第十九講機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

第十九講機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析第一頁，共三十九頁，2022年，8月28日繼續(xù)下一頁上一頁一、機(jī)構(gòu)仿真概述：㈠、機(jī)構(gòu)仿真的作用：利用ProE軟件建立的機(jī)械系統(tǒng)的三維模型和力學(xué)模型，

在計(jì)算機(jī)上創(chuàng)建機(jī)械產(chǎn)品的電子樣機(jī)，并對(duì)該產(chǎn)品在投入使用后的各種工況進(jìn)行仿真分析，預(yù)測(cè)產(chǎn)品的整體性能，在預(yù)測(cè)分析過程中發(fā)現(xiàn)問題，進(jìn)而改進(jìn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，直至獲得最佳設(shè)計(jì)方案。㈡、機(jī)構(gòu)仿真類型：1、運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真；2、動(dòng)力學(xué)仿真；3、控制理論仿真。第二頁，共三十九頁，2022年，8月28日繼續(xù)下一頁上一頁二、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析：㈠、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真步驟：1、創(chuàng)建零件模型。使用各種特征創(chuàng)建工具創(chuàng)建模型。2、組裝零件模型。使用裝配命令，組裝零件模型，

生成連接。3、運(yùn)動(dòng)仿真設(shè)置。按產(chǎn)品要求進(jìn)行運(yùn)動(dòng)定義。4、仿真結(jié)果分析。對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析保存。注：約束裝配（零件裝配）與連接裝配（機(jī)構(gòu)仿真）的異同點(diǎn)：⑴、相似點(diǎn)：①、兩者都是應(yīng)用【元件放置】對(duì)話框裝配或連接零部件；

②、裝配和子裝配之間的關(guān)系相同。⑵、不同點(diǎn)：①、一個(gè)是用【放置】約束裝配各個(gè)零部件，一個(gè)是用【連接】來連接機(jī)構(gòu)中的各個(gè)構(gòu)件；

