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1、機構仿真 機械設計術語表 創(chuàng)建機構前，應熟悉下列術語： ·主體 - 一個元件或彼此無相對運動的一組元件。主體是受嚴格控制的一組零件，在組內沒有自由度。在“元件放置”對話框中設定的約束將確定哪些零件屬于主體。“機械設計”是以這些約束為基礎自動定義主體的。 ·連接 - 定義并約束其相對運動的主體之間的關系。 ·自由度 - 允許的機械系統(tǒng)運動。連接的作用是約束主體之間的相對運動，減少系統(tǒng)可能的總自由度。 ·拖動 - 在屏幕上用鼠標抓取并移動機構。 ·動態(tài) - 研究機構在受力后的運動。 ·執(zhí)行電動機 - 作用于旋轉或平移連接軸上引起運動的力。 ·LCS - 與主體相關的局

2、部坐標系。LCS是與在主體中定義的第一個零件相關的缺省坐標系。 ·基礎 - 不移動的主體。其它主體相對于基礎運動。 ·接頭 - 特定的連接類型（例如，銷釘接頭、滑塊接頭和球接頭）。 ·運動學 - 研究機構的運動，而不考慮移動機構所需的力。 ·環(huán)連接 - 增加到運動環(huán)中的最后一個連接。 ·運動 - 主體受電動機或負荷作用時的移動方式。 ·放置約束 - 向組件中放置元件并限制該元件運動的組件中圖元。 ·回放 - 記錄并重新演示分析運行運動的功能。 ·伺服電動機 - 定義一個主體相對于另一個主體運動的方式?？稍诮宇^或幾何圖元上放置電動機，并可指定主體間的位置、速度或加速度運動。 ·

3、UCS - 用戶坐標系。用Pro/ENGINEER命令“插入”>“基準”>“坐標系”可定義UCS。 ·WCS - 全局坐標系。包括所有主體的組件的全局坐標系。 連接類型 自由度 示意圖 描述 所需約束 ? 旋轉 平移 固定 Rigid 0 0 自由度為零，將兩個零件粘接在一起，使之完全固定不動 利用任一種約束類型，使組件完全約束 銷釘 Pin 1 0 只繞一軸旋轉 軸對齊——選取零件在運動中保持重合的軸或棱邊 平移——選取零件在運動中保持匹配/對齊的點或面 滑塊 Slider

4、 0 1 只沿直線方向平移 軸對齊——選取零件在運動中保持重合的軸或棱邊 旋轉——選取零件在運動中保持重合（偏距）的面 圓柱 Cylinder 1 1 沿指定的軸平移并相對于該軸旋轉 軸對齊——選取零件在運動中保持重合的軸或棱邊 平面 Planar 1 2 可在平面上移動，且能相對于垂直該平面的軸旋轉 平面——選取零件在運動中保持重合（偏距）的面 球 Ball 3 0 球杯中的球”接頭允許沿任何方向旋轉 點對齊——選取零件在運動中保持點與點間重合 焊接 0 0 將兩個零件焊接在一起

5、 坐標系——選取零件的坐標系重合 軸承 Bearing 3 1 相當于球與滑塊的組合 點對齊——選取零件在運動中保持點與點或軸線重合 “固定”和“焊接”連接 要連接兩個元件以使它們相互之間不產生移動，可選取固定或焊接接頭。這些接頭看上去非常相似 - 都是將兩個元件連接在一起。但其根本的連接定義卻不同，故將兩種接頭應用于正確場合是非常重要的。 ·固定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包裝的完全約束集或部分約束子集。 ·裝配零件、不包含連接的子組件或連接不同主體的元件時，可使用固定。 ·焊接的作用方式與其它接頭類型類似。但零

6、件或子組件的放置是通過對齊坐標系來固定的。焊接允許“機械設計”調整子組件中開放的自由度。 ·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。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。 ·如果使用固定將帶有“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于活動狀態(tài)。 圖標 名稱 說明 Servo Motors伺服電動機 使用伺服電動機可規(guī)定機構以特定方式運動。伺服電動機將位置、速度或加速度指定為時間

7、的函數，并可控制平移或旋轉運動。 Force Motors執(zhí)行電動機 使用執(zhí)行電動機可給機構施加特定的負荷。執(zhí)行電動機通過對平移或旋轉連接軸施加力而引起運動?？蓪?zhí)行電動機放置于連接軸上?？稍谝粋€模型上定義任意多個執(zhí)行電動機?？稍诿總€動態(tài)分析的定義中打開和關閉執(zhí)行電動機。 Joints接頭 接頭連接有三個目的： ·定義“機械設計”將采用哪些放置約束在模型中放置元件 ·限制主體之間的相對運動，減少系統(tǒng)可能的總自由度 ·定義一個元件在機構中可能具有的運動類型 Slots槽 槽從動機構是兩個主體之間的點 - 曲線約束。 Cams凸輪 通過在兩個主體上指定曲面

8、或曲線，可定義凸輪從動機構連接。 Gears齒輪 Springs彈簧 彈簧在被拉伸或壓縮時能產生線性彈力。該力可使彈簧回復到平衡（松弛）位置。彈力的大小與距平衡位置的位移成正比。 Dampers阻尼器 阻尼器是一種負荷類型，可創(chuàng)建它用來模擬機構上真實的力。阻尼器產生的力會消耗運動機構的能量并阻礙其運動。例如，可使用阻尼器代表將液體推入柱腔的活塞減慢運動的粘性力。阻尼力始終和應用該阻尼器的圖元的速度成比例，且與運動方向相反。 Forces/Torques力/扭矩 可以應用力/扭矩來模擬對機構運動的外部影響。力/扭矩通常表示機構與另一主體的動態(tài)交互作用，并且是

