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1、proe5.0裝配體運動仿真 基礎與重定義主體 基礎是在運動分析中被設定為不參與運動的主體。 創(chuàng)建新組件時，裝配（或創(chuàng)建）的第一個元件自動成為基礎。 元件使用約束連接（元件放置”窗口中放置”頁面）與基礎發(fā)生關系，則此元件也成為基礎 的一部份。 如果機構不能以預期的方式移動，或者因兩個零件在同一主體中而不能創(chuàng)建連接， 就可以使 用重定義主體”來確認主體之間的約束關系及刪除某些約束。 進入機構”模塊后，編輯”一謹定義主體”進入主體重定義窗口，選定一個主體，將在窗口 里顯示這個主體所受到的約束 （僅約束連接及 剛體”接頭所用的約束）?？梢赃x定一個約束， 將其刪除。如果刪除所有約束，元

2、件將被封裝。、、 特殊連接：凸輪連接 凸輪連接，就是用凸輪的輪廓去控制從動件的運動規(guī)律。 PROE里的凸輪連接，使用的是 平面凸輪。但為了形象，創(chuàng)建凸輪后，都會讓凸輪顯示出一定的厚度 （深度）。 凸輪連接只需要指定兩個主體上的各一個 （或一組）曲面或曲線就可以了。 定義窗口里的凸 輪1”凸'輪2”分別是兩個主體中任何一個，并非從動件就是 凸輪2”。 如果選擇曲面，可將 自動選取”復選框勾上，這樣，系統(tǒng)將自動把與所選曲面的鄰接曲面選 中，如果不用 自動選取”需要選多個相鄰面時要按住 Ctrl。 如果選擇曲線/邊，自動選取”是無效的。如果所選邊是直邊或基準曲線， 則還要指定工作平

3、面（即所定義的二維平面凸輪在哪一個平面上）。 凸輪一般是從動件沿凸輪件的表面運動，在 PROE里定義凸輪時，還要確定運動的實際接 觸面。選取了曲面或曲線后，將會出線一個箭頭，這個箭頭指示出所選曲面或曲線的法向， 箭頭指向哪側，也就是運動時接觸點將在哪側。如果系統(tǒng)指示出的方向與想定義的方向不同， 可反向。 關于啟用升離”打開這個選項，凸輪運轉時，從動件可離開主動件，不使用此選項時，從 動件始終與主動件接觸。啟用升離后才能定義 恢復系數(shù)”即啟用升離”復選框下方的那個 a ?? e 因為是二維凸輪，只要確定了凸輪輪廓和工作平面， 這個凸輪的形狀與位置也就算定義完整 了。為了形象，系統(tǒng)會

4、給這個二維凸輪顯示出一個厚度（即深度）。通常我們可不必去修改 它，使用 自動”就可以了。也可自已定義這個顯示深度，但對分析結果沒有影響。 需要注意. 需^要工意. A. 所選曲面只能是單向彎曲曲面（如拉伸曲面），不能是多向彎曲曲面（如旋轉出來的鼓形 曲面）。 B. 所選曲面或曲線中，可以有平面和直邊，但應避免在兩個主體上同時出現(xiàn)。 C. 系統(tǒng)不會自動處理曲面（曲線）中的尖角 /拐點/不連續(xù)，如果存在這樣的問題，應在定義 凸輪前適當處理。 凸輪可定義 升離”、恢復系數(shù)”與磨擦”。 特殊連接：齒輪連接 齒輪連接用來控制兩個旋轉軸之間的速度關系。在 PROE中齒輪連接分為標準齒輪和

5、齒輪 齒條兩種類型。標準齒輪需定義兩個齒輪，齒輪齒條需定義一個小齒輪和一個齒條。 一個齒 輪（或齒條）由兩個主體和這兩個主體之間的一個旋轉軸構成。因此，在定義齒輪前，需先 定義含有旋轉軸的接頭連接（如銷釘）。 定義齒輪時，只需選定由接頭連接定義出來的與齒輪本體相關的那個旋轉軸即可， 系統(tǒng)自動 將產(chǎn)生這根軸的兩個主體設定為 齒輪”（或 小齒輪”、齒條”）和 托架”，托架”一般就是用 來安裝齒輪的主體，它一般是靜止的，如果系統(tǒng)選反了，可用 反向”按鈕將齒輪與托架主體 交換。齒輪2”或齒條”所用軸的旋轉方向是可以變更的，點定義窗口里 齒輪2”軸右側的反 向按鈕就可以，點中后畫面會出現(xiàn)一

