12UGNX運動仿真基礎

1、項目1平面四連桿的運動仿真 學習目標 了解 NXNX 運動仿真的特點與應用 進入運動仿真模塊 了解運動仿真模塊的常用工具條的應用 了解運動仿真的一般步驟 能夠創(chuàng)建連桿并指定固定連桿 能夠創(chuàng)建運動副 能夠為運動副指定驅(qū)動 能為運動仿真設置解算器能運用動畫工具查看仿真結(jié)果1.1平面四連桿的機構原理與運動要求 平面四連桿機構是一種常用的結(jié)構，而所有運動副均為轉(zhuǎn)動副的四桿機構稱為錢鏈四桿機構，它是平面四桿機構的基本形式，其他四桿機構都可以看成是在它的基礎上演化而來的。 在平面四連桿中，選定其中一個構件作為機架之后，直接與機架連接的構件稱為連架桿，不直接與機架連接的構件稱為連桿， 能夠做整周回轉(zhuǎn)的構件被

2、稱作曲柄， 只能在某一角度范圍內(nèi)往復擺動的構件稱為搖桿。在錢鏈四桿機構中，有的連架桿能做整周轉(zhuǎn)動，有的則不能，兩構件的相對回轉(zhuǎn)角為 360360的轉(zhuǎn)動副稱為整轉(zhuǎn)副。整轉(zhuǎn)副的存在是曲柄存在 的必要條件，按照連架桿是否可以做整周轉(zhuǎn)動，可以將其分為 3 3 種基本形式，即曲柄搖桿 機構、雙曲柄機構和雙搖桿機構。錢鏈四桿機構的兩個連架桿中若一個為曲柄，另一桿為搖桿，則此機構稱為曲柄搖桿機構。曲柄搖桿機構的功能是：將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為擺動，或?qū)[動轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)動。 如圖 1 1- -1 1 所示，圖中由 4 4 個桿件組成了一個曲柄搖桿機構。桿件 L1L1、L2L2、L3L3、L4L4 在端點位置 A A、B B、

3、C C、D D 處分別較接，形成錢鏈四桿機構，其中 L4L4 為固定的機架，L1L1 為連桿，L2L2 為曲柄，L3L3 為搖桿。L2L2 可以做整周的轉(zhuǎn)動，而 L3L3 只能做擺動。 圖1-1曲柄搖桿機構 平面四連桿的機構進行運動仿真時，需要進行以下操作。 (1)(1)創(chuàng)建 4 4 個桿件的零件模型。 (2)(2)創(chuàng)建裝配文件，將各個桿件裝配到一個裝配文件中。 (3)(3)進入運動仿真模塊，并創(chuàng)建運動仿真。 (4)(4)將 4 4 個桿件定義為連桿。 (5)(5)將機架零件的連桿指定為固定連桿，不允許移動或旋轉(zhuǎn)。 (6)(6)在兩個連桿的連接部分創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)副，并且必須要注意其方位一致。 (7)

4、(7)需要在曲柄與機架連接的旋轉(zhuǎn)運動副上增加旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。 (8)(8)指定解算方案進行解算。 (9)(9)查看運動仿真的動畫結(jié)果。 1.2UGNX運動仿真基礎 1.2.1 UGNX運動仿真的特點與應用 NXNX 軟件是 SiemensPLMSoftwareSiemensPLMSoftware 的重要組成部分，其前身為 UnigraphicsNXUnigraphicsNX(簡稱 UGNXUGNX),),因而習慣上仍稱為 UGNXUGNX。NXNX 包含一整套的 CADCAD、CAMCAM 和 CAECAE 軟件應用程序，涵蓋了整個數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)過程，具有強大的設計、加工、分析能力。在汽車、機械、航

5、天、航空、家電、醫(yī)療儀器和模具等制造業(yè)中得到廣泛的應用。 NXNX 運動仿真(NX/Motion(NX/Motion) )是 NX/CAENX/CAE 模塊中的主要部分， 能對二維或三維機構進行復雜的運動學分析、 動力分析和設計仿真。通過 NXNX 的建模功能建立一個三維實體模型，利用運動仿真功能可以給三維實體模型的各個部件賦予一定的運動學特性，再在各個部件之間設立一定的連接關系即可建立一個運動仿真模型。NX/MotionNX/Motion 的功能可以對運動機構 進行大量的裝配分析工作、運動合理性分析工作，諸如干涉檢查、軌跡包絡等，得到大量運動機構的運動參數(shù)。通過對這個運動仿真模型進行運動學或

6、動力學運動分析就可以驗證該運動機構設計的合理性，并且可以利用圖形輸出各個部件的位移、坐標、加速度、速度和力的變化情況，可以指導對運動機構進行優(yōu)化設計。 傳統(tǒng)機械設計中，設計者僅僅是做出二維的零件圖或二維的裝配圖，無法準確地預測出機構在運行過程中各零件是否干涉、驅(qū)動力是否滿足、運動部件的行程能否達到要求等細節(jié)問題。若設計者對機構在運轉(zhuǎn)中的情況停留在理論計算以及自己對機構的分析評估上，在此條件下設計的機構不免會存在各種隱患和漏洞。制造完成的機構在運行中可能會面臨各種問題， 而需要對機構某部件再次進行設計或改進， 影響了工作效率。在機械設計過程中引入運動仿真功能可以直接避免上述問題，設計者可對仿真中