9、在機構的零件與機構外部實體接觸時產生的。力總表現(xiàn)為推力或拉力，它可導致對象改變其運動，如手指推盒子的力。扭矩是一種旋轉力或扭曲力，如在盒子頂部施加的使其進行旋轉的力。 LCS 如果要研究某個機構對施加的力所產生的運動，可使用機械動態(tài)。如果不考慮施加的力而研究機構的運動，即運動學研究，則不需使用機械動態(tài) “機械動態(tài)”包括多個建模圖元，它們在基于運動學的“機械設計”版本中不可用。其中包括彈簧、阻尼器、力/力矩負荷以及重力?？筛鶕妱訖C所施加的力及其位置、速度或加速度來定義電動機。除運動學分析外，還可運行動態(tài)、靜態(tài)和力平衡分析。也可創(chuàng)建測量，以監(jiān)測連接上的力以及點、頂點或連接軸

10、的速度或加速度。可確定分析期間是否會發(fā)生碰撞，或力平衡分析期間凸輪從動機構連接是否會打滑。有關使用“機械動態(tài)”研究機構的具體步驟，請參閱工作流程說明。 “機械動態(tài)”工作流程 單擊左側按鈕可獲得詳細信息。 ·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。 ·拖動組件。 ·應用伺服電動機。 ·應用彈簧。 ·應用阻尼器。 ·應用執(zhí)行電動機。 ·定義力/力矩負荷。 ·定義重力。 ? ·定義初始條件。 ·創(chuàng)建測量。 ·運行運動學分析。 ·運行動態(tài)分析。 ·運行一個靜態(tài)分析。 ·運行力平衡分

11、析。 ? ·回放結果。 ·檢查干涉。 ·查看定義的測量和動態(tài)測量。 ·創(chuàng)建軌跡曲線。 在運動學研究中，可定義機構，使其隨伺服電機一起移動，并且在不考慮作用于系統(tǒng)上的力的情況下分析其運動。使用運動學分析觀察機構的運動，并測量主體位置的改變。 “機械設計運動學”工作流程 單擊左側按鈕可獲得詳細信息。 ·定義主體。 ·生成連接。 ·定義連接軸設置。 ·生成特殊連接。 ·拖動組件。 ·應用伺服電動機。 ·定義初始位置快照。 ·創(chuàng)建測量。 ·運行運動學分析。 ·回放結果。 ·檢查干涉。 ·查看定義的測量。

12、 ·創(chuàng)建軌跡曲線。 “機械設計”工具欄按鈕 下面是按鈕及其功能列表。 按鈕 說明 打開“顯示圖元”對話框，從此處可打開或關閉組件上圖標的可視性。 加亮主體，用綠色顯示基礎主體。 打開“重定義主體”對話框，從中可刪除對組件中主體的裝配約束。 打開“連接軸設置”對話框，從中可定義連接軸的零點參照、再生值以及限制設置。 打開“凸輪從動機構連接”對話框，從中可創(chuàng)建新的凸輪從動機構，或編輯或刪除現(xiàn)有的凸輪從動機構。 打開“槽從動機構連接”對話框，從中可創(chuàng)建新的槽從動機構，或者編輯或刪除現(xiàn)有的槽從動機構。 打開“伺服電動機”對話框，從中可定義伺服

13、電動機，或者編輯、刪除或復制現(xiàn)有的伺服電動機。 運行組件分析。 打開“拖動”對話框，從中可將機構拖動成所期望的形態(tài)，并可拍取快照。 打開“分析”對話框，從中可增加、編輯、刪除、復制或運行一個分析。 打開“回放”對話框，從中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。 打開“測量結果”對話框，從中可以選取測量和要顯示的結果集。也可以對結果出圖或將其保存到一個表中。 打開“彈簧”對話框，從中可定義彈簧，或者編輯、刪除或復制現(xiàn)有的彈簧。 打開“阻尼器”對話框，從中可以定義阻尼器，或者編輯、刪除或復制現(xiàn)有的阻尼器。 打

14、開“重力”對話框，從中可定義重力。 打開“力/扭矩”對話框，從中可定義力或扭矩。也可編輯、刪除或復制現(xiàn)有的力/扭矩負荷。 打開“執(zhí)行電動機”對話框，從中可以定義執(zhí)行電動機，或者編輯、復制或刪除現(xiàn)有的執(zhí)行電動機。 打開“初始條件”對話框，從中可指定初始位置快照，并為某個點、連接軸、主體或槽定義速度初始條件。 打開“質量屬性”對話框，從中可指定零件的質量屬性，或指定組件的密度。 關于電機 1、伺服電機 使用伺服電動機可規(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、單個自由度內的特定類型的運動。向模型中增加伺服電動機，以便為分析做準備。伺服電動機將位置、

15、速度或加速度指定為時間的函數，并可控制平移或旋轉運動。例如，伺服電動機從某特定的配置開始。一秒鐘之后，為模型定義另一配置。兩者之間的差異即為模型的運動。通過指定伺服電動機函數，如常數或線性函數，可以定義運動的輪廓?？稍谝粋€圖元上定義任意多個伺服電動機。 可以在連接軸或幾何圖元（如零件平面、基準平面和點）上放置伺服電動機。可使用下列類型的伺服電動機： ·連接軸伺服電動機 - 用于創(chuàng)建某一方向上明確定義的運動。 ·幾何伺服電動機 - 用于創(chuàng)建復雜的三維運動，如螺旋或其它空間曲線。 2、執(zhí)行電機 關于電機模設置 下表列出了各電動機設置時的模設置。表后為電動機所創(chuàng)建的運動類型的圖形

16、化描述。 輪廓類型 說明 所需設置 常數 希望恒定的運動時，使用該類型。 y = A 其中A = 常量 線性 需要恒定的運動或隨時間成線性變化的輪廓時，使用該類型。 y = A + B*t 其中A = 常量，B = 斜率 余弦 要為電動機輪廓指定余弦曲線時，使用該類型。 y = A*cos(2*Pi*t/T + B) + C 其中A = 幅值，B = 相位 C = 偏移量，T = 周期 SCCA 用于模擬凸輪輪廓輸出。只有選中加速度后才可使用SCCA。此輪廓不適用于執(zhí)行電動機 有關詳細信息，請參閱正弦-常量-余弦-加速度電動機輪廓的模設置。 擺線 用

