ug運(yùn)動仿真(同名12605)

1、4.1 NX運(yùn)動仿真概述本節(jié)將簡要對UG NX的運(yùn)動仿真界面和運(yùn)動仿真工具進(jìn)行基本的介紹，通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，讀者可以初步地認(rèn)識UG NX的運(yùn)動仿真功能。41.1進(jìn)入運(yùn)動仿真模塊由于運(yùn)動仿真需要通過主模塊來創(chuàng)建，因此需要先打開主模板， 才能進(jìn)一步進(jìn)行運(yùn)動仿真。下面將介紹進(jìn)入運(yùn)動仿真模塊的步驟。打開主模版文件，也可以是包含了裝配信息的文件。（1）單擊應(yīng)用模塊中的“運(yùn)動”按鈕。即可進(jìn)入運(yùn)動仿真界面。（2）在資源導(dǎo)航器中選擇“運(yùn)動導(dǎo)航器”，右鍵單擊根目錄按鈕， 在彈出的快捷菜單中選擇“新建仿真”命令，將彈出“環(huán)境”對話框, 設(shè)置好參數(shù)后，單擊“確定按鈕，即可進(jìn)入新的運(yùn)動仿真建立，如圖 4-1所示。OX運(yùn)

2、朗畐J勺導(dǎo)/從新仿真訐坦mction 1圖4-1“環(huán)境”對話框4.1.2運(yùn)動仿真界面運(yùn)動仿真界面與建模界面樣式大體上相似，但其工具與命令則有 了較大的變化，如圖4-2所示。I科H E M 1氏J. 華aC r 打 jjr八L ： %；hI T* i *-強(qiáng) f dA 曾彳 q 心 A t araatw *_l- s*：4 ff曲MHZ Ik曲gqz，* ”作u 沁，、三-疋-：*-*a-*-I -圖4-3“運(yùn)動仿真”工具欄F面將對幾種常用命令進(jìn)行介紹。連桿：通過連桿命令可以將部件定義為連桿，在運(yùn)動仿真時部件 將作為連桿進(jìn)行分析模擬，如圖4-4所示。運(yùn)動副：運(yùn)動副可以將連桿連接起來，并通過定義不

3、同的運(yùn)動副的類型使連桿能夠進(jìn)行相應(yīng)的動作，如圖4-5所示。& 対&30 X0 iatO XA4AV丸平軸齊VVArj旨詔=ALO國j JW討玉蘭云確圖4-4“連桿”對話框圖4-5“運(yùn)動副”對話框傳動副：傳動副的作用是改變機(jī)構(gòu)扭矩、轉(zhuǎn)速等。其中有齒輪副、 齒輪齒條副和線纜副3種類型。約束：通過約束命令可以指定兩個對象之間的關(guān)系，其中點(diǎn)在曲 線上、線在線上和點(diǎn)在曲面上 3種類型，如圖4-6所示。連接器：連接命令可以對兩個對象之間的連接方式進(jìn)行定義，其中包括彈性連接、阻尼連接等，如圖 4-7所示。載荷：定義對物體施加的力,包括標(biāo)量力、矢量力、標(biāo)量扭矩，如圖4-8所示。?二譽(yù)密.0)fl 士l.i.U

4、i.U?!S3Fpm LeiihiClXn nm*半是砂A運(yùn)動分析：對建立的運(yùn)動仿真進(jìn)行分析，如動畫分析、按鈕輸出 等。4.1.4動畫控制工具欄動畫控制工具欄可以進(jìn)行控制動畫的播放、暫停和停止等，如圖4-9所示。播放動畫時運(yùn)動導(dǎo)航器和運(yùn)動工具欄等都會被鎖定，需要 單擊“完成動畫”按鈕退出播放動畫方能重新激活。O動畫動iS婕制時閭（尅）.0001.000.0001 ! 3. L y Q 封裝選項(xiàng) 后處理工星igg童圖主頁曲線分析觀囹 心_掃闔啦裝配潼鎮(zhèn)ft圍飯金弘P網(wǎng)I每耒單- 愷有迭擇過逹幫加工modefl9-4.2新建仿真在“應(yīng)用模塊”中找到“運(yùn)動”進(jìn)入運(yùn)動仿真模塊（圖 4-2-1），在資源

5、板渲染工貝應(yīng)用模塊 斡 耐謫級 .h* iSd- 加工更吝r，產(chǎn)運(yùn)動訪真 F確保選中“運(yùn)圖4-2-1 進(jìn)入運(yùn)動仿真模塊動導(dǎo)航器”標(biāo)簽以打開“運(yùn)動導(dǎo)航器”窗口 （簡稱運(yùn)動導(dǎo)航器圖4-2-2）。在運(yùn)動 導(dǎo)航器中顯示有“名稱” “狀態(tài)”“環(huán)境” “描述”和“ Grueber數(shù)”參數(shù)列，可 通過窗口下方的滑塊按鈕進(jìn)行瀏覽。 其中“名稱”列用于顯示主模型和仿真模型 等；“狀態(tài)”列用于指標(biāo)工作模型的狀態(tài)（該部分的信息不能被編輯）。如圖4-2-3 所示，在運(yùn)動導(dǎo)航器中只顯示一個主模型名稱節(jié)點(diǎn)，沒有建立任何仿真方案，此時可通過在運(yùn)動導(dǎo)航器中右擊主模型名稱并選擇“新建仿真”命令來新建仿真。 選擇該“新建仿真”命

6、令，彈出一個供用戶創(chuàng)建新仿真方案裝配文件（即設(shè)置仿 真分析環(huán)境）的“環(huán)境”對話框。“環(huán)境”對話框提供的分析模型（即仿真分析 方案）有倆種，即“動力學(xué)”和“運(yùn)動學(xué)”。圖4-2-3 新建仿真“動力學(xué)”提供動態(tài)運(yùn)動與動力仿真功能，考慮力對運(yùn)動的影響，可進(jìn)行靜 力學(xué)和動力學(xué)分析，尤其適用于對自由度大于零的機(jī)械機(jī)構(gòu)分析?！皠恿W(xué)”提供的高級結(jié)算方案選項(xiàng)有“電動機(jī)驅(qū)動”“協(xié)同仿真”和“柔體動力學(xué)”，這些高O XA動力學(xué)運(yùn)沖選頃A S于沮14的祐頁AA級結(jié)算方案選項(xiàng)可多選。在“環(huán)境”對話框的“分析類型”選項(xiàng)組中選擇“動力 學(xué)”后，設(shè)置高級解算方案選項(xiàng)和組件選項(xiàng)，并在“仿真名”選項(xiàng)組中的文本框 指定仿真名，如

