關於Proe機構模擬的知識

tags:    時間:2014-03-06 22:52:20
關於Proe機構模擬的知識簡介
接頭連接的類型 接頭連接所用的約束都是能實現特定運動(含固定)的組合約束,包括:銷釘、圓柱、滑動桿、軸承、平面、球、6DOF、常規、剛性、焊接,共10種。  銷釘:由一個軸對齊……
關於Proe機構模擬的知識正文

接頭連接的類型 接頭連接所用的約束都是能實現特定運動(含固定)的組合約束,包括:銷釘、圓柱、滑動桿、軸承、平面、球、6DOF、常規、剛性、焊接,共10種。
 銷釘:由一個軸對齊約束和一個與軸垂直的平移約束組成。元件可以繞軸旋轉,具有1個旋轉自由度,總自由度為1。軸對齊約束可選擇直邊或軸線或圓柱面,可反向;平移約束可以是兩個點對齊,也可以是兩個平面的對齊/配對,平面對齊/配對時,可以設置偏移量。
 圓柱:由一個軸對齊約束組成。比銷釘約束少了一個平移約束,因此元件可繞軸旋轉同時可沿軸向平移,具有1個旋轉自由度和1個平移自由度,總自由度為2。軸對齊約束可選擇直邊或軸線或圓柱面,可反向。
 滑動桿:即滑塊,由一個軸對齊約束和一個旋轉約束(實際上就是一個與軸平行的平移約束)組成。元件可滑軸平移,具有1個平移自由度,總自由度為1。軸對齊約束可選擇直邊或軸線或圓柱面,可反向。旋轉約束選擇兩個平面,偏移量根據元件所處位置自動計算,可反向。 軸承:由一個點對齊約束組成。它與機械上的“軸承”不同,它是元件(或組件)上的一個點對齊到組件(或元件)上的一條直邊或軸線上,因此元件可沿軸線平移並任意方向旋轉,具有1個平移自由度和3個旋轉自由度,總自由度為4。
 平面:由一個平面約束組成,也就是確定了元件上某平面與組件上某平面之間的距離(或重合)。元件可繞垂直於平面的軸旋轉並在平行於平面的兩個方向上平移,具有1個旋轉自由度和2個平移自由度,總自由度為3。可指定偏移量,可反向。
 球:由一個點對齊約束組成。元件上的一個點對齊到組件上的一個點,比軸承連接小了一個平移自由度,可以繞著對齊點任意旋轉,具有3個入旋轉自由度,總自由度為3。
 6DOF:即6自由度,也就是對元件不作任何約束,僅用一個元件坐標系和一個組件坐標系重合來使元件與組件發生關聯。元件可任意旋轉和平移,具有3個旋轉自由度和3個平移自由度,總自由度為6。
 剛性:使用一個或多個基本約束,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,則元件將在當前位置被“粘”在組件上。如果將一個子組件與組件用剛性連接,子組件內各零件也將一起被“粘”住,其原有自由度不起作用。總自由度為0。
 焊接:兩個坐標系對齊,元件自由度被完全消除。連接后,元件與組件成為一個主體,相互之間不再有自由度。如果將一個子組件與組件用焊接連接,子組件內各零件將參照組件坐標系發按其原有自由度的作用。總自由度為0。接頭連接類型:
這兩個約束用來確定兩個平面的相對位置,可設定偏距值,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—插入:選取對象為兩個柱面。單一的“插入”構成的自定義組合約束轉換為約束連接后,變為只有一個“插入”約束的不完整約束,再轉換為接頭約束后變為“圓柱”連接。 常規—坐標系:選取對象為兩個坐標系,與6DOF的坐標系約束不同,此坐標系將元件完全定位,消除了所有自由度。單一的“坐標系”構成的自定義組合約束轉換為約束連接后,變為只有一個“坐標系”約束的完整約束,再轉換為接頭約束后變為“焊接”連接。 常規—線上點:選取對象為一個點和一條直線或軸線。與“軸承”等效。