第三頁，共三十九頁，2022年，8月28日繼續(xù)下一頁上一頁使用裝配約束安裝各個(gè)零部件。使用連接功能連接機(jī)構(gòu)中的各個(gè)構(gòu)件。第四頁，共三十九頁，2022年，8月28日繼續(xù)下一頁上一頁②、有裝配約束裝配的裝配體，其內(nèi)部的零件之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。而由連接的機(jī)構(gòu)，其內(nèi)部的構(gòu)件之間可以有一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。③、創(chuàng)建機(jī)構(gòu)以后必須添加驅(qū)動(dòng)器才能進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真。㈡、基本術(shù)語：1、元件：用于裝配的零件模型；2、主體：機(jī)構(gòu)中獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的最小單元，可以是一個(gè)元件，也可以是若干個(gè)之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的一組元件。機(jī)構(gòu)學(xué)中稱為構(gòu)件。3、基礎(chǔ)：是指固定不動(dòng)的零件，右稱為機(jī)架，第一個(gè)放置的元件。4、自由度：構(gòu)件所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目。一個(gè)平面獨(dú)立構(gòu)件具有三個(gè)自由度，空間獨(dú)立構(gòu)件具有六個(gè)自由度。當(dāng)它們與其它構(gòu)件連接時(shí)，其自由度減少。5、連接（聯(lián)接）：是指兩直接接觸的可動(dòng)連接。又稱運(yùn)動(dòng)副。其作用是減少構(gòu)件的自由度。第五頁，共三十九頁，2022年，8月28日繼續(xù)下一頁上一頁6、環(huán)接頭：增加到運(yùn)動(dòng)鏈中的最后一個(gè)連接。7、接頭：是指連接的類型，如稍連接、滑塊連接等。8、運(yùn)動(dòng)：服從驅(qū)動(dòng)器的構(gòu)件運(yùn)動(dòng)方式。9、拖動(dòng)：?jiǎn)螕魴C(jī)構(gòu)并按住鼠標(biāo)不放，在屏幕上移動(dòng)該機(jī)構(gòu)。10、驅(qū)動(dòng)器：定義一個(gè)構(gòu)件相對(duì)于另一個(gè)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)方式?？梢栽诮宇^或幾何圖元上放置驅(qū)動(dòng)器，并指定構(gòu)件之間的位置速度或加速度運(yùn)動(dòng)。11、回放：紀(jì)錄并重新演示機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。㈢、機(jī)構(gòu)的連接方式：機(jī)構(gòu)是構(gòu)件之間通過連接（運(yùn)動(dòng)副）聯(lián)接而成且具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)鏈。連接使構(gòu)件之間產(chǎn)生部分約束，減少構(gòu)間的自由度，構(gòu)件之間具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的類型與連接類型有關(guān)。機(jī)構(gòu)元件裝配過程調(diào)入元件后，進(jìn)入【元件放置】對(duì)話框，打開【連接】選項(xiàng)頁，又8種連接形式：第六頁，共三十九頁，2022年，8月28日繼續(xù)下一頁上一頁連接類型連接約束注意：每種連接所產(chǎn)生的限制（約束）形式和數(shù)量及允許的自由度的形式和數(shù)量。連接到裝配體的元件與其它元件堅(jiān)決存在先對(duì)運(yùn)動(dòng)。例：銷釘連接：限制兩個(gè)自由度即兩個(gè)方向的移動(dòng)，只允許繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。第七頁，共三十九頁，2022年，8月28日繼續(xù)下一頁上一頁㈣、機(jī)構(gòu)仿真的界面：選擇【文件】|【新建】，在【新建】對(duì)話框的【類型】選項(xiàng)組中選在【組件】，【子類型】選項(xiàng)組中選擇【設(shè)計(jì)】，并選擇【應(yīng)用程序】菜單中的【機(jī)構(gòu)】命令，進(jìn)入機(jī)構(gòu)仿真界面。機(jī)構(gòu)主菜單選擇機(jī)構(gòu)第八頁，共三十九頁，2022年，8月28日繼續(xù)下一頁上一頁㈤、常用的操作命令和工具：機(jī)構(gòu)仿真命令主要在【機(jī)構(gòu)】菜單中。此外，在【編輯】、【視圖】、【信息】菜單中也增加一些與機(jī)構(gòu)仿真分析相關(guān)的命令，同時(shí)窗口右側(cè)也為機(jī)構(gòu)仿真分析新增加一些工具按鈕。1、【編輯】菜單欄：⑴、【重定義主體】：若機(jī)構(gòu)沒有以預(yù)期的方式運(yùn)動(dòng)，或者兩個(gè)零件不能創(chuàng)建連接，可以使用【重定義主體】完成：①、查明主體定義；⑵、查明是什么約束是零件屬于一個(gè)主體；⑶、從主體中刪除約束。選擇【編輯】菜單中的【重定義主體】命令，系統(tǒng)彈出：第九頁，共三十九頁，2022年，8月28日繼續(xù)下一頁上一頁★只顯示裝配約束，不顯示連接的約束。刪除裝配約束重新定義主體連接。⑵、【設(shè)置】：

用來設(shè)置機(jī)構(gòu)組件中各零部件之間的配合公差、裝配失敗后是否發(fā)出警告信息等內(nèi)容。第十頁，共三十九頁，2022年，8月28日繼續(xù)下一頁上一頁2、【視圖】菜單欄：①、【加亮主體】：?jiǎn)螕粼撁睿梢允箼C(jī)構(gòu)主體加亮形式顯示。基礎(chǔ)是綠色，不同的主體顯示為不同的顏色。②、【機(jī)構(gòu)顯示】：選擇【視圖】|【顯示設(shè)置】中的【機(jī)構(gòu)顯示】命令，系統(tǒng)彈出【顯示圖元】對(duì)話框，可設(shè)置機(jī)構(gòu)組件中的要素圖標(biāo)的顯示與隱藏。第十一頁，共三十九頁，2022年，8月28日繼續(xù)下一頁上一頁3、【機(jī)構(gòu)】菜單欄：選擇【機(jī)構(gòu)】菜單：（與右邊的工具按鈕對(duì)應(yīng)）①、【連接軸設(shè)置】：設(shè)定連接軸的位置、參照等。第十二頁，共三十九頁，2022年，8月28日繼續(xù)下一頁上一頁②、【凸輪】：定義凸輪從動(dòng)件的連接，創(chuàng)建凸輪機(jī)構(gòu)連接。選擇【凸輪】，系統(tǒng)打開【凸輪從動(dòng)機(jī)構(gòu)連接】對(duì)話框，可進(jìn)行凸輪機(jī)構(gòu)連接的創(chuàng)建、編輯和刪除。單擊【新建】系統(tǒng)打開【凸輪從動(dòng)機(jī)構(gòu)連接定義】對(duì)話框，按提示定義凸輪機(jī)構(gòu)連接。第十三頁，共三十九頁，2022年，8月28日繼續(xù)下一頁上一頁③、【槽】：

