proe機構運動模擬教程

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proe機構運動模擬教程簡介
典型效果圖   1.1機構模塊簡介 在進行機械設計時,建立模型後設計者往往需要通過虛擬的手段,在電腦上模擬所設計……
proe機構運動模擬教程正文
典型效果圖
      
1.1機構模塊簡介
在進行機械設計時,建立模型後設計者往往需要通過虛擬的手段,在電腦上模擬所設計的機構,來達到在虛擬的環境中模擬現實機構運動的目的。對於提高設計效率降低成本有很大的作用。Pro/ engineer中“機構”模塊是專門用來進行運動模擬和動態分析的模塊。
PROE的運動模擬與動態分析功能集成在“機構”模塊中,包括Mechanism design(機械設計) 和Mechanism dynamics(機械動態)兩個方面的分析功能。
使用“機械設計”分析功能相當於進行機械運動模擬,使用“機械設計”分析功能來創建某種機構,定義特定運動副,創建能使其運動起來的伺服電動機,來實現機構的運動模擬。並可以觀察並記錄分析,可以測量諸如位置、速度、加速度等運動特徵,可以通過圖形直觀的顯示這些測量量。也可創建軌跡曲線和運動包絡,用物理方法描述運動。
使用“機械動態”分析功能可在機構上定義重力,力和力矩,彈簧,阻尼等等特徵。可以設置機構的材料,密度等特徵,使其更加接近現實中的結構,到達真實的模擬現實的目的。
如果單純的研究機構的運動,而不涉及質量,重力等參數,只需要使用“機械設計”分析功能即可,即進行運動分析,如果還需要更進一步分析機構受重力,外界輸入的力和力矩,阻尼等等的影響,則必須使用“機械設計”來進行靜態分析,動態分析等等。
1.2總體界面及使用環境
在裝配環境下定義機構的連接方式后,單擊菜單欄菜單“應用程序”→“機構”,如圖1-1所示。系統進入機構模塊環境,呈現圖1-2所示的機構模塊主界面:菜單欄增加如圖1-3所示的“機構”下拉菜單,模型樹增加了如圖1-4所示“機構”一項內容,窗口右邊出現如圖1-5所示的工具欄圖標。下拉菜單的每一個選項與工具欄每一個圖標相對應。用戶既可以通過菜單選擇進行相關操作。也可以直接點擊快捷工具欄圖標進行操作。
圖1-1 由裝配環境進入機構環境圖
       圖 1-2  機構模塊下的主界面圖
                                     
          圖 1-3 機構菜單         圖 1-4  模型樹菜單          圖1-5 工具欄圖標圖1-5所示的“機構”工具欄圖標和圖1-3中下拉菜單各選項功能解釋如下:
 連接軸設置:打開“連接軸設置”對話框,使用此對話框可定義零參照、再生值以及連接軸的限制設置。
 凸輪:打開“凸輪從動機構連接”對話框,使用此對話框可創建新的凸輪從動機構,
也可編輯或刪除現有的凸輪從動機構。
 :打開“槽從動機構連接”對話框,使用此對話框可創建新的槽從動機構,也可編輯或刪除現有的槽從動機構。
 齒輪:打開“齒輪副”對話框,使用此對話框可創建新的齒輪副,也可編輯、移除
複製現有的齒輪副。
 伺服電動機:打開“伺服電動機”對話框,使用此對話框可定義伺服電動機,也可編輯、移除或複製現有的伺服電動機。
 執行電動機:打開“執行電動機”對話框,使用此對話框可定義執行電動機,也可編輯、移除或複製現有的執行電動機。
 彈簧:打開“彈簧” 對話框,使用此對話框可定義彈簧,也可編輯、移除或複製現有的彈簧。
 阻尼器:打開“阻尼器”對話框,使用此對話框可定義阻尼器,也可編輯、移除或複製現有的阻尼器。
 /扭矩:打開“力/扭矩”(對話框,使用此對話框可定義力或扭矩。也可編輯、移除或複製現有的力/扭矩負荷。
 重力:打開“重力” 對話框,可在其中定義重力。
 初始條件:打開“初始條件”對話框,使用此對話框可指定初始位置快照,並可為點、連接軸、主體或槽定義速度初始條件。
 質量屬性:打開“質量屬性”對話框,使用此對話框可指定零件的質量屬性,也可指定組件的密度。
 拖動:打開“拖動”對話框,使用此對話框可將機構拖動至所需的配置並拍取快照。
 連接:打開“連接組件”對話框,使用此對話框可根據需要鎖定或解鎖任意主體或連接,並運行組件分析。
 分析:打開“分析”對話框,使用此對話框可添加、編輯、移除、複製或運行分析。
 回放:打開“回放”對話框,使用此對話框可回放分析運行的結果。也可將結果保存到一個文件中、恢復先前保存的結果或輸出結果。
 測量:打開“測量結果”對話框,使用此對話框可創建測量,並可選取要顯示的測量和結果集。也可以對結果出圖或將其保存到一個表中。
 軌跡曲線:打開“軌跡曲線”對話框,使用此對話框生成軌跡曲線或凸輪合成曲線。
除了這些主要的菜單和工具外。還有幾個零散的菜單需要注意。

 

1.2.1“編輯”菜單
在“編輯”菜單中與“機構”模塊有關的菜單主要是:
 重定義主體:打開“重定義主體”對話框,使用此對話框可移除組件中主體的組件約束。通過單擊箭頭選擇零件后,對話框顯示已經定義好的約束,元件和組建參照,設計者可以移除約束,重新指定元件或組件參照,如圖1-6所示。
 設置:打開“設置”對話框,使用此對話框可 指定"機械設計"用來裝配機構的公差,也可指定在分析運行失敗時“機械設計”將採取的操作。如是否發出警告聲,操作失敗時是否暫停運行或是繼續運行等等,該配置有利於設計者高效率的完成工作。如圖1-7所示。
              
