產(chǎn)品三維建模與結(jié)構(gòu)設(shè)計（SolidWorks）課件：攪拌器的運動仿真和分析

攪拌器的運動仿真和分析一、碰撞檢查碰撞檢查是指在移動或旋轉(zhuǎn)零部件過程中檢查整個裝配體或者所選零部件之間的碰撞沖突。以滑塊機構(gòu)碰撞檢查為例，其操作步驟如下：1.打開“素材\組件裝配\任務(wù)4\滑塊機構(gòu)”中的裝配體文件，在“裝配體”選項卡中單擊“移動零部件”按鈕，彈出“移動零部件”屬性管理器。知識準備2.在“選項”欄內(nèi)選擇“碰撞檢查”，其他選項保持默認，如下圖所示。選擇碰撞檢查使用光標拖動“主動桿”，使其轉(zhuǎn)動，如下圖所示。拖動主動桿進行碰撞檢查如主動桿轉(zhuǎn)動期間停止則說明該機構(gòu)在運動過程中有碰撞干涉，如在轉(zhuǎn)動期間沒有停止則說明該機構(gòu)在運動過程中沒有碰撞干涉，完成碰撞檢查后單擊“確定”按鈕，退出碰撞檢查。二、運動算例1.運動算例界面運動算例是裝配體模型運動的圖形模擬，可以實現(xiàn)SolidWorks三維模型的虛擬運動，并且通過錄制產(chǎn)品的模擬裝配過程、模擬拆卸過程和模擬運行過程，將設(shè)計者的意圖更好地傳達給客戶，以便更加有效地交流設(shè)計思想、促進多方設(shè)計人員的協(xié)同工作。運動算例界面運動算例不更改裝配體模型或其屬性，其界面如下圖所示，包括MotionManager工具欄、MotionManager模型樹、時間線、時間欄、更改欄等。運動算例具有動畫、基本運動和運動分析三種類型，其用途如下：（1）動畫：可使用動畫來演示裝配體的運動。例如添加馬達（本書中的馬達即為電動機）來驅(qū)動裝配體一個或多個零件運動。（2）基本運動：可使用基本運動在裝配體上模仿馬達、彈簧、碰撞，以及引力，基本運動在計算運動時會考慮到質(zhì)量。（3）運動分析（Motion分析）：SolidWorksMotion是SolidWorks自帶插件之一，可分析裝配體上運動單元的運動效果。Motion分析計算能力強大，在計算時會考慮到材料屬性、質(zhì)量及慣性。2.添加馬達馬達能為零部件添加動力，使其能夠運動。馬達有線性馬達和旋轉(zhuǎn)馬達兩種類型。以滑塊機構(gòu)添加旋轉(zhuǎn)馬達為例，其操作步驟如下：（1）單擊繪圖區(qū)下部的運動算例選項卡，切換到運動算例界面，單擊MotionManager工具欄中的“馬達”按鈕，彈出“馬達”屬性管理器。（2）在屬性管理器的“馬達類型”欄中，單擊“旋轉(zhuǎn)馬達”按鈕，為滑塊機構(gòu)添加旋轉(zhuǎn)類型的馬達。（3）在“運動”欄中，選擇“馬達類型”為“等速”，馬達的轉(zhuǎn)速設(shè)置為“12RPM”，如下圖所示，單擊“確定”按鈕，生成馬達。馬達參數(shù)設(shè)置（4）單擊“馬達位置”顯示框，然后在繪圖區(qū)中單擊主動桿的圓柱面如下圖所示，將其指定為添加馬達的位置（馬達的方向采用默認的順時針方向）。馬達位置和轉(zhuǎn)向（5）單擊MotionManager工具欄中的“計算”按鈕，觀察滑塊機構(gòu)運動的動畫。3.運動分析啟動SolidWorksMotion插件后方可使用運動分析。運動分析的操作步驟如下：單擊MotionManager工具欄中的“算例類型”下拉選項，將“動畫”類型改為“motion分析”類型，然后添加馬達以及阻尼、彈簧、力、引力等參數(shù)后，單擊工具欄中的“計算”按鈕即可進行運動分析。4.仿真求解運動分析完成后，可以對結(jié)果進行后處理，分析計算的結(jié)果和進行圖解，如對運動零部件的位移、速度、加速度以及力等進行分析。以分析滑塊機構(gòu)的連桿角速度為例，其操作步驟如下：單擊MotionManager工具欄中“結(jié)果和圖解”按鈕，彈出“結(jié)果”屬性管理器，在“結(jié)果”欄中的“選取類別”下拉選項中，選擇“位移/速度/加速度”，在“選取子類別”下拉選項框中，選擇“角速度”，在“選取結(jié)果分量”下拉選項中，選擇“幅值”，如下圖所示。