UG運動分析教程(中文版

1、運動仿真本章主要內(nèi)容：運動仿真的工作界面 運動模型管理 連桿特性和運動副 機構(gòu)載荷運動分析9.1運動仿真的工作界面木章主要介紹ug/cae模塊中運動仿真的功能。運動仿真是ug/cae (computer aided engineering)模塊中的主要部分，它能對任何二維或三維機構(gòu)進(jìn)行復(fù)雜的運動學(xué)分析、動力 分析和設(shè)計仿真。通過ug/modeling的功能建立一個三維實體模型，利用ug/motion的功能 給三維實體模型的各個部件賦了一定的運動學(xué)特性，再在各個部件之間設(shè)立一定的連接關(guān)系 既可建立一個運動仿真模型。ug/motion的功能可以對運動機構(gòu)進(jìn)行人量的裝配分析工作、 運動合理性分析工作

2、，諸如干涉檢查、軌跡包絡(luò)等，得到大量運動機構(gòu)的運動參數(shù)。通過對 這個運動仿真模型進(jìn)行運動學(xué)或動力學(xué)運動分析就町以驗證該運動機構(gòu)設(shè)計的合理性，并口 可以利用圖形輸出各個部件的位移、坐標(biāo)、加速度、速度和力的變化情況，對運動機構(gòu)進(jìn)行 優(yōu)化。運動仿真功能的實現(xiàn)步驟為：1. 建立一個運動分析場景；2. 進(jìn)行運動模型的構(gòu)建，包括設(shè)置每個零件的連桿特性，設(shè)置兩個連桿間的運動副和 添加機構(gòu)載荷；3. 進(jìn)行運動參數(shù)的設(shè)置，提交運動仿真模型數(shù)據(jù)，同時進(jìn)行運動仿真動畫的輸出和運 動過程的控制；4. 運動分析結(jié)果的數(shù)據(jù)輸出和表格、變化曲線輸出，人為的進(jìn)行機構(gòu)運動特性的分析。9.1.1打開運動仿真主界面在進(jìn)行運動仿真z

3、前，先要打開ug/motion (運動仿真)的主界|僑。在ug的主界|衍中 選擇菜單命令【application > motion，如圖9-1所示。application window helpmodeling.ctrl+mshape studio.drafting.manufacturing.ctrl+alt+mstructures.moldflow part adviser.motion.sheet metalmoldwizardroutingwire harness.v assembliesctrl+alt+wgateway.ctri+wuser interface styler.

4、圖91打開ug/motion操作界面選擇該菜中命令后，系統(tǒng)將會口動打開ug/motion的主界面，同時彈出運動仿真的工具 欄。9.1.2運動仿真工作界面介紹1口| x|點擊application/motion后ug界而將作-定的變化，系統(tǒng)將會口動的打開ug/motion 的主界面。該界面分為三個部分：運動仿真工具欄部分、運動場景導(dǎo)航窗口和繪圖區(qū)，如圖 9-2所示。unigraphics v18.0 - motion - displayed: (5cenario)scenario_l.prt work: (modified) sc施 file edit view insert format to

5、ols assemblies wcs information analysis preferences application window help- |t?|®習(xí)電圖92 ug/motion主界面運動仿真丄具欄部分丄耍是ug/motion各項功能的快捷按鈕，運動場景導(dǎo)航窗口部分丄 要是顯示當(dāng)前操作下處于工作狀態(tài)的各個運動場景的信息。運動仿真工具欄區(qū)乂分為四個模 塊：連桿特性和運動副模塊、載荷模塊、運動分析模塊以及運動模型管理模塊，如圖93所連桿特性和運動副模塊link and jointmotion analysis imi載荷模塊運動分析模塊i運動模型管理模塊圖9-3四個運動仿

6、真工具欄區(qū)運動場景導(dǎo)航窗口顯示了文件名稱，運動場景的名稱、類型、狀態(tài)、環(huán)境參數(shù)的設(shè)置以 及運動模型參數(shù)的設(shè)置，如圖9-4所示。運動場景是ug運動仿真的樞架和入口，它是整個 運動模型的載體，儲存了運動模型的所仃信息。同一個三維實體模型通過設(shè)置不同的運動場 景可以建立不同的運動模型，從而實現(xiàn)不同的運動過程，得到不同的運動參數(shù)。圖9-4運動場景導(dǎo)航窗口9.2運動模型管理打開ug/motion的主界而之后，將會彈出運動模型管理工具欄，如圖9-5所示。model preparation運動方程包裹編輯仿真對象 運動劇烈點 標(biāo)記設(shè)宣幾何尺寸編輯 場景導(dǎo)航窗口圖9-5運動模型管理工具欄 木節(jié)將對工具欄中的各

7、個選項進(jìn)行說明。9.2.1場景導(dǎo)航窗口1. 運動場景的建立在進(jìn)行運動仿真之前必需建立一個運動模型，而運動模型的數(shù)據(jù)都存貯在運動場景之中, 所以運動場景的建立是整個運動仿真過程的入口。利用ug/modeling的功能建立了一個三維實體模型時必需將該模型設(shè)為一個運動口j控模 型（mastermodel）,完成幾何模型的創(chuàng)建之后,選擇application > motion菜單項, 彈出運動場景導(dǎo)航窗口，該模型將白動的顯示于運動場呆導(dǎo)航窗口中，選種該模型按右鍵將 彈出一快捷菜單,如圖9-6所示。圖9-6彈出快捷菜單如果在進(jìn)入運動仿真界而后，運動場景導(dǎo)航窗口沒有相應(yīng)的打開，用戶町以在運動模型 工