17、于模擬凸輪輪廓輸出。 y = L*t/T L*sin (2*Pi*t/T)/2*Pi 其中L = 總高度，T = 周期 拋物線 可用于模擬伺服電動機的軌跡。 y = A*t + 1/2 B(t2) 其中A = 線性系數 B = 二次項系數 多項式 用于一般的電動機輪廓。 y = A + B*t + C*t2 + D*t3 其中A = 常數項 B = 線性項系數 C = 二次項系數 D = 三次項系數 表 用于不能用其它函數指定的更復雜的輪廓。如果已將測量結果輸出到表中，此時就可以使用該表。 ? 輸入文件的名稱，內容以兩列表格格式輸入。第一列包含時間，第二列包

18、含電動機的模。如果沒有為動態(tài)分析的整個時間范圍指定電動機的模，就會產生錯誤。有關詳細信息，請參閱為表輪廓定義模。 如有可能，使用單個輪廓。但可使用組合輪廓來生成某些類型的運動。例如，線性和余弦的組合可生成隨時間成線性上升的正弦曲線運動。 下面的值由用于生成此圖形中輪廓的公式計算得出： 常數 線性 余弦 擺線 SCCA 拋物線 多項式 A = 8 A = 18 A = 6 L = 12 0.4 A = 4 A = -0.1 ? B = -1,2 B = 40 T = 8 0.3 B = -0.6 B = 1 ? ? C = 3 5

19、 C = -1.5 ? ? T = 5 10 D = 7 右邊為左邊設置的圖形，時間坐標軸設置默認為10秒，位置坐標軸根據模的大?。?0度/秒）自動設置，也可由右上側圖標進行重新設置。 在“機械動態(tài)”中運行分析 如果具有“機械動態(tài)選項”許可證，即可運行下列分析。 ·運動學 - 使用運動學分析，得出伺服電動機所作用的模型的運動。如果僅對模型某部分的運動感興趣，可使用“分析定義”對話框上的主體鎖定或連接鎖定選項來消除某些允許的自由度?？稍谠O計過程中首先使用運動學分析，以定位組件分析失敗處

20、的干涉或點。 ·動態(tài) - 使用動態(tài)分析來分析由施加的載荷、伺服和執(zhí)行電動機以及重力所產生的運動。在動態(tài)分析期間，可啟用或禁用執(zhí)行電動機，但伺服電動機（如果包括的話）在分析期間必須處于活動狀態(tài)?！皺C械動態(tài)”不會將幾何伺服電動機包括在動態(tài)分析中。 注意，此軟件不會將在“優(yōu)先選項”選項卡中輸入的信息用于計算動態(tài)分析的時間間隔。這些值只改變圖形的顯示。要改變動態(tài)分析的精度，可使用設置命令。 ·靜態(tài) - 使用靜態(tài)分析可確定機構的穩(wěn)定平衡位置。使用此分析可在對運動中的機構進行設置前確定穩(wěn)定的配置。 ·力平衡 - 要確定模型保持靜止所需的平衡力時，可使用力平衡分析。如果模型包含所受的力，且希望能使模

21、型達到靜止平衡狀態(tài)，則此分析非常有效。運行此分析后，可得到保持機構靜止時，在某個指定點處所施加的力的大小。還可得到保持平衡狀態(tài)所需的連接或電動機的反作用力。 Example: Model Summary Entry The following is an example in the Model Summary of an entry with a general format: SERVO MOTORS (listed in alphabetical order杋ncludes sub-assy servo motors) ServoMotor1 Driven Entity :

22、Type = Joint Axis Name = joint_1.axis_1 Specification = Position Profile : Constant A=0 y = 0 ? ServoMotor2 Driven Entity : Type = Geometric (Point) Name = BOX2 : PNT0 Body = body1 Reference Entity : Type = Point Name = BOX1 : PNT0 Body = Ground Motion Direction = BOX1 : edge Motion

23、 Type = Translation Specification = Position Profile : Polynomial A=1 B=2 C=3 D=4 y = ( ( (1 + (2*t) ) + (3* (t ^ 2) ) ) + (4* (t ^ 3) ) ) 創(chuàng)建滑塊曲柄機構 指南1A：用接頭連接創(chuàng)建滑塊曲柄機構 在按照本指南所述步驟進行

24、操作時，應切記： · 使用常規(guī) Pro/ENGINEER 選取方法選取隱藏幾何及基準圖元。在將光標移到模型中的各個圖元上時，每一可選圖元會被加亮并且其名稱會顯示在消息區(qū)域中。右鍵單擊依次選取靠近光標位置的其它圖元。有關詳細信息，請搜索“Pro/ENGINEER 幫助”系統(tǒng)的“基礎”功能區(qū)域。 · 基準平面、軸和點保存在這些零件的各個零件層中。在“模型樹”中，選取“顯示”(Show)>“層樹”(Layer Tree) 命令。使用“層樹”(Layer Tree) 控制這些圖元的顯示。您可能還需要打開各零件并取消隱藏基準。 · 始終從元件零件上選取放置參照，而不是從組件中選擇。 放置第一個

25、零件 1. 創(chuàng)建一個新組件。假設單位是英寸。 2. 單擊 或“插入”>“元件”，“打開”對話框打開。 3. 選取 block.prt。“元件放置”操控板出現(xiàn)。 4. 從“約束類型”列表中選擇 “缺省”，以在缺省位置裝配零件。這將把此塊體定義為基礎主體。 5. 單擊 。 放置曲軸零件 1. 單擊 或“插入”>“元件”>“組件”。“打開”對話框打開。 2. 選取 crank_shaft.prt?！霸胖谩辈倏匕宄霈F(xiàn)。 3. 從“預定義的連接集”列表中選擇“銷釘”(Pin)。 4. 在 block.prt 上選擇軸 A-3，在 crank_shaft.prt 上選擇軸 A-1