圖1-6  重定義主體對話框            圖1-7  設置對話框
1.2.2“視圖”菜單
在“視圖”菜單中與“機構”模塊有關的菜單主要是:
 加亮主體:以綠色顯示基礎主體。
 顯示設置:機構顯示,打開“顯示圖元”對話框,使用此對話框可打開或關閉工具欄上某個圖標的可見性。去掉任何一個複選框前面的勾號,則該工具在工具欄上不可見。
圖1-8  顯示圖元對話框
1.2.3“信息”菜單:
單擊“信息” “機構”下拉菜單,或在模型樹中右鍵單擊“機構” 節點並選取“信息”,系統打開“信息” 菜單,如圖1-9所示。使用“信息”菜單上的命令以查看模型的信息摘要。利用這些摘要不必打開“機構”模型便可以更好地對其進行了解,並可查看所有對話框以獲取所需信息。在兩種情況下,都會打開一個帶有以下命令的子菜單。選取其中一個命令打開帶有摘要信息的 Pro/ENGINEER 瀏覽器窗口。
1)摘要:機構的高級摘要,其中包括機構圖元的信息和模型中所出現的項目數。如圖1-10
2)詳細信息:包括所有圖元及其相關屬性。如圖1-11所示。
(3)質量屬性:列出機構的質量、重心及慣性分量。如圖1-12所示。
機構為“模型樹”中每個“機械設計”圖元都提供一個“信息”選項。右鍵單擊並為某個特定圖元選中此選項后,會打開一個帶有針對該圖元的詳細摘要的瀏覽器窗口。
                 
 圖1-9 信息菜單中機構信息圖                       圖1-10 摘要信息圖
                                 
                             
圖1-11 詳細信息圖                              圖1-12 質量屬性信息圖
1.3機械設計模塊的分析流程
要進行機構運動模擬設計,必須遵循一定的步奏。Pro/Engineer“機械設計”模塊包括“機械設計運動”(運動模擬)和“機械設計動態”(動態分析)兩部分,使用“機械設計”分析功能,可在不考慮作用於系統上的力的情況下分析機構運動,並測量主體位置、速度和加速度。和前者不同的是“機械動態”分析包括多個建模圖元,其中包括彈簧、阻尼器、力/力矩負荷以及重力。可根據電動機所施加的力及其位置、速度或加速度來定義電動機。除重複組件和運動分析外,還可運行動態、靜態和力平衡分析。也可創建測量,以監測連接上的力以及點、頂點或連接軸的速度或加速度。可確定在分析期間是否出現碰撞,並可使用脈衝測量定量由於碰撞而引起的動量變化。由於動態分析必須計算作用於機構的力,所以它需要用到主體質量屬性。兩者進行分析時流程基本上一致:
類型
 
機械設計流程
機械動態動流程
 
創建模型
定義主體
生成連接
定義連接軸置
生成特殊連接
定義主體
指定質量屬性
生成連接
定義連接軸設置
生成特殊連接
添加建模圖元
 
應用伺服電動機
 
應用伺服電動機
應用彈簧
應用阻尼器
應用執行電動機
定義力/力矩負荷
定義重力
創建分析模型
 
運行運動學分析
運行重複組件分析
運行運動學分析
運行動態分析
運行靜態分析
運行力平衡分析
運行重複組件分析
獲得結果
 
回放結果
檢查干涉
查看測量
創建軌跡曲線
創建運動包絡
 
回放結果
檢查干涉
查看定義的測量和動態測量
創建軌跡曲線和運動包絡
創建要轉移到 Mechanica 結構的負荷集
 
                                    表1.1 分析流程表
1.4 機械設計運動分析詳解
了解了上面基本的分析過程后,下面通過具體的例子一步一步來進行具體的分析。
(1)將光碟文件複製到硬碟上,啟動pro/engineer。單擊菜單“文件”→“設置工作目錄”。打開“選取工作目錄”對話框工作,將目錄設置為X:/example_1。單擊確定。則系統工作在此目錄下。如圖1-13所示。
(2)單擊菜單“文件”→“新建”。打開“新建”對話框,選擇“組件”選項,將組件名改為asm。去掉“使用預設模版”複選框前面的勾號,單擊“確定”按鈕,系統打開“新文件選項”對話框,如圖1-14所示。
(3) 在列表中選擇mmns_asm_design為模板,單擊確定。
4)單擊圖標,打開“打開”對話框,如圖1-15所示。選取a.prt,單擊“打開”按鈕,系統彈出“元件放置”對話框。單擊按鈕接受預設約束放置,單擊確定按鈕。這樣系統自動定義此為基礎主體。如圖1-16所示。
1-13 選取工作目錄對話框
圖1-14 新文件選項對話框
圖1-15 打開對話框
               
 圖 1-16元件放置對話框                       圖 1-16 元件放置後圖
(5) 單擊圖標,打開“打開”對話框,選取b.prt,單擊“打開”按鈕,系統彈出“元件放置”對話框。單擊“連接”選項卡,對話框變成如圖1-17所示,接受默認連接的名稱為connnection_1,選擇類型為銷釘連接,按照圖1-19選取a.prt的軸A1對齊b.prt的軸A1,平移選項選取軸端大端面和b.prt一個側面,單擊確定,完成後如圖1-19所示。在完成連接的過程中,可以通過如圖1-20 所示的移動選項卡對話框調整機構位置。可以平移,旋轉元件到一定的位置。便於觀察和選取基準軸或面。
                            