8、具欄屮單擊按血d scenario navigator （場景導(dǎo)航）,系統(tǒng)將會口動打開運動場景導(dǎo)航窗口。 在模型的右鍵快捷菜單中選擇newscemnio菜單項，將建立一個新的運動場景，默認(rèn)名 稱為scenario，類型為motion,運動仿真環(huán)境為靜態(tài)動力學(xué)仿真（statics & dynamics）,該 信息將顯示在運動場景導(dǎo)航窗口中，并且運動仿真各運動仿真工具欄項將變?yōu)榭刹僮鞯臓顟B(tài)， 如圖9-7所示。圖9-7建立一個新場景運動場景建立后便可以對三維實體模型設(shè)置各種運動參數(shù)了，在該場景中設(shè)立的所有的 運動參數(shù)都將存儲在該運動場景之中，由這些運動參數(shù)所構(gòu)建的運動模型也將以該運動場景 為

9、載體進(jìn)行運動仿真。重復(fù)該操作可以在同一個master model下設(shè)立各種不同的運動場景， 包含不同的運動參數(shù)，實現(xiàn)不同的運動。2. 運動場景的編輯運動場景建立后可以對它進(jìn)行一定的編輯，包括運動場景的重命名（rename）、刪除 （delete）和復(fù)制（clone）。1）運動場景的亟命名選種某一運動場景，單擊鼠標(biāo)右鍵將彈出一快捷菜單，如圖9-8所示。圖9-8彈出運動場景快捷菜單選擇快捷菜單屮的rename菜單項后，運動場景導(dǎo)航窗口屮的場景名稱將自動變?yōu)榭诙【?輯的狀態(tài)，如圖9-9所示。在該對話框屮鍵入新的運動場景名稱應(yīng)用后既可實現(xiàn)運動場景的 重命名。name0lg typemasteri st

10、atusen viro nmentmotionstatics & dynamics11圖9-9運動場景的匝命名2）運動場景的刪除選擇快捷菜單屮的delete菜單項既町實現(xiàn)運動場最的刪除。3）運動場景的復(fù)制選擇快捷菜單中的clone菜單項既可實現(xiàn)運動場景的復(fù)制，復(fù)制后的運動場景與原來的 運動場景的各個參數(shù)都相同，如圖9-10所示，通過分別選擇【scenario_l 【clone, scenario_2 】> clone, scenario_3 > clone菜1t1-項新建了三個與scenario_ 1各項參數(shù)都相同的運動scenario汛“2、scenario3、scena

11、rio 4。4name1 typestatus1 environment(3 igmaster；(5 scenario_lmotionstatics & dynamics卜 q scenariocendrio_3motionstatics & dynamicsiih (3 scenariomotionstatics & dynamicsd1al場景，分別劉圖9-10運動場景的復(fù)制3. 運動場景參數(shù)的設(shè)置和信息的輸出1）運動場景環(huán)境參數(shù)的設(shè)置選種某一運動場景，單擊鼠標(biāo)右鍵將彈出一快捷菜單，選擇environment菜單項將彈出【運動仿真環(huán)境細(xì)祚奪*訓(xùn)所示。deletecl

12、oneenvir onmen匕<1edit expressions.export expressions.informatio nexportenvironment±1solver choicec kinematicsa電t©回膽世鼓cancel圖911運動仿真環(huán)境類型設(shè)置該對話框中的各個選項說明如下：kinematics：statics dynamics：通過不同的選擇可以將運動仿真環(huán)境設(shè)置為運動學(xué)仿真或者是靜態(tài)動力學(xué)仿真。2）運動場景信息的輸出選種某一運動場景，單擊鼠標(biāo)右鍵將彈出j快捷菜單，選擇information > motion connections

13、菜單項將彈出顯示運動模型各項參數(shù)的設(shè)置的圖文框，它記載了運動模型所有 的參數(shù)，如圖9-12所示。±1export expressions,1 .2dinformationmotion connectionspexportmodified expressions1en viro nment.edit expressio仃5 圖 9-12 選擇【information > motion connections菜單項 彈出的運動模型參數(shù)設(shè)置圖文框如圖9-13所示。圖9-13彈出運動模型參數(shù)設(shè)置圖文框| scenario navigator£name| type| statu

14、s1 en vironme ntmasterstatics & dynamicsrenamedeleteclone(5ig 9.2.2編輯模型幾何尺寸在建立了一個運動場景之后，用戶仍然可以對運動場景中幾何體的尺寸進(jìn)行修改。在ug/motion運動模型管理工具欄中選擇圖標(biāo)，系統(tǒng)將會自動打開一個【幾何模型尺寸 編輯】對話框，如圖9-14所示。幾何模型持征列表持征參數(shù)表達(dá)方式特征參數(shù)列表feature expressionsc expression ( descriptionextruded(o) offset(l) face_blend(2) simpclhole(4)：thickness

15、«0.1thickness特征參數(shù)表達(dá)式a johused by特征參數(shù)數(shù)值value=0.100000運用apply | back | cane j |圖9-14【幾何模型尺寸編輯】對話框在該對話框兒何模型特征列表屮選屮某一特征后，其各種特征參數(shù)表達(dá)式將在特征參數(shù) 列農(nóng)中和應(yīng)的顯示，而在特征參數(shù)列表中選中該特征的某一參數(shù)時，其表達(dá)式和值將會相應(yīng) 的在下部顯示，此時用戶可以對該表達(dá)式的值進(jìn)行編輯。在特征參數(shù)數(shù)值文本輸入框中輸入 新的特征參數(shù)后，按冋車鍵，同時該對話框中的apply按鈕被激活，單擊apply既町完成該 操作，從而改變模型的兒何外形。9.3連桿特性和運動副利用ug/mod