6、個很粗的箭頭指示此軸旋轉的正向。 速比定義：在 齒輪副定義"窗口的 齒輪1”、齒輪2”、小齒輪"頁面里，都有一個輸入節(jié)圓 直徑的地方，可以在定義齒輪時將齒輪的實際節(jié)圓直徑輸入到這里。 在 屬性"頁面里，齒輪 比”（齒條比”）有兩種選擇，一是 節(jié)圓直徑”，一是用戶定義的”。選擇 節(jié)圓直徑”時，D1、 D2由系統(tǒng)自動根據(jù)前兩個頁面里的數(shù)值計算出來，不可改動。選擇 用戶定義的”時，D1、 D2需要輸入，此情況下，齒輪速度比由此處輸入的 D1、D2確定，前兩個頁面里輸入的節(jié) 圓直徑不起作用。速度比為節(jié)圓直徑比的倒數(shù)， 即:齒輪1速度/齒輪2速度=齒輪2節(jié)圓直 徑/齒輪1節(jié)圓直徑=D2/D1。

7、齒條比為齒輪轉一周時齒條平移的距離，齒條比選擇 節(jié)圓直 徑”時，其數(shù)值由系統(tǒng)根據(jù)小齒輪的節(jié)圓數(shù)值計算出來，不可改動，選擇 用戶定義的”時，其 數(shù)值需要輸入，此情況下，小齒輪定義頁面里輸入的節(jié)圓直徑不起作用。 圖標位置：定義齒輪后，每一個齒輪都有一個圖標，以顯示這里定義了一個齒輪， 一條虛線 把兩個圖標的中心連起來。 默認情況下，齒輪圖標在所選連接軸的零點， 圖標位置也可自定 義，點選一個點，圖標將平移到那個點所在平面上。圖標的位置只是一視覺效果， 不會對分 析產(chǎn)生影響。 要注意的事項： A. PROE里的齒輪連接，只需要指定一個旋轉軸和節(jié)圓參數(shù)就可以了。因此，齒輪的具體 形狀可以

8、不用做出來，即使是兩個圓柱，也可以在它們之間定義一個齒輪連接。 B .兩個齒輪應使用公共的托架主體，如果沒有公共的托架主體，分析時系統(tǒng)將創(chuàng)建一個不 可見的內(nèi)部主體作為公共托架主體， 此主體的質(zhì)量等于最小主體質(zhì)量的千分之一。 并且在運 行與力相關的分析（動態(tài)、力平衡、靜態(tài)）時，會提示指出沒有公共托架主體 特殊連接：槽連接 槽連接是兩個主體之間的一個點 ----曲線連接。從動件上的一個點，始終在主動件上的一根 曲線（3D）上運動。槽連接只使兩個主體按所指定的要求運動， 不檢查兩個主體之間是否干涉， 點和曲線甚至可以是零件實體以外的基準點和基準曲線，當然也可以在實體內(nèi)部。 曲線可以是

9、任何一組相鄰曲線（即要求相連，不必相切），可以是基準曲線，也可以是實體 /曲面的邊，可以是開放的，也可以是封閉的。 點可以是任何一個基準點或頂點，但只能是零件中的，組件中的點不能用于槽連接。 運動時，從動件上的點始終在主動件上的指定曲線上，如果曲線是一條（組）開放曲線，則 此曲線（曲線組）的首末兩個端點為槽的默認端點，如果是一條（組）封閉曲線，則默認無 端點。如果希望運動區(qū)間不是在整條曲線（曲線組）上，而只是在其中的一段上，則需要自 定義槽的端點。對于開放曲線（曲線組），只要指定新的端點就可以了，對于圭寸閉曲線，指 定兩個新端點后，系統(tǒng)自動選取被兩端點分割出的兩段曲線中的一段為運行區(qū)間，