7、圖4-2-4所示，然后單擊“確定”按鈕，從而新建一個仿真模型。 該仿真模型處于工作狀態(tài)，其對應(yīng)的“環(huán) 境”列單元格將顯示為“ RecurDyn靜力學(xué) 和動力學(xué)”的信息?！斑\(yùn)動學(xué)”啟用“運(yùn)動學(xué)求解”，適 用于只分析物體幾何運(yùn)動的情況。在“環(huán) 境”對話框中的“分類模型”選項(xiàng)組中選 擇“動力學(xué)”單選按鈕，并在“組件選項(xiàng)” 選項(xiàng)組的文本框中指定仿真名，如圖10-4 所示，然后單擊“確定”按鈕，完成新建 一個仿真模型。該處于工作狀態(tài)的仿真模 型對應(yīng)的“環(huán)境”列單元格將顯示有“ RecurDyn運(yùn)動學(xué)”的信息。ifl新建仿真模型（仿真環(huán)境模型）后， 接下去就是在該環(huán)境中進(jìn)行各種運(yùn)動仿 真參數(shù)的設(shè)置了。在該

8、環(huán)境中設(shè)置的所有 運(yùn)動仿真參數(shù)都將存儲在該仿真環(huán)境中， 由這些運(yùn)動仿真參數(shù)所定義的運(yùn)動模型 也將以該運(yùn)動仿真環(huán)境為載體進(jìn)行運(yùn)動 仿真模擬。需要用戶注意的是，可以根據(jù) 設(shè)計(jì)需要為一個主題模型建立多個仿真 模型，用于在不同條件下對機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析 計(jì)算。利用運(yùn)動導(dǎo)航器可以進(jìn)行很多操作，有些操作等同于在功能區(qū)中單擊相應(yīng)按 鈕。在運(yùn)動導(dǎo)航器中右擊處于工作狀態(tài)的仿真模型時，將彈出4-2-5所示的快捷菜單。下面對該快捷菜單中的一些命令進(jìn)行介紹。1： “保存”：保存當(dāng)前的仿真方案。圖4-2-4環(huán)境對話框2: “重命名”：更改當(dāng)前所選仿真模型的名稱。在新建仿真時，系統(tǒng)為仿真 模型提供默認(rèn)的仿真名，默認(rèn)名稱為 mo

9、tion-#，其中#為產(chǎn)生仿真模型的序號。3: “刪除”：將當(dāng)前所選的運(yùn)動仿真方案刪除。4: “克隆”:將當(dāng)前所選的仿真模型克隆出一個新的仿真模型，新的仿真模 型包含原仿真模型的運(yùn)動對象和其他任何特征及存在于原仿真方案中的幾何體。5: “新建連桿”：定義表示為機(jī)構(gòu)中剛體中的連桿?！靶陆ㄟ\(yùn)動副”：定義連桿間的受約束運(yùn)動，包括“旋轉(zhuǎn)副”“滑動副” “螺旋副” “萬向節(jié)副” “球面副” “平面副” “固定副” “等速運(yùn)動副” “共點(diǎn)運(yùn)動副”“共線運(yùn)動副” “方向運(yùn)動副” “平行運(yùn)動副”和“垂直運(yùn)動副”。6: “新建傳動副”：可以選擇“齒輪副”和“齒輪齒條副” “線纜副”或“ 2-3 傳動副”以創(chuàng)建相

10、應(yīng)的傳動副。7: “新建連接器”：可以從其級聯(lián)菜單中選擇“彈簧” “阻尼器” “襯套” “3D 接觸”或“ 2D接觸”來進(jìn)行相關(guān)操作。8 “新建約束”：可以從其級聯(lián)菜單中選擇“點(diǎn)在線上副”“線在線上副”“點(diǎn)在面上副”命令。其中“點(diǎn)在線上副”用于約束連桿上的一個點(diǎn)以保持與曲 線的接觸，“線在線上副”用于約束連桿上的一條曲線以保持與另一條曲線的接 觸，“點(diǎn)在面上副”用于約束連桿上的一個一個點(diǎn)以保持與面接觸。9: “新建驅(qū)動”：為機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動副創(chuàng)建一個獨(dú)立的驅(qū)動?！靶陆?biāo)記”：在構(gòu)建上相應(yīng)點(diǎn)位置處創(chuàng)建一個標(biāo)記，以通過標(biāo)記獲取構(gòu)建 上標(biāo)記點(diǎn)所在位置的機(jī)構(gòu)分析結(jié)果。10: “新建傳動器”：從級其聯(lián)菜單中

11、選擇一個選項(xiàng)來創(chuàng)建相應(yīng)的傳感器， 括位移傳感器、速度傳感器、加速度 傳感器和力傳感器。名禰nnoflell狀態(tài)U -MW 囪垂命sX ffl標(biāo)lb呢曜 新圍歹干_ I眉新it運(yùn)訕網(wǎng)b1斬建傳動a魚W PMM電動機(jī)， 二釣汪言號壬櫓顧屋陣捋fe卜弋新醞朿新酒動-.3新宦標(biāo)記 ：;：”新S侍廉Js卜曲新it干渺 4新産迎量”.曲新這追繇X穎學(xué)商卜11 : “新建干涉”：檢查機(jī)構(gòu)是否 與選定的幾何體在運(yùn)動的每一步存在 碰撞。12: “新建測量”：計(jì)算運(yùn)動中每 一步中倆組幾何體的最小距離或最小 夾角。U-13: “新建追蹤”：在運(yùn)動中的每一步創(chuàng)建選定幾何體的副本。14: “新建載荷”：在展開的級聯(lián) 菜