16、eling的功能建立了一個三維實體模型后，并不能直接將各個部件按-毘的 連接關(guān)系連接起來，必需給各個部件賦予一沱的運動學(xué)特性，即讓其成為一個可以與別的有 著相同的特性的部件z間相連接的連桿構(gòu)件（link）。同時，為了組成一個能運動的機構(gòu)，必需把兩個相鄰構(gòu)件（包括機架、原動件、從動件） 以一定方式聯(lián)接起來，這種聯(lián)接必需是可動連接，而不能是無相對運動的固接（如焊接或釧 接），凡是使兩個構(gòu)件接觸而又保持某些相對運動的可動連接即稱為運動副。在ug/motion 中兩個部件被賦予了連桿特性后，就可以用運動副（joint）相聯(lián)接，組成運動機構(gòu)。(link),系統(tǒng)將會打開選擇步驟過濾器編輯方向 質(zhì)壘特性自動

17、 用戶定義 無質(zhì)星filter|anyedit orientationedit orientationmass properties automatic ( user defined c none上一個等級up one level連桿名稱name|l0019.3.1連桿特性的建立點擊運動仿真工具欄區(qū)的連桿特性和運動副模塊中的豳 【連桿特性創(chuàng)建】對話框,如圖9-15所示。ok | pplyj back | cancel |圖9-15連桿特性的建立該對話框中的各個選項說明如下：1 selection steps (選擇步驟)該選項給用戶提供了建立一個連桿特性的操作步驟。共包含五個步驟，其屮可根據(jù)川

18、戶 的耍求省去幾項。各個步驟說明如下：1) q link geometry該選項用丁選擇連桿特性的幾何模型。激活該圖標(biāo)后，在圖形窗口中選擇將要賦予該連 桿特性的幾何模型。2) 里j mass該選項用于設(shè)置連桿的質(zhì)雖特性。選擇該圖標(biāo)厲，【連桿創(chuàng)建】對話框的界而將會發(fā)生變 化，變化后對話框的選項說明如圖9-16所示。fisr(poinr |質(zhì)心位萱設(shè)置一point method|/|edit orientation質(zhì)星大小mass|0. 0000linkselection steps【連桿創(chuàng)建】對話框圖 9-163）畠 inertia作用點編輯方向各個方向的慣性矩該選項川于設(shè)置連桿的慣性力。選擇該

19、圖標(biāo)后，連桿創(chuàng)建對話框的界面將會發(fā)生變化, 變化后對話框的選項說明如圖9-17所示。圖9-17【連桿創(chuàng)建】對話框4）奇 initial translation velocity該選項用于設(shè)置連桿的初始平移速度。選擇該圖標(biāo)后，連桿創(chuàng)建對話框的界面將會發(fā)生 變化，變化后對話框的選項說明如圖9-18所示。linkselection steps| vector jj |filter構(gòu)建平移方向方式vector method編輯方向一重設(shè)edit orientationnameok | apply | bck | cancel |平移速度大4 反轉(zhuǎn)平移方向圖 9-18【連桿創(chuàng)建】對話框&init

20、ial rotation velocity5）旋轉(zhuǎn)軸方向旋轉(zhuǎn)軸方向編輯方向 加速度類型 加速度合成大小 加速度分量形式編輯方向加速度類型加速度合成大小加速度分量形式加速度大小加速度大小反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)軸方向反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)軸方向重設(shè)該選項用于設(shè)置連桿的初始旋轉(zhuǎn)速度。選擇該圖標(biāo)后，連桿創(chuàng)建對話框的界向?qū)l(fā)生 變化，變化后對話框的選項說明如圖9-19所示。圖9-19【連桿創(chuàng)建】對話框2 mass properties （質(zhì)量特性）該選項用于設(shè)置連桿的質(zhì)量特性創(chuàng)建的方式，包含三個選項：1) automatic：由系統(tǒng)自動生成連桿的質(zhì)量特性。2) user define：由用戶定義質(zhì)量特性,選擇該選項后,選擇步驟禰

21、圖標(biāo)4； mass和inertia將被自動激活。3. name (連桿名稱)該選項用于設(shè)置連桿的名稱。設(shè)置完了這些連桿特性參數(shù)后，該部件就具有了一定的運動學(xué)特性，可以與別的連桿以 定的連接方式相連接了，構(gòu)成運動機構(gòu)。同時也可以對運動模型進(jìn)行簡化，將連桿的質(zhì)量 特性設(shè)置為默認(rèn)值0,按ok鍵后該部件也將成為連桿。9.3.2連桿特性參數(shù)的編輯當(dāng)連桿特性參數(shù)設(shè)置有誤時，就必需對各項參數(shù)進(jìn)行修改，ug/motion該項功能的實現(xiàn) 是通過運動仿真工具欄區(qū)運動模型管理模塊中的運動模型部件編輯的功能來實現(xiàn)的。點擊運 動模型管理模塊中的圖標(biāo) 9丨(edit motion object)將彈出一個【類選擇】對話框