        圖1-17 連接中的軸對齊圖              圖1-18 連接中的平移圖
               
 圖1-19  連接匹配圖                   圖1-20 連接調整移動圖

 

1.4.1連接的作用
Pro/E提供了十種連接定義。主要有剛性連接,銷釘連接,滑動桿連接,圓柱連接,平面連接,球連接 焊接,軸承,常規,6DOF(自由度)。最後兩種是野火2.0新增加的。
連接與裝配中的約束不同,連接都具有一定的自由度,可以進行一定的運動
接頭連接有三個目的:
◊ 定義“機械設計模塊”將採用哪些放置約束,以便在模型中放置元件;
◊ 限制主體之間的相對運動,減少系統可能的總自由度 (DOF)
◊ 定義一個元件在機構中可能具有的運動類型;
1.銷釘連接
此連接需要定義兩個軸重合,兩個平面對齊,元件相對於主體選轉,具有一個旋轉自由度,沒有平移自由度。如圖示
         
1-21  銷釘連接示意圖
2.滑動桿連接
滑動桿連接僅有一個沿軸向的平移自由度,滑動桿連接需要一個軸對齊約束,一個平面匹配或對齊約束以限制連接元件的旋轉運動,與銷連接正好相反,滑動桿提供了一個平移自由度,沒有旋轉自由度。
             
1-22 滑動桿連接示意圖
3. 圓柱連接
連接元件即可以繞軸線相對於附著元件轉動,也可以沿著軸線相對於附著元件平移,只需要一個軸對齊約束,圓柱連接提供了一個平移自由度,一個旋轉自由度。
         
圖 1-23 圓柱連接示意圖
4. 平面連接
平面連接的元件即可以在一個平面內相對於附著元件移動,也可以繞著垂直於該平面的
軸線相對於附著元件轉動,只需要一個平面匹配約束。
                            1-24 平面連接示意圖
5.球連接
     連接元件在約束點上可以沿附著組件任何方向轉動,只允許兩點對齊約束,提供了一個平移自由度,三個旋轉自由度。
   
1-25 球連接示意圖
5. 軸承連接
    軸承連接是通過點與軸線約束來實現的,可以沿三個方向旋轉,並且能沿著軸線移動,需要一個點與一條軸約束,具有一個平移自由度,三個旋轉自由度。
              
1-26 軸承連接示意圖
6.剛性連接
連接元件和附著元件之間沒有任何相對運動,六個自由度完全被約束了。
7.焊接
焊接將兩個元件連接在一起,沒有任何相對運動,只能通過坐標系進行約束。
剛性連接和焊接連接的比較:
1)剛性接頭允許將任何有效的組件約束組聚合到一個接頭類型。這些約束可以是使裝配元件得以固定的完全約束集或部分約束子集。
2)裝配零件、不包含連接的子組件或連接不同主體的元件時,可使用剛性接頭。
焊接接頭的作用方式與其它接頭類型類似。但零件或子組件的放置是通過對齊坐標系來固定的。
3)當裝配包含連接的元件且同一主體需要多個連接時,可使用焊接接頭。焊接連接允許根據開放的自由度調整元件以與主組件匹配。
4)如果使用剛性接頭將帶有“機械設計”連接的子組件裝配到主組件,子組件連接將不能運動。如果使用焊接連接將帶有“機械設計”連接的子組件裝配到主組件,子組件將參照與主組件相同的坐標系,且其子組件的運動將始終處於活動狀態。
1.4.2連接過程中的調整方式
在連接機構時,常常會出現位置放置不合理現象,使得連接設置無法快速定位,可通過手動的方式來直接移動或轉動元件到一個比較恰當的位置。該過程主要是通過“元件放置”對話框中的“移動”選項卡來完成。如圖1-27所示。
          