12、單中選擇載荷類型命令，包括“標(biāo) 量力” “標(biāo)量扭矩” “矢量力”和“矢 量扭矩”。15:“編輯表達(dá)式”：修改模型中存在的表達(dá)式。16: “導(dǎo)出表達(dá)式”：將當(dāng)前仿真 模型中編輯過的表達(dá)式導(dǎo)出到裝配主 模型中以實(shí)現(xiàn)對主模型的修改。L 二- Wn m住9*導(dǎo)出缶導(dǎo)入.F新圈翼方寨”III預(yù)覽.曲=摸態(tài)形狀局密放大曾17; “信息”：其級聯(lián)菜單提供“運(yùn) 動連接”和“已修改的表達(dá)式”倆個 選項(xiàng)。選擇“運(yùn)動連接”選項(xiàng)時，系 統(tǒng)將列出當(dāng)前機(jī)構(gòu)的整體信息，包括 機(jī)構(gòu)名稱、自由度、活動構(gòu)建數(shù)、各 構(gòu)建名稱及參與的運(yùn)動副名稱等。選 擇“已修改的表達(dá)式”選項(xiàng)，貝U顯示 當(dāng)前仿真模型中已修改的表達(dá)式的相 關(guān)信息，如表

13、達(dá)式名稱、當(dāng)前值和原值等。將機(jī)構(gòu)分析結(jié)果以選18: “導(dǎo)出”：其級聯(lián)菜單中選擇可用的一種導(dǎo)出格式， 定的格式化輸出。圖4-2-5運(yùn)19: “導(dǎo)入”：將對象導(dǎo)入到主模型中，導(dǎo) 入對象的文件格式為“機(jī)構(gòu)”或“ P rocess Simulate 動仿真快捷菜單運(yùn)動學(xué)”。20: “新建解算方案”：創(chuàng)建一個新解算方案。其中定義了分析類型、解算方 案類型以及特定于解算方案的載荷和運(yùn)動驅(qū)動。21: “求解器”用于選擇求解器類型，如“ RecurDyn”或“ ADAM”在運(yùn)動導(dǎo)航器中，如果右擊的是非工作狀態(tài)的仿真模型， 那么彈出的快捷菜 單只提供“設(shè)為工作狀態(tài)”命令、“重命名”命令、“刪除”命令和“克隆”命

14、令, 如圖10-6所示?！爸孛泵?、“刪除”命令和“克隆”命令在前面已經(jīng)介紹 過，在此不再贅述；“設(shè)為工作狀態(tài)”命令用于將當(dāng)前所選的仿真模型設(shè)為工作 狀態(tài)。文件（F）屮電-14.3創(chuàng)建連桿在當(dāng)前仿真模型中，可以定義組成目標(biāo)機(jī)構(gòu)的各個構(gòu)件、運(yùn)動副和標(biāo)記等。 如果要對進(jìn)行動力學(xué)分析，那么還需要為各構(gòu)件賦予質(zhì)量特性，以及在機(jī)構(gòu)中添 加相應(yīng)的載荷對象等。使用UGNX建模和裝配功能建立的機(jī)械三維實(shí)體模型并不 能直接成為運(yùn)動機(jī)構(gòu)，必須要個部件賦予一定的運(yùn)動學(xué)特性， 讓其成為可以與別 的有著相同特性的部件相連接的連桿構(gòu)件， 機(jī)構(gòu)中每個可以運(yùn)動的零部件均應(yīng)被 定義為連桿構(gòu)件。同時，為了組成一個能運(yùn)動的機(jī)構(gòu)

15、，還必須將倆的相鄰部件（包 括機(jī)架、原動件、從動件）以一定方式連接起來（連接必須是可動連接，而不能 是無相對運(yùn)動的焊接或鉚接這些固接），這便是下一節(jié)（4.4）要介紹的運(yùn)動副。 所謂的運(yùn)動副是指使倆個構(gòu)件接觸而又保持某些相對運(yùn)動的可動連接。應(yīng)該將機(jī)構(gòu)中剛體的對象定義為連桿構(gòu)件（簡稱連桿）。如果一個構(gòu)件被定 義為一個連桿或某個連桿的組成部分，那么該部件將不能再次被選中定義為新連 桿或新連桿的組成部分。要定義連桿（如圖4-3-1），貝恠功能區(qū)“主頁”選項(xiàng)卡的“設(shè)置”組中單 擊“連桿”按鈕，彈出4-3-2所示的“連 桿”對話框，下面對該對話框個選項(xiàng)組 的功能用途進(jìn)行介紹。|1“連桿對象”選項(xiàng)組：該選項(xiàng)

16、組用于 需要創(chuàng)建為連桿的對象。在該選項(xiàng)組 中單擊“選擇對象”按鈕，接著使用 鼠標(biāo)在圖形窗口中選擇一個或多個 幾何對象以創(chuàng)建連桿。O期O X連桿対第A*選揮對飲（0）質(zhì)星厲性選項(xiàng)A隔量和慣性V初始平動速率V初始轉(zhuǎn)動速底ViSSA名稱A圖4-3-1定義連桿LOCI“質(zhì)量屬性選項(xiàng)”選項(xiàng)組： 該選項(xiàng)組用于設(shè)置構(gòu)件質(zhì) 量特性的定義方法，如“自 動”、“用戶定義”或“無”， 如圖4-3-3所示。“自動” 選項(xiàng)表示連桿將采用系統(tǒng) 默認(rèn)的質(zhì)量屬性設(shè)置；“質(zhì) 量和特性”選項(xiàng)組被激活， 用戶可以在“質(zhì)量和慣性” 選項(xiàng)組中對質(zhì)量和慣性進(jìn) 行相應(yīng)的自定義；“無”選 項(xiàng)用于不考慮連桿質(zhì)量屬 性的情況，在只對機(jī)構(gòu)進(jìn)行 運(yùn)

17、動學(xué)分析時可以選擇“無” 選項(xiàng)，因?yàn)樵谶\(yùn)動學(xué)仿真中， 質(zhì)量屬性可以不考慮，而在 動力學(xué)和靜力學(xué)仿真時則必須考慮質(zhì)量屬性?！百|(zhì)量和屬性”選項(xiàng)組：該選 遼T 一總屮選咖裁匿爭忡P自動用戶疋冥胡世轉(zhuǎn)劇ifLOOl4-3-2“連桿”對話框圖4-3-3設(shè)置質(zhì)量屬性選項(xiàng) 采用“用戶定義”質(zhì)量屬性選項(xiàng)時，用 戶可以在該選項(xiàng)組中設(shè)置連桿的質(zhì)心、 質(zhì)量和慣性矩參數(shù)?！俺跏计絼铀俾省边x項(xiàng)組和“初始轉(zhuǎn)動項(xiàng)組如圖4-3-4所示。但 O mr事選擇對工fl）I性的CM雖E:2IDkgIxxlO*lyyIDkg-mm*? ”kt1(kgmnV2 ixylOkg-rrrm*? 1X70kg-mnV2 心kg-rrrrn2