單一的“線上點”構成的自定義組合約束轉換為約束連接后,變為只有一個“線上點”約束的不完整約束,再轉換為接頭約束后變為“軸承”連接。 常規—曲面上的點:選取對象為一個平面和一個點。單一的“曲面上的點”構成的自定義組合約束轉換為約束連接后,變為只有一個“曲面上的點”約束的不完整約束,再轉換為接頭約束后仍為單一的“曲面上的點”構成的自定義組合約束。 常規—曲面上的邊:選取對象為一個平面/柱面和一條直邊。單一的“曲面上的點”構成的自定義組合約束不能轉換為約束連接。 自由度與冗餘約束 自由度(DOF)是描述或確定一個系統(主體)的運動或狀態(如位置)所必需的獨立參變數(或坐標數)。一個不受任何約束的自由主體,在空間運動時,具有6個獨立運動參數(自由度),即沿XYZ三個軸的獨立移動和繞XYZ三個軸的獨立轉動,在平面運動時,則只具有3個獨立運動參數(自由度),即沿XYZ三個軸的獨立移動。主體受到約束后,某些獨立運動參數不再存在,相對應的,這些自由度也就被消除。當6個自由度都被消除后,主體就被完全定位並且不可能再發生任何運動。如使用銷釘連接后,主體沿XYZ三個軸的平移運動被限制,這三個平移自由度被消除,主體只能繞指定軸(如X軸)旋轉,不能繞另兩個軸(YZ軸)旋轉,繞這兩個軸旋轉的自由度被消除,結果只留下一個旋轉自由度。 冗餘約束指過多的約束。在空間里,要完全約束住一個主體,需要將三個獨立移動和三個獨立轉動分別約束住,如果把一個主體的這六個自由度都約束住了,再另加一個約束去限制它沿X軸的平移,這個約束就是冗餘約束。合理的冗餘約束可用來分攤主體各部份受到的力,使主體受力均勻或減少磨擦、補償誤差,延長設備使用壽命。冗餘約束對主體的力狀態產生影響,對主體的對運動沒有影響。因運動分析只分析主體的運動狀況,不分析主體的力狀態,在運動分析時,可不考慮冗餘約束的作用,而在涉及力狀態的分析里,必須要適當的處理好冗餘約束,以得到正確的分析結果。系統在每次運行分析時,都會對自由度進行計算。並可創建一個測量來計算機構有多少自由度、多少冗餘。 PROE的幫助里有一個門鉸鏈的例子來講冗餘與自由度的計算,但其分析實豐有欠妥當,各位想準確計算模型的自由度的話,請找機構設計方面的書來仔細研究一番。這也不是幾句話能說明白的,我這裡只提一下就是了,不再詳述。 約束轉換 接頭連接與約束連接可相互轉換。在“元件放置”窗口的“放置”頁面和“連接”頁面里,在約束列表下方,都有一個“約束轉換”按鈕。使用此按鈕可在任何時候根據需要將接頭連接轉換為約束連接,或將約束連接轉換為接頭連接。在轉換時,系統根據現有約束及其對象的性質自動選取最相配的新類型。如對系統自動選取的結果不滿意,可再進行編輯。轉換的規則,可參考PROE的自帶幫助。不過,沒有很好的空間想像力和耐性的兄弟就不用看了。需要記住的一個:曲線上的點、曲面上的點、相切約束,在轉換時是不會轉換成常規連接的。 下圖顯示“約束轉換”和“反向”按鈕接頭連接約束:常規 常規:也就是自定義組合約束,可根據需要指定一個或多個基本約束來形成一個新的組合約束,其自由度的多少因所用的基本約束種類及數量不同而不同。可用的基本約束有:匹配、對齊、插入、坐標系、線上點、曲面上的點、曲面上的邊,共7種。在定義的時候,可根據需要選擇一種,也可先不選取類型,直接選取要使用的對象,此時在類型那裡開始顯示為“自動”,然後根據所選擇的對象系統自動確定一個合適的基本約束類型。 常規—匹配/對齊:對齊)。單一的“匹配/對齊”構成的自定義組合約束轉換為約束連接后,變為只有一個“匹配/對齊”約束的不完整約束,再轉換為接頭約束后變為“平面”連接。

 

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