10、 如果不是 所需要的，點 反向”選取另一段。定義槽端點可選取基準點、頂點、曲線 /邊/曲面，如果選 的是曲線/邊/曲面，則槽端點為槽曲線與所選曲線 /邊/曲面的交點。 槽連接可定義 恢復系數(shù)”與磨擦”。 拖動與快照 拖動，是在允許的范圍內(nèi)移動機械。 快照，對機械的某一特殊狀態(tài)的記錄。 可以使用拖動調(diào) 整機構中各零件的具體位置，初步檢查機構的裝配與運動情況， 并可將其保存為快照，快照 可用于后續(xù)的分析定義中，也可用于繪制工程圖。 機構”---拖動”進入 拖動”窗口，此窗口具有一個工具欄，工具欄左第一個按鈕為 保存快 照”，即將當前屏幕上的狀態(tài)保存為一個快照， 左第二個按鈕為 點

11、拖動”即點取機構上的一 個點，移動鼠標以改變元件的位置，左第三個按鈕為 主體拖動”選取一個主體，移動鼠標 以改變元件的位置。右側兩個按鈕為 撤消”和恢復”每一次拖動，系統(tǒng)都會記錄入內(nèi)存， 使用此兩按鈕，可查看已做的各次拖動的結果。 快照”頁和 約束”頁，分別有一個列表，顯 示當前已經(jīng)定義的快照和為當前拖動定義的臨時約束。 快照列表左側有一列工具按鈕， 第一個為顯示當前快照，即將屏幕顯示刷新為選定快照的內(nèi) 容；第二個為從其它快照中把某些元件的位置提取入選定快照； 第三個為刷新選定快照， 即 將選定快照的內(nèi)容更新為屏幕上的狀態(tài)； 第四個為繪圖可用，使選定快照可被當做分解狀態(tài) 使用，

12、從而在繪圖中使用，這是一個開關型按鈕， 當快照可用于繪圖時，列表中的快照名前 會有一個圖標；第五個是刪除選定快照。 約束列表顯示已為當前拖動所定義的臨時約束， 這些臨時約束只用于當前拖動操作， 以進一 步限制拖動時各主體之間的相對運動。 高級拖動選項”提供了一組工具，用于精確限定拖動時被拖動點或主體的運動。 恢復系數(shù)與磨擦 即碰撞系數(shù)，其物理定義為兩物體碰撞后的相對速度（ V2-V1 ）與碰撞前的相對速度 （V10-V20 ）的比值，即e=（V2-V1）/（V10-V20），它的值介于0到1之間。典型的恢復系數(shù) 可從工程書籍或實際經(jīng)驗中得到。 恢復系數(shù)取決于材料屬性、 主體幾何以

13、及碰撞速度等因素。 在機構中應用恢復系數(shù)，是在剛體計算中模擬非剛性屬性的一種方法。 完全彈性碰撞的恢復 系數(shù)為1。完全非彈性碰撞的恢復系數(shù)為 0。橡皮球的恢復系數(shù)相對較高。而濕泥土塊的 恢復系數(shù)值非常接近 0。 摩擦阻礙凸輪或槽的運動。 摩擦系數(shù)取決于接觸材料的類型以及實驗條件。 可在物理或工程 書籍中查找各種典型的摩擦系數(shù)表。 需要分別指定靜磨擦系數(shù)和動磨擦系數(shù)， 且靜磨擦系數(shù) 應大于動磨擦系數(shù)。要在力平衡分析中計算凸輪滑動測量，必須指定凸輪連接的磨擦系數(shù)。 恢復系數(shù)與磨擦可用于凸輪連接和槽連接，也可用于連接軸設置。 連接軸設置 機構”一連接軸設置”，可為由接頭連接（如銷釘）

14、產(chǎn)生的連接軸定義一些具體的屬性，包 括：連接軸的位置，連接軸的零參照，連接軸的再生位置（用于重復組件分析），連接軸的 運動限制、恢復系數(shù)及磨擦。 進入此窗口后，需先選取一連接軸，然后再對此軸進行各種設置。 連接軸位置”，這里顯示的是連接軸的兩個零參照間的位置或距離，未改變時，顯示的是當 前屏幕上這個位置時的值。如果自己輸入一個數(shù)值并回車（對于旋轉軸，此數(shù)值為 -180到 180，如超出此范圍或超出 屬性”里設置的限制范圍，系統(tǒng)將自動轉換成可接受的范圍內(nèi)的 值），屏幕上的組件也將臨時改變位置以反映當前修改，如果按了 生成零點”，則將當前位 置設定為連接軸零點，其它測量都從此零點位置開始