7、發(fā)現(xiàn)的問題進行相應的處理，同時也能夠為用戶提供更加直觀、更有說服力的動畫產(chǎn)品演示。 1.2.2 進入運動仿真模塊 要進行運動仿真，先要進入 NXNX 運動仿真的主界面。通常是在打開主模型之后再進入 仿真模塊。 1 .選擇運動仿真模塊 在 NXNX 的主界面中選擇【開始】| |【運動仿真】命令，將進入運動仿真模塊，如圖 1 1- -2 2 所示。 (SQA 能注意：如果當前模型未保存，或者保存后做過更改，系統(tǒng)將提示是否保存 當前文件，如圖 1 1- -3 3 所示。 圖1-2進入運動仿真 賽注意：如果已有打開的模型工作在仿真模塊，則需要先關閉活動的仿真部 件，如圖 1 1- -4 4 所示。 2

8、 .新建仿真 進入運動仿真后將顯示【運動】工具條，但是其顯示為灰色，也就是未被激活的狀態(tài),無法進行操作。在進行運動仿真之前必須先建立一個運動仿真方案，而運動模型的數(shù)據(jù)都存儲在運動仿真方案之中，所以運動仿真方案的建立是整個運動仿真過程的入口。 在運動導航器中選擇根目錄圖標，單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇【新建仿真】命令，如圖1 1- -5 5 所示，系統(tǒng)將打開【環(huán)境】對話框，如圖 1 1- -6 6 所示。 在【環(huán)境】對話框中選擇分析類型、指定高級解算方案選項與組件選項，然后指定仿真 名，再單擊【確定】按鈕將新建仿真方案。此時，【運動】工具條上的工具將被激活，可以 應用。 雌 3 u|十

9、日昭版金如. 口：外啊通把設計（T ctm悔 年回四 rtrl+SkLft+Ii 用高颯仿真舊 汽運動怙耳電. 4加工二J二噸口力爾H J基本拜境度I. I 中裝配 圖1-5新建仿真 圖1-3修改過的仿真主模型 圖1-4關閉活動的仿真部件 a運用導航器 圖1-6【環(huán)境】對話框 在分析類型中，運動學分析仿真機構的運動并決定機構在約束狀態(tài)下的位移、速度、加速度和反作用力的值的范圍。運動學分析時，對有自由度或有初始力的機構，解算器不能進行求解，這類機構需要作動力學分析，因而在大多數(shù)情況下都采用動力學分析。 運動仿真方案建立后便可以對三維實體模型設置各種運動參數(shù)了，在該仿真方案中設定的所有的運動參數(shù)都

10、將存儲在該運動仿真方案之中，由這些運動參數(shù)所構建的運動模型也將以該運動仿真方案為載體進行運動仿真。 1.2.3 UGNX運動仿真的用戶界面 運動仿真模塊的用戶界面與建模模塊的用戶界面基本相同，如圖 1 1- -7 7 所示為運動仿真的工作界面。運動仿真的工作界面分為工具條、運動導航器與繪圖區(qū)幾個部分。除了【標準】工具條外，還增加了【運動】工具條與【動畫控制】工具條。 潴注意：若單擊全屏顯示按鈕，將以整個屏幕作為繪圖區(qū)，可以獲得最大的 顯示范圍，而工具條將分組顯示并浮動在繪圖區(qū)之上，如圖 1 1- -8 8 所示。 1看餐吧WTTffi!同.叩一 圖1-7運動仿真的用戶界面 圖1-8全屏顯示 1

11、.2.4 運動導航器 運動導航器是用于管理運動仿真的樹形窗口，如圖 1 1- -9 9 所示。 在運動導航器中，將顯示運動仿真方案、連桿、運動副、解算方案、解算結(jié)果等運動仿真相關的對象。在運動導航器窗口，選擇對象后，單擊鼠標右鍵，將可以對所選對象進行編輯、刪除、克隆等操作。 伏宓 E 受描質(zhì) 32個對象向用BS盤空間即.2幅J783FIBnrew乎JW3JW3引注mm 0他IT05IT05一網(wǎng).Sululi.SululiMLMLL L JTarnJTarn- -ililKKZJIZJI EBB 庫 iUrarrri 01QLdtdz 一ELtsultsELtsults小亂 ffi網(wǎng)）AaiAa

12、i猛i iQTIQTI E E/ /ipb.Lnipb.LnTgg物 客nMiwCZnMiwCZ 運動仿真裝配模型的默認名稱為 文件夷 M3 本增瞄生5閩dCD:） 3 3. .卓位：） SIQ9.3 回C3C3IHotkIHotkonAsrionAsriL L露 IIII 1 1L Lrikiriki upup口s s x xmisimisi- -s s 仆國皿心 3 3咆。匕啊_1 1L Lan_lan_l 3 3n4tin4tiL L. . 旦slutLtit_lslutLtit_l. . 國f fn4lin4liwx_lwx_l- -5alutL5alutLQBQB. 口 Wig? 直

13、nvlinvli朝I I金，工plutiplutiSn_lSn_l3 3raolijwcSsflraolijwcSsflLutLutIotnlIotnl. .旦A4t3A4t31_.?=11_.?=1SffiSffiLuLLuLL Lot_!ot_!. .SfSfnlinli5 5&u&u QDiJQDiJ新建文件操作，必須先切換到其他工作模塊。 1.2.6UGNX運動仿真的實現(xiàn)步驟 UGNXUGNX 運動仿真和分析處理需分 3 3 個階段進行，介紹如下。 1 .前處理階段 建立一個運動仿真分析方案，設置每個零件的連桿特性，設置兩個連桿間的運動副和添加機構載荷，定義運動驅(qū)動。