18、-FXKft-tT圖4-3-4 “質(zhì)量和慣性”選項(xiàng)速度”選項(xiàng)組：“初始平動速率”選項(xiàng)組用于對連桿的初始平移速度進(jìn)行設(shè) 置?！俺跏嫁D(zhuǎn)動速度”選項(xiàng)組用于對連桿的初始旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行設(shè)置。這倆個 選項(xiàng)組的設(shè)置內(nèi)容如圖4-3-5所示，均屬于 可選設(shè)置，一般 可不啟動其相關(guān)設(shè)置?！霸O(shè)置”選項(xiàng)組：該選項(xiàng)組用 于將連桿設(shè)置為固定連桿或非 固定連桿。當(dāng)在該選項(xiàng)組中勾 選“固定連桿”復(fù)選框時，則 設(shè)置連桿固定不動，連桿將作 為機(jī)架?！懊Q”選項(xiàng)組：該選項(xiàng)組用 于指定連桿的名稱，系統(tǒng)默認(rèn)Is -/ J / -CTr/u* hA3肩用沖.皤耋型增；k方fQ.i0 =圖 4-3-5初始平動速率 p啟用的連桿名稱為“L#”

19、，#為連桿的創(chuàng)建序號（由3個數(shù)字表示），序 初始平動速率和初始轉(zhuǎn)動速度 號默認(rèn)從001開始。4.4創(chuàng)建運(yùn)動副和傳動副運(yùn)仿真的一個重要內(nèi)容，而傳動副和傳動副 運(yùn)動仿真是機(jī)構(gòu)運(yùn)動而傳動副則可以看做是特殊的的運(yùn)動副。兩個連桿構(gòu)件之間的運(yùn)動傳遞和相對運(yùn)動由運(yùn)動副定義和控制。在運(yùn)動仿真應(yīng)用模塊的當(dāng)前運(yùn)動仿真環(huán)境中為相關(guān)部件定義連桿特性，接著便可以用相關(guān)運(yùn)動副功能來為指定的兩個連桿定義連接方式，如此操作直到完成創(chuàng)建全部的運(yùn)動副， 從而完成建立運(yùn)動機(jī)構(gòu)，讀者需要注意的是，創(chuàng)建好連桿后，每個獨(dú)立的非固定 連桿在空間中都有6個自由度，在連桿之間創(chuàng)建運(yùn)動副就是在各個連桿之間產(chǎn)生 相應(yīng)的約束，以達(dá)到運(yùn)動和約束的效果

20、，是這些連桿構(gòu)建成一個運(yùn)動機(jī)構(gòu)。4.4 . 1創(chuàng)建運(yùn)動副本節(jié)先介紹運(yùn)動副的基本類型，接著介紹創(chuàng)建運(yùn)動副所使用的對話框， 然后再介 紹創(chuàng)建運(yùn)動副的一般方法和步驟1,。運(yùn)動副的基本類型運(yùn)動副的基本類型包括“旋轉(zhuǎn)副”糾“滑塊副”氓；，“柱面副”.字，“螺旋副”邑，“萬向節(jié)副”，“球面副”“平面副”凹，“固定副”戲“等速”，“共點(diǎn)運(yùn)動副”，“共線運(yùn)動副”竺:，“共面運(yùn)動副”魚“平行運(yùn)動副” 種類型。枇和“垂直”，共15種基本類型。下面介紹其中常用的幾4活動構(gòu)件繞某根軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，組成旋轉(zhuǎn)副的兩個構(gòu)件 旋轉(zhuǎn)副的主要有兩種形 另一種是則是一個連桿繞固定(2)“旋轉(zhuǎn)副”之間允許具有一個繞指定軸作相對旋轉(zhuǎn)的自

21、由度。 式，其中一種是連桿繞同一軸作相對轉(zhuǎn)動， 在機(jī)架上的一根軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。即滑動副，用于設(shè)定兩個相互連接的構(gòu)件之間的相對滑(4)“滑塊副”動，組成滑動副的兩個構(gòu)件之間允許存在一個沿指定方向做相對運(yùn)動的自 由度?；瑒痈币卜殖蓛煞N主要形式，一種形式是一個構(gòu)件固定為機(jī)架， 而 另一個構(gòu)件在固定機(jī)架上滑動；另一種形式則是兩個構(gòu)件在某平面上沿著 某個方向滑動且兩者之間有相對滑動?！爸娓薄北牵阂粋€構(gòu)件的圓柱面包圍另一個構(gòu)件的圓柱面，并繞著軸線作相對旋轉(zhuǎn)和平移。螺旋副”一，一個構(gòu)件繞著另一個構(gòu)件作螺旋相對運(yùn)動，即組成螺旋副的兩個構(gòu)件沿著運(yùn)動副坐標(biāo)系 Z軸做相對移動的同時繞Z軸作相對旋轉(zhuǎn)。 螺旋副也有兩種

22、情形，一種是一個連桿繞固定在機(jī)架上的一根軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn) 移動，另一種則是兩個連桿繞同一軸作相對的旋轉(zhuǎn)移動。“萬向節(jié)副” I可以定義兩個連桿繞相互正交的軸做相對運(yùn)動，該運(yùn)動副具有兩個旋轉(zhuǎn)的自由度。實(shí)現(xiàn)兩個構(gòu)件之間作各個自由度的相對轉(zhuǎn)動，“球面副”面副的兩個構(gòu)件之間允許有3個分別繞X，Y,Z軸作相對轉(zhuǎn)動的自由度。即組成球注意：對于組成球面副的兩個構(gòu)件，其球面副在各個構(gòu)件上的坐標(biāo)系原點(diǎn) 必須重合。（7）“平面副” 3：組成平面副的兩個構(gòu)件之間允許存在 3個自由度，其中 兩個沿兩構(gòu)件接觸平面做相對移動，另一個繞接觸平面法線作相對轉(zhuǎn)動。（8）“固定副”於：兩個構(gòu)件采用固定連接，通常在箱體、底座和支架之間 設(shè)