22、，耍求選 擇將要進(jìn)行編輯的部件，這與ug/modeling小的類選擇方法類似。將【類選擇】對話框的選 擇類型設(shè)為link,選擇了某一連桿后將彈岀連桿特性參數(shù)設(shè)置的對話框，如圖9-20所示，對 各項參數(shù)的編輯與連桿建立時的參數(shù)設(shè)置操作完全相同。colorlinlcrectangle/polygon meti inside/crossfilteri anytchainokedit orientationup one l»backname| ok | 畑ply |cancelselect 丿all but sele9-20連桿特性參數(shù)的編輯9.3.3運動副的類型在ug/motion中給用戶

23、提供了 12種運動副的類型，在連桿與運動副工具欄中列出了英中的兒種運動副，如圖9-21所示。link and joint較鏈連接齒輪齒條連接皮帶連接 齒輪嚙合線線連接點線連接圖9-21運動副類型工具欄 卜-面分別來介紹各種運動副類型。1. joint （較鏈連接也選擇該選項后將會彈出較鏈連接對話框，在該對話框中列出了七種餃鏈連接的類型，女口 圖9-22所示。joint七種較鏈類型display scalename1.000000ijooi【餃鏈連接】對話框較鏈連接可以實現(xiàn)兩個相連件繞同一軸作相對的轉(zhuǎn)動,如圖9-23所示。廠 snap links-selection steps§ &#

24、163; 4圖 9-22該對話框中的各種餃鏈連接類型說明如卜:1）合頁連接（revolute圖9-23餃鏈連接它有兩種形式：一種是兩個連桿繞同一軸作相對的轉(zhuǎn)動，另一種是一個連桿繞固圧在機 架上的根軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，如圖9-24所示。圖9-24餃鏈連接的兩種形式2）滑塊連接（slider®滑塊連接是兩個相連件互相接觸并保持著相對的滑動，如圖9-25所示。圖9-25滑塊連接可以實現(xiàn)一個部件相對與另一部件的直線運動，它有兩種形式：一種是滑塊為一個自由 滑塊，在另一部件上產(chǎn)生相對滑動；一種為滑塊連接在機架上，在靜止表面上滑動，如圖9-26 所示。圖9-26滑塊連接的兩種形式3）柱錢連接（cylin

25、drical冊柱較連接實現(xiàn)了一個部件繞另一個部件（或機架）的相對轉(zhuǎn)動，如圖9-27所示。圖9-27柱餃連接柱餃連接也有兩種形式：一種是兩個部件相連，另一種是一個部件連接在機架上，如圖 9-28所示。圖528柱餃連接的兩種形式4）螺桿連接（screw）事螺桿連接實現(xiàn)了一個部件繞另一個部件（或機架）作相對的螺旋運動，如圖9-29所示。pixel saewset蝕5）萬向接頭（universal颶刀向接頭實現(xiàn)了兩個部件之間可以繞互相垂宜的兩根軸作相對的轉(zhuǎn)動，它只有一種形式 必需是兩個連桿相連，如圖9-30所示。圖9-30力向接頭unhtrsal6）球較連接（spherical球餃連接實現(xiàn)了 個部件繞

26、另一個部件（或機架）作相對的各個自山度的運動，它只仃 -種形式必需是兩個連桿相連，如圖9-31所示。平面連接可以實現(xiàn)兩個部件之間以平而相接觸，互相約朿，如圖9-32所示。spliffical平面連接圖 9-322：齒輪齒條連接（rack and pinion関行餃鱉輪貓讐;器頁現(xiàn)兩個部件或者是部件與機架之間以齒輪與齒條嚙合的運動形式進(jìn)圖9-33齒輪齒條連接3齒輪連接（gear）鼬的約賞:需:黑薜部件或者是部件與機架之間以齒輪嚙合的運動欣進(jìn)行站運動圖9-34齒輪連接4.皮帶連接(cable £皮帶連接可以使兩個部件之間實現(xiàn)以皮帶輪帶動皮帶進(jìn)行運動的相對運動形式。5點線連接(point

27、on curve)點線連接可以實現(xiàn)一個部件始終以其上的一點與另一個部件或者是機架進(jìn)行接觸，實現(xiàn) 相對運動的約朿，如圖9-35所示。圖9-35點線連接6.線線連接(curve on curve庖|該約束是強迫兩個部件上的兩條曲線相互接觸，實現(xiàn)兩個部件的連接和運動約束，如圖 9-36所示。圖9-36線線連接9.3.4運動副的建立ug/motion屮各種運動副(joint)的建立方法都是類似的，下面以錢鏈連接屮的合頁連 接(revokite)為例介紹運動副建立的整個過程。在建立了一個運動場景和設(shè)置了連桿特性后，可以開始進(jìn)行運動副創(chuàng)建的操作。點擊連 桿特性和運動副模塊中的餃鏈連接(joint)按鈕后，

28、將彈出一個對話框耍求用八選擇餃鏈連接的類型，如圖9-37所示。link and joint較璉連接類型與另一連桿連接選擇步驟編輯方向運動副限制上限下限 運動副驅(qū)動力運動副顯示比例運動副名稱圖9-37選擇餃鏈連接的類型當(dāng)用戶選擇不同的較鏈連接的類型后，該對話框?qū)l(fā)生變化。在該對話框中選擇較鏈 連接的類型為合頁連接(revolute：滬對話框屮將會顯示創(chuàng)建合頁連接運動副的各個選項， 這些選項功能的說明如下所述：1 snap links選種這個單選項后，用戶所設(shè)置的運動副為兩個連桿z間的連接，則在該對話框屮要求 設(shè)置運動副在各個連桿上的相關(guān)參數(shù)；空置該單選項時，用戶所設(shè)置的運動副為連桿與假彖 的機