14、2 .求解階段 解算器處理輸入數(shù)據(jù)，并生成輸出數(shù)據(jù)文件，再傳送到運動分析模塊中。 3 .后處理階段 運動分析結(jié)果的數(shù)據(jù)輸出為表格、 圖表、 動畫或報表文件， 并且可以根據(jù)需要進行機構運動特性的分析。 1.3 連桿 建立一個三維實體模型或者主裝配模型后，并不能直接將各個部件按一定的連接關系連接起來，必須給各個部件賦予一定的運動學特性， 即讓其成為一個可以與別的有著相同的特性的部件之間相連接的連桿構件。同時，為了組成一個能運動的機構，必須把兩個相 鄰構件（包括機架、原動件、從動件）以一定方式連接起來，凡是使兩個構件接觸而又保持某些相對運動的可動連接即稱為運動副。 連桿運動副相連接， 就組成了運動機

15、構， 多個運動機構就可以組成一個復雜的機構。 連桿是運動仿真中最基礎的部分，創(chuàng)建連桿通常是創(chuàng)建機構運動仿真的第一步。UGNXUGNX 中的連桿代表剛性體的機構特征，并不一定是桿件，任何剛性的結(jié)構件均可以指定為連桿， 如機架、箱體、齒輪等均可以定義為連桿。 皴注意：一個機構中的所有活動的部件必須指定為連桿，固定的部件也可以指定為連桿。 在工具條上單擊【連桿】圖標話框中的各個選項說明如下。 1 .連桿對象 連桿對象是用于選擇連桿特性的幾何模型。 選擇“選擇對象”選項后， 在圖形窗口中選擇將要作為連桿的幾何模型。 矍注意：可以選擇多個幾何模型作為一個連桿；但一個幾何體只能屬于一個 連桿，已經(jīng)被指定為

16、連桿的幾何模型不能被選中。 2 .設置 選中【固定連桿】復選框，則該連桿將被固定，即將所選的幾何體與“地”固定連接,同時將生成一個固定副。 3 .名稱 在【連桿】對話框中設置連桿的名稱，默認的名稱為桿名稱。 4 .質(zhì)量屬性選項 質(zhì)量屬性選項用于設置連桿的質(zhì)量特性，共包含以下 系統(tǒng)將彈出【連桿】對話框，如圖 1 1- -1111 所示。該對 L001L001、L002L002用戶可以指定連 3 3 個選項。 圖1-11【連桿】對話框 (1)(1)自動：由系統(tǒng)自動生成連桿的質(zhì)量特性，如果連桿是實體并指定了材料，根據(jù)連桿中的實體，系統(tǒng)可以按默認設置自動計算質(zhì)量特性。在大多數(shù)情況下，這些默認計算值可以

17、生成精確的運動仿真結(jié)果。 (2)(2)用戶定義：由用戶定義質(zhì)量特性，選擇該選項后，需要指定質(zhì)量和慣性選項。如選擇的連桿不是實體，則必須進行用戶定義。 (3)(3)無：不指定，進行運動學分析時，可以不考慮質(zhì)量屬性。 5 .質(zhì)量和慣性 當質(zhì)量屬性選擇為“用戶定義”時， 需要進行質(zhì)量和慣性的設置， 如圖 1 1- -1212 所示， 需要指定質(zhì)心位置、慣性的 CSYSCSYS 坐標系、質(zhì)量、質(zhì)量慣性矩(IxxIxx、IyyIyy、Izz)Izz)和質(zhì)量慣性矩積(IxyIxy、IxzIxz、IyzIyz) )。 6 .初始平動速率與初始轉(zhuǎn)動速度 這兩項用于設置連桿的初始平移速度和初始旋轉(zhuǎn)速度，通常情況

18、下都不作設置，即初速度為 0 0。當選中【啟用】復選框后，可以設置在指定方向上的平移速度或者繞指定軸的旋轉(zhuǎn)速度，如圖 1 1- -1313 所示。 1.4 材料 材料特性是計算質(zhì)量和慣性矩的關鍵因素, NXNX 的材料功能可用來創(chuàng)建新材料、檢索材料庫中的材料特性，并將這些材料特性賦給機構中的實體。 UGNXUGNX 創(chuàng)建的實體具有默認的密度值, 通常設為 8.73X108.73X106kg/mmkg/mm3 3。 圖1-12質(zhì)量和屬性 圖1-13初始平動速率與初始轉(zhuǎn)動速度 在運動仿真中，未分配特定材料的實體均采用此默認的密度值。 在 NXNX 運動仿真模塊中，可以為物體選擇特定的材料，系統(tǒng)將以

19、該材料的質(zhì)量和慣性矩進行解算。 在主菜單中選才 i i【工具】|【材料】|【指派材料】命令，將打開【指派材料】對話框,如圖 1 1- -1414 所示。在圖形區(qū)選擇零件實體，再在庫材料或者局部材料庫中的材料列表中選擇一種材料指派為所選實體的材料。 圖1-14【指派材料】對話框 在選擇材料時，可以進行材料的過濾，指定“類別”和“類型”將只顯示該類別或類 型的材料， 輸入名稱并按 EnterEnter 鍵后將檢索出材料中指定名稱的材料。 類別中可以選擇“金屬”、 “塑料”、“陶瓷”、“聚合物”、“其他”，類型則是指“各向同性”、“各向異性”、“正交各向異性”以及其他測試方式確定的材料類型。 懿注意