1-27 移動方式圖               圖1-28 選取對話框
1.“運動類型”組合框:選擇手動調元件的方式。
  (1)“定向模式”:可相對於特定幾何重定向視圖,並可更改視圖重定向樣式,可以提供除標準的旋轉、平移、縮放之外的更多查看功能。
 (2)“平移”:單擊機構上的一點,可以平行移動元件。
 (3)“旋轉”:單擊機構上的一點,可以旋轉元件。
 (4)“調整”:可以根據後面的運動參照類型,選擇元件上的曲面調整到參照面,邊,坐標系等。選擇調整,會彈出圖1-28所示的選取對話框。
2.“運動參照”組合框:選擇需要參照的類型
(1)“視圖平面”:系統預設採用此種參照,且不會彈出圖1-28所示的對話框。除了該項外,選擇下面任何一項均會彈出1-28所示的對話框。
(2)“選取平面”:可以選擇創建的基準面,或是曲面作為參照。
 (3)“圖元/邊”:可以選擇圖元上的邊作為參照。
(4)“平面法向”:可以選擇某個平面,則系統自動選取該平面的法向為參照。
(5)“2點”: 可以選擇兩點定義矢量方向作為參照。
6)“坐標系”:選擇坐標系作為參照。
3.“運動增量”組合框:設置運動位置改變的大小,有兩種方式
1)“平移”下拉框:有光滑,1,5,10四個選項。選擇光滑,一次可以移動任意長度的距離。其餘是按所選的長度每次移動相應的距離。
2)“選轉”下拉框:有光滑,5,10,30,45,90六個選項。其中光滑為每次旋轉任意角度。其餘是按所選的角度每次旋轉相應的角度。
4.“位置”組合框:當用滑鼠移動元件時,在“相對”文本框中顯示移動的距離。
1.4.3連接軸設置
定義完連接后,元件就能相對主體進行一定的運動,可以進行連接軸設置,以進一步設定運動的範圍,運動的起點等。單擊“機構”→“連接軸設置”進入“連接軸設置”對話框,如圖1-29所示。各選項介紹如下:
1.“選取連接軸”選項組
單擊箭頭用滑鼠在機構上選取連接軸
2.“連接軸位置”選項組
表示連接軸位置的度量,對於連接軸使用角度表示的,是相對於零點位置的角度值,介於-180-180度之間。
3.“零參照”選項卡
1) “指定參照”複選框:勾選該複選框,綠色主題參照和橙色主體參照變為可選。
2)“綠色主體參照”選項組:選取一個點、頂點、曲面或平面作為“綠色主體參照”。
3)“橙色主體參照”選項組:選取一個點、頂點、曲面或平面作為“橙色主體參照”。
定義旋轉軸的連接軸零點參照時應注意下列事項:
1)點-點零點參照:“機械設計模塊”以垂直於旋轉軸的方向從每一點繪製向量。這兩個向量對連接零點應重合。這兩個點不能位於連接軸上。
2)點-平面零參照:包含點和旋轉連接軸的平面應平行於為連接零點選取的平面。該點不能位於連接軸上。
3)平面-平面零參照: 這兩個平面在連接零點處平行。兩個平面都必須平行於旋轉軸。
 這裡的主體主要是指如果通過 Pro/ENGINEER 中的連接方式將主體連接一起,則第一主體是組件,被添加的主體是元件。“零參照”選項卡上的綠色主體指元件放置過程中的組件主體,而橙色主體則指元件。選取連接軸后,系統會將組件主體和元件主體分別以綠色和橙色顯示,同時“機械設計”還顯示平面或向量,用來定義零點參照。對於平移連接軸,顯示一個綠色平面和一個橙色平面。對於旋轉連接軸,顯示一個綠色箭頭和一個橙色箭頭。另一個綠色箭頭用於指示正測量的方向。這些參照會改變方向,以反映“連接軸位置”文本框中的值。
4.“再生值”選項卡:
   勾選指定再生值複選框,在“再生值”文本框中輸入想要的位置,再按下Enter鍵,機構即可按指定的位置重新生成。如圖1-30所示。
            
1-29連接軸設置對話框               圖 1-30 再生值選項卡
5.“屬性”選項卡:可以指定是否啟用限制和摩擦。
1)啟用限制:勾選此複選框,可以為連接軸指定最小和最大位置,限制連接軸在此範圍內運動。恢復係數用在凸輪從動連接,槽連接等具有衝擊的運動中,恢復係數定義為兩個圖元碰撞前後的速度比,數值範圍為0-1。完全彈性碰撞的恢復係數為 1。完全非彈性碰撞的恢復係數為 0。
2)啟用摩擦:勾選此複選框,可以為連接軸指定摩擦,為靜摩擦係數為動摩擦係數,R為接觸半徑(只限於旋轉軸)。
1-31 屬性選項卡
連接軸設置體驗:接上面的例子example1
6)單擊“應用程序”→“機構”,選擇“連接軸設置”。彈出“連接軸設置”對話框,單擊“選取連接軸”,通過滑鼠選取上面所定義的連接軸。在“連接軸位置”文本框中輸入角度為120度,單擊“生成零點”。
7)單擊“再生值”選項卡,勾選“啟用再生值”複選框,在“再生值”文本框中輸入60,按下Enter鍵,機構立即改變到圖1-32所示的位置。重新輸入-120度,按下Enter鍵,機構立即改變到圖1-33所示的位置,單擊確定按鈕。此兩幅圖依據讀者的系統有所不同。主要是體驗一下連接軸的設置功能。讀者可以自行輸入自己所要的角度值進行比較。
圖1-32  60度位置圖                   圖1-33  -120度位置圖

 

1.4.4拖動功能
定義完連接軸后,可以使用拖動功能,來查看定義是否正確,連接軸是否可以按設想的方式運動。可使用快照創建分析的起始點,或將組件放置到特定的配置中。可以使用接頭禁用和主體鎖定功能來研究整個機械或部分機械的運動。單擊“機構”→“拖動”或直接單擊工具欄圖標可以進入拖動對話框。
分別介紹一下各個菜單的功能。
1.快照與拖動工具欄:
   給機構拍照。拖動到一個位置時單擊此按鈕可以拍照。同時該照添加到快照列表中。
 拖動點。選取主體上某一點,該點會突出顯示,並隨游標移動,同時保持連接。該點不能為基礎主體上的點。
   拖動主體。該主體突出顯示,並隨游標移動,同時保持連接。不能拖動基礎主體。
 撤消命令。
   重做命令。
所謂的基礎主體,就是在裝配中添加元件或新建組件時按接受預設約束定義為基礎主體。
2.快照選項卡:
 顯示選定快照。在列表中選定快照后單擊此按鈕可以顯示該快照中機構的具體位置。
 打開“快照構建”對話框,選取其他快照零件位置用於新快照。就是拷貝其他快照。
 將選定快照的名改為“當前快照”輸入框中的名稱。相當於改變列表框中快照的名稱。
 使選定快照可用作 Pro/ENGINEER 分解狀態。隨後分解狀態可用Pro/ENGINEER 繪圖視圖中。單擊此按鈕時,“機械設計”在列表上的快照旁放置一個圖標。
 從列表中刪除選定快照。
            
