機(jī)構(gòu)仿真之運(yùn)動分析基礎(chǔ)教程

1、機(jī)構(gòu)仿真之運(yùn)動分析基礎(chǔ)教程機(jī)構(gòu)仿真是PROE的功能模塊之一。PROE能做的仿真內(nèi)容還算比較好，不過用好的兄弟不多。當(dāng)然真正專做仿真分析的兄弟，估計(jì)都用Ansys去了。但是，Ansys研究起來可比PROE麻煩多了。所以，學(xué)會PROE的仿真，在很多時(shí)候還是有用的。我再發(fā)一份學(xué)習(xí)筆記，并整理一下，當(dāng)個(gè)基礎(chǔ)教程吧。希望能對學(xué)習(xí)仿真的兄弟有所幫助。術(shù)語創(chuàng)建機(jī)構(gòu)前，應(yīng)熟悉下列術(shù)語在PROE中的定義：主體(Body)一個(gè)元件或彼此無相對運(yùn)動的一組元件

2、，主體內(nèi)DOF=0。連接(Connections)定義并約束相對運(yùn)動的主體之間的關(guān)系。自由度(DegreesofFreedom)允許的機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動。連接的作用是約束主體之間的相對運(yùn)動，減少系統(tǒng)可能的總自由度。拖動(Dragging)在屏幕上用鼠標(biāo)拾取并移動機(jī)構(gòu)。動態(tài)(Dynamics)研究機(jī)構(gòu)在受力后的運(yùn)動。執(zhí)行電動機(jī)(FceMot)作用于旋轉(zhuǎn)軸或平移軸上(引起運(yùn)動)的力。齒輪副連接(GearPairConnection)應(yīng)用到兩連接軸

3、的速度約束?；A(chǔ)(Ground)不移動的主體。其它主體相對于基礎(chǔ)運(yùn)動。機(jī)構(gòu)(Joints)特定的連接類型（例如銷釘機(jī)構(gòu)、滑塊機(jī)構(gòu)和球機(jī)構(gòu)）。運(yùn)動(Kinematics)研究機(jī)構(gòu)的運(yùn)動，而不考慮移動機(jī)構(gòu)所需的力。環(huán)連接(LoopConnection)添加到運(yùn)動環(huán)中的最后一個(gè)連接。運(yùn)動(Motion)主體受電動機(jī)或負(fù)荷作用時(shí)的移動方式。放置約束(PlacementConstraint)組件中放置元件并限制該元件在組件中運(yùn)動的圖元?；胤?Pl

4、ayback)記錄并重放分析運(yùn)行的結(jié)果。伺服電動機(jī)(ServoMot)定義一個(gè)主體相對于另一個(gè)主體運(yùn)動的方式?？稍跈C(jī)構(gòu)或幾何圖元上放置電動機(jī)，并可指定主體間的位置、速度或加速度運(yùn)動。LCS與主體相關(guān)的局部坐標(biāo)系。LCS是與主體中定義的第一個(gè)零件相關(guān)的缺省坐標(biāo)系。UCS用戶坐標(biāo)系。WCS全局坐標(biāo)系。組件的全局坐標(biāo)系，它包括用于組件及該組件內(nèi)所有主體的全局坐標(biāo)系。運(yùn)動分析的定義在滿足伺服電動機(jī)輪廓和機(jī)構(gòu)連接、凸輪從動機(jī)構(gòu)、槽從動機(jī)構(gòu)或齒輪副

5、連接的要求的情況下，模擬機(jī)構(gòu)的運(yùn)動。運(yùn)動分析不考慮受力，它模擬除質(zhì)量和力之外的運(yùn)動的所有方面。因此，運(yùn)動分析不能使用執(zhí)行電動機(jī)，也不必為機(jī)構(gòu)指定質(zhì)量屬性。運(yùn)動分析忽略模型中的所有動態(tài)圖元，如彈簧、阻尼器、重力、力力矩以及執(zhí)行電動機(jī)等，所有動態(tài)圖元都不影響運(yùn)動分析結(jié)果。如果伺服電動機(jī)具有不連續(xù)輪廓，在運(yùn)行運(yùn)動分析前軟件會嘗試使其輪廓連續(xù)，如果不能使其輪廓連續(xù)，則此伺服電機(jī)將不能用于分析。使用運(yùn)動分析可獲得以下信息：幾何圖元和連接的位置、速