15、。點了 生成零點”后，指定參照”將無 效。如果選了指定參照”，則生成零點”無效。指定參照’可為連接軸的兩個主體分別選定零 位置的幾何參照。 選取 再生值”，可讓組件在非連接軸零點位置再生，這個用于重復組件分析中。 啟用限制”，設置接頭運動時的最大最小運動范圍及恢復系數(shù)。 對于旋轉軸，最小”值為-180 到180之間且小于最大值， 最大”值為-180到180之間且大于最小值。恢復系數(shù)用來模擬 當連接軸運動到限制位置時的沖擊力。 啟用磨擦”，設置接頭的兩個主體之間相互運動的阻力。需指定靜磨擦系數(shù)和動磨擦系數(shù)， 對于旋轉軸，還應指定一個大于零的接觸半徑值， 它用于定義磨擦扭矩作用于連接軸上

16、的半 徑。靜磨擦系數(shù)應大于動磨擦系數(shù)。 在任何連接軸上，都不能創(chuàng)建多個連接軸零點。不能為球接頭定義連接軸設置。另外， 不能 編輯屬于多旋轉 DOF接頭（如6DOF或某個一般連接）的旋轉連接軸的連接軸設置。 連接軸設置：零點參照的要求 定義旋轉軸的零點時，要注意以下事項： 點-點零點參照：以垂直于旋轉軸的方向從每一點繪制向量。 這兩個向量對連接零點應重合。 這兩個點不能位于連接軸上。 點-平面零參照：包含點和旋轉連接軸的平面應平行于為連接零點選取的平面。該點不能 位于連接軸上。 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于旋轉軸。 定義平移軸的零點參照

17、時應注意下列事項： 點-點零參照：在連接零點處，兩點之間在平移連接軸方向上的距離將為零。 點-平面零參照：在連接零點處，平面和點之間在平移連接軸方向上的距離將為零。該平面 必須垂直于連接軸。 平面-平面零參照：在連接零點處，平面間的距離為零。兩個平面都必須垂直于連接軸。 定義平面或軸承連接的連接軸零點參照時應注意： 平面連接：為避免不可預測的行為， 只能為平面平移軸定義點 -點或點-平面零點參照。同樣, 只能為平面旋轉軸定義平面-平面零點參照。 軸承連接：必須在包含軸承接頭方向定義的主體上選取一個點或平面，即具有點 -線約束的 直線。系統(tǒng)將此參照與定義軸承連接的點對齊。 伺服電

18、動機 伺服電動機可規(guī)定機構以特定方式運動。 伺服電動機引起在兩個主體之間、 單個自由度內(nèi)的 特定類型的運動。伺服電動機將位置、 速度或加速度指定為時間的函數(shù)， 并可控制平移或旋 轉運動。通過指定伺服電動機函數(shù)， 如常數(shù)或線性函數(shù)， 可以定義運動的輪廓?？蓮亩鄠€預 定義的函數(shù)中選取，也可輸入自己的函數(shù)?？稍谝粋€圖元上定義任意多個伺服電動機。 如果為非連續(xù)的伺服電動機輪廓選取或定義了位置或速度函數(shù)， 在進行運動或動態(tài)分析時這 個伺服電動機將被忽略。 但是，可在重復組件分析中使用非連續(xù)伺服電動機輪廓。 當用圖形 表示非連續(xù)伺服電動機時，系統(tǒng)將顯示信息指示非連續(xù)的點。 伺服電動機分為兩

19、種， 一種是連接軸伺服電機， 用于定義某一旋轉軸的旋轉運動， 一種是幾 何伺服電機，用于創(chuàng)建復雜的運動，如螺旋運動。連接軸伺服電機只需要選定一個事先由接 頭連接（如銷釘）所定義的旋轉軸，并設定方向即可，連接軸伺服電機可用于運動分析。幾 何伺服電機需要選取從動件上的一個點 /平面，并選取另一個主體上的一個點 /平面作為運動 的參照，并需確定運動的方向及種類，幾何伺服電機不能用于運動分析。 連接軸伺服電機選取一根旋轉軸，并指定方向。 幾何伺服電機根據(jù)選取的對象分以下幾種： 從動 點”參照 點”平移；從動 點”參照 平面”旋轉；從動 平面”參照 平面”旋轉; 從動 點”參照 平面”平移；從