26、以定義軸對齊。 5. 對于平移約束，在兩個零件上選取 Pnt0。 注意：需要取消隱藏基準平面、軸和點。打開零件并在模型樹菜單條中單擊“顯示”，然后單擊“層樹”以顯示層?？稍凇皩訕洹钡腄ATUMS中通過選取進行操作。 6. 單擊 。 放置曲桿零件 1. 單擊 或單擊“插入”>“元件”>“打開”對話框打開，然后選擇 con_rod.prt?！霸胖谩辈倏匕宄霈F(xiàn)。 2. 從“預定義的連接集”列表中選擇“銷釘”(Pin)。 3. 在 crank_shaft.prt 和 con_rod.prt 上選取 A-2 軸。 4. 選取 crank_shaft.prt 上的 Pnt1 和 con

27、_rod.prt 上的 Pnt2 作為平移參照。 5. 單擊 。 向組件中添加端蓋零件 1. 單擊 或單擊“插入”>“元件”>，然后選擇 end_cap.prt?！霸胖谩辈倏匕宄霈F(xiàn)。 2. 在 end_cap.prt 和 con_rod.prt 上選取軸 A-4?！皩R”約束出現(xiàn)在“約束類型”列表中。 3. 在 end_cap.prt 和 con_rod.prt 上選取軸 A-5。第二個“對齊”約束出現(xiàn)在“約束類型”列表中。 4. 在 end_cap.prt 和 con_rod.prt 上選取平整曲面。重合的“配對”約束出現(xiàn)在“約束類型”列表中。元件被完全約束。 5. 單擊

28、。 向組件中添加活塞零件 1. 單擊 或單擊“插入”(Insert)>“元件”，然后選擇 piston_head.prt?！霸胖谩辈倏匕宄霈F(xiàn)。 2. 從“預定義的連接集” 列表中選擇“圓柱”。在 piston_head.prt 上選取軸 A-2，在 con_rod.prt 上選取軸 A-1。 3. 打開“放置”上滑面板，然后單擊“新建約束”以添加另一個約束。從“預定義的連接集”列表中選擇“圓柱”。在 piston_head.prt 和 block.prt 上選取軸 A-1。 4. 單擊 。 5. 如果所有的連接都正確創(chuàng)建，則環(huán)連接將自動完成，而模型也將被裝配完畢。單擊“應用程

29、序”>“機構”。出現(xiàn)“機構”菜單時，單擊?，或單擊“編輯”>“連接”。出現(xiàn)“連接組件”對話框。 6. 單擊“運行”。將出現(xiàn)一個消息框，通知您模型是否裝配成功。 7. 單擊“應用程序” “標準”退出“機械設計”。 向基礎中添加固定零件 1. 單擊 或單擊“插入”>“元件”>，然后選擇 base.prt。“元件放置”操控板出現(xiàn)。 2. 選取 base.prt 和 block.prt 的曲面，如下圖中紅色部分所示。重合的“配對”約束出現(xiàn)在“約束類型”列表中。 3. 打開“放置”上滑面板，然后單擊“新建約束”以添加另一個約束。選取“對齊”和“重合”作為約束類型。

30、4. 在 base.prt 和 block.prt 上選取“右”基準平面 5. 單擊 “新建約束”并在 base.prt 和 block.prt 上選取“前”(FRONT) 基準平面?！皩R”約束出現(xiàn)在約束列表中。放置現(xiàn)在被完全約束。 6. 單擊 。 指南 1B：標識基礎和拖動機構 1. 單擊“應用程序”>“機構”。 2. 單擊 或“視圖”>“加亮主體”。在拖動和伺服電動機操作期間，基礎主體保持固定不動，并且以綠色加亮顯示。 3. 單擊 并從已保存視圖列表中選擇“正面”(FRONT) 將模型移動到正面方向。 4. 單擊圖標 拖動封裝元件。在 con_rod.prt 底部附近選取

31、一點（遠離中心垂直軸）。無需再次單擊鼠標，拖動該點以確認模型按預期方式移動。 5. 完成后右鍵單擊，然后在“拖動”(Drag) 對話框上單擊“關閉”(Close)。 指南 1C：創(chuàng)建伺服電動機 1. 單擊 或“插入”>“伺服電動機”。打開“伺服電動機定義”對話框。 2. 在“類型”選項卡上，對于“從動圖元”，選取“運動軸”，并選擇將 crank_shaft.prt 連接到 block.prt 的運動軸 (connection_1._axis_1)。 3. 在“輪廓”選項卡上，將“規(guī)范”改為“速度”。 4. “?！睉獮椤俺怠薄?A 輸入值 72，表示72度/每秒。 5. 選中“

32、位置”復選框，清除“速度”復選框并單擊 。繪圖顯示伺服電動機將在 10 秒內完成兩次旋轉。 注意：也可以右鍵單擊運動軸，然后從快捷菜單中選取“伺服電動機”。按所述方法定義伺服電動機。 6. 單擊“確定”。 指南 1D：創(chuàng)建并運行運動學分析 1. 單擊 或“分析”(Analysis)>“機構分析”。出現(xiàn)“分析定義”對話框。 2. 在“類型”下，選取“運動學”。保留缺省名稱 AnalysisDefinition1。 3. 在“優(yōu)先選項”項卡上，接受缺省值。 4. 在“電動機”選項卡上，確保列出了“伺服電動機 1”(ServoMotor1)。如果未列出，請單

33、擊 然后添加它。 5. 單擊“運行”。分析進程顯示在模型窗口的底部，并且模型按指定運動進行移動。 6. 必須將分析結果保存為回放文件，以便在后續(xù)進程中使用它們。 指南 1E：保存并查看結果 1. 回放結果。單擊 圖標或“分析”>“回放”?！盎胤拧睂υ捒虼蜷_，AnalysisDefinition1 顯示在“結果集”字段中。 2. 單擊 ?！皠赢嫛睂υ捒虼蜷_。 3. 單擊 播放分析。單擊“關閉”退出。 4. 在“回放”對話框中，單擊 將結果保存為 .pbk 文件。在“保存分析結果”對話框中，接受缺省名稱或指定另一名稱

