新建机构文件、载入主体机构、定义连接和约束等操作。 步 骤： 新建机构文件 【文件】→【新建】 单击 打开[新建]对话框 Ctrl+N “新建”中选择 “新文件选项”中选择 载入主体构件 主体构件也称作机架，就是机构的参考系统。 【插入】→【元件】→【装配】 单击 在【打开】中选择作为机架的构件。系统显示【元件放置】对话框，单击该对话框中的“确定”即可。 定义联接和约束 机构运动仿真必须同时定义联接和约束，载入主体构件后要求载入第二个构件并进行联接和约束。 【插入】→【元件】→【装配】，在【打开】中选择需载入的另一构件。系统显示【元件放置】对话框，单击“连接”选项将该选项展开，用于定义该构件的连接定义，完成后单击“确定”即可。 其他构件的载入方法与此相同。 添加驱动器 由于机构由原动件、机架、从动件3个部分组成，在完成连接和约束建立机构后，要在原动件上添加驱动器。 单击【应用程序】→【机构】，界面上出现“机构”工具按钮。 进行机构仿真 完成原动件驱动器添加后，要求对其定义运动类型，以此来进行机构运动仿真。通过【运动定义】完成运动类型的新增、编辑、删除和复制等操作，以及进行运动仿真。 查看和分析仿真结果 运用机构中的后处理功能可以查看当前机构的运动，并且可以对机构进行运动轨迹、位移、运动干涉情况分析，以便更好地研究机构模型。 二、机构仿真的基本术语与常用工具按钮 1、基本术语 放置约束：向组件中放置元件并限制该图元运动的几何关系； 自由度：构件所具有的独立运动数目（或确定构件位置所需的独立参变量的数目）； 主体/构件：一个元件或相对不动的一组元件； 连接：机械学中称其为联接，用于定义并限制相对运动的构件之间的关系。联接的作用是约束构件之间的相对运动，减少机构的总自由度； 环连接：增加到运动环中的最后一个连接； 接头：指连接类型（例如销连接、滑动杆连接等）； 基础：即大地或者机架，它是一个固定不动的零件。其他构件相对于基础运动。可以定义多个基础； 运动：服从驱动器的构件运动方式； 拖动：用鼠标抓取并在屏幕上移动机构； 驱动器/伺服电机：定义一个构件相对于另一个构件运动的方式， 回放：记录并重新演示机构运动。可以在接头或几何图元上放置驱动器，并指定构件之间的位置、速度或加速度运动； 2、常用工具按钮 当用户进入机构模块时，工具栏中出现图11-2所示的常用工具按钮。 图11-2 常用工具按钮 图11-3 “显示图元”对话框 ：“