29、架之間的連接，只需設(shè)置運動副在這個連桿上的參數(shù)既可。2. selection steps該選項給用戶提供了建立一個運動副的操作步驟。共包含i丿u個步驟，其屮可根據(jù)用八的 要求省去兒項，通過完成各個步驟，可以引導(dǎo)用戶完成運動副參數(shù)的設(shè)置。各個步驟說明如 下：1) 0 first link該步驟耍求用八選擇將耍進(jìn)行連接的第一個連桿，如果在snap links單選項中空置則該 連桿將要與機架連接在一起。2) orientation on first link在圖形窗口中選擇那將要進(jìn)行連接的第一個連桿后，第二步圖標(biāo)將會被自動的激活，同 時在【創(chuàng)建運動剛】對話框中的edit orientation選項被

30、激活，系統(tǒng)在該對話框中自動顯示點 創(chuàng)建的方式，如圖9-38所示。圖9-38設(shè)置運動副在第一個連桿上的位置和方向在該步驟屮要求用戶設(shè)置運動副在第一個連桿上的位置和方向。運動副的位置是指兩個連桿連接或者連桿與機架連接時關(guān)節(jié)點的所在，連桿將在此點與 機架或者連桿相連接。而不同的運動副其方向的圧義是不同的，轉(zhuǎn)動副的方向指的是連桿轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)軸，而移 動副的方向指的是連桿平移的方向。用戶可以選擇一定的點創(chuàng)建方式在第一個連桿上創(chuàng)建選擇一點，作為運動副在第一個連 桿上的位置；同時，用戶可以選擇選項edit orientation （編輯方向），系統(tǒng)將會自動打開一個 坐標(biāo)系創(chuàng)建對話框，如圖9-39所示，在該對話

31、框中用戶可以以一定的方式創(chuàng)建一個坐標(biāo)系, 該坐標(biāo)系的ze方向即為運動副在第一個連桿上的方向。second linkcsys constructorinferredix 上：b k k £cancel圖9-39設(shè)置方向當(dāng)snap links單選項被選中時，在設(shè)置完了運動副在第一個連桿上的相關(guān)參數(shù)后，第三 步圖標(biāo)將會被口動激活，此時要求用戶在圖形窗口屮選擇與第一個連桿以合頁運動副連接的 第二個連桿。orientation on second link在圖形窗口屮選擇那將要進(jìn)行連接的第二個連桿后，第四步圖標(biāo)將會被自動的激活，同 時在創(chuàng)建運動副対話框中的edit orientation選項被

32、激活，系統(tǒng)在該對話框中自動顯示點創(chuàng)建 的方式。與運動副在第一個連桿上參數(shù)的設(shè)置方法類似，用戶可以完成運動副在第二個連桿 上參數(shù)的設(shè)置。3. 運動副的驅(qū)動力運動副的驅(qū)動力是給運動副設(shè)置的初始的外在驅(qū)動，是該連桿運動的原動力。在該選項 的下拉菜中中列出了 ug/motion給用戶提供的五種驅(qū)動力的類型，如圖9-40所示。motion drivernone:nonecon stant harmonic.generalarticulati ondisplay scaleij089name0kapplybackcancel驅(qū)動力類型圖94()【驅(qū)動力選擇】對話框選擇不同的駛動力類型，對話框中將顯示不同的

33、驅(qū)動力設(shè)置選項。下拉菜單中的各個選 項說明如下：1) none選擇該菜單項后，該運動副將沒有原始的驅(qū)動力，其將在其他零件的作用力卜進(jìn)行運動。2) constant該選項用于給運動副添加一個不變的原始驅(qū)動力。選擇該菜單項后，在對話框屮將會顯 示設(shè)置不變的原始驅(qū)動力的各個選項，如圖941所示。運動副位移值運動副速度運動副加速度圖9-41不變的原始驅(qū)動力3) harmonic該選項用于給運動副添加一個諧振變化的原始驅(qū)動力。選擇該菜單項后，在對話框屮將會顯示設(shè)置不變的原始驅(qū)動力的各個選項，如圖9-42所示。運動副諧振振幅運動副諧振頻率運動副諧掘相位角motion driverharmonicampli

34、tudefrequencyphase angle10.000000|0. 000000 |0. 000000display scalename11.000000(j089okapplybackcancel圖9-42諧振變化的原始驅(qū)動力4) general該選項用于給運動副添加一個一般的原始驅(qū)動力。選擇該菜單項后，在對話框中將會顯 示設(shè)置不變的原始驅(qū)動力的各個選項，如圖9-43所示。編輯運動方程運動方程圖9-43 一般的原始驅(qū)動力其中可以給運動副外加根據(jù)方程變化的驅(qū)動力，在上圖中單擊運動方程編輯按鈕就會彈 出運動方程編輯對話框，如圖944所示。圖9-44【運動方程】編輯對話框5) articul

35、ation該選項用于給運動副添加一個較接的原始驅(qū)動力。4. 運動副顯示比例該選項用于設(shè)置運動副在圖形窗口中象征符號顯示的大小，設(shè)置合適的顯示比例可以使 用戶更好的寧看兩個零件z間的連接關(guān)系。5. 運動副名稱該選項用于設(shè)置運動副的名稱，用戶可以直接在文木輸入框中輸入將要創(chuàng)建的運動副的 名稱，缺省值為j001、j002o設(shè)置完這些參數(shù)后，在運動副參數(shù)設(shè)置對話框中單擊0k按鈕就町以將連桿按一定的連 接方式機架連接起來了。具體操作如下例所述。6. 運動副創(chuàng)建實例在木例中將要將兩個連桿餃接在-起，首先點擊連桿特性和運動副模塊中的餃鏈連接(joint)空按鈕,系統(tǒng)將會口動打開一個對話框要求用戶選擇餃鏈連接