20、：一個物體只能有一種材料特性，指派材料后，原先的材料將被替換。 當所使用的材料在當前的材料庫中沒有時， 可以在菜單中選擇 【工具】 理材料 （創(chuàng)建） 】命令來創(chuàng)建新的材料。|【材料】|【管 1.5 運動副基礎 運動副用于將機構中的連桿連接在一起，從而使連桿一起運動。 在工具條上單擊【運動副】圖標/，可打開【運動副】對話框，如圖 1 1- -1515 所示，首先要選擇運動副的類型。再選擇將要進行連接的第一個連桿，可選擇連桿上的任何對象來選擇該連桿。系統(tǒng)將由選擇的對象自動判斷原點與方位。如果推斷的原點和方位不正確，則需要重新定義運動副的原點和方位。 圖1-15【運動副】對話框 如果有相關聯(lián)的連桿，

21、則需要在【基本】選項組中選擇基本連桿，不選擇【基本】選 項組中的連桿則表示運動副與機架連接，即只按指定的原點與方位進行旋轉(zhuǎn)或移動?！净尽?選項組中的【嚙合連桿】復選框被選中時，需要選擇運動副的基本連桿，并且需要指定原點與方位。選擇與設置方法和操作連桿類似。如果不選中【嚙合連桿】復選框，則連桿保持當前的相對位置不變，只需要選擇一個對象作為連桿即可。 1.6 解算方案 進行運動仿真時，可以建立一個或多個解算方案，在解算方案中，可以定義不同的分析條件，從而可以讓用戶對不同的分析條件進行試算。 在工具條上單擊【解算方案】圖標，將打開【解算方案】對話框，如圖 1 1- -1616 所示，在對話框中需要

22、進行解算方案選項與重力的設置，對每個求解方案可以定義下面一些參數(shù)。 圖1-16解算方案 懿注意：解算方案中設置的參數(shù)將覆蓋運動預設置中所設置的參數(shù)值。 1 .解算方案類型 解算方案的類型包括“常規(guī)驅(qū)動”、“錢鏈運動驅(qū)動”和“電子表格驅(qū)動”等，可以選擇驅(qū)動方式，但需要與運動驅(qū)動相配合。 2 .分析類型 解算方案類型為“常規(guī)驅(qū)動”時，分析類型包括“運動學/動力學”、“靜態(tài)平衡”、“控 制/動力學”3 3 個選項，通常采用“運動學/動力學”選項。 3 .時間與步數(shù) 時間是表示模型分析的時間周期；步數(shù)值是表示在規(guī)定時間段中需要計算和顯示的步數(shù)。步數(shù)值太小會影響仿真的精度，步數(shù)值太大則需要較長的分析時間

23、。 4 .重力 【重力】項用于對當前的求解方案設置重力方向與重力常數(shù)值。 5 .名稱 【名稱】項后指定的名稱將顯示在運動導航器中。 6 .求解器參數(shù) 求解器參數(shù)決定了運動仿真分析的計算精度，其選項如圖 1 1- -1717 所示。計算精度與計算 時間是成反比的，即精度越高，處理時間越長。 在解算方案確定后，單擊工具條上的【解算】圖標將進行解算。 圖1-17求解器參數(shù) 1.7 動畫 UGNX/MotionUGNX/Motion 的運動分析模塊可以設置運動分析的類型，在分析完成后，可以直觀地 以動畫的形式輸出運動模型不同的運動狀況，便于用戶比較準確地了解所設計的運動機構實現(xiàn)的運動形式。 進行解算生

24、成分析結(jié)果后，在工具條上顯示有【動畫控制】工具條，如圖 1 1- -1818 所示, 可以進行動畫的播放等運動控制。 圖1-18【動畫控制】工具條 器注意：在播放動畫后，需要單擊【完成動畫】圖標或者【返回到模型】圖 標退出動畫，否則不能進行除了動畫播放以外的其他任何操作。 單擊工具條上的【動畫】圖標汽，將彈出【動畫】對話框，如圖 1 1- -1919 所示，同時顯示一個懸浮文本框。懸浮文本框顯示當前的時間與步數(shù)，用戶也可以輸入運動時間或步數(shù)，直接跳轉(zhuǎn)該位置。 【動畫控制】工具條與【動畫】對話框的設置是通用的，而運動控制部分是相同的。 1 .滑動模式 運動仿真過程的控制可以有兩種，在滑動模式下可

25、以看到有“時間(秒)”和“步數(shù)” 兩種模式，選擇不同的模式，下面就將呈現(xiàn)不同的控制方式，如圖 1 1- -2020 所示。 療動模式(gg秒)二| .0000.0000 Q .00口口.B333 (a)時間(秒) 滑動模式除數(shù)Irl 0 0 D100100 (b)步數(shù) 圖1-20兩種滑動模式 2 .運動控制 對運動過程控制的功能主要是由【運動控制】選項來實現(xiàn)的。 (1)(1)第一步返回到起始位置，可以查看初始位置時的狀態(tài)。 圖1-19【動畫】對話框 (2)(2)單步向后 H H：單擊該按鈕將后退一步，可以查看運動模型上一個運動步驟的狀態(tài)。 (3)(3)播放，：單擊該按鈕可以查看運動模型在設定的

26、時間和步驟內(nèi)的整個連續(xù)的運動過程，在繪圖區(qū)將以動畫的形式輸出。 (4)(4)單步向前 M M：單擊該按鈕將前進一步，可以查看運動模型下一個運動步驟的狀態(tài)。 (5)(5)最后一步前進到結(jié)束位置，可以查看運動末尾時的狀態(tài)。 (6)(6)暫停 IIII：在播放過程中暫停，運動模型將停留在當前位置。 (7)(7)結(jié)束:結(jié)束播放，運動模型將返回到初始狀態(tài)。 3 .動畫延時 動畫延時用于指定每一步的停留時間，設置為 0 0 時表示不停留，越往右則每一步的停 留時間越長。 4 .播放模式 進行播放時，有 3 3 種播放模式可選。 (1)(1)播放一次一：只播放一次，到最后一步后將停止。 (2)(2)循環(huán)播放

