第十九講機構(gòu)運動學(xué)分析

第十九講機構(gòu)運動學(xué)分析第一頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五繼續(xù)下一頁上一頁一、機構(gòu)仿真概述：㈠、機構(gòu)仿真的作用：利用ProE軟件建立的機械系統(tǒng)的三維模型和力學(xué)模型，

在計算機上創(chuàng)建機械產(chǎn)品的電子樣機，并對該產(chǎn)品在投入使用后的各種工況進行仿真分析，預(yù)測產(chǎn)品的整體性能，在預(yù)測分析過程中發(fā)現(xiàn)問題，進而改進產(chǎn)品的設(shè)計，直至獲得最佳設(shè)計方案。㈡、機構(gòu)仿真類型：1、運動學(xué)仿真；2、動力學(xué)仿真；3、控制理論仿真。第二頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五繼續(xù)下一頁上一頁二、機構(gòu)運動學(xué)仿真分析：㈠、機構(gòu)運動仿真步驟：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、運動仿真設(shè)置。按產(chǎn)品要求進行運動定義。4、仿真結(jié)果分析。對仿真結(jié)果進行分析保存。注：約束裝配（零件裝配）與連接裝配（機構(gòu)仿真）的異同點：⑴、相似點：①、兩者都是應(yīng)用【元件放置】對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：①、一個是用【放置】約束裝配各個零部件，一個是用【連接】來連接機構(gòu)中的各個構(gòu)件；

第三頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五繼續(xù)下一頁上一頁使用裝配約束安裝各個零部件。使用連接功能連接機構(gòu)中的各個構(gòu)件。第四頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五繼續(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運動。而由連接的機構(gòu)，其內(nèi)部的構(gòu)件之間可以有一定的相對運動。③、創(chuàng)建機構(gòu)以后必須添加驅(qū)動器才能進行機構(gòu)運動仿真。㈡、基本術(shù)語：1、元件：用于裝配的零件模型；2、主體：機構(gòu)中獨立運動的最小單元，可以是一個元件，也可以是若干個之間沒有相對運動的一組元件。機構(gòu)學(xué)中稱為構(gòu)件。3、基礎(chǔ)：是指固定不動的零件，右稱為機架，第一個放置的元件。4、自由度：構(gòu)件所具有的獨立運動的數(shù)目。一個平面獨立構(gòu)件具有三個自由度，空間獨立構(gòu)件具有六個自由度。當它們與其它構(gòu)件連接時，其自由度減少。5、連接（聯(lián)接）：是指兩直接接觸的可動連接。又稱運動副。其作用是減少構(gòu)件的自由度。第五頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五繼續(xù)下一頁上一頁6、環(huán)接頭：增加到運動鏈中的最后一個連接。7、接頭：是指連接的類型，如稍連接、滑塊連接等。8、運動：服從驅(qū)動器的構(gòu)件運動方式。9、拖動：單擊機構(gòu)并按住鼠標不放，在屏幕上移動該機構(gòu)。10、驅(qū)動器：定義一個構(gòu)件相對于另一個構(gòu)件的運動方式?？梢栽诮宇^或幾何圖元上放置驅(qū)動器，并指定構(gòu)件之間的位置速度或加速度運動。11、回放：紀錄并重新演示機構(gòu)運動。㈢、機構(gòu)的連接方式：機構(gòu)是構(gòu)件之間通過連接（運動副）聯(lián)接而成且具有確定相對運動的運動鏈。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)件之間具有相對運動，運動的類型與連接類型有關(guān)。機構(gòu)元件裝配過程調(diào)入元件后，進入【元件放置】對話框，打開【連接】選項頁，又8種連接形式：第六頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五繼續(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決存在先對運動。例：銷釘連接：限制兩個自由度即兩個方向的移動，只允許繞軸線轉(zhuǎn)動。第七頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五繼續(xù)下一頁上一頁㈣、機構(gòu)仿真的界面：選擇【文件】|【新建】，在【新建】對話框的【類型】選項組中選在【組件】，【子類型】選項組中選擇【設(shè)計】，并選擇【應(yīng)用程序】菜單中的【機構(gòu)】命令，進入機構(gòu)仿真界面。機構(gòu)主菜單選擇機構(gòu)第八頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五繼續(xù)下一頁上一頁㈤、常用的操作命令和工具：機構(gòu)仿真命令主要在【機構(gòu)】菜單中。此外，在【編輯】、【視圖】、【信息】菜單中也增加一些與機構(gòu)仿真分析相關(guān)的命令，同時窗口右側(cè)也為機構(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】：若機構(gòu)沒有以預(yù)期的方式運動，或者兩個零件不能創(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，編輯于2023年，星期五繼續(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，編輯于2023年，星期五繼續(xù)下一頁上一頁2、【視圖】菜單欄：①、【加亮主體】：單擊該命令，可以使機構(gòu)主體加亮形式顯示?；A(chǔ)是綠色，不同的主體顯示為不同的顏色。②、【機構(gòu)顯示】：選擇【視圖】|【顯示設(shè)置】中的【機構(gòu)顯示】命令，系統(tǒng)彈出【顯示圖元】對話框，可設(shè)置機構(gòu)組件中的要素圖標的顯示與隱藏。第十一頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五繼續(xù)下一頁上一頁3、【機構(gòu)】菜單欄：選擇【機構(gòu)】菜單：（與右邊的工具按鈕對應(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，編輯于2023年，星期五繼續(xù)下一頁上一頁②、【凸輪】：定義凸輪從動件的連接，創(chuàng)建凸輪機構(gòu)連接。選擇【凸輪】，系統(tǒng)打開【凸輪從動機構(gòu)連接】對話框，可進行凸輪機構(gòu)連接的創(chuàng)建、編輯和刪除。單擊【新建】系統(tǒng)打開【凸輪從動機構(gòu)連接定義】對話框，按提示定義凸輪機構(gòu)連接。第十三頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五繼續(xù)下一頁上一頁③、【槽】：