6、度以及加速度元件間的干涉機(jī)構(gòu)運(yùn)動的軌跡曲線作為ProENGINEER零件捕獲機(jī)構(gòu)運(yùn)動的運(yùn)動包絡(luò)運(yùn)動分析工作流程創(chuàng)建模型：定義主體，生成連接，定義連接軸設(shè)置，生成特殊連接檢查模型：拖動組件，檢驗(yàn)所定義的連接是否能產(chǎn)生預(yù)期的運(yùn)動加入運(yùn)動分析圖元：設(shè)定伺服電機(jī)6DOF：即6自由度，也就是對元件不作任何約束，僅用一個(gè)元件坐標(biāo)系和一個(gè)組件坐標(biāo)系重合來使元件與組件發(fā)生關(guān)聯(lián)。元件可任意旋轉(zhuǎn)和平移，具有3個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度和3個(gè)平移自由度，總自由度為6。剛性

7、：使用一個(gè)或多個(gè)基本約束，將元件與組件連接到一起。連接后，元件與組件成為一個(gè)主體，相互之間不再有自由度，如果剛性連接沒有將自由度完全消除，則元件將在當(dāng)前位置被“粘”在組件上。如果將一個(gè)子組件與組件用剛性連接，子組件內(nèi)各零件也將一起被“粘”住，其原有自由度不起作用?？傋杂啥葹?。焊接：兩個(gè)坐標(biāo)系對齊，元件自由度被完全消除。連接后，元件與組件成為一個(gè)主體，相互之間不再有自由度。如果將一個(gè)子組件與組件用焊接連接，子組件內(nèi)各零件將參照組件坐標(biāo)系

8、發(fā)按其原有自由度的作用?？傋杂啥葹?。槽：是兩個(gè)主體之間的一個(gè)點(diǎn)曲線連接。從動件上的一個(gè)點(diǎn)，始終在主動件上的一根曲線(3D)上運(yùn)動。槽連接只使兩個(gè)主體按所指定的要求運(yùn)動，不檢查兩個(gè)主體之間是否干涉，點(diǎn)和曲線甚至可以是零件實(shí)體以外的基準(zhǔn)點(diǎn)和基準(zhǔn)曲線，當(dāng)然也可以在實(shí)體內(nèi)部。機(jī)構(gòu)連接類型：約束連接：常規(guī)：也就是自定義組合約束，可根據(jù)需要指定一個(gè)或多個(gè)基本約束來形成一個(gè)新的組合約束，其自由度的多少因所用的基本約束種類及數(shù)量不同而不同?？捎玫幕?/p>

9、約束有：匹配、對齊、插入、坐標(biāo)系、線上點(diǎn)、曲面上的點(diǎn)、曲面上的邊，共7種。在定義的時(shí)候，可根據(jù)需要選擇一種，也可先不選取類型，直接選取要使用的對象，此時(shí)在類型那里開始顯示為“自動”，然后根據(jù)所選擇的對象系統(tǒng)自動確定一個(gè)合適的基本約束類型。常規(guī)—匹配對齊：對齊）。單一的“匹配對齊”構(gòu)成的自定義組合約束轉(zhuǎn)換為約束連接后，變?yōu)橹挥幸粋€(gè)“匹配對齊”約束的不完整約束，再轉(zhuǎn)換為機(jī)構(gòu)約束后變?yōu)椤捌矫妗边B接。這兩個(gè)約束用來確定兩個(gè)平面的相對位置，可設(shè)定

10、偏距值，也可反向。定義完后，在不修改對象的情況下可更改類型（匹配常規(guī)—插入：選取對象為兩個(gè)柱面。單一的“插入”構(gòu)成的自定義組合約束轉(zhuǎn)換為約束連接后，變?yōu)橹挥幸粋€(gè)“插入”約束的不完整約束，再轉(zhuǎn)換為機(jī)構(gòu)約束后變?yōu)椤皥A柱”連接。常規(guī)—坐標(biāo)系：選取對象為兩個(gè)坐標(biāo)系，與6DOF的坐標(biāo)系約束不同，此坐標(biāo)系將元件完全定位，消除了所有自由度。單一的“坐標(biāo)系”構(gòu)成的自定義組合約束轉(zhuǎn)換為約束連接后，變?yōu)橹挥幸粋€(gè)“坐標(biāo)系”約束的完整約束，再轉(zhuǎn)換為機(jī)構(gòu)約束后變