34、。缺省目錄為當前工作目錄，也可以瀏覽其它目錄來保存文件。單擊 并選取回放文件，可在后續(xù)進程中打開 .pbk 文件。單擊“關閉”退出。 5. 單擊 或“分析”>“測量”。出現(xiàn)“測量結果”對話框。 6. 單擊 ?！皽y量定義”對話框打開。保留 measure1 作為名稱。 7. 在“類型”下，選取“位置”。 8. 在活塞頭部選取一個頂點。 9. 在“分量”下選取“Y 分量”，并保留 WCS 作為“坐標系”。在“評估方法”下，保留“每一時間步距”?！皺C械設計”顯示一個洋紅色箭頭指示 Y 方向。 10. 單擊“確定”。 11. 在“測量結果”對話框中，選取“測量”下的 measure1，并

35、選取“結果集”下的 AnalysisDefinition1。（如果改變了結果集的名稱，請選取相應的名稱。）“圖形類型”應為“測量與時間”。 12. 單擊 查看測量的出圖。出圖應為余弦曲線。 創(chuàng)建凸輪從動機構連接、彈簧和阻尼器 創(chuàng)建凸輪從動機構連接 1. 單擊“文件”(File)>“打開”(Open)。選取 cam-follower.asm，如圖所示。 2. 單擊“應用程序”>“機構”。 單擊 。打開“拖動”對話框。 3. 單擊 cam.prt 的窄端。當模型上出現(xiàn)中部帶有黑點的灰

36、色正方形時，移動光標旋轉凸輪。注意凸輪的運動不影響從動機構子組件的位置。單擊鼠標中鍵停止拖動，并單擊“關閉”退出“拖動”對話框。 4. 單擊 或“插入”>“凸輪”?！巴馆啅膭訖C構連接定義”對話框出現(xiàn)。 5. 在“凸輪 1”選項卡上，選取“自動選取”復選框。選取了定義凸輪所需的足夠曲面后，曲面集將自動完成。 6. 在 cam.prt 上選取曲面，然后單擊“確定”。 7. 在“凸輪 2”選項卡上，選取“自動選取”復選框。在 roller.prt 上選取曲面，然后單擊 “確定”。 8. 單擊“確定”接受該定義。凸輪從動機構圖標被添加到機構上。 9. 單擊 。打開“拖動”對話框。 10

37、. 選取并旋轉 cam.prt。注意從動子組件的運動現(xiàn)在已鏈接到凸輪的運動。單擊“確定”，然后單擊“關閉”，退出“拖動”對話框。 創(chuàng)建彈簧 有一個圓柱連接將 follower.prt 連接到 base.prt 的頂部。在下部分中，將在從動機構和基礎間添加一個點至點彈簧和一個點至點阻尼器。 1. 單擊 或“插入”>“彈簧”?！皬椈啥x”對話框打開。 2. 在“參照類型”下選取“點至點”，然后在 base.prt 上選取 PNT0，在 follower.prt 上選取 PNT0。 3. 在“屬性”區(qū)域輸入 100 作為彈簧剛度常數 k 的值，輸入 60 作為彈簧未拉伸時的長度 U

38、的值。 4. 清除“缺省”復選框，并在“圖標直徑”區(qū)域輸入 15。 5. 單擊“應用”，然后單擊“確定”退出。彈簧圖標被添加到機構上。 創(chuàng)建阻尼器 1. 單擊 或“插入”>“阻尼器”。“阻尼器定義”話框打開。 2. 在“參照類型”區(qū)域選取“點至點”，然后在 base.prt 上選取 PNT0，在 follower.prt 上選取 PNT0。 3. 在“屬性”區(qū)域，輸入 100 作為阻尼系數 C 的值。 4. 單擊“應用”，然后單擊“確定”退出。阻尼器圖標被添加到機構中。 指南 3B：創(chuàng)建伺服電動機 1. 在“模型樹”的“連

39、接”(Connections)>“接頭”(Joints) 下，展開第二個連接 Connection_1 (CAM_FOLLOWER)。加亮“旋轉軸”(Rotation Axis)，然后右鍵單擊，從快捷菜單中選取“伺服電動機”(Servo Motor)。打開“伺服電動機定義”(Servo Motor Definition) 對話框。所選運動軸將作為從動圖元 (Driven Entity) 在“類型”(Type) 選項卡中列出。 2. 在“輪廓”(Profile) 選項卡中，在“規(guī)范”(Specification) 下選取“速度”(Velocity)。 3. 保留缺省的“模”(Magnitud

40、e)不變（常數）。為 A 輸入值 72。 4. 選取“位置”(Position) 復選框并單擊 ，查看伺服電動機的位置對時間的出圖圖形。 5. 關閉圖形，單擊“確定”(OK) 接受伺服電動機定義。 指南 3C：創(chuàng)建并運行動態(tài)分析 本指南說明如何創(chuàng)建并運行機構的動態(tài)分析。它是第三“機械設計”指南中的第三部分。 1. 單擊 或“分析”(Analysis)>“機構分析”(Mechanism Analyses)。“分析定義”(Analysis Definition) 對話框打開。 2. 在“名稱”(Name) 下，輸入 Dynamic Oscilla

41、tion。在“類型”(Type) 下，選取“動態(tài)”(Dynamic)。 3. 在“優(yōu)先選項”(Preferences) 選項卡上，接受缺省值。 4. 在“電動機”(Motors) 選項卡上，確保列出了“伺服電動機 1”(ServoMotor1)。如果未列出，則單擊 。 5. 單擊“運行”(Run)。模型按指定運動進行移動。分析的進程和已用時間將顯示在模型窗口的底部。 提示：如果在分析運行期間未看到模型運動，則單擊“工具”(Tools)>“設置”(Settings)。在“設置”(Settings) 對話框的“運行優(yōu)先選項”(Run Preferences) 區(qū)域，確保選中了“運行過程中的