23、立固定副。2. 創(chuàng)建運(yùn)動副所使用的對話框在功能區(qū)“主頁”選項(xiàng)卡的“設(shè)置”組中單擊”運(yùn)動副”按鈕，彈出運(yùn)動副 對話框，第一次打開的該對話框具有“定義”選項(xiàng)卡，“摩擦”選項(xiàng)卡和“驅(qū)動” 選項(xiàng)卡，如圖4-4-1所示?！岸x”選項(xiàng)卡、用于指定運(yùn)動副類型并為該運(yùn)動副 指定連桿，以及設(shè)定極限條件，顯示比例和名稱等，“摩擦”選項(xiàng)卡用于設(shè)置是“恒定” “簡諧”“函數(shù)”或“鉸鏈運(yùn)動”驅(qū)動方式。否啟動摩擦，以及相應(yīng)的摩擦參數(shù)；“驅(qū)動”選項(xiàng)卡則用于為選定的運(yùn)動副類型 指定驅(qū)動方式。例如；選擇的運(yùn)動副類型為“旋轉(zhuǎn)副”，那么在驅(qū)動選項(xiàng)卡的下拉 列表框中可選擇“無”0嗎OXAA口 UM、grA*旺苣并W）%*噹聯(lián)砂岀卜.

24、VA1JI*代V1ALcor nA心= - 二Qh 二圖4-4-1 “運(yùn)動副”對話框a） “定義”選項(xiàng)卡b） “摩擦”選項(xiàng)卡C） “驅(qū)動”選項(xiàng)卡 這里著重介紹定義選項(xiàng)卡各主要選項(xiàng)組的功能含義?！邦愋汀边x項(xiàng)組：從該選項(xiàng)組的下拉列表框中選擇運(yùn)動副類型.“操作”選項(xiàng)組：用于定義運(yùn)動副中的第一個連桿構(gòu)件， 以及對該運(yùn)動副在第一 個連桿機(jī)構(gòu)中的坐標(biāo)系原點(diǎn)和方位進(jìn)行定義， 當(dāng)該選項(xiàng)組的用作連桿按鈕處于被 選中激活狀態(tài)時在圖形窗口中選擇組成運(yùn)動副的第一個構(gòu)件的幾何對象（如線 圓實(shí)體邊或?qū)嶓w等），ug nx系統(tǒng)將根據(jù)所選的幾何對象（如線 圓實(shí)體邊或?qū)?體等）自動獲得運(yùn)動副在該構(gòu)件上的坐標(biāo)系原點(diǎn)和方位（即提供默

25、認(rèn)的坐標(biāo)系原點(diǎn)和方位），如果ug nx系統(tǒng)提供默認(rèn)的坐標(biāo)系原點(diǎn)和方位不是所需要的或者不 是正確的，那么需要用戶使用該選項(xiàng)組中相應(yīng)工具和選項(xiàng)來自行制定?！盎尽边x項(xiàng)組：用于定義運(yùn)動副中的第二個連桿機(jī)構(gòu)， 以及對該運(yùn)動副在第二 個連第一個連桿一樣定義其原點(diǎn)和方位?！皣Ш线B桿”復(fù)選項(xiàng)主要用于判斷由不 連接構(gòu)件組成的運(yùn)動副（“萬向節(jié)除外”）在調(diào)用機(jī)構(gòu)分析解算器是是否連接在一 起。當(dāng)勾選中“嚙合連桿”復(fù)選框時，在機(jī)構(gòu)分析中，解算器會根據(jù)運(yùn)動副的約 束條件講兩個構(gòu)件連接起來，例如球面副按兩構(gòu)件的坐標(biāo)系原點(diǎn)實(shí)現(xiàn)連接；而旋 轉(zhuǎn)副則按兩構(gòu)件上坐標(biāo)原點(diǎn)及Z軸重合來連接，在這種情況下，需要分別對組成運(yùn)動副的兩個構(gòu)件

26、 上的坐標(biāo)系原點(diǎn)和方位進(jìn)行設(shè)定（包括系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)定和用戶手動設(shè)定）。當(dāng)未勾選“嚙合連桿”復(fù)選框但是卻選擇了第二個連桿構(gòu)件， 則不需要對第二個構(gòu)件中 的運(yùn)動副原點(diǎn)和方位進(jìn)行設(shè)定。這是因?yàn)橄到y(tǒng)會默認(rèn)兩構(gòu)件中的運(yùn)動副坐標(biāo)系原 點(diǎn)和方位一致，即第二個構(gòu)件中的運(yùn)動副坐標(biāo)系原點(diǎn)和方位會根據(jù)第一個構(gòu)件的 選取自動獲得。另外，為勾選“嚙合連桿”復(fù)選框并且未指定第二個連桿時，第 一個連桿機(jī)構(gòu)將默認(rèn)與機(jī)架連接?！皹O限”選項(xiàng)組：當(dāng)選擇某些運(yùn)動副類型（如旋轉(zhuǎn)副和滑塊）時才出現(xiàn)此選項(xiàng)組， 用于設(shè)置當(dāng)前運(yùn)動副的限制條件?！霸O(shè)置”選項(xiàng)組：用于設(shè)置運(yùn)動副顯示圖標(biāo)的顯示比例等。“名稱”選項(xiàng)組： 用于設(shè)定運(yùn)動副的名稱。 默認(rèn)的運(yùn)動

27、副名稱命名形式” J#”,# 為三個數(shù)字表示的序號，默認(rèn)從 001 開始，如“ J001”。3. 創(chuàng)建運(yùn)動副的一般方法步驟雖然運(yùn)動副類型較多， 不同的運(yùn)動副類型所定義內(nèi)容也會有所不同， 但他們創(chuàng)建 的方法是基本相似的，下面總結(jié)一下創(chuàng)建運(yùn)動副的一般方法步驟。1）2）3）在功能區(qū)“主頁”選項(xiàng)卡的設(shè)置組中單擊運(yùn)動副按鈕， 彈出運(yùn)動副對話框。 在“定義”選項(xiàng)卡的類型下拉列表框中選擇一種運(yùn)動副類型。 利用“操作”選項(xiàng)組定義運(yùn)動副要約束的第一個連桿。 當(dāng)選擇第一個連桿 時，系統(tǒng)會根據(jù)選擇位置自動判斷出要創(chuàng)建的運(yùn)動副在該連桿上的原點(diǎn)和 方向。對于選擇位置為圓或者圓弧時， 系統(tǒng)推斷運(yùn)動副的原點(diǎn)位置圓弧或 圓心