36、的類型,在該對話 框中選擇圖感 revolute (合頁連接)，對話框中將會顯示創(chuàng)建合頁連接運動副的各個選項， 同時選擇步驟中的圖慮:first link將口動被激活。在該對話框中選中snap links單選項, 同時在圖形窗口中選擇將要進(jìn)行連接的第一個連桿l001,如圖9-45所示。圖945選擇第一個連桿在圖形窗口屮選擇完成將要進(jìn)行連接的第一個連桿后，第二步圖蹤.orientation on first link將會被fl動的激活，同時在創(chuàng)建運動副對話枇中的edit orientation選項被激活, 統(tǒng)在該對話框中口動顯示點創(chuàng)建的方式。在點創(chuàng)建方式中選擇下拉菜單中的創(chuàng)，同時9-46所示。_

37、十圖9-46設(shè)譽關(guān)節(jié)點后，選擇選啓edit orientation （編輯方向），系統(tǒng)將會口動打開一個坐標(biāo)系創(chuàng)建對話 框，如圖947所示，在該対話框中選擇圖標(biāo)，以三點方式創(chuàng)建一個坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系的zc 方向即為運動副在笫一個連桿上的方向。同時在圖形窗口中選擇上一步選擇的圓環(huán)的中心和 兩個象限點，則該孔特征的軸線方向即為運動副在l001上的方向。圖9-47設(shè)置運動副方向在設(shè)置完了運動副在第一個連桿上的相關(guān)參數(shù)后，第三步叔 second link將會被口動激活，此時要求川戶在圖形窗口屮選擇與第一個連桿以合頁運動副連接的第二個連桿,如圖9-48所示，在圖形窗口中選擇l002為與l001相連接的連桿。

38、-selection stepsfilter_|anydisplay scale1.000000name|joo1okapplybackcancel圖9-48選擇第二個連桿在圖形窗口屮選擇完成將要進(jìn)行連接的第二個連桿后，第四步i扁orientation on second link將會被門動的激活，同時在創(chuàng)建運動副對話框中的edit orientation選項被激活,系統(tǒng)在該對話框屮口動顯示點創(chuàng)建的方式。在點創(chuàng)建方式中選擇下拉菜單屮的倉，同 標(biāo)時在圖形窗口中選擇l002內(nèi)端面的鬪心，如圖949所示。ok iapply iback icancel if7 5nap links圖9-49設(shè)置關(guān)節(jié)點

39、設(shè)置完了關(guān)節(jié)點后，選擇選項edit orientation （編輯方向），系統(tǒng)將會口動打開一個【坐 標(biāo)系創(chuàng)建】對話框，如圖950所示，在該對話框中選擇圖標(biāo)，以三點方式創(chuàng)建一個坐標(biāo)系， 該坐標(biāo)系的zc方向即為運動副在第一個連桿上的方向。同時在圖形窗口中選擇上一步選擇 的圓環(huán)的中心和兩個象限點，則該孔特征的軸線方向即為運動副在l002上的方向。圖9-50設(shè)置運動副方向最后給該運動副添加一定的原始驅(qū)動力，選擇motion driver卜拉菜單中的constant項, 在相應(yīng)顯示的不變驅(qū)動力設(shè)置選項中輸入velocity為2,同時在該對話框中單擊apply鍵, 系統(tǒng)將會自動的將這兩個連桿以合頁連接的方

40、式較接在一起，并在圖形窗口屮顯示該運動副 的象征符合，如圖9-51所示。辱毎a專愈滬器f7 snap linksselection stepsfilter| point""point method©3edit orientationupper|o. oooooo xllower o. oooooomotion driverpzonstant 二|displacement|0. oooooovelocity丿acceleration/|o. oooooodisplay scale(1. 000000name/ |joo1ok1applycanceljoint圖9-5

41、1完成運動副的創(chuàng)建9.3.5運動副參數(shù)的編輯當(dāng)運動副(joint)的參數(shù)設(shè)置有誤時，就必需對各項參數(shù)進(jìn)行修改。與連桿特性(link) 相類似，ug/motion該項功能的實現(xiàn)也是通過運動仿真工只欄區(qū)運動模型管理模塊中的運動 模型部件編輯的功能來實現(xiàn)的。點擊運動模型管理模塊中的圖標(biāo)(edit motion object)將彈出一個類選擇對話框，要求選擇將要進(jìn)行編緝的部件，這與ug/modeling屮的類選擇方法 類似。將【類選擇】對話框的選擇類型設(shè)為joint,選擇了某一運動副后將彈出運動副參數(shù)設(shè) 置的對話框，如圖9-52所示，對各項參數(shù)的編輯與運動副建立時的參數(shù)設(shè)置操作完全相同。model p

42、reparation戸如colortypeotheri inside/crossing圖9-52編輯運動副參數(shù)rectangle/polygon method9.4機構(gòu)載荷ug/motion的功能許用戶給運動機構(gòu)添加一定的外載荷，使整個運動模型工作在真實的 工程狀態(tài)下，盡可能的使其運動狀態(tài)與真實的情況相吻合。一個被應(yīng)用的力只能設(shè)置在運動 機構(gòu)的兩個連桿之間，運動副上或是連桿與機架之間，它可以被用來模擬兩個零件之間的彈 性連接，模擬彈簧和阻尼的狀態(tài)，以及傳動力與原動力等多種零件之間的相互作用。9.4.1機構(gòu)載荷的類型ug/motion給用戶提供了 9種機構(gòu)載荷，涵蓋了大部分實際工程狀態(tài)屮機構(gòu)的受