1-34拖動對話框                    圖1-35 約束選項卡
3.“約束”選項卡:
應用約束后,“機械設計”會將其名稱放置於約束列表中。通過選中或清除列表中所選約束旁的複選框,可打開和關閉約束。也可選擇如下選項進行臨時約束:
 選取兩個點、兩條線或兩個平面。這些圖元將在拖動操作期間保持對齊。
 選取兩個平面。兩平面在拖動操作期間將保持相互匹配。
 為兩個平面定向,使其互成一定角度。
 並選取連接軸以指定連接軸的位置。指定後主體將不能拖動。
 並選取主體,可以鎖定主體。
 並選取連接。連接被禁用。
 從列表中刪除選定臨時約束。
   使用所應用的臨時約束來裝配模型。
4.“高級拖動選項”選項卡:
 打開“移動”對話框,它允許執行封裝移動。
 指定當前坐標系。通過選擇主體來選取一個坐標系,所選主體的預設坐標系是要使用的坐標系。X、Y 或 Z 平移或旋轉將在該坐標系中進行。
 指定沿當前坐標系的 X 方向平移。
 指定沿當前坐標系的 Y 方向平移。
 指定沿當前坐標系的 Z 方向平移。
 指定繞當前坐標系的 X 軸旋轉。
 指定繞當前坐標系的 Y 軸旋轉。
 指定繞當前坐標系的 Z 軸旋轉。
參照坐標系:可使用選擇器箭頭在模型中選取坐標系。
拖動點位置:實時顯示拖動點相對於選定坐標系的 X、Y 和 Z 坐標。
1-36 高級拖動選項卡
拖動功能體驗,接上一例子example1:
8)選擇“應用程序”→“標準”重新進入裝配環境下。單擊添加零件,打開“打開”對話框,選取c.prt ,單擊打開,彈出“元件放置”對話框。單擊“連接”選項卡,選取c.prt的軸和a.prt的軸對齊如圖1-39所示,選取軸的小端面和c.prt的一個側面對齊如圖1-40所示。完成連接定義,單擊確定。實體參照如圖1-37所示。完成後見圖1-38所示。
           
1-37 銷釘連接實物圖                圖1-38 連接完成圖    
                   
1-39 軸對齊圖                       圖1-40 平移圖
9)單擊 彈出“拖動”對話框,點擊圖標,然後選b.prt的一個點可以拖動b.prt繞著軸旋轉。按下后給當前機構拍照,列表框中增加快照Snapshot1。拖動b.prt在不同的位置拍照,列表框中增加Snapshot2 ,Snapshot3, Snapshot4等快照列表。如圖1-41所示。
10)任意選取其中某個快照,單擊可以使機構重新定義到該快照中所記錄的機構位置,選取快照Snapshot3,並在文本框中將其改為snapshot4,再單擊,則將快照Snapshot3改成快照snapshot4所記錄的機構位置。
11)單擊“約束”選項卡→單擊“”鎖定主體圖標,選擇b.prt和 c.prt,單擊“確定”→“確定”如圖1-42所示,則完成主體鎖定定義。列表框中出現“主體-主體鎖定”複選框,去掉前面的勾號可以解除主體-主體鎖定。系統以青色顯示主動主體b.prt,以橙色顯示從動主體c.prt。單擊拖動。可看見c.prt隨b.prt之一起轉動。實體圖參考如圖1-43所示。
 
            
  圖1-41  增加快照圖                  圖1-42 增加主體鎖定圖
圖1-43 主體鎖定實例參考圖

 

1.4.5定義驅動
定義完連接后就需要加飼服電機才能驅使機構運動,單擊機構”“伺服電動機”或直接單擊工具欄圖標。彈出“伺服電動機”對話框如圖1-44所示。在對話框右邊有新建,編輯,複製,刪除四個按鈕,左邊的列表框顯示定義的飼服電動機名稱和狀態,在Pro/E中這樣的對話框很多,可以方便的進行管理。單擊“新建”按鈕彈出飼服電動機定義對話框。
1-44 伺服電動機對話框
1.“新建”按鈕:可以創建伺服電動機。
2.“編輯”按鈕:重新編輯選定的伺服電動機。
3.“複製”按鈕:在原有的基礎上重新創建同樣的電動機。
4.“刪除”按鈕:刪除選定的電動機。
單擊“新建”彈出“伺服電動機定義”對話框。
1.“名稱”文本框:系統自動建立預設名稱ServerMotor1,用戶可以更改之。
2“類型”選項卡:指定伺服電動機的類型和方向等如圖1-45所示。
1)“從動圖元”下拉列表框。選擇伺服電動機要驅動從動圖元類型為連接軸型,點型和面型中的一種。
·連接軸:使某個接頭作指定運動。
·點   使模型中的某個點作指定運動。
·平面:使模型中的某個平面作指定運動
   (2)單擊可以在窗口中直接選定連接軸
   (3)“反向”按鈕:改變伺服電動機的運動方向 ,單擊反向按鈕則機構中伺服電機黃色箭頭指向相反的方向。
(4)“運動類型”:可以指定伺服電機的運動方式。如果從動圖元選擇為連接軸,變為灰色不可選狀態,同時系統自動選擇為選轉。
        1-45 伺服電動機定義對話框        圖1-46 輪廓選項卡
3“輪廓”選項卡:可以指定伺服電機的速度,加速度位置等如圖1-46所示。
(1)“規範”組合框:
 可以調出連接軸設置對話框,旁邊的下拉框可以選擇速度,加速度,位置三種類型。對於不同的選項,相應會有不同的對話框出現。
位置:單擊直接調用連接軸設置對話框設置連接軸。選定的連接軸將以洋紅色箭頭標示,同時高亮顯示綠色和橙色主體。如圖1-47所示
     圖 1-47位置對話框類型
速度:出現初始位置標籤,選擇當前。則機構以當前位置為準,也可以輸入一個角度后按使機構的零位置變為數字所指示的位置。如圖1-48所示。
加速度:在出現初始角度標籤的同時,增加了一個初始角速度標籤,可以指定初始角速度的大小。如圖1-49所示。
          