42、圖形顯示”(Graphical display during run) 復選框。 要在稍后查看分析結果，必須將其保存為回放文件。可在本指南的 3E 部分進行此操作。 指南 3D：創(chuàng)建測量并用圖形顯示 本指南說明如何創(chuàng)建并圖形顯示動態(tài)分析的測量結果。將創(chuàng)建五個測量。它是第三“機械設計”指南中的第四部分。 1. 單擊 或“分析”(Analysis)>“測量”(Measures)?！皽y量結果”(Measure Results) 對話框打開。請注意，“動態(tài)振蕩”(Dynamic Oscillation) 在“結果集”(Result Set) 下列出。 2. 保留“測量與時間”(Measure

43、 vs. Time) 作為“圖形類型”(Graph Type)。 3. 單擊 ?！皽y量定義”(Measure Definition) 對話框打開。 4. 在“名稱”(Name) 下輸入 Follower Position，并在“類型”(Type) 下選取“位置”(Position)。 5. 選取 follower.prt 上的 PNT0 作為“點或運動軸”(Point or Motion Axis)。保留 WCS 作為“坐標系”(Coordinate System)。 6. 在“分量”(Component) 下選取“Y 分量”(Y-component)，在“計算方法”(Evaluat

44、ion Method) 下選取“每一時間步距”(Each Time Step)。出現(xiàn)一個著色箭頭，其頂端在選定的點上，顯示 Y 方向。 7. 單擊“確定”(OK)，接受定義并返回“測量結果”(Measure Results) 對話框。 8. 在“測量”(Measures) 列表中選取“從動機構位置”(Follower Position)，然后單擊 生成副本。選取從動機構位置的副本”(copy of Follower Position)，然后單擊 編輯定義。“測量定義”(Measure Definition) 對話框打開。 9. 將名稱改為 Follower Velocity，然后選取“速

45、度”(Velocity) 作為“類型”(Type)。 10. 單擊“確定”(OK) 接受該定義。 11. 在“測量結果”(Measure Results) 對話框中，從“測量”(Measures) 列表中選取“從動機構位置”(Follower Position)，然后單擊 生成副本。選取“從動機構位置的副本”(copy of Follower Position)，然后單擊 。 12. 在“測量定義”(Measure Definition) 對話框中，將名稱改為 Follower Acceleration，然后為“類型”(Type) 選取“加速度”(Acceleration)。 13.

46、單擊“確定”(OK)，接受定義并返回“測量結果”(Measure Results) 對話框。 14. 單擊 。 15. 在“測量定義”(Measure Definition) 對話框中，輸入Spring_Load 作為名稱，然后在“類型”(Type) 下選取“凈負荷”(Net Load)。在機構中選取彈簧，并接受“每一時間步距”(Each Time Step) 作為“計算方法”(Evaluation Method)。 16. 單擊“確定”(OK)，接受定義并返回“測量結果”(Measure Results) 對話框。 17. 使用步驟 14–16 作為指導，在阻尼器上創(chuàng)建一個負荷反作用

47、測量。將測量命名為 Damper Load。 18. 在伺服電動機上創(chuàng)建一個負荷反作用測量。將測量命名為 Servo Load。 19. 在“測量結果”(Measure Results) 對話框中，選取“測量”(Measures) 下的 Follower Position、Follower Velocity 和 Follower Acceleration。在“結果集”(Result Set) 下，選取“動態(tài)振蕩”(Dynamic Oscillation)。單擊 查看比較三種測量的圖形。 指南 3E：保存并查看結果 本指南說明如何將動態(tài)分析保存為回放文件并查看結果。如果希望在后續(xù)的“機械

48、設計”進程中查看結果，必須將分析結果保存為回放文件。它是第三“機械設計”指南中的第五部分及最后部分。 1. 回放結果。單擊 或“分析”(Analysis)>“回放”(Playback)?！盎胤拧?Playbacks) 對話框出現(xiàn)，在“結果集”(Result Set) 下列出“動態(tài)振蕩”(Dynamic Oscillation)。 2. 單擊 。出現(xiàn)“動畫”(Animate) 對話框。 3. 單擊 開始動畫。單擊“關閉”(Close) 退出。 4. 在“回放”(Playbacks) 對話框中，單擊 將結果集保存到文件中。保留缺省名稱（它是以分析名稱為基礎的），也可改變它。缺省目錄為當前工

49、作目錄?？梢越邮芩?，或通過瀏覽查找另一個目錄來保存文件。單擊“確定”(OK) 后，文件將以?.pbk 擴展名保存。在后續(xù)進程中，可通過在“回放”(Playbacks) 或“測量結果”(Measure Results) 對話框中單擊 來檢索此文件。 5. 在“顯示箭頭”(Display Arrows) 選項卡上，選取“測量”(Measures) 下的“彈簧負荷”(Spring Load)、“阻尼器負荷”(Damper Load) 和“伺服負荷”(Servo Load)。在“比例”(Scale) 下，選取“力”(Force) 并將值改為 150%。 6. 保留“影片進度表”(Movie Sc

50、hedule) 和“沖突檢測設置”(Collision Detection Settings) 選項卡上的原有缺省值。 7. 單擊 顯示“動畫”(Animate) 對話框，然后單擊 開始分析回放。運行動態(tài)分析時，箭頭的尺寸會發(fā)生變化以反映測量的尺寸。單擊此處查看有三個顯示箭頭的動態(tài)分析示例。 機構仿真步驟： 1、 創(chuàng)建零部件 2、 進行零部件連接關系。即裝配中使用“連接”方式通過選取相應的運動付進行裝配。 連接有三個目的： ·定義“機械設計”將采用哪些放置約束在模型中放置元件 ·限制主體之間的相對

51、運動，減少系統(tǒng)可能的總自由度 ·定義一個元件在機構中可能具有的運動類型 3、 定義零部件運動關系。主要包括定義電機、凸輪機構、槽從動機構、彈簧、阻尼等。 4、 進行機構仿真。 1、創(chuàng)建模型包括以下任務： ·在模型中定義主體 - 主體是受嚴格控制的一組零件，它在組內沒有自由度。如果兩個零件之間存在Pro/ENGINEER約束，則此二零件為同一主體的一部分。只能在兩個不同主體之間放置“機械設計”連接。如果機構未以預期的方式移動，或者因為兩個零件在同一主體中而不能創(chuàng)建連接