43、力形式, 如圖9-53所示。fore objecttrmfm1 i s i i 書益 w勇呀蕪蕪蕪書o i矩矩撞撞圖9-53受力形式工具欄下面來具體介紹各種載荷類型的特點。1. 彈簧力（spring廈彈簧力顯示為兩個零件之間在特定的方向上一定距離的狀態(tài)下相互之間的載荷作用，相 當(dāng)于在兩個連桿z間或運動副上添加了一個彈簧。2. 緩沖力（damper"i緩沖力是一種粘滯的緩沖作用，可以被添加在兩個連桿之間，連桿與機架之間以及平動 的運動副和轉(zhuǎn)動的運動副上。3. 標(biāo)-量力（scalar force x標(biāo)量力是兩個連桿之間的直接作用力，只需設(shè)置力的大小，力的施加點和作用點分別在 兩個相互作用

44、的連桿上。4 標(biāo)量力矩（scalar torquejl外加的力矩，只能應(yīng)用于轉(zhuǎn)動副上。止的標(biāo)量力矩表示添加在轉(zhuǎn)動副上繞z軸順吋針旋 轉(zhuǎn)的力矩。5.矢量力（vector forcep矢量力是作用在連桿上設(shè)定了一定的方向和大小的力。6矢量力矩（vectortorque疔矢量力矩是作用在連桿上設(shè)定了一定的方向和大小的力矩。7. 套筒力（bushing）®套筒力是作用在有一元距離的兩個零件之間的力，它同時起到力和力矩的效果。8. 三維碰撞（3dcontact利用三維碰撞（3d contact）的功能可以實現(xiàn)一個球與連桿或是機架上選定的一個面之間 碰撞的效果。9. 二維碰撞（2d contac

45、t）!二維碰撞結(jié)合了線線運動副類型的特點和碰撞載荷類型的特點。根木上二維碰撞允許用戶設(shè)置作用在連桿上的兩條平血曲線之間的碰撞載荷。9.4.2機構(gòu)載荷的創(chuàng)建木節(jié)主要通過講解兒種常川的機構(gòu)載荷的創(chuàng)建過程來說明運動機構(gòu)載荷添加的方法。 1.彈簧力的創(chuàng)建在機構(gòu)載荷工具欄中點擊圖標(biāo)罰（spring）,系統(tǒng)將打開【創(chuàng)建彈簧力】對話框，在該 對話框中要求用戶設(shè)置彈簧力的類型，各選項說明如圖9-54所示。force object扭轉(zhuǎn)的彈簧力平移的彈簧力圖9-54【創(chuàng)建彈簧力】對話框選擇選項torsional （扭轉(zhuǎn)的彈簧力），用戶可以設(shè)置作用于轉(zhuǎn)動副上的扭轉(zhuǎn)彈簧力。系統(tǒng)同時將會顯示彈簧力各項參數(shù)設(shè)置的對話框，

46、在該對話框中輸入free angle （彈簧門由伸長 時的旋轉(zhuǎn)角度）值和rate （彈簧的彈性系數(shù)）值。緊接著將會彈出選擇轉(zhuǎn)動副的對話框，利 用選擇球選取轉(zhuǎn)動副或是在該對話框的文本輸入框屮輸入轉(zhuǎn)動副的名稱，點擊ok鍵，該載荷就添加完畢，系統(tǒng)將在屏幕上顯示該載荷，如圖9-55所示。圖9-55完成扭轉(zhuǎn)彈簧力的創(chuàng)建選擇選項translational （平移的彈贊力）,用戶口j以設(shè)置作用丁兩個連桿之間連桿與機架之間 或是運動副上平動的彈簧設(shè)加的力。系統(tǒng)同時會打開彈簧參數(shù)設(shè)置對話框，在該對話框中輸入free length （彈簧口由伸長時的長度）值和rale（彈簧的彈性系數(shù)）值，單擊0k將會打開 一個選

47、擇對話框要求用戶選擇彈簧連接的對象，如圖9-56所示。圖9-56選擇彈簧連接的対彖以兩個連桿連接為例，選擇選項link （連桿），在彈出的對話框屮選擇第一個連桿，系 統(tǒng)將同時打開一個點創(chuàng)建對話框，按照一定的方式選取一點作為彈簧在第一個連桿上的作用 點，如圖9-57所示。point constructornameinferred pointx + z x + ©已o zaok ibackcancel圖9-57選取力的作用點接著將會彈出第二個連接對彖選擇對話框，選擇link （連桿）選項，在彈出的對話框中 選擇笫二個連桿，系統(tǒng)將打開點創(chuàng)建對話框，以一定的點創(chuàng)建方式選取一點作為彈簧在第二

48、個連桿上的作用點。設(shè)置完后單擊ok鍵，系統(tǒng)將在屏幕上口動顯示所設(shè)置的彈簧力即完成 了兩個連桿之間的平移彈簧力的創(chuàng)建，如圖9-58所示。unk.point constructoroknameinferred pointk + / xoo / a圖9-58完成兩個連桿乙間的平移彈贊力的創(chuàng)建2.標(biāo)量力的創(chuàng) 建z|cancel標(biāo)量力只能設(shè)置在兩個連桿上，單擊機構(gòu)載荷工具欄中的圖標(biāo)（scalafoce）,系統(tǒng)將打開標(biāo)量力參數(shù)設(shè)置對話框，在該對話框中要求用戶輸入標(biāo)量力的大小，該對話框各個選 項的說明如圖9-59所示。它給用戶提供了兩種設(shè)置大小的方式，-種是在文本輸入框屮輸入 力的人小，另一犁泉選擇ente