1-48 速度對話框類型             圖1-49 加速度對話框類型
(2)“模”組框:用來選取電動機的運動方程式。
      在下拉組框中有常數,餘弦,斜坡等9種類型,選擇每一種類型都有對應的對話框彈出。這幾種模類型如下
         
1-50 模類型圖                  圖1-51 常數類型
         
1-52 斜坡類型                    圖1-53 餘弦函數類型
          
1-54  SCCA類型                  圖1-55 擺線類型
         
1-56 拋物線類型                    圖1-57 多項式類型
在所有這些模的類型當中,當選擇SCCA類型時,對話框自動選擇加速度為規範,且變為灰色不可選狀。每一種類型的模選項,均對應各自的參數輸入對話框。參數的具體意義見表1-2。表類型和用戶自定義類型為野火2.0新增加的模類型。
對於如圖1-58所示的表類型,需要編寫擴展名為“.tab”的機械錶數據文件。該文件包括“時間”欄和“項”欄。時間是電動機運行的時間段,在“項”欄中是電動機的參數,包括位置,速度,加速度等。需要用記事本編輯。編輯后保存擴展名為“.tab”的文件。
·      單擊該按鈕,彈出如圖
      
           
1-58 表類型                       圖 1-59 用戶自定義類型
1-60 選取表格文件對話框
函數類型
說明
所需設置
常數
恆定輪廓
q = A其中 A 為 常數。
線性
輪廓隨時間做線性變化
q = A + B*x
A =為常數,B為斜率。
餘弦
要為電動機輪廓指定餘弦曲線時,使用該類型。
q = A*cos(360*x/T + B) + C
A幅值,B相位 C偏移量,T周期。
(SCCA)
用於模擬凸輪輪廓輸出。
擺線
用於模擬凸輪輪廓輸出。
q = L*x/T - L*sin(2*Pi*x/T)/2*Pi
L總高度,T周期。
拋物線
可用於模擬電動機的軌跡。
q = A*x + 1/2 B(x2)
A線性係數,B二次項係數
多項式
用於一般的電動機輪廓。
q = A + B*x + C*x2 + D*x3
A常數項,B線性項係數。
C二次項係數,D三次項係數。
1-2
4“圖形”選項卡:以圖形形式表示輪廓,使之以更加直觀的形式來查看。
1.29
(1) 按鈕:點此進入圖形工具對話框
(2) “位置”複選框:在圖形中只顯示出位置隨時間的關係曲線
(3) “速度”複選框:在圖形中只顯示出速度隨時間的關係曲線
(4) “加速度”複選框:在圖形中只顯示出隨時間的關係曲線
(5) “在單獨圖形中”:三種曲線在單獨的圖形中顯示出來取消則可以在一個坐標系下顯示。
1.31
1.4.5運行分析:
點擊“機構”→“分析”,或直接單擊工具欄圖標,彈出分析對話框,此對話框和伺服電動機對話框類似,用來建立和管理分析集,單擊“新建”按鈕,彈出分析定義對話框
1名稱:系統預設為分析命名,用戶可以更改之
2類型:下拉組合框。用戶可以選擇進行運動學,動態,靜態,力平衡和重複組件分析。
(1) 運動學:運動學是動力學的一個分支,它考慮除質量和力之外的運動所有方面。運動分析會模擬機構的運動,滿足伺服電動機輪廓和任何接頭、凸輪從動機構、槽從動機構或齒輪副連接的要求。運動分析不考慮受力。因此,不能使用執行電動機,也不必為機構指定質量屬性。模型中的動態圖元,如彈簧、阻尼器、重力、力/力矩以及執行電動機等,不會影響運動分析
(2) 動態:使用動態分析可研究作用於機構中各主體上的慣性力、重力和外力之間的關係。
(3) 靜態:使用靜態分析可研究作用在已達到平衡狀態的主體上的力
(4) 力平衡:力平衡分析是一種逆向的靜態分析。在力平衡分析中,是從具體的靜態形態獲得所施加的作用力,而在靜態分析中,是向機構施加力來獲得靜態形態
(5) 重複組件:使用重複組件分析可確定機構能否在採用的伺服電動機和連接要求下進行裝
1.32
3“優先選項”選項卡
1)圖形顯示分組框:確定進行運行時的時間和幀頻等。
 (2)“鎖定的圖元”:
   鎖定主體,先選的為先導主體,后選的為從動主體。從動主體對主動主體保持不變。
 選取要鎖定的接頭或凸輪從動機構連接。 刪除不需要的約束。
1.33
3)初始配置:可以確定零位置為當前或是選取快照所確定的位置。
4“電動機”選項卡:
(1)顯示出電動機列表,起止時間
(2)   添加新行
(3)    添加所有的電動機
(4)   刪除電動機
1.34
5“外部負荷”選項卡:
進行運動學分析時該選項卡為灰色不可選狀態,可參照電動機選項卡,與電動機選項卡相比,該項下部多了啟用重力和啟用所有摩擦複選框。
1.35
1.4.6回放
查看機構中零件的干涉情況、將分析的不同部分組合成一段影片、顯示力和扭矩對機構的影響,以及在分析期間跟蹤測量的值
運行分析后,點擊“機構”→“回放”或直接單擊工具欄圖標進入回放對話框。
1“結果集”下拉框:顯示所有的結果集,用戶可以選取特定的結果集進行分析。
2“干涉”選項卡:可以設定進行干涉分析的類型。
  (1)“模式”:給出在回放期間要檢查的干涉類型。
      無干涉:不進行干涉檢查。
快速檢查:進行低層次的干涉檢查,系統會自動選取"停止回放"作 為一個選項。
兩個零件:允許指定兩個零件進行干涉檢查,產生干涉的區域將會加亮。
全局干涉:檢查整個組件中所有元件間的干涉,產生干涉的區域將會加亮。
(2) “選項”:提供相對於干涉檢查類型附加分析。
包括面組:將曲面作為干涉檢查的一部分。
停止回放 :一旦檢測到干涉,就停止回放。此選項只可用於"兩個零件"或"全局干涉"
1.36
3 “影視進度表”:可指定要查看的部分以及在回放期間是否要顯示回放已用去的時間。
1)顯示時間:可以在回放期間在繪圖窗口左上角顯示逝去時間。
(2) 預設進度表:控制是否要查看整個分析。取消選中則可指定要回放的時間段。  
開始:輸入開始時間
終止:輸入結束時間
 按此鍵把輸入的數字增加到列表中
 更改列表中的數字
 刪除列表中的數字
1.37
後進入動畫對話框:動畫可以實現機構的即時運動查看,可以實現快進,快退,循環播放。通過捕獲可以製作成可以播放的流媒體文件。
1.38
⑩ 單擊“機構”“伺服電動機”或直接單擊工具欄圖標→“新建”→彈出“伺服電動機定義”對話框→選擇a.prt和b.prt間的連接軸→單擊“輪廓”選項卡→選擇“速度”類型→選擇“模”為常數→輸入A為20→單擊應用→確定→回到“伺服電動機定義”對話框→關閉。
11 單擊彈出“分析”對話框→點擊“新建”→接受默認的名稱→選擇分析類型為“運動學”→輸入運行時間為20→接受下面所有默認的選項→點擊“運行”→運行完后確定→回到“分析”對話框→關閉。
12點擊進入“回放”對話框→選擇“全局干涉”點擊→系統計算干涉情況,若有干涉回出現紅色標誌干涉區域→繼續按→彈出“動畫”對話框→按播放,察看運動情況
13單擊“捕獲”→接受預設值→確定 制定視頻動畫播放文件。