28、的位置， 運(yùn)動副的 Z 軸垂直于該圓所在的平面， 對于選擇位置為直線 時，系統(tǒng)推斷出運(yùn)動副的原點(diǎn)位置位于該直線最近的控制點(diǎn)上， 且運(yùn)動副 的 Z 軸平行于該直線。 如果默認(rèn)的原點(diǎn)和方向不正確， 那么由用戶重新對 他們進(jìn)行定義。運(yùn)動副的方位位置是指兩個連桿或連桿與機(jī)架連接時關(guān)節(jié) 點(diǎn)的所在，連桿將在此的點(diǎn)與機(jī)架或另一個連桿連接。 對于不同的運(yùn)動副， 其原點(diǎn)和方位的定義會有相應(yīng)的要求，這需要用戶多加注意和總結(jié)。 如果在“基本”選項(xiàng)組取消勾選 “嚙合連桿”復(fù)選框且沒有選擇第二連桿， 那么運(yùn)動副中的第一個連桿將與機(jī)架連在一起， 通?？杀硎具\(yùn)動副相對于 地面運(yùn)動。 如果要為運(yùn)動副定義要約束的第二連桿， 那

29、么需要在基本選項(xiàng) 組中單擊基本連桿按鈕， 并選擇運(yùn)動副中要連接約束的第二連桿， 對于選 定第二連桿的情形主要分兩種情況，一種是勾選嚙合連桿復(fù)選框的情形， 此時通常需要根據(jù)運(yùn)動副的類型正確指定運(yùn)動副在第二個連桿上的坐標(biāo) 系原點(diǎn)和方位， 另一種則是未勾選嚙合連桿復(fù)選框的情形， 此時常不需要 對運(yùn)動副在第二個連桿構(gòu)件上的原點(diǎn)和方位進(jìn)行設(shè)置。 在“運(yùn)動副”對話框的其他選項(xiàng)組進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。 在“運(yùn)動副”對話框中單擊“應(yīng)用”按鈕或“確定”按鈕 創(chuàng)建傳動副4）5）6）4.4.2 傳動副是特殊的運(yùn)動副， 可以將傳動副看做是基于基本運(yùn)動副之間的傳動副， 主 要包括齒輪副，齒輪齒條副，線纜副和 2-3 傳動副。

30、1， 齒輪副齒輪副用于定義兩個運(yùn)動副之間的相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動， 可以模擬一對齒輪的嚙合 傳動，如圖 4-4-2 所示。在創(chuàng)建齒輪副之間， 需要先定義兩個旋轉(zhuǎn)副或一個旋轉(zhuǎn) 副和一個柱面副（由兩個齒輪分別與其他構(gòu)件組成） 。 在功能區(qū)主頁選項(xiàng)卡中的傳動副組中單擊齒輪副按鈕， 彈出圖 4-4-3 所示的齒輪 副的對話框；接著分別選定第一個運(yùn)動副 （ 選擇第一個齒輪的旋轉(zhuǎn)副 ） 和第二個運(yùn) 動副（選擇第二個齒輪的旋轉(zhuǎn)副或柱面副） ，并在設(shè)置選項(xiàng)組中的比率文本框中 輸入齒輪的傳動比值，即被定義的第一個齒輪和第二個齒輪的節(jié)圓半徑的比例 （顯示比例只是設(shè)置齒輪副圖標(biāo)在圖形窗口中的顯示比例） ; 在名稱選項(xiàng)組的文

31、化框中設(shè)定齒輪副的名稱， 然后單擊應(yīng)用按鈕或確定按鈕， 即可完成創(chuàng)建一個齒 輪副。； I-圖4-4-2齒輪副示意0藥輪喪O X第亍運(yùn)封畐1-r三二応詡副* （0）:孑A謖AAL 00001AJW1圖4-4-3 “齒輪副”對話框2.齒輪齒條副齒輪齒條嚙合運(yùn)動如圖4-4-4所示，齒輪齒條副便是用于模擬齒輪與齒條之間的 嚙合運(yùn)動。在創(chuàng)建齒輪齒條副之間，通常需要先定義一個滑動副（由齒條和除齒 輪外的另一個構(gòu)件組成）和一個旋轉(zhuǎn)副（由齒輪和除齒條外的另一個構(gòu)件組成）， 在功能區(qū)主頁選項(xiàng)卡的傳動副組中單擊齒輪齒條副按鈕，彈出圖4-4-4所示的齒輪齒條副對話框。第一個運(yùn)動副選擇齒條的滑動副，第二個運(yùn)動副選擇齒

32、輪的旋 轉(zhuǎn)副，在設(shè)置選項(xiàng)組中的比率文本框中設(shè)置齒輪的節(jié)圓半徑（系統(tǒng)默認(rèn)的該值為齒輪旋轉(zhuǎn)軸線與齒條滑動軸線之間的距離），設(shè)定的該值決定齒輪齒條傳動的節(jié) 點(diǎn)（接觸點(diǎn)）。當(dāng)然也可以利用接觸點(diǎn)選項(xiàng)組手動定義齒輪齒條傳動的節(jié)點(diǎn)。另 外，“名稱”選項(xiàng)組的文本框中設(shè)置齒輪齒條的名稱，最后單擊應(yīng)用按鈕或者確 定按鈕。0齒蟄齒礬3O X第：運(yùn)副A*謹(jǐn)痊運(yùn)擊副（0：第二4運(yùn)動副A*洗動訓(xùn)麗FA:三駐三- .- AT1. 0：000iAJ011.EL_圖4-4-5 “齒輪齒條副”對話框3 .線纜副線纜副用于定義兩個滑動副之間的相對運(yùn)動，構(gòu)成線纜副的構(gòu)件對象可以是金屬 絲，帶輪，皮帶和滑輪等。在創(chuàng)建線纜副之前，要先定