定義槽輪從動(dòng)件的連接，創(chuàng)建槽輪機(jī)構(gòu)連接。選擇【槽】，系統(tǒng)打開【槽從動(dòng)機(jī)構(gòu)連接】對(duì)話框，可進(jìn)行槽從動(dòng)機(jī)構(gòu)連接的創(chuàng)建、編輯和刪除。單擊【新建】系統(tǒng)打開【槽從動(dòng)機(jī)構(gòu)連接定義】對(duì)話框，按提示定義槽從動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。

第十四頁，共三十九頁，2022年，8月28日繼續(xù)下一頁上一頁④、【齒輪】：定義齒輪機(jī)構(gòu)的連接，創(chuàng)建齒輪機(jī)構(gòu)連接。選擇【齒輪】，系統(tǒng)打開【齒輪副】對(duì)話框，可進(jìn)行齒輪機(jī)構(gòu)連接的創(chuàng)建、編輯、復(fù)制和刪除。單擊【新建】系統(tǒng)打開【齒輪副定義】對(duì)話框，按提示定義齒輪機(jī)構(gòu)連接。第十五頁，共三十九頁，2022年，8月28日繼續(xù)下一頁上一頁⑤、【伺服電動(dòng)機(jī)】：定義伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器。單擊【伺服電動(dòng)機(jī)】按鈕，系同彈出【伺服電動(dòng)機(jī)】對(duì)話框，可進(jìn)行伺服電動(dòng)機(jī)的創(chuàng)建、編輯、復(fù)制和刪除。

伺服電動(dòng)機(jī)可使兩個(gè)主體之間產(chǎn)生一個(gè)特定的運(yùn)動(dòng)。第十六頁，共三十九頁，2022年，8月28日繼續(xù)下一頁上一頁⑥、動(dòng)力學(xué)仿真參數(shù)定義：可定義執(zhí)行電動(dòng)機(jī)、彈簧、力/扭矩、重力、初始條件、質(zhì)量屬性。⑦、【拖動(dòng)】：定義拖動(dòng)。通過拖動(dòng)可以在允許的運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)移動(dòng)機(jī)構(gòu)，并且拍取快照。拖動(dòng)是可選擇基礎(chǔ)主體，也可選擇零件上的一個(gè)點(diǎn)并用鼠標(biāo)進(jìn)行拖動(dòng)。

選擇【拖動(dòng)】命令，系統(tǒng)彈出【拖動(dòng)】對(duì)話框。對(duì)話框中各項(xiàng)功能如下：：拍下當(dāng)前快照。點(diǎn)擊一次拍照一次，并在下面列出快照名第十七頁，共三十九頁，2022年，8月28日繼續(xù)下一頁上一頁：定義點(diǎn)拖動(dòng)。在某個(gè)主體上選取要拖動(dòng)的點(diǎn)，該點(diǎn)將突出顯示并隨光標(biāo)移動(dòng)。要拖動(dòng)的點(diǎn)。：定義主體拖動(dòng)。選取一個(gè)要拖動(dòng)的主體，該主體將突出顯示并隨光標(biāo)移動(dòng)?！稂c(diǎn)拖動(dòng)可改變主體位置和方位。