 

 1.4.7特殊連接

在野火中有三種特殊的連接,可以設置特殊連接後進行各種分析,這三種連接分別為凸輪副連接,槽連接,齒輪運動副連接下面分別介紹
一、凸輪副連接
點擊“機構”→“凸輪”或直接點擊圖標進入凸輪機構連接對話框,點擊“新建”彈出凸輪從動機構連接定義對話框,名稱編輯框顯示出系統預設定義的凸輪名稱。
1.39
1 “凸輪1”選項卡:定義第一個凸輪
  (1)“曲面/曲線”:單擊箭頭選取曲線或曲面定義凸輪工作面,在選取曲面時若鉤選自動選取複選框則系統自動選取與所選曲面相鄰的任何曲面,凸輪與另一凸輪相互作用的一側由凸輪的法線方向指示。如果選取開放的曲線或曲面,會出現一個洋紅色的箭頭,從相互作用的側開始延伸,指示凸輪的法向。
    選取的曲線或邊是直的,“機械設計模塊”會提示選取同一主體上的點、頂點、平面實體表面或基準平面以定義凸輪的工作面。所選的點不能在所選的線上。工作面中會出現一個洋紅色箭頭,指示凸輪法向。
     圖 1.40通過曲面選取方式                 圖  1.41      
                      圖 1.42    通過直線選取方式
2“凸輪2”選項卡:定義第二個凸輪,與“凸輪1”選項卡類似。
3“屬性選項卡”    
   (1)升離:啟用升離允許凸輪從動機構連接在拖動操作或分析運行期間分離
            e在0-1之間
2)摩擦: us靜摩擦係數
Uk 動摩擦係數
 
1.43
凸輪連接例子:
下拉菜單“文件”→“設置工作目錄”→“選取文件目錄”確定
1. 點擊“文件”下拉菜單→點擊“新建”→“組件”→輸入名字asm→不使用預設模板→選取mmns_asm_design→確定;
2. 點創建圖元→骨架模型→創建特徵→確定;
3. 創建基準軸→選取ASM_RIGHT基準面→按住CTRL選取ASM_TOP基準面→確定
4. 創建基準軸→選取ASM_FRONT→用滑鼠拖動白色方格分別至ASM_RIGHT,ASM_TOP基準面,偏移參照距離分別為64.5和25→確定;(該25依據具體位置不同也可為-25,主要是使A_2軸在A_1軸右上方)
5. 點擊創建基準面→選取ASM_FRONT→輸入偏距平移5→確定
1.44
1.45
6點擊下拉菜單“窗口”→“激活”
7點擊→選取a.prt→打開→在彈出的元件放置對話框中選擇連接→接受默認的連接名→選擇連接類型為銷釘→選取a.prt的連接軸A_2→組件參照選取ASM_SKEL.PART的軸A_1→平移選取→選取元件參照為FRONT面→組件參照為ASM_FORNT→確
1.46
8添加元件→選取c.prt→打開→選取連接→接受預設名稱→設置連接類型為銷釘連接→選取c.prt的軸A_4與ASM_SKEL.PRT的A_2對齊→選取c.prt的front面與DTM1平移對齊→確定
1.47
9 添加元件→選取b.prt→打開→選取連接選項卡→接受預設名稱→設置連接為銷釘連接→選取b.prt的軸A_3與c.prt的軸A_3對齊→選取b.prt的front面與c.prt背對當前視圖的平面平移對齊,並輸入平移偏距為5→按Enter鍵→確定,最後完成圖如下
1.48
10 下拉菜單“應用程序”→“機構”
11按下凸輪→在彈出的“凸輪從動機構連接”對話框中點擊“新建”→彈出“凸輪從動機構定義”對話框→在“凸輪1”選項卡中鉤選“自動選取”複選框→選取靠近小圓弧的曲面→確定→點選“凸輪2”選項卡→鉤選“自動選取”複選框→選取圓柱外表面→確定→回到“凸輪從動機構連接”對話框→關閉。如下圖示
1.49
12點下伺服電動機→彈出“伺服電動機”對話框→點擊“新建”→在“類型”選項卡中選取“連接軸”→選取a.prt的connection_1連接→點擊“輪廓”選項卡→在“規範”中選取“速度”→“模”選取常數→輸入A為20→確定→回到“伺服電動機”對話框→關閉;
13點擊→彈出“分析”對話框→點擊“新建”→接受默認的名稱→選擇分析類型為“運動學”→輸入運行時間為30→接受下面所有默認的選項→點擊“運行”→運行完后確定→回到“分析”對話框→關閉;
14點擊進入“回放”對話框→點擊→彈出“動畫”對話框→按播放,察看運動情況
二 槽從動連接機構
槽從動機構是兩個主體之間的點-曲線約束。主體一上有一條 3D 曲線(槽),主體二上有一個點(從動機構)。從動機構點在整個三維空間中都隨槽運動。可使用一條開放或閉合曲線來定義槽。槽從動機構會將從動機構點約束在定義曲線的內部,“機械設計模塊”不檢查包括從動機構點和槽曲線的幾何上的干涉。不必確保槽和槽從動機構幾何正好擬合在一起。
1.50