27、。：循環(huán)連續(xù)播放，到最后一步后返回第一步繼續(xù)播放。 (3)(3)往返播放=:往復播放，到最后一步后將倒序播放，到第一步時再正向播放。 5 .初始位置 (1)(1)設計位置力.：使運動模型回到未進行運動仿真前置處理的初始三維實體設計狀態(tài)。 (2)(2)裝配位置力：使運動模型回到進行了運動仿真前置處理后的力學運動分析模型的狀態(tài)，即零件處于裝配位置。 6 .導出至電影 在【動畫】對話框中單擊【導出到電影】圖標品，將打開【錄制電影】對話框，如圖 1 1- -2121 所示，指定文件后，單擊 OKOK 按鈕將把動畫輸出為 AVIAVI 格式的影片。 圖1-21【錄制電影】對話框 7 .動畫采樣率 動畫采

28、樣率用于決定動畫播放時的速度，其值為 1 11010。動畫采樣率越大，則播放速 度越快，同時也決定了進行單步向前或者單步向后時一次性跳轉(zhuǎn)的步數(shù) O O 1.8 平面四連桿運動仿真的實施 四連桿模型如圖 1 1- -2222 所示，已經(jīng)完成了 4 4 個零件的模型創(chuàng)建，文件名分別為 T1T1- -1 1、T1T1- -2 2、 T1T1- -3 3、T1T1- -4,4,要求進行運動仿真觀察其運動規(guī)律。 再在運動仿真中設置不同的連接位置調(diào)節(jié)連桿的長度， 如圖1 1- -2323 所示，觀察其運動變化。 圖1-23不同連桿連接位置 1.8.1 創(chuàng)建裝配文件 X步驟 1 1 啟動 NXNX 啟動 U

29、GNX8UGNX8 軟件。 新建裝配文件 在工具條上單擊【新建】圖標，系統(tǒng)將彈出【新建】對話框，在模板中選擇“裝配”選項，再指定名稱為“LS1.prtLS1.prt，如圖 1 1- -2424 所示。單擊【確定】按鈕新建一裝配文件。 更樣A A 名?。航ǚ受系剑哄九?注:墨米 上批蜂國財國：0 0V V2 29 9電機口叮E9E9上午 KiKi：冽募俱L L開通幸加出并 IMII1 ilil小和西設計 外疏必福計 ITITg g 居曩屯暖 空臉i:i: 4 國i i布規(guī) 部曹T T版。機*用 挑白 E 限年事 口電氣用規(guī) HTHT氣工口空白 朝困境. 圖1-22平面四連桿機構 WL 日國由F

30、F第0434104341 貼的iFJftffiiFJftffi， 捫SJE&I*TQJ* F0rslM1L2raM1L2ra4141力 UfiUfi,四工I I注 m|加工u u也潮I I機電根上前 ffiffi_ _A A SSA A 扁 病事工單叵x x： X X 步驟 3 3 添加組件 新建完裝配文件之后，系統(tǒng)彈出【添加組件】對話框，單擊【打開】圖標匕系統(tǒng)彈出【部件名】對話框，如圖 1 1- -2525 所示。選擇 LS1LS1 目錄下的 4 4 個文彳 T1T1- -1 1、T1T1- -2 2、T1T1- -3 3、T1T1- -4,4,單擊 OKOK 按鈕完成部件選擇，返回

31、到【添加組件】對話框，放置在“絕對原點”，再 選中【分散】復選框，如圖 1 1- -2626 所示，單擊【確定】按鈕將部件添加到當前裝配文件中，顯示的模型如圖1 1- -2727 所示。 川提示：在打開文件時，同時將多個文件選中，可以一次性地添加多個組件。 在定位時，選中【分散】復選框，使組件不疊在一起。 圖1-25選擇組件文件 圖1-26添加組件 派步驟 4 4 移動組件 單擊【裝配】工具條上的【移動】圖標，拾取部件 3,3,將其往前拖動，如圖 提示：移動部件為了觀察與操作方便。 X X 步驟 5 5 保存文件 單擊工具條上的【保存】圖標，保存文件。 44提示：裝配完成后，必須保存文件，否則

32、在進入仿真模塊時將提示保存文件。 1.8.2 運動仿真 X X 步驟 1 1 進入運動仿真模塊 在 NXNX 的主界面中選擇【開始】| |【運動仿真】命令，將進入運動仿真模塊，如圖 |令開.:二 1 一,期舊金妙.Ctrl+AIHI 工外觀通型設計。c I6t韶！3QJ.Ctrl+Shift+B 澳江:戳一CLrltAltHI ；|金豐環(huán)境也上一 卡裝配口 圖1-29進入運動仿真模塊 圖1-27添加的組件 1 1- -2828 所示。 1 1- -2929 所示。 Z 圖1-28移動組件 X X 步驟 2 2 新建仿真 進入運動仿真模塊后， 將顯示運動導航器， 選擇根目錄 【新建仿真】命令，如

33、圖 1 1- -3030 所示。 派步驟 3 3 環(huán)境設置 新建仿真之后系統(tǒng)將彈出【環(huán)境】對話框，如圖 1 1- -3131 所示，選擇分析類型，再指定仿真名，單擊【確定】按鈕完成運動仿真環(huán)境設置。工具條上的各圖標將高亮顯示，處于激活狀態(tài)。 步驟 4 4 工作圖層設置 在主菜單中選才 i i【格式】|【圖層設置】命令，打開【圖層設置】對話框，在其中設置 工作圖層為 151,151,如圖 1 1- -3232 所示，單擊【關閉】按鈕改變工作圖層。 LS1LS1, ,再單擊鼠標右鍵，選擇 圖1-30新建仿真 圖1-31【環(huán)境】對話框 圖1-32圖層設置 派步驟 5 5 指定連桿 1 1 在工具條上

