Inventor機械設(shè)計實戰(zhàn)教程運動仿真

1、Jr1F7*2007. 8產(chǎn)品設(shè)計部漢略上海）信息技術(shù)有限公司AUtodeSk InVentOr PrOfeSSiOnal 2008 厶機械設(shè)計實戰(zhàn)教程 16運動仿真AIP20實戰(zhàn)教程 T6第16章運動仿真1. 基本情況InVen tor ProfeSSio nal運動仿真，能夠完成裝配下的零部件運動和載荷條件下的動態(tài)仿真。也可以在任何運動狀態(tài)下將載荷條件輸出到應(yīng)力分析中；能展示運動過程以及某瞬間的動態(tài)載荷。運動仿真處理僅在裝配環(huán)境下使用，包括:? 可引用運動連接約束庫，實施多于InVen tor自身裝配約束的約束。? 可定義外力和力矩。? 可根據(jù)與時間相關(guān)的位置、速度、加速度、扭矩以及外載荷

2、等工況，實施運動仿真。? 可創(chuàng)建運動軌跡，表達運動結(jié)果。? 可將結(jié)果數(shù)據(jù)輸出成圖表或者Excel表。? 可將運動瞬間的工況結(jié)果傳遞到應(yīng)力分析模塊或ANSYS WOrkbe nch。? 可解析運動中力平衡所產(chǎn)生的條件力。? 可將InVentor裝配約束中符合條件的設(shè)置，轉(zhuǎn)換成運動仿真中對應(yīng)的連接約束。? 可在定義運動連接時，使用與時間相關(guān)的摩擦、阻尼、彈簧等條件。 ? 交互使用動態(tài)零件運動將動力應(yīng)用于連接仿真。按照InVentor自己的解釋，運動分析將依據(jù)下列規(guī) 則：？ 只能在InVentor裝配環(huán)境進行操作。? 使用與每個零件關(guān)聯(lián)的物理特性。f L t-lK. Iu瀏覽器中抑制或未激活的零件處

3、于“空閑”狀態(tài)，不能參與仿真。 原始坐標系原點與仿真坐標系原點重合。 默認情況下，零件之間沒有運動連接。非柔性子部件被視為單個剛體。包含子部件的單個零件也是剛體，不能在非柔性子部件的 零件之間定義運動連接。因為零件是剛體，且在連接中處于空閑狀態(tài)，所以可以對機械裝置 進行過約束。例如，如果指定約束一個自由度，而該自由度已經(jīng)受 到另一個現(xiàn)有連接的約束。進入InVentor運動仿真模塊需作如下操作：打開一個需要進行運動仿 真的裝配文件，在 “應(yīng)用程序”菜單下選擇“運動仿真”，即可進入圖16-1進入界面InVen tor 運動仿真界面。參見圖16-1所示。2. 基礎(chǔ)參數(shù)在切換到運動仿真環(huán)境中之后，一般

4、要設(shè)置一些基礎(chǔ)參數(shù)。先點擊工具面板上的“運動仿真設(shè)置”按鈕，會彈出對話框，參見圖16-2。當“自動更新已轉(zhuǎn)換的連接”處于激活狀態(tài)時，InVen tor會在進入運動仿真模塊后，自動把»|裝 配約束轉(zhuǎn)換為標準連接，但同時用戶也不能再添加標準連接了，也就是不能添加后面所講的 “基本運動約束”。如果通過清除該框來禁用“自動更新已轉(zhuǎn)換的連接”，系統(tǒng)會顯示一條消息警告用 戶將 刪除所有已轉(zhuǎn)換的連接，此后用戶可以添加標準連接，如果有裝配約束，也可以通過“轉(zhuǎn)換 裝配約束”手動轉(zhuǎn)換裝配約束。點擊按鈕，之后在圖16-2的界面中將角速度輸入規(guī)則改變成“ rpm”量綱，這才是機械設(shè)計中最為常用的單位制。“三

5、維框架”的“ Z軸大小”是用來設(shè)置三軸架在圖形區(qū)中的顯示大小，一般設(shè)置成20比較合適。在條件設(shè)置中，這個三軸架是個很重要的參考，其中有綠色和黃色兩套，分別代表未來操控 中經(jīng)常見到的藍色和黃色零件；三軸架上，一個箭頭是X方向，兩個和三個箭頭是 丫和Z方向。AIP20實戰(zhàn)教程 T6U圖16-2運動仿真設(shè)置圖16-3旋轉(zhuǎn)運動3. 基本運動約束在運動仿真中，In Ve ntor默認情況下會自動將 裝配中的約束轉(zhuǎn)換成基本運動約束，但卻不能再添加 基本運動約束。因此讀者在看這節(jié)時，可以把運動仿真設(shè)置中的“自動更新已轉(zhuǎn)換的連接”禁用，這樣就 可以手動添加基本運動約束。3.1 旋轉(zhuǎn)運動(Revolution)