定義槽輪從動件的連接，創(chuàng)建槽輪機構(gòu)連接。選擇【槽】，系統(tǒng)打開【槽從動機構(gòu)連接】對話框，可進行槽從動機構(gòu)連接的創(chuàng)建、編輯和刪除。單擊【新建】系統(tǒng)打開【槽從動機構(gòu)連接定義】對話框，按提示定義槽從動機構(gòu)連接。

第十四頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五繼續(xù)下一頁上一頁④、【齒輪】：定義齒輪機構(gòu)的連接，創(chuàng)建齒輪機構(gòu)連接。選擇【齒輪】，系統(tǒng)打開【齒輪副】對話框，可進行齒輪機構(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】對話框，按提示定義齒輪機構(gòu)連接。第十五頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五繼續(xù)下一頁上一頁⑤、【伺服電動機】：定義伺服電動機驅(qū)動器。單擊【伺服電動機】按鈕，系同彈出【伺服電動機】對話框，可進行伺服電動機的創(chuàng)建、編輯、復(fù)制和刪除。

伺服電動機可使兩個主體之間產(chǎn)生一個特定的運動。第十六頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五繼續(xù)下一頁上一頁⑥、動力學(xué)仿真參數(shù)定義：可定義執(zhí)行電動機、彈簧、力/扭矩、重力、初始條件、質(zhì)量屬性。⑦、【拖動】：定義拖動。通過拖動可以在允許的運動范圍內(nèi)移動機構(gòu)，并且拍取快照。拖動是可選擇基礎(chǔ)主體，也可選擇零件上的一個點并用鼠標進行拖動。

選擇【拖動】命令，系統(tǒng)彈出【拖動】對話框。對話框中各項功能如下：：拍下當前快照。點擊一次拍照一次，并在下面列出快照名第十七頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五繼續(xù)下一頁上一頁：定義點拖動。在某個主體上選取要拖動的點，該點將突出顯示并隨光標移動。要拖動的點。：定義主體拖動。選取一個要拖動的主體，該主體將突出顯示并隨光標移動?！稂c拖動可改變主體位置和方位。

★主體拖動僅能改變主體位置，不能改變主體方向。操作：點擊【拖動】中的【點拖動】或【主體拖動】按鈕，左鍵選擇某個主體上一點或某個主體，移動光標，選取的點或主體隨光標移動，點擊下列任意鼠標鍵，完成操作：鼠標左鍵：接受當前的主體位置并開始脫衣另一個主體。鼠標中鍵：取消剛才執(zhí)行的拖動。鼠標右鍵：終止拖動操作，使主體停留在剛才拖動的位置。第十八頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五繼續(xù)下一頁上一頁【快照】選項卡：用于快照的編輯?！炯s束】選項卡：用來定義元件的約束?！靖呒壨蟿舆x項】：用來定義按照參考坐標系的坐標軸進行拖動。第十九頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五繼續(xù)下一頁上一頁三、四連桿機構(gòu)仿真與分析：1、進入裝配模式：文件名：jigou.prt。

第二十頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五繼續(xù)下一頁上一頁2、裝入基礎(chǔ)構(gòu)件（機架）：選擇【插入】|【元件】中的【裝配】命令，或直接點擊增加組建按鈕，系統(tǒng)彈出【打開】對話框，選擇ProE講稿/ProE例題/第十九講例題中的四桿機構(gòu)中jijia.prt零件。將其打開在裝配區(qū)。單擊【元件放置】對話框中的（默認位置）按鈕，以系統(tǒng)默認位置裝入基礎(chǔ)桿件。點擊此處第二十一頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五繼續(xù)下一頁上一頁3、裝入驅(qū)動桿件（曲柄）：⑴、裝入銷釘：打開銷釘文件xiaoding.prt。選擇【元件放置】對話框中的【連接】選項，依次選擇基礎(chǔ)桿件與驅(qū)動桿件（銷釘）的軸線，完成對齊連接方式；選擇基礎(chǔ)干見和驅(qū)動件匹配面完成平移約束，并將平移量選取為0.004，點擊【確定】。第二十二頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五繼續(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】對話框【連接】選項，依次選擇基礎(chǔ)件和曲柄軸線，完成對齊連接，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，編輯于2023年，星期五繼續(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】對話框中的【連接

】選項，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，編輯于2023年，星期五繼續(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，編輯于2023年，星期五繼續(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】對話框中【連接】選項，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，編輯于2023年，星期五繼續(xù)下一頁上一頁完成連接裝配后的四連桿機構(gòu)第二十七頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五第二十八頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五繼續(xù)下一頁上一頁第二十九頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五繼續(xù)下一頁上一頁第三十頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五繼續(xù)下一頁上一頁第三十一頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期五繼續(xù)下一頁上一頁第三