49、r force function （輸入力的方程）選項，在彈出的【方程編輯】 對話框+設(shè)置力wforce object力的大小輸入力的方程圖9-59打開【標(biāo)量力參數(shù)設(shè)置】對話框按照一定的方式設(shè)置了力的大小后，將彈出力的作用對象選擇對話框，利用選擇球選取 第一個連桿作為力的施加者。系統(tǒng)同時將打開一個【點創(chuàng)建】對話框，按一定的點創(chuàng)建方式 選取一點作為力的起 *name50okfix to ground圖9-60選取作為力的起始點緊接看將再次彈出一個【力的作用對象選擇】對話框，利用選擇球選取第二個連桿作為 受力體。系統(tǒng)同時將打開一個【點創(chuàng)建】對話框，按一定的點創(chuàng)建方式選取一點作為力的作 用點，系統(tǒng)將

50、自動在屏幕上顯示所設(shè)置的標(biāo)量力即完成了兩個連桿z間標(biāo)量力的創(chuàng)建，如圖 9-61所示。name圖9-61完成兩個連桿之間標(biāo)量力的創(chuàng)建point constructorinferred pointx + / x o3.矢量力的創(chuàng)建單擊機構(gòu)載荷工具欄屮的圖缸 vector force,系統(tǒng)將會打開【矢量力創(chuàng)建】對話框。 當(dāng)在該對話框屮選擇force csys （力的坐標(biāo)系）為absolute （絕對坐標(biāo)系）選項時，該對話 框及其各個選項的說明如圖9-62所示。矢量力設(shè)貫的歩驟選擇的類型創(chuàng)建方式力的工作坐標(biāo)系力的名稱力圖標(biāo)顯示的大小 x方向力的大小y方向力的大小z方向力的大小圖9-62【欠量力創(chuàng)建】對

51、話框在矢量力的創(chuàng)建過程中，用戶只需要根據(jù)selection steps （矢量力設(shè)置步驟）的提示，在 圖形窗口中選擇施力連桿和受力連桿，以一定的點創(chuàng)建方式在該連桿上選擇力的作用點，同 時在各個文木框中分別輸入力的名稱，力圖標(biāo)的顯示大小和x、y、z方向力的大小，系統(tǒng)將會口動的如果在矢量力創(chuàng)建對話框中選擇force csys （力的坐標(biāo)系）為user defined （用戶定義） 選項時，該對話框及其各個選項的說明如圖9-63所示。而此時矢量力的創(chuàng)建過程只是將由根 據(jù)x、y、z方向力的大小合成一個有一定方向和大小的矢量力的方法，轉(zhuǎn)變?yōu)橛捎脩舳x 力的方向，同時在對話框的文本輸入框屮定義力的絕對大小

52、的方法。vector force力的方向| apply | back | cancel力的大小圖9-63【矢量力創(chuàng)建】對話框9.4.3機構(gòu)載荷參數(shù)的編輯當(dāng)載荷參數(shù)設(shè)置有誤時，就必需對各項參數(shù)進(jìn)行修改，ug/motion該項功能的實現(xiàn)是通過運動仿真工具欄區(qū)運動模型管理模塊中的運動模型部件編輯的功能來實現(xiàn)的。點擊運動模型管理模塊中的圖牌一 (edit motion object) w-出一個類選擇對話框， 要求選擇將要進(jìn)行編輯的部件，這與ug/modeling中的類選擇方法類似。在圖形窗口中選 擇某一個機構(gòu)載荷后，單擊0k鍵，既可打開該類型機構(gòu)載荷參數(shù)編輯對話框，例如當(dāng)在 圖形窗口小選擇一個標(biāo)量力

53、后，系統(tǒng)將會口動打開【標(biāo)量力名稱，大小或方程以及標(biāo)量力 作用點的編輯】對話框，如圖9-64所示。c0,0r rectangle/polygon methodj inside/crossing 二0kback icancel圖9-64編輯機構(gòu)載荷參數(shù)9.5運動分析對原來的三維實體模型完成了連桿特性的設(shè)置，運動副的建立和外載荷的添加的前置處 理后，就完成了運動模型的構(gòu)建。此時可以利用ug/motion運動分析工具欄，對創(chuàng)建的運動 模型進(jìn)行運動仿真，如圖9-65所示。運動仿真動畫輸出運動仿真圖表輸出裁荷轉(zhuǎn)換自動連接數(shù)據(jù)表格圖9-65運動分析工具性ug/motion 模塊嵌入了 mechanical dynamics 公司(mdi)的求解器adams/ki nematics,在建立運動模型的同時ug/motion已經(jīng)為該求解器建立了初始數(shù)據(jù)或輸入文件,只有運行ug/motion的運動分析模塊既可口動的將初始數(shù)據(jù)和輸入文件輸入到求解器中，從而得出運 動模型運動后的各種數(shù)據(jù)，完成運動模型合理性的檢查。9.5.1運動仿真過程的實現(xiàn)ug/motion的運動分析模塊可以設(shè)置運動分析的類型，并通過對運動分析過程的控制， 可以直觀的以動畫的形式輸岀運動模型不同的運動狀況，便于用戶比較準(zhǔn)確了解所設(shè)計的運 動機構(gòu)實現(xiàn)的運動形式。1. 設(shè)置運