52、，則可能需要在機構中重定義主體。在“機械設計”中重定義主體時，需移動Pro/ENGINEER約束，以便用連接來替換它們。 “機械設計”連接包括接頭、凸輪從動機構連接和槽從動機構連接。 ·用接頭連接裝配模型 - （與使用放置約束向組件中增加元件的方式相同）來裝配機構。連接將定義元件之間的相對運動方式。使用Pro/ENGINEER的命令“組件”>“元件”>“裝配”可向機構增加連接。 注意：Pro/ENGINEER“組件”模式中的元件是指零件和子組件。主體是一個“機械設計”術語，指單個零件，或通過Pro/ENGINEER非接頭類型約束相連接的兩個或多個零件。 ·指定連接的參數 - ，可使用連

53、接軸設置對話框定義零點參照、裝配模型時此軟件使用的再生值以及對連接允許運動的限制。 ·創(chuàng)建特殊連接 - 可使用“機械設計”創(chuàng)建凸輪從動機構和槽從動機構連接。只需在模型上選取幾何圖元即可創(chuàng)建凸輪從動機構連接或槽從動機構連接。不必首先創(chuàng)建特殊凸輪幾何。 2、創(chuàng)建模型后，應驗證其運動。這可檢驗定義的連接是否能產生預期的運動。可采用下列方法使模型運動： ·使用“機械”>“模型”>“連接”命令運行組件分析。此過程也稱為連接組件。如果組件已經連接，則運行組件分析將不能移動機構。 ·交互式拖動一個主體。使用拖動方法研究機構移動方式的一般特性以及主體可到達的位置范圍。使用“拖動”對話框中的選項可禁用連

54、接、粘結主體，還可應用幾何約束以獲得特定配置。然后可將這些配置作為快照記錄下來，供以后使用。 仿真實例 1、 機械設計 2、 機械動態(tài) 動畫制作 以下是可能用來創(chuàng)建動畫的典型步驟： 1. 在 Pro/ENGINEER 中打開一個組件。 2. 單擊“應用程序”(Applications)>“動畫”(Animation)，打開“設計動畫”。 出現(xiàn)“設計動畫”工具欄和時間線?！皠赢嫛?Animation) 菜單被添加到 Pro/ENGINEER 菜單條中?？赏ㄟ^從“動畫”(Animation) 菜單中

55、選取命令創(chuàng)建動畫，也可通過單擊工具欄按鈕創(chuàng)建動畫。 3. 通過單擊“動畫”(Animation)>“動畫”(Animation)，或單擊“設計動畫”工具欄上的 創(chuàng)建一個新動畫?！皠赢嫛?Animation) 對話框打開，其中有動畫的缺省名稱。使用“重命名”(Rename) 命令，給定動畫一個有意義的名稱。 4. 檢查主體定義： o 對于 Pro/ENGINEER 組件，可能要選取“每個主體一個零件”(One Part per Body)，然后編輯主體以將零件放入合適的移動組。 o “每個主體一個零件”(One Part per Body) 將清空零件的基礎主體。應編輯命名為基礎的主體

56、并重新為其指定基礎零件。 o 對于“機械設計”組件，應檢查該主體定義是否滿足所需。 5. 定義創(chuàng)建移動的動畫元件。 o 要指定一般的移動，請創(chuàng)建關鍵幀序列。要創(chuàng)建關鍵幀序列，請拍取組件在特定位置的快照，并使用拖動功能將主體移動到新位置?！霸O計動畫”將在這些關鍵幀之間插值以產生一個平滑的動畫。 o 要在由接頭連接的主體之間，或在幾何圖元之間，創(chuàng)建具體的移動，請定義在接頭或幾何圖元上的伺服電動機。 6. 如果還未在時間線上，則在時間線上包括伺服電動機和關鍵幀序列。包括在時間線上的任何元件均構成動畫的基礎。可編輯時間線長度和增量、動畫中伺服電動機或關鍵幀序列的長度，以及時間線中所有元件的相

57、對時間。 7. 可選項：如果還未將主體鎖定、事件或連接狀態(tài)包括在時間線中，請立即添加它們。 o 如果要使一組主體在某部分動畫中彼此相對固定，可以為該時間周期設置主體鎖定。 o 當裝配并拆卸模型時，改變連接狀態(tài)會非常有用。如果正使用關鍵幀序列，當拖動主體以在快照中定位它們時，可在“拖動”(Drag) 對話框中改變連接狀態(tài)。如果正使用伺服電動機，則應使用“動畫”(Animation)>“連接狀態(tài)”(Connection Status) 命令。 o 如果需要以某一順序排序動畫元件，可指定一個系統(tǒng)定義或用戶定義的事件作為參照，或者可將其組合為一個子動畫。 8. 單擊“動畫”(Animati

58、on)>“開始”(Start)，開始動畫。 “運行”(Run) 對話框打開。模型按時間線中的動畫元件所指定的運動，且時間線顯示動畫的進程。 如果出現(xiàn)問題，請嘗試以下之一： o 確保未過度約束機構。例如，檢查伺服電動機和關鍵幀序列是否不需要沖突位置。 o 增加時間步長的值（“工具”(Tools)>“時域”(Time Domain)）。 9. 如果要再次查看動畫，或改變速度或方向，請單擊“動畫”(Animation)>“回放”(Playback)。如果需要，可檢查干涉和其它結果。 10. 根據模型的視圖方向和放大率沿動畫定義視圖。也可為視圖選擇一種插值方法。 11. 沿動畫為組件元件