20、動 平面”參照 平面”平移。其中，前三種需要再選取一 條直邊來定義運動方向，后兩種不需要。 電機輪廓也即是從動件的運動規(guī)律， 對于平移運動，它是長度（單位：mm ）對時間的函數(shù)， 對于旋轉，它是角度（單位：度）對時間的函數(shù)。點最下方的 圖形”按鈕，將會以圖形的方 式顯示出電機的輪廓，其橫軸就是時間，其縱軸，就是位置或速度或加速度。 ?！倍x的就 是圖形的形狀， 規(guī)范”里定義的就是 ?！彼x的圖形的縱軸所代表的意義。模有九種：常 數(shù)、斜坡、余弦、SCCA、擺線、拋物線、多項式、表、用戶定義的。規(guī)范有三種：位置、 速度、加速度。其中模里的 SCCA這一種，只能用于描述加速度（即對應的 規(guī)

21、范”只能是加 速度）。規(guī)范”為位置時，無需自己定義初始位置，為速度時，需定義 初始角”為加速度 時，需定義 初始角”和初始角速度”默認位置為當前屏幕上的位置。 點規(guī)范'下的那個按鈕，可進入 連接軸設置”窗口，對當前電機所用的連接軸進行設置 電動機的輪廓（模） 電動機的模用來描述電動機的輪廓， 定義模時，需選定模函數(shù)并輸入函數(shù)的系數(shù)值。 對于伺 機服電動機，函數(shù)中的 X為時間，對于執(zhí)行電動機，函數(shù)中的 X為時間或選取的測量參數(shù)。 模函數(shù)一共有九種：常數(shù)、斜坡、余弦、 SCCA、擺線、拋物線、多項式、表、用戶定義的。 下面先說說常數(shù)、斜坡、余弦、擺線、拋物線、多項式這六種。 常數(shù)

22、，函數(shù)為q=A , A為一常數(shù)。此用于需要恒定輪廓時。 斜坡，即線性，函數(shù)為 q=A+B*X，A為一常數(shù)，B為斜率。用于輪廓隨時間做線性變化時。 余弦，函數(shù)為q=A*cos（360*X/T+B）+C ，A為幅值，B為相位，C為偏移量。用于輪廓呈余 弦規(guī)律變化時。 擺線，函數(shù)為q=L*X/T-L*sin(2*pi*X/T)/2*pi , L為總高度，T為周期。用于模擬凸輪輪廓輸 出。 拋物線，函數(shù)為q=A*X+(1/2)*B*XA2 ，A為線性系數(shù)，B為二次項系數(shù)。用于模擬電動機的 軌跡。 多項式，函數(shù)為 q=A+B*X+C*XA2+D*XA3 ，A為常數(shù)，B為線性系數(shù)，C為二次項系數(shù)

23、，D 為三次項系數(shù)。用于模擬一般的電動機軌跡。 電動機的模:SCCA 此函數(shù)只能用于加速度伺服電機， 不能用于執(zhí)行電機。它用來模擬凸輪輪廓輸出。 它稱做正 弦-常數(shù)-余弦-加速度”運動，縮寫為 SCCA。它一共有五個參數(shù)： A = =漸增加速度歸一化時間部分 B = =恒定加速度歸一化時間部分 C : =遞減加速度的歸一化時間部分 H : =幅值 T = =周期 其中A + B + C = 1 ，用戶必須提供 A和B的值、幅值和周期。 SCCA設置的值按下表計算： y = :H * sin [ (t

24、*pi)/(2*A)] 0 <= t < A 時 y = :H A <= t < (A + B)時 y = :H * cos [(t - A - B)*pi/(2*C)] (A+B) <= t < (A + B + 2C) 時 y = :-H (A+B+2C) <= t < (A + 2B + 2C) 時 y = :-H * cos [(t - A - 2B - 2C)*pi/(2*A)] (A+2B+2C) <= t <= 2*(A + B + C) 時 上式中的t是歸一化時間，按下式進行計算 ： t=ta*2/T (ta:實際時間；T : SCCA輪廓周期) 如果ta大于T,輪廓將重復自身。。