結(jié)果分析參數(shù)設(shè)置在繪圖區(qū)連桿上選擇一面，如下圖所示。選擇連桿單擊“確定”按鈕后將顯示角速度，如下圖所示。連桿角速度一、碰撞檢查1.打開攪拌器的裝配體啟動SolidWorks軟件后，單擊“打開”按鈕，打開“素材\組件裝配\任務(wù)4\攪拌器\攪拌器.SLDASM”文件，如下圖所示。任務(wù)實施打開攪拌器2.碰撞檢查（1）在“裝配體”選項卡中單擊“移動零部件”按鈕，彈出“移動零部件”屬性管理器，在“選項”欄內(nèi)選擇“碰撞檢查”，其他選項保持默認，如下圖所示。選擇碰撞檢查（2）使用光標拖動“主動桿”，使其轉(zhuǎn)動，如下圖所示。主動桿轉(zhuǎn)動期間有停止，說明攪拌器在運動過程中有碰撞干涉，經(jīng)檢查從動桿和攪拌池距離太近。拖動主動桿旋轉(zhuǎn)（3）在“移動零部件”屬性管理器的“選項”欄內(nèi)選擇“標準拖動”，將攪拌池拖動到距離從動桿較遠的位置。（4）在“移動零部件”屬性管理器的“選項”欄內(nèi)選擇“碰撞檢查”，根據(jù)上述方法檢查主動桿轉(zhuǎn)動期間有否停止情況，如果還有停止就需要重復(fù)前述步驟，再次調(diào)整攪拌池和從動桿的距離，直到碰撞檢查時沒有停止為止，完成碰撞檢查，單擊“確定”按鈕退出屬性管理器。二、運動仿真和分析1.添加馬達（1）裝配碰撞檢查完成后，單擊繪圖區(qū)下部的“運動算例1”選項卡，切換到運動算例界面。（2）單擊MotionManager工具欄中的“馬達”按鈕，彈出“馬達”屬性管理器。在“運動”欄中設(shè)置“馬達類型”為“等速”，馬達的轉(zhuǎn)速設(shè)置為“12RPM”，如下圖所示。馬達參數(shù)設(shè)置在繪圖區(qū)中單擊主動桿的圓孔，將其指定為添加馬達的位置，單擊“反向”按鈕，改變馬達轉(zhuǎn)向，如下圖所示，單擊“確定”按鈕退出屬性管理器。馬達位置和轉(zhuǎn)向（3）單擊MotionManager工具欄中的“計算”按鈕，觀察攪拌器機構(gòu)運動的動畫。2.仿真計算（1）單擊MotionManager工具欄中的算例類型下拉選項，選擇“Motion分析”。（2）單擊MotionManager工具欄中的“運動算例屬性”按鈕，系統(tǒng)彈出“運動算例屬性”屬性管理器，在“Motion分析”欄內(nèi)輸入“每秒幀數(shù)”為“50”，其余參數(shù)保持默認，單擊“確定”按鈕，如下圖所示。修改運動幀數(shù)（3）單擊“計算”按鈕，對攪拌器機構(gòu)進行運動分析計算。分析計算完成后，可以對結(jié)果進行后處理，分析計算的結(jié)果和進行圖解。3.攪拌連桿端點的線性位移分析（1）單擊MotionManager工具欄中“結(jié)果和圖解”按鈕，彈出“結(jié)果”屬性管理器。（2）在“結(jié)果”欄中的“選取類別”下拉選項中，選擇“位移/速度/加速度”，在“選取子類別”下拉選項中，選擇“線性位移”，在“選取結(jié)果分量”下拉選項中，選擇“X分量”，如下圖所示。結(jié)果分析參數(shù)設(shè)置（3）在繪圖區(qū)分別在連桿和支架上選擇一點（分析兩點間的位移），如下圖所示。選擇分析兩點間的位移單擊“確定”按鈕后顯示線性位移，如下圖所示。線性位移顯示4.攪拌連桿端點的線性速度分析（1）單擊MotionManager工具欄中“結(jié)果和圖解”按鈕，彈出“結(jié)果”屬性管理器。（2）在“結(jié)果”欄中內(nèi)的“選取類別”下拉選項中，選擇“位移/速度/加速度”，在“選取子類別”下拉選項中，選擇“線性速度”，在“選取結(jié)果分量”下拉選項中，選擇“X分量”，如下圖所示。結(jié)果分析參數(shù)設(shè)置（3）在繪圖區(qū)在連桿上選擇一點（分析該點的線性速度），如下圖所示。選擇分析線性速度的點單擊“確定”按鈕后顯示線性速度，如下圖所示。線性速度顯示5.攪拌連桿的角速度分析（1）單擊MotionManager工具欄中“結(jié)果和圖解”按鈕，彈出“結(jié)果”屬性管理器