33、義兩個滑動副。在功能區(qū)接著接著分別選擇線纜副的第一滑動副和第二個滑動副，以及設(shè)然后單擊“應(yīng)用”按鈕?！爸黜摗边x項(xiàng)卡的“傳動副”組中單擊“線纜副”按鈕，彈出圖4-4-6所示的“線 纜副”對話框， 置比率和名稱， 按鈕或“確定”4. 2-3傳動副 2-3傳動副用于定義兩個或3個旋轉(zhuǎn)副、滑動副和柱面副之間的相對運(yùn)動。在功能區(qū)主頁選項(xiàng)卡的傳動副組中單擊 2-3傳動副按鈕京甦,彈出圖4-4-7所示 的線纜副對話框，從“附著類型”選項(xiàng)組的下拉表框中選擇“2聯(lián)接傳動副”或“3聯(lián)接傳動副”，接著根據(jù)所選的附著類型進(jìn)行分別定義。AO XO XI 0 2-3傳動劉圖 4-4-7“2-3傳動副”對話框第一初園驅(qū)動*

34、注擇運(yùn)動副1 也旋轉(zhuǎn)T第二運(yùn)動畐吟動/*述撞運(yùn)刃副(0)1%/紜比他1. 0000110.5新建約束運(yùn)動仿真環(huán)境中新建約束的命令工具有以下 3個，他們均位于功能區(qū)“主頁” 選項(xiàng)卡的“約束”中。他們是運(yùn)動副和傳動副的補(bǔ)充工具。“點(diǎn)在線上副”按鈕：該按鈕用于約束連桿上的一個點(diǎn)以保持與曲線相互接觸 。單擊此按鈕，彈出圖4-5-1所示的“點(diǎn)在線上副”對話框，接著選擇連桿并指 定連桿上的一個點(diǎn)，再利用“曲線”選項(xiàng)組來選擇曲線，其中曲線參數(shù)化方法有“用戶定義的間距”和“基于曲率”兩種。0點(diǎn)t些J團(tuán)O X點(diǎn)A*選擇淒壞*眾丈X卜I曲縷A*彌曲 CO)A1, 0000IJtJio圖4-5-1 “點(diǎn)在線上副”對

35、話框“線在線上副”按鈕：該按鈕用于約束連桿上的一條曲線以保持與另一曲線的接 觸，單擊此按鈕，彈出圖4-5-2所示的“線在線上副”對話框。接著分別指定要 約束的第一曲線集和第二曲線集，并設(shè)置線在線上副圖標(biāo)的顯示比例和名稱?！包c(diǎn)在曲面上”按鈕：該按鈕用于約束連桿上的一個點(diǎn)以保持與面接觸。單擊此 按鈕，彈出圖4-5-3所示的“點(diǎn)在曲面上對話框，接著選擇連桿及該連桿上的一 個點(diǎn)，再利用“面”選項(xiàng)組來選擇一個面，從而使連桿上的一個選定點(diǎn)保持與選 定面相接觸。第一曲蛙集* 曲經(jīng)(0第二曲皴集A圖4-5-2 “線在線上副”對話框O曲面上的點(diǎn)占 Lh (0*占HUA*翅穿面(0)顯示比鋼1. OOOOI名稱c

36、ool圖4-5-3 “點(diǎn)在曲面上”對話框4.6連接器和加載在“運(yùn)動仿真”應(yīng)用模塊中，用戶可以根據(jù)實(shí)際情況給運(yùn)動機(jī)構(gòu)定義“連接 器”和“加載”(添加載荷)，使整個機(jī)械運(yùn)動模型在逼近真實(shí)的工作狀態(tài)下工作， 通過模擬機(jī)構(gòu)零件間的彈性連接、彈簧、阻尼元件和控制力等盡可能的獲得與真 是情況相吻合的運(yùn)動狀態(tài)。4.6.1 連接器在“運(yùn)動仿真”應(yīng)用模塊的“主頁”選項(xiàng)卡中提供了一個“連接器”組，該組包括有“彈簧”按鈕、“阻尼器”按鈕，“襯套”按鈕、“3接觸”按鈕和“ 2D 接觸”按鈕，下面分別給予介紹。1.“彈簧”按鈕“彈簧”按鈕用于創(chuàng)建一個柔性單元，以在倆個連桿之間、一個連桿和框架 （機(jī)架）之間、一個可平移運(yùn)

37、動副（即滑動副）中或在一個旋轉(zhuǎn)副上施加壓力或 扭矩。這相當(dāng)于在倆個連桿間或指定運(yùn)動副上添加了一個具有某種載荷作用的彈 簧。單擊“彈簧”按鈕，彈出“彈簧”對話框，彈簧的附著方式分3種，即“連桿”“滑動副”和“旋轉(zhuǎn)副”，選擇不同的附著方式來將彈簧定義在不同的位置，其 操作步驟和內(nèi)容會有所不同，如圖 4-6-1所示。其中,“連桿”附著方式和“滑0刪0 XABA輯:宰黃V： 匚H/.,1?Arffi1AN rnm/dfg 康10dtg HeE ingle:&A匕血之10qzlrftgrt; 口OWEmMB/S*E電 f ”A.t,bODi:SOIS!3lMQlJHO傅r亠-frie* length-m

38、m1.0VnTtlQOQmm- Tr=Wi/I5001$001a)c)b）圖 4-6-1“彈簧”對話框動副”附著方式用于在倆個連桿之間、連桿與機(jī)架之間或或在運(yùn)動副上的彈簧上 施加彈簧力，屬于施加扭轉(zhuǎn)的彈簧力。以選擇“連桿”附著方式在倆個連桿之間 添加彈簧力為例，可利用操作選項(xiàng)組定義彈簧力所作用的第一個連桿及其彈簧力 的作用位置，利用“基本”選項(xiàng)組定義彈簧所作用的第二個連桿及彈簧力的作用 點(diǎn)位置，在“彈簧參數(shù)”選項(xiàng)組中指定彈簧力的名稱，必要時可通過“阻尼器” 選項(xiàng)組創(chuàng)建阻尼器，然后單擊確定按鈕。2. “阻尼器”按鈕“阻尼器”按鈕用于在倆個連桿、一個連桿和一個機(jī)架（框架）、一個可平移的運(yùn)動副（滑動