34、單擊【連桿】圖標系統(tǒng)彈出【連桿】對話框，如圖 1 1- -3333 所示，在圖形 上選擇部件 1,1,如圖 1 1- -3434 所示，單擊【應用】按鈕確定創(chuàng)建連桿 L001L001。 圖1-33【連桿】對話框 44提示：單擊【應用】按鈕不關閉對話框，直接進行下一連桿的創(chuàng)建。 派步驟 6 6 指定連桿 選擇部件 2 2 創(chuàng)建連桿 L002L002, ,選擇部件 3 3 創(chuàng)建連桿 L003L003, ,再選擇部件 4 4 創(chuàng)建連桿 L004L004, ,在各個部件將顯示連桿標識，如圖 1 1- -3535 所示。 圖1-35指定連桿 提示： 固定連桿相當于創(chuàng)建運動副“固定副”， 也可以在創(chuàng)建時選

35、擇設置中的“固定連桿”選項。 派步驟 8 8 創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)副 1 1 固定連桿 在運動導航器上選擇連桿 L004,L004,單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇【固定連桿】 命令，如圖 1 1- -3636 所示。將部件 4 4 作為固定部件，則 L004L004 上將顯示固定標志，同時創(chuàng)建了一個固定副 J001,J001,如圖 1 1- -3737 所示。在部件 4 4 上將顯示固定副，如圖 1 1- -3838 所示。 一反涔rllarllaKIIKII雷J 回 回小 mti。工 liRtcwrUynSIttici -的飛 Links 口旨曾一評一Ialg-Iw 上 - -f f nnliaj

36、lRscurpynSttic=nnliajlRscurpynSttic= 日穹 QLinks 在工具條上單擊【運動副】圖標如圖 1 1- -3939 所示。 ，打開【運動副】對話框，選擇類型為“旋轉(zhuǎn)副” X曲1除* 圖1-36固定連桿 圖1-37 運動導航器 H4UBS -1 回的 Jqinht 圖1-38顯示固定副 在圖形區(qū)選擇連桿 L001L001 為操作連桿，如圖 1 1- -4040 所示；再選擇 Y Y 軸方向為其方位矢量， 如圖 1 1- -4141 所示；在對話框中選擇“指定原點”的指定方式為“圓心點”，如圖 1 1- -4242 所示, 選取 L001L001 左側(cè)的圓心點作為

37、原點，則在該圓心點將顯示一個坐標系，如圖 1 1- -4343 所示。 圖1-39【運動副】對話框 圖1-41指定方位 圖1-42指定原點方式 圖1-43拾取圓心點 在【運動副】對話框中的【基本】選項組中，選中【嚙合連桿】復選框，再單擊【選 擇連桿】按鈕，在圖形區(qū)選擇連桿 L003,L003,如圖 1 1- -4444 所示；再選擇 Y Y 軸方向為其方位矢量， 如圖 1 1- -4545 所示，在對話框中選擇“指定原點”的指定方式為“圓心點”，選取 L003L003 臺階處 的圓柱外邊線的圓心點作為原點，如圖 1 1- -4646 所示。 單擊【應用】按鈕確定創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)副 J002,J002,

38、在圖形上將顯示旋轉(zhuǎn)副 J002,J002,如圖 1 1- -4747 所示。 圖1-44選擇連桿3 提示：選擇連桿時，如果選擇面，系統(tǒng)不能自動判斷原點與方位，需要進行指定。 派步驟 9 9 創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)副 2 2 在【運動副】對話框選擇“選擇連桿”選項，在圖形區(qū)拾取連桿 L001L001 的右側(cè)孔的后方 邊線，如圖 1 1- -4848 所示，系統(tǒng)將自動在圓心位置創(chuàng)建坐標系來確定原點與方位，如圖 1 1- -4949 所示；選中【嚙合連桿】復選框，再單擊【選擇連桿】按鈕，在圖形區(qū)拾取連桿 L002L002 臺階 處的圓柱外邊線，如圖 1 1- -5050 所示，則在該圓心點位置顯示原點與方位，如圖

39、 1 1- -5151 所示，圖1-45指定矢量 圖1-46拾取圓心點 圖1-47旋轉(zhuǎn)副J002 可以發(fā)現(xiàn)其方向與連桿 1 1 相反；在【運動副】對話框中單擊【反向】按鈕，如圖 1 1- -5252 所示; 則連桿 2 2 上的方向也會反向，與連桿 1 1 對應，如圖 1 1- -5353 所示。單擊【應用】按鈕確定創(chuàng)建 旋轉(zhuǎn)副 J003J003。 提示：選擇連桿時，如果選擇的對象是圓，則以圓心為原點，垂直于圓所 在平面白線為 Z Z 軸，自動確定原點與方位，當然對系統(tǒng)自動確定的原點與方位 也可以重新手工設定。 ,撇注意：一個旋轉(zhuǎn)副中的方位一定要一致，否則將可能產(chǎn)生錯誤的裝配位置。 派步驟 1