★主體拖動(dòng)僅能改變主體位置，不能改變主體方向。操作：點(diǎn)擊【拖動(dòng)】中的【點(diǎn)拖動(dòng)】或【主體拖動(dòng)】按鈕，左鍵選擇某個(gè)主體上一點(diǎn)或某個(gè)主體，移動(dòng)光標(biāo)，選取的點(diǎn)或主體隨光標(biāo)移動(dòng)，點(diǎn)擊下列任意鼠標(biāo)鍵，完成操作：鼠標(biāo)左鍵：接受當(dāng)前的主體位置并開始脫衣另一個(gè)主體。鼠標(biāo)中鍵：取消剛才執(zhí)行的拖動(dòng)。鼠標(biāo)右鍵：終止拖動(dòng)操作，使主體停留在剛才拖動(dòng)的位置。第十八頁，共三十九頁，2022年，8月28日繼續(xù)下一頁上一頁【快照】選項(xiàng)卡：用于快照的編輯。【約束】選項(xiàng)卡：用來定義元件的約束。【高級(jí)拖動(dòng)選項(xiàng)】：用來定義按照參考坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸進(jìn)行拖動(dòng)。第十九頁，共三十九頁，2022年，8月28日繼續(xù)下一頁上一頁三、四連桿機(jī)構(gòu)仿真與分析：1、進(jìn)入裝配模式：文件名：jigou.prt。

第二十頁，共三十九頁，2022年，8月28日繼續(xù)下一頁上一頁2、裝入基礎(chǔ)構(gòu)件（機(jī)架）：選擇【插入】|【元件】中的【裝配】命令，或直接點(diǎn)擊增加組建按鈕，系統(tǒng)彈出【打開】對(duì)話框，選擇ProE講稿/ProE例題/第十九講例題中的四桿機(jī)構(gòu)中jijia.prt零件。將其打開在裝配區(qū)。單擊【元件放置】對(duì)話框中的（默認(rèn)位置）按鈕，以系統(tǒng)默認(rèn)位置裝入基礎(chǔ)桿件。點(diǎn)擊此處第二十一頁，共三十九頁，2022年，8月28日繼續(xù)下一頁上一頁3、裝入驅(qū)動(dòng)桿件（曲柄）：⑴、裝入銷釘：打開銷釘文件xiaoding.prt。選擇【元件放置】對(duì)話框中的【連接】選項(xiàng)，依次選擇基礎(chǔ)桿件與驅(qū)動(dòng)桿件（銷釘）的軸線，完成對(duì)齊連接方式；選擇基礎(chǔ)干見和驅(qū)動(dòng)件匹配面完成平移約束，并將平移量選取為0.004，點(diǎn)擊【確定】。第二十二頁，共三十九頁，2022年，8月28日繼續(xù)下一頁上一頁⑵、裝入曲柄件：打開曲柄文件qubing.prt。選擇【元件放置】對(duì)話框【連接】選項(xiàng)，依次選擇基礎(chǔ)件和曲柄軸線，完成對(duì)齊連接，選擇曲柄與銷釘匹配面完成平移約束，選取平移量為0.004。第二十三頁，共三十九頁，2022年，8月28日繼續(xù)下一頁上一頁4、裝入連桿：打開連桿文件liangan.prt。選擇【元件放置】對(duì)話框中的【連接

】選項(xiàng)，依次選擇連桿和銷釘軸線和匹配面，平移量為0.004，完成銷釘與連桿件的連接方式。⑴、裝入銷釘：

采取同樣方法裝入銷釘，建立銷釘與曲柄間的連接。⑵、裝入連桿：第二十四頁，共三十九頁，2022年，8月28日繼續(xù)下一頁上一頁5、裝入連架桿：⑴、裝入銷釘：第二十五頁，共三十九頁，2022年，8月28日繼續(xù)下一頁上一頁⑵、裝入連架桿：打開連架桿（搖桿）文件yaogan.prt，選擇【元件放置】對(duì)話框中【連接】選項(xiàng)，選擇搖桿與銷釘軸線和匹配面，完成搖桿與銷釘間的連接方式。第二十六頁，共三十九頁，2022年，8月28日繼續(xù)下一頁上一頁完成連接裝配后的四連桿機(jī)構(gòu)第二十七頁，共三十九頁，2022年，8月28日第二十八頁，共三十九頁，2022年，8月28日繼續(xù)下一頁上一頁第二十九頁，共三十九頁，2022年，8月28日繼續(xù)下一頁上一頁第三十頁，共三十九頁，2022年，8月28日繼續(xù)下一頁上一頁第三十一頁，共三十九頁，2022年，8月28日繼續(xù)下一頁