 

 1圖元選項卡:

(1) 從動機構點:
從動機構點必須在一個和槽曲線不同的主體上。可以選取一個基準點或一個頂點。基準點必須屬於一個單獨的主體, 組件級基準點不能用作從動機構點。要創建零件級基準點,不必關閉或再生組件。打開零件並定義點。關閉零件時,組件中的主體將包含剛創建的點。
(2) 槽曲線:
槽曲線可以為平面、非平面曲線、邊、基準曲線、開放或封閉曲線。所選曲線必須相鄰,但不必是平滑曲線。可選取多條不連續的曲線。
(3) 槽端點:
可以為槽端點選取基準點、頂點、曲線/邊及曲面。如果選取曲線、邊或曲面,槽端點則位於所選圖元和槽曲線的交點處。
如果不選取端點,槽從動機構的預設端點就是為槽所選的第一條和最後一條曲線的最末端。 如果為槽從動機構選取一條閉合曲線,或選取形成閉合環的一系列曲線,則不必指定端點。但是,如果選擇在一閉合曲線上定義端點,則最終槽將是一個開口槽
2屬性選項卡:
(1)    恢復係數:用來定義衝擊等e在0-1之間
(2)     摩擦:用來定義摩擦
                               1.52
1點“新建”→“組件”
→輸入名字asm→不使用預設模板→選取mmns_asm_design→確定;
2新建基準面。選取ASM_RIGHT→輸入偏距30→確定
1.53
3 按下→選取dizuo.prt文件→打開→按下接受預設約束→確定;
4按下→選取guanpan.prt文件→打開→彈出“元件放置”對話框→選取“連接”→接受預設名稱→選取連接類型為銷釘→並選取guanpan.prt的A_5軸與dizuo.prt的A_5對齊→圖示兩個面為平移面→單擊反向使帶曲線的一面朝外→確定;(註:其間要用到移動選項卡移動guangpan.prt以便於選取平移面)
1.54
5.按下→選取suo.prt→打開→彈出放置對話框→選約束選項卡→設置如下的約束       
1.55
完成后如下圖示
1.56
6按下→選取ydzhou.prt→打開→彈出“元件放置”對話框→選約束選項卡
   
 
1.57
7按下→選取zheng.prt →打開→彈出“元件放置”對話框→選“連接”選項卡→設置連接為“滑動桿”連接→選取zheng.prt的軸A_2與ydzhou.prt的軸A_2對齊→旋轉約束選取兩者的top面→確定;具體見下圖
                     連接選項卡
     
   軸對齊                                      旋轉
    圖1.5
圖1.6 完成後的圖
8下拉“應用程序”菜單→點擊“機構”,進入機構環境→單擊彈出“槽從動機構連接”對話框→單擊“新建”→彈出“槽從動機構連接定義”對話框按下圖選取→確定→回到“槽從動機構連接”對話框→關閉。(註:顯示基準點需要按下,另外可以通過“編輯”→“查找”→彈出“搜索工具”來方便查找)
1.7
1.8
9單擊“機構”→點擊“連接軸設置”→選取滑動連接→在如下位置生成零點→在“屬性”選項卡中啟用限制→輸入合適的數值(此數值依據具體情況會有不同數值)→確定
1.9
10建立伺服電動機:單擊點下伺服電動機→彈出“伺服電動機”對話框→點擊“新建”→在“類型”選項卡中選取“連接軸”→選取guangpan.prt上的連接軸→點擊“輪廓”選項卡→“規範”選項卡中選取“速度”→“初始位置”接受當前位置→選取“模”為常數,A輸入為20→確定→回到“伺服電動機定義”對話框→關閉
11單擊彈出“分析”對話框→點擊“新建”→接受默認的名稱→選擇分析類型為“運動學”→輸入運行時間為30→接受下面所有默認的選項→點擊“運行”→運行完后確定→回到“分析”對話框→關閉

 

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One thought on “proe機構運動模擬教程