40、010 創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)副 3 3 在【運動副】對話框中選擇“選擇連卞 F F 選項，在圖形區(qū)拾取連桿 L002L002 的下端孔的后 方邊線，如圖 1 1- -5454 所示；選中【嚙合連桿】復選框，再單擊【選擇連桿】按鈕，在圖形區(qū)拾取連桿 L004L004 右側(cè)圓柱臺階處的外邊線，如圖 1 1- -5555 所示，單擊【應用】按鈕確定創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)副 J004J004。 派步驟 1111 創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)副 4 4 在【運動副】對話框中選擇“選擇連卞 F F 選項，在圖形區(qū)拾取連桿 L003L003 的下端孔的后 方邊線，如圖 1 1- -5656 所示；選中【嚙合連桿】復選框，再單擊【選擇連桿】按鈕，在圖形區(qū)

41、 圖1-54拾取連桿2的孔邊線圖1-55拾取連桿4的孔邊線 拾取連桿 L004L004 左側(cè)圓柱臺階處的外邊線，如圖 圖1-56選擇連桿L003為操作連桿 1 1- -5757 所示。 露 圖1-57選擇連桿4的邊線 在【運動副】對話框中選擇【驅(qū)動】選項卡，設置【旋轉(zhuǎn)】選項為“恒定”，如圖 1 1- -5858 所示，再指定初速度為 60deg/s,60deg/s,如圖 1 1- -5959 所示，單擊【應用】按鈕確定創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)副 J005J005。 完成旋轉(zhuǎn)副設置后在圖形上將顯示運動副標記，如圖各個運動副，如圖 1 1- -6161 所示。 1 1- -6060 所示；在運動導航器中顯示 由一

42、爸MIOS3運動導制雅 4 4國 -口motinn_motinn_ - -gjgjQ QLinkzLinkz 的q qU1U1 0UXE0UXE的Q QID03ID03010001004 4 =的JaixvtHJaixvtH的鑄J001J001的嬖MEME的希J0C3J0C30?=JOO0?=JOO4 4 圖1-58指定旋轉(zhuǎn)驅(qū)動類型 圖1-59指定初速度 圖1-60顯示運動副 提示：可以在創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)副時直接指定驅(qū)動。 圖1-61運動導航器 步驟 1212 解算方案設置 在工具條上單擊【解算方案】圖標二,打開【解算方案】對話框，設置時間為 6,6,步 數(shù)為 600,600,如圖 1 1- -626

43、2 所示，單擊【確定】按鈕完成解算方案設置。 4 4 為提示：設置時間為 6s,6s,可以完成一整圈的運動，步數(shù)則會影響計算時間與計算精度，步數(shù)越多，則計算精度越高，但計算時間越長。 X步驟 1313 解算 在工具條上單擊 【求解】 圖標如圖 1 1- -6363所示。 X X 步驟 1414 動畫播放 解算完成后，在圖形區(qū)將激活【動畫控制】工具條，單擊【播放】圖標所示，將開始,系統(tǒng)將進行解算，同時可能會給出一個提示信息, 提示：信息提示有冗余約束，但不影響解算。 ,如圖 1 1- -6464 圖1-62解算方案 圖1-63提示信息 動畫播放，如圖 1 1- -6565 所示為播放過程。 圖1

44、-64動畫控制 圖1-65動畫播放 步驟 1515 動畫過程查看 在動畫播放過程中，可以進行暫停，也可以進行單步的前進或后退，如圖 1 1- -6666 所示為查看極限的連桿運動位置與狀態(tài)。 圖1-66極限位置查看 步驟 1616 指定時間查看位置 單擊第一步按鈕，返回到起始位置。在浮動選項中，輸入時間為 看對應時間點的運動狀態(tài)，如圖 1 1- -6767 所示。 X X 步驟 1717 結(jié)束動畫 在工具條上單擊【完成動畫】圖標 與。提示：在動畫狀態(tài)下，很多功能不能使用。 X X 步驟 1818 保存 在工具條上單擊【保存】圖標以，保存運動仿真文件。 1.8.3 改變連接點的運動仿真 派步驟

45、1 1 克隆 在運動導航器上選擇運動仿真 motion_1motion_1, ,單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇【克隆】命令，如圖1 1- -6868 所示，從而復制一個運動仿真，系統(tǒng)將創(chuàng)建運動仿真 motion_2motion_2, ,并且 激活了 motion_2motion_2, ,如圖 1 1- -6969 所示。 與 0 0 提示：克隆的方案將以原方案為基礎，初始狀態(tài)下與原方案完全一致，但不復制原方案的結(jié)果。1 1、3 3、5 5 可以分別查 粹，退出動畫播放狀態(tài)。 圖1-67不同時間節(jié)點的運動狀態(tài) 圖1-71【運動副】對話框上居一二 XH照 飛僦哇淑 陸新建源 用新建傳新副卜

46、RecurDysiSuUsRecurDysiSuUs& &cici 離新建直接器卜 UomaLKun 名麹: 1 e四一 由 的 QLinksI 三HJoinl：臼Saluitisdi 圖1-68克隆 一m修一為i盤一名腑就再環(huán)境 篇 第 noli 口工 1 白-網(wǎng) GqtixkMAD 山的“與 日阿電 Linln： 2QUCH 厘 IQ, U303, 的-LOCiqM 由 Joints 的 51 抑MEinHQE磯 Ji-iDrivers Q%ads 圖1-69克隆的motion_2 X X 步驟 2 2 編輯旋轉(zhuǎn)副 展開 motion_1motion_1 下的運動副，選擇旋