39、副）或在一個旋轉(zhuǎn)副上創(chuàng)建一個反作用力或扭矩。單擊“阻尼器”按鈕，彈出“阻尼器”對話框，阻尼器的附著方式也分3種即“連 桿”“滑動畐和“旋轉(zhuǎn)副”，如圖4-6-2所示。可選擇不同的附著方式將設(shè)定系 數(shù)的阻尼器定義在相應(yīng)的位置。0奇 XAATATA1.0D0011香匝U XfriAIIP觀n gP.AASiDiNwK/rrr *AD031T三IS 1N-ifCZKim * AcqoiA1.a)b)C)圖4-6-2“阻尼器”對話框按鈕3. “襯套”“襯套”按鈕用于創(chuàng)建一個常規(guī)或圓柱形“襯套”，在倆個連桿之間定義一 個柔性關(guān)系。所謂的“襯套”代表了作用在有一定距離的倆個構(gòu)件之間的載荷， 該載荷可同時起到

40、力和力矩的效果。單擊“襯套”按鈕，彈出圖4-6-3所示的“襯套”對話框，其中提供了“定 義”和“系數(shù)”倆個選項(xiàng)卡。在“定義”選項(xiàng)卡的“類型”下拉列表框中選擇“圓 柱”或“常規(guī)”選項(xiàng)，確定載荷的作用連桿、作用原點(diǎn)和方位，以及確定載荷的 施加連桿、施加原點(diǎn)和方位等，在“系數(shù)”選項(xiàng)卡中設(shè)置襯套的相關(guān)系數(shù)。注意“圓柱”襯套和“常規(guī)”襯套所需設(shè)置的相關(guān)系數(shù)是不相同的，圖4-6-4只是給出了 “圓柱”襯套所要設(shè)定的剛度系數(shù)和阻尼系數(shù)。4. “3D接觸”按鈕“3D接觸”按鈕用于在一個體和一個靜止對象之間、在倆個移動體之間或 為針對一個體來支撐另一個體定義接觸。O村賞0 X1樂駅A1卸王A* iS?競鼾心%V

41、S陣A、h-Sita:a畑EmT9WEfnTtl3U5 瓦NmirVdegVV也sN-mmdegPUN f遵昭fA13&迖式0N-s/rTi選庫平直辰煨Dj/-云|X0匪A-.A瞬忸ro） - pj-*苗平面皚謹(jǐn)iO:rjjfA應(yīng)ITX-力袈rti5： Xffi華顯iA孫iCWXM陽mm V100000000Ninm4rLJ*:y100IN-sec/rnnT*-SB關(guān)TO.tKJlmmAVSKIAI.0000*Acitwi圖 4-6-5“ 3D接觸”對話框圖 4-6-6“ 2D接觸”對話框$ 2DO X0姒罰ftU X間添加彈性或非彈性沖擊。選項(xiàng)組中指定標(biāo)量扭矩的幅值類型及其大4-6-8 “標(biāo)

42、量扭矩”對話框圖“標(biāo)量力”對話框 按鈕單擊“ 2D接觸”按鈕，彈出圖4-6-6所示的“ 2D接觸”對話框。分別選擇 第一組平面曲線和第二組平面曲線（需要時可單擊相應(yīng)的“反向”按鈕） ，接著 設(shè)置2D接觸的參數(shù)和名稱，單擊“確定”按鈕。4.6.2加載在功能區(qū)“主頁”選項(xiàng)卡的“加載”組中提供了“標(biāo)量力”按矩、“標(biāo)量扭矩”按鈕、“矢量力”按鈕和“矢量扭矩”按鈕。下面分別介紹這些加載力工具 的應(yīng)用。1. “標(biāo)量力”按鈕“標(biāo)量力”按鈕用于在倆個連桿之間或在一個連桿和機(jī)架 （框架）之間創(chuàng)建 一個標(biāo)量力。標(biāo)量力可以使一個連桿運(yùn)動，也可以給一個靜止?fàn)顟B(tài)添加載荷，； 可以作為約束和延緩連桿作用的反作用力。單擊“

43、標(biāo)量力”按鈕，彈出4-6-7所示的“標(biāo)量力”對話框，指定操作連桿 及其原點(diǎn)，再指定基本連桿及其原點(diǎn)，在“幅值”選項(xiàng)組中指定標(biāo)量力的類型及 其大小關(guān)系，在“名稱”選項(xiàng)組中的文本框中指定標(biāo)量力的名稱，單擊“確定” 按鈕，便可在倆點(diǎn)之間創(chuàng)建以個標(biāo)量力，力的作用方向?yàn)閺闹付ǖ牡谝稽c(diǎn)指向第 點(diǎn)。2. “標(biāo)量扭矩”按鈕“標(biāo)量扭矩”按鈕用于圍繞旋轉(zhuǎn)副的軸創(chuàng)建一個標(biāo)量扭矩。單擊“標(biāo)量扭矩”按鈕，彈出圖4-6-8所示的“標(biāo)量扭矩”對話框。選擇要 添加標(biāo)量扭矩的旋轉(zhuǎn)副，并在“幅值” 小關(guān)系。圖 4-6-73 “矢量力”“矢量力”按鈕用于在倆個連桿之間或在一個連桿和一個機(jī)架（框架）之間創(chuàng)建一個力，以既定的Z軸或以絕

44、對CAYS勺軸為中心施加。矢量力的方向可保 持恒定或相對于某個移動體而變化。單擊“矢量力”按鈕，彈出圖4-6-9所示的“矢量力”對話框，可以采用“分量”類型或“幅值和方向”類型來創(chuàng)建所需的矢量力。4. “矢量扭矩”按鈕“矢量扭矩”按鈕用于在倆個連桿或一個連桿和一個機(jī)架（框架）之間創(chuàng)建 一個扭矩，應(yīng)用于定義的Z軸或絕對坐標(biāo)系的軸。I 4-6-10所示的“矢量扭矩”對話框，可以 類型來創(chuàng)建所需的矢量扭矩。e畑力O XAVM-A*霸詩區(qū)克AA晏圭XN- *V且0N-?喳0N +氐-苦A1.0000AGOOl&h65mmi/sec2 +茗稱Solution 1求解器養(yǎng)數(shù)圖4-7-2 “解算方案”對話框4.9運(yùn)動仿真實(shí)例962飛機(jī)起落架運(yùn)動仿真飛機(jī)起落架利用連桿機(jī)構(gòu)死點(diǎn)位置特性，使得飛機(jī)在機(jī)輪著地時不反轉(zhuǎn)，保 持支撐狀態(tài)；飛機(jī)起飛后，腿桿能夠收攏起來。本小節(jié)對這一結(jié)構(gòu)進(jìn)行了仿真