6、參見圖16-3 ,參見16-01C.IAM。其中：?約束特點：名稱：旋轉(zhuǎn)；被約束的自由度數(shù)：5;約束要素: 乙=乙O=Q? Z軸：指定這個零件運動坐標系的Z軸?？梢允枪ぷ鬏S，也可以是任何可能確定一根軸的幾何結(jié)構(gòu)；例如： 圓柱面、圓錐面等?原點：在選定Z軸之后，指定這個零件運動坐標系的原 點位置。任何與Z軸不平行的平面或者可以定義一個點的幾何要素都可用；例如：端面、平面、圓弧棱邊? X軸：這不是旋轉(zhuǎn)運動約束的必要條件，而是控制剩余自由度，兩零件初始位置的條件，后來會用到 這個條件完成旋轉(zhuǎn)運動的驅(qū)動設(shè)置?與InVentor的裝配約束相關(guān)：插入，以及軸線+端面對準，可直接被繼承為“旋轉(zhuǎn)”。AIP20

7、實戰(zhàn)教程 T6動，并非統(tǒng)稱意義上的“在平面上作運動、包圖16-4平移運動圖16-5圓柱運動3.2 平移運動(PriSmatiC)參見圖16-4 ,其中的圖標按鈕操作規(guī)則與旋轉(zhuǎn)運動雷同。與通常的“平移”有所不同的是: 這里所說的平移，將是沿著所指定 Z軸方向的直線運 括可能的沿著曲線運動”；所以，精確的描述應(yīng)當是“沿直線平移”。參見16-02c.IAM。?約束特點：名稱：平移；被約束的自由度數(shù)：5;約束要素：XiYiZ1=X2Y2Z2 (坐標軸方向相同) ， Q落在。乙線上? Z軸：指定零件運動的直線軌跡位置的 Z軸?？梢允枪?作軸，也可以是任何可能確定一根軸的幾何結(jié)構(gòu)；例 如：圓柱面、圓錐面等

8、?原點：在選定Z軸之后，指定這個零件運動坐標系的原 點位置。任何與Z軸不平行的平面或者可以定義一個點的幾何要素都可用；例如：端面、平面、圓弧棱 邊? X軸：這不是平移運動約束的必要條件，而是控制剩余 自由度，兩零件初始位置轉(zhuǎn)角條件?與InVentor的裝配約束相關(guān):對于16-02.IAM這樣的情況，就不容易直接使用運兩個不平行的端面對準可以轉(zhuǎn)換成平移運動。3.3 圓柱運動(Cylindrical)參見圖16-5。?約束特點：名稱：圓柱運動；被約束的自由度數(shù)：4;約束要素：乙=Z2? Z軸：指定這個零件運動坐標系的Z軸。可以是工作軸，也可以是任何可能確定一根軸的幾何結(jié)構(gòu)；例如： 圓柱面、圓錐面甚

9、至是棱邊?原點：在選定Z軸之后，指定這個零件運動坐標系的原 點位置，這不是圓柱運動約束的必要條件。? X軸：這不是圓柱運動約束的必要條件，而是控制剩余 自由度，兩零件初始位置轉(zhuǎn)角條件?與InVentor的裝配約束相關(guān)：參見16-03.IAM這樣的情況，利用“線-線重合” 的約束結(jié)果，可以被解釋成圓柱運動。3.4 球面運動(Spherical)參見圖16-6。?約束特點：名稱：平移；被約束的自由度數(shù)：3;約束要素：O=02可見，球面運動比柱面運動又減少一個自由度的約束。兩者的約束點。? Z軸IX軸：這不是球面運動約束的必要條件，而是控制剩余自由度?與InVentor的裝配約束相關(guān)：參見16-04.IAM 這樣的情況，利用“點-點重合”的約束結(jié)果，可以被解釋成球面運動；至于 到底是不是有“球面”介入并無關(guān)系4圖16-6球面運動3.5平面運動(PIanar)圖16-7平面運動參見圖16-7。?約束特點：名稱：平面運動；被約束的自由度數(shù)：3;約束要素：Y=Y和 O落在 OXZ面上這是典型的平動，包括移動和轉(zhuǎn)動。實際上只有選定的兩個平面的貼合。?平面：兩者的貼合平面。?原點/X軸：這不是平面運動約束的必要條件，而是控制剩余 自由度?與InVentor的裝配約束相關(guān)：參見16-05.IAM ,利用“面-面貼合”的約束結(jié) 果，可以被解釋成平面運動。3.6 點-線運動(Poi