47、轉(zhuǎn)副 J003,J003,單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選 擇【編輯】命令，如圖 1 1- -7070 所示。系統(tǒng)將打開【運動副】對話框，在【操作】選項組中選 擇“指定原點”選項，如圖 1 1- -7171 所示，拾取中間的孔的后邊線，如圖 1 1- -7272 所示，以該圓 心點為原點，如圖 1 1- -7373 所示。單擊【確定】按鈕完成旋轉(zhuǎn)副的修改。 S3運動等鬣黑 Snotion由回%Links0Joints Hjooi的伊JOCK00 JM4回國JOOSl-l&SGu5iU降DriversI|飛 Lobds X珈娃飛團重命名i.信息門導出 圖1-70編輯旋轉(zhuǎn)副 步驟 3 3

48、 求解 在工具條上單擊【解算】圖標，系統(tǒng)將進行解算，同時可能會給出一個提示信息。 X X 步驟 4 4 動畫播放 在工具條上單擊【動畫】圖標送，打開【動畫】對話框，選擇播放模式為“循環(huán)播放” 0,0,如圖 1 1- -7474 所示，單擊【播放】圖標開始動畫播放，并且將連續(xù)循環(huán)播放，如圖 1 1- -7575 所示為播放過程的一個畫面。單擊【停止】圖標將結(jié)束動畫播放。 圖1-72拾取孔邊線 圖1-73新的原點 導出守電器 圖1-77提示信息 X X 步驟 6 6 隱藏部分連桿 在運動導航器上展開動畫 DefaultAnimationDefaultAnimation, ,去選 L003L003

49、與 L004,L004,將這兩個連桿在動 畫播放時隱藏，如圖 1 1- -7878 所示。單擊【播放】圖標.開始動畫播放，將只顯示連桿 L001L001 與 L002L002 的運動狀態(tài)，如圖 1 1- -7979 所示。 0 運動導偏器 名稀 甚因 0 0弓力0 0七口則5 5 畝2飛U猛& ffl 回產(chǎn)girrttgirrtt 送S SO OI IU UH HM MU.U. Dtrir&trEDtrir&trE r r- -i iQ Q Q Qr*r*斯&TiltsTilts 0 0XriinationXriination M MBfBfJ J 0 0&am

50、p; &LaniLani000000002 2臼飛,masmas 圖1-78隱藏連桿 X X 步驟 7 7 結(jié)束動畫 在工具條上單擊【完成動畫】圖標 封匕IMIB備國 濰，退出動畫播放狀態(tài)。 派步驟 5 5 導出至電影 在【動畫】對話框中，選擇播放模式為“單次”4,單擊【導出至電影】圖標七，打 開【錄制電影】對話框，指定文件名為“LS1LS1- -2.avi2.avi，如圖 1 1- -7676 所示，單擊 OKOK 按鈕開始錄制影片，系統(tǒng)將自動播放并錄制動畫，錄制完成后將顯示提示信息，如圖 1 1- -7777 所示。 圖1-76錄制電影 圖1-79部分連桿動畫 ，保存運動仿真文件“

51、motion_2.simmotion_2.sim”。 X X 步驟 9 9 查看文件 打開文件夾 LS1,LS1,顯示文件如圖 1 1- -8080 所示。 E:E: Bo+iinBo+iin LSILSI LSILSI 一r對象反一一我的電咱 圖1-80創(chuàng)建的仿真文件 1.8.4 任務總結(jié) 本任務完成了一個平面四連桿機構的運動仿真，先創(chuàng)建了一個裝配文件，再進入運動仿真模塊并作初始設置，指定了各個桿件為連桿，并指定機架為固定連桿，接著創(chuàng)建各個連桿連接的旋轉(zhuǎn)運動副，并指定了曲柄連桿的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，然后指定解算方案進行解算得到運動分析結(jié)果，最后通過動畫來檢查平面連桿機構的運動過程。在完成第一方案的運動

52、仿真分析后，復制了一個運動仿真方案，并編輯連桿與搖桿的旋轉(zhuǎn)副，改變連桿上的原點位置，再次進行解算，可以進行兩個方案的運動對比。在完成任務過程中注意以下幾點： (1)(1)創(chuàng)建的裝配文件中只調(diào)入了部件，并沒有進行裝配約束，這就需要進行連桿與運動副的創(chuàng)建。 (2)(2)進入仿真模塊后，必須先創(chuàng)建一個運動仿真方案，進行初始設置，然后才能進行其他操作。 (3)(3)創(chuàng)建連桿時，選擇一個連桿，單擊一次【應用】按鈕即可指定連桿。 (4)(4)由于裝配文件中只是將部件加載，因而在創(chuàng)建運動副時，必須指定嚙合連桿。 (5)(5)創(chuàng)建運動副時，合理的選擇位置非常重要，選擇正確的位置將由系統(tǒng)自動判斷得到原點與方位。

53、 (6)(6)創(chuàng)建運動副時，需要確認選擇的操作連桿與基本連桿的矢量方向一致。 (7)(7)解算完成后，可以進行動畫播放，并可以結(jié)合運用運動控制按鈕與浮動步數(shù)框進行特定位置的運動狀態(tài)查看。 (8)(8)進行多個方案對比時，可以通過克隆原方案，在原方案基礎上再做修改。 (9)(9)在運動導航器中，可以進行各個對象的顯示與否的控制。 1.9拓展：運動仿真模塊預設置 運動仿真模塊預設置功能可控制顯示參數(shù)、分析文件及后處理參數(shù)。這些參數(shù)用來控制運動仿真對象的保存 &it 捷索文件賽區(qū)， .rplt 在工具條上單擊【保存】圖標 地址CDCD）已E Ejj|ntinBALSlUIjj|ntinBALSlUI 其它位置 編后里 HCIHCIlaecnL.rpltlaecnL.rplt Q Qlala ntioaKntioaK- -E E- -suluiticiiL.FsuluiticiiL.Fada