59、指定元件顯示。 12. 重新運行動畫并查看結果。 13. 保存動畫和結果。通過單擊“回放”(Playbacks) 對話框中的 來保存結果?！霸O計動畫”將回放結果保存到 .pba 文件。也可輸出到 .fra 文件。使用“文件”(File)>“保存”(Save) 命令保存動畫。“設計動畫”將動畫和模型保存到 .asm 文件。 主體：主體是由一個或幾個不相對移動的零件組成。在缺省情況下，“設計動畫”中的主體是按照“機械設計”的主體規(guī)則創(chuàng)建的，即在其間有一個 Pro/ENGINEER 約束的零件被放置在一個單獨的主體中。 鎖定主體：以在動畫演示過程中的某一時間周期內相對于一個先導主體的

60、固定主體。此時鎖定主體就如同粘結在一起，不能相互運動。在定義的主體鎖定事件的啟動時間之前，主體鎖定不會生效。如果在主體鎖定生效之前，用戶或動畫將機構拖動或移動到不同的配置中，可能會得到意外結果。 先導主體：選取一個先導主體，或選取“基礎”。此主體規(guī)定隨動主體的相對位置和方向。 隨動主體：選取要鎖定到先導主體的主體。主體鎖定生效后，隨動主體將鎖定到其碰巧在的配置中的先導主體，并在該先導主體移動時，以同一相對方向隨著移動，直到主體鎖定結束。之后，它們將被允許以自己的方式移動。 此選項卡包含以下項目： 項目 功能 打開“拖動”(Drag) 對話框，以便可以編輯或創(chuàng)建一個快照

61、。 時間 可編輯關鍵幀在序列中的時間。第一個關鍵幀的時間“0”是相對于該關鍵幀序列的開始的時間，不是相對于時間線上的時間。按 ENTER 鍵更新加亮的關鍵幀的時間。 顯示選取的關鍵幀。 將選取的關鍵幀按時間順序添加到序列中。 反轉 反轉序列中的所有幀的時間順序?！霸O計動畫”會鏡像每個幀的時間值。當首先以裝配的模型開始創(chuàng)建一個組件序列，然后創(chuàng)建一個顯示其拆卸過程的序列時，這非常有用。如果反轉此序列，它將會模擬裝配該模型的過程。 移除 從序列中移除選定的關鍵幀。 插值 為平移和旋轉設置線性或平滑插值。 · 線性插值線性地改變主體在關鍵幀之間的位置和方向，精確地

62、遵循每個關鍵幀上的組件放置。 · 平滑插值將根據關鍵幀之間的三次樣條擬合變化，從而產生更平滑的移動，但不能按所定義的關鍵幀到關鍵幀精確放置各個主體的位置。 動畫應用實例 注：制作動畫前，應根據產品特征進行裝配約束，動畫運動的動作受裝配約束的限制。 1、打開要動畫制作的裝配文件animation_core.asm，執(zhí)行菜單[視圖]→[分解] →[分解視圖]，可查看裝配爆炸圖如圖所示。 2、執(zhí)行菜單[應用程序] →[動畫]，進入動畫制作環(huán)境。 3、選擇圖標“動

63、畫”，打開對話窗口如圖所示。默認名稱為mold_opening。該界面可以進行添加、打開、刪除或更名操作。 4、選擇圖標“在動畫中定義物體”，打開窗口如圖所示。該窗口用于指定在動畫中的物體 選擇Ground、body1、……bodi7， 5、通過視圖功能調整模型到適當角度和位置。如圖所示為FRONT。 6、平動或轉動相關零件。點擊圖標，打開“關鍵幀序列”對話框，點擊對話框中圖標，打開“拖動”對話框，如圖所示。 點擊封裝移動圖標，由裝配樹或模型窗口指定要移動的零件mold_up.prt，由此打開移動窗口，由該界面的“運動類

64、型”欄選中“平移”選項，由“運動參照”欄中選中“坐標系”選項，如圖所示，并選取坐標系，而后在模型窗口直接拖動指定物體或在窗口“位置”欄中給定相對位置，然后按“確定”按鈕，回到前一窗口。 點擊該窗口中圖標，拍下當前配置的快照作為關鍵幀（先擺好動作，后照相）。如果要使多個物體同時運動，則選擇“約束”選項卡，出現(xiàn)如圖所示界面，點擊圖標 “主體—主體鎖定約束”，通過各種選取方式選擇要鎖定的主體，并“確定”完成選取，鎖定同時運動物體。 注意：同時使所

65、選中物體運動應使用該界面圖標而圖標則是使單個物體運動。 7、而后按照單個物體運動方式移動或轉動物體并點擊該窗口中圖標，拍下當前配置的快照作為關鍵楨。當完成全部關鍵幀制作后，點擊“確定”按鈕關閉“關鍵幀序列”對話框。 8、編輯完動畫后，點擊“啟動動畫”圖標，可以查看所制作的動畫。點擊“回放”圖標，打開“動畫”窗口，在該窗口可進行動畫的播放。 步驟： 使用拖動剛體并快照 使用進行剛體定義 使用設置動畫關鍵禎 當動畫不運動時，可通過重新設置剛體 使用啟動動畫 使用回放并錄制動畫 當需要幾個剛體聯(lián)動時，使用進行設置

66、，而后通過選擇進行平移或旋轉，剛體聯(lián)動僅對當前快照有效。 用于指定零件或部件 用于在指定時間上創(chuàng)建一視圖，創(chuàng)建的視圖間自動過渡不中斷，并與動畫相互呼應。 點膠機機構仿真 1）三維模型設計及裝配 2）進入機構仿真環(huán)境。執(zhí)行主菜單“應用程序〉機構”進入機構仿真環(huán)境。 3）為每個運動機構設計驅動電機。點膠機共有三個運動機構：一個是點膠氣缸的運動；另一個是推入磁片氣缸的運動；第三個是點膠后推出磁片氣缸的運動。其設置如下： l 點擊圖標（定義伺服電動機），打開“伺服電動機定義”窗口，給出電機的名稱、選取運動軸并確定其運動方向。 l 選擇“輪廓”標簽，進行電機參數設置。根據實際情況可選擇位置、速度或加速度作為設定參數。 建立一個機構分析后，必須“運行”，而后“確定”。 范例3 槽輪機構