运动仿真
UG运动仿真分析

UG运动仿真分析UG运动仿真分析即使用UG软件进行工程产品的运动仿真分析,主要用于预测产品在实际运动中的性能和行为。
通过对产品进行虚拟运动仿真,可以帮助工程师发现潜在的问题并优化设计,在产品开发过程中节约时间和成本。
UG运动仿真分析是一种基于虚拟现实技术的仿真分析方法,它将产品的CAD模型导入到仿真软件中,然后通过定义物理约束、运动路径和加载条件等参数,模拟产品在不同工况下的运动行为。
UG软件提供了丰富的运动仿真功能,如运动路径规划、关节运动分析、碰撞检测等,可以满足各种不同类型产品的仿真需求。
首先,UG运动仿真可以帮助工程师验证产品的运动性能。
通过定义运动路径和加载条件,可以模拟产品在不同工况下的运动行为,如机械手臂的运动轨迹、工件在传送带上的运动速度等。
通过分析仿真结果,工程师可以评估产品的运动性能是否满足设计要求,是否存在冲突、干涉等问题。
其次,UG运动仿真可以帮助工程师优化产品设计。
在仿真分析过程中,工程师可以修改运动参数、物理约束等,观察仿真结果的变化,从而优化产品设计。
例如,在机械装配过程中,通过仿真分析可以发现零件间的相互干涉,然后对设计进行调整,以确保零件能够顺利装配。
此外,UG运动仿真还可以帮助工程师预测产品的寿命和疲劳性能。
通过加载条件和运动路径的定义,可以模拟产品在使用过程中的受力情况。
工程师可以通过分析仿真结果,评估产品的强度和刚度是否满足设计要求,以及是否存在疲劳寿命不足等问题。
如果发现问题,可以通过调整设计、材料等来解决。
此外,UG运动仿真还可以与其他仿真分析方法结合使用,如结构强度、热传导等。
通过将运动仿真的结果导入其他仿真模型中,可以获得更全面的产品性能分析结果。
例如,在汽车碰撞仿真中,可以将车辆的运动仿真结果和车身强度分析结果相结合,得出更准确的碰撞效果评估。
总之,UG运动仿真是一种有效的工程产品分析方法,可以帮助工程师验证产品的运动性能、优化设计、预测产品的寿命和疲劳性能,并与其他仿真方法结合使用,提供更全面的产品性能分析。
PROE运动仿真分析

PROE运动仿真分析PROE(Pro/ENGINEER)是由美国Parametric TechnologyCorporation(PTC)公司所开发的一套3D CAD软件系统。
它是一款功能强大的工程设计与制造软件,广泛应用于机械工程、汽车工程等领域。
在PROE中进行运动仿真分析可以帮助工程师们更好地了解和优化他们的设计方案。
运动仿真分析是一种通过模拟机械系统在给定条件下的运动来评估其性能和运行情况的方法。
通过对设备或产品的运动进行分析与仿真,可以预测其运动特性、动力学行为和相应的应力应变等情况。
这对于设计师来说非常重要,因为它可以在实际制造之前发现问题并进行相应的调整,从而节省时间和成本。
在PROE中进行运动仿真分析有几个基本步骤。
首先,我们需要创建一个装配模型,也就是包含了所有相关零部件的模型。
然后,我们需要为每个零件定义其运动关系和约束条件。
这些条件可以是固定的,也可以是变化的。
接下来,我们需要选择适当的运动学分析工具,例如正向动力学和逆向动力学。
运动学分析允许我们确定系统的运动规律和轨迹。
最后,我们需要对系统的受力和应力进行分析,以确定零件的强度和稳定性。
PROE中的运动仿真分析可以帮助工程师在设计过程中解决各种问题。
以下是一些典型的应用案例:1.碰撞检测:PROE可以模拟装配过程中各个零部件之间的碰撞情况。
这可以帮助设计师排除可能导致装配错误或故障的问题。
2.动力学分析:通过对装配模型进行运动仿真分析,可以确定各个零部件的运动规律和速度变化。
这对于设计运动机构和机械设备非常重要。
3.振动分析:PROE可以帮助评估系统的振动特性,包括自由振动频率和振幅。
这对于减少振动和噪音问题非常有用。
4.受力和应力分析:工程师可以使用PROE进行受力和应力分析,以确定系统中可能存在的弱点和潜在的破坏部位。
这对于优化设计方案和提高产品强度至关重要。
5.运动优化:PROE可以帮助工程师优化机械系统的运动性能,例如减少摩擦、优化速度和精度等。
运动仿真

运动仿真本章主要内容:●运动仿真的工作界面●运动模型管理●连杆特性和运动副●机构载荷●运动分析9.1 运动仿真的工作界面本章主要介绍UG/CAE模块中运动仿真的功能。
运动仿真是UG/CAE(Computer Aided Engineering)模块中的主要部分,它能对任何二维或三维机构进行复杂的运动学分析、动力分析和设计仿真。
通过UG/Modeling的功能建立一个三维实体模型,利用UG/Motion的功能给三维实体模型的各个部件赋予一定的运动学特性,再在各个部件之间设立一定的连接关系既可建立一个运动仿真模型。
UG/Motion的功能可以对运动机构进行大量的装配分析工作、运动合理性分析工作,诸如干涉检查、轨迹包络等,得到大量运动机构的运动参数。
通过对这个运动仿真模型进行运动学或动力学运动分析就可以验证该运动机构设计的合理性,并且可以利用图形输出各个部件的位移、坐标、加速度、速度和力的变化情况,对运动机构进行优化。
运动仿真功能的实现步骤为:1.建立一个运动分析场景;2.进行运动模型的构建,包括设置每个零件的连杆特性,设置两个连杆间的运动副和添加机构载荷;3.进行运动参数的设置,提交运动仿真模型数据,同时进行运动仿真动画的输出和运动过程的控制;4.运动分析结果的数据输出和表格、变化曲线输出,人为的进行机构运动特性的分析。
9.1.1 打开运动仿真主界面在进行运动仿真之前,先要打开UG/Motion(运动仿真)的主界面。
在UG的主界面中选择菜单命令【Application】→【Motion】,如图9-1所示。
图9-1 打开UG/Motion操作界面选择该菜单命令后,系统将会自动打开UG/Motion的主界面,同时弹出运动仿真的工具栏。
9.1.2 运动仿真工作界面介绍点击Application/Motion后UG界面将作一定的变化,系统将会自动的打开UG/Motion 的主界面。
该界面分为三个部分:运动仿真工具栏部分、运动场景导航窗口和绘图区,如图9-2所示。
机械工程师如何进行机械运动仿真

机械工程师如何进行机械运动仿真机械运动仿真是现代机械工程领域的重要工具,它可以模拟和预测机械系统的运动轨迹和性能。
在设计和优化机械系统时,机械工程师可以通过运动仿真来评估不同设计方案的优劣,提高系统效率和性能。
本文将介绍机械工程师如何进行机械运动仿真。
第一步是建立模型。
机械运动仿真的第一步是建立准确的机械模型。
机械工程师需要根据实际的机械系统特性和约束,使用专业的仿真软件建立系统的数学模型。
这个模型包括机械系统的结构、零件的参数和运动学关系等。
通过建立准确的模型,机械工程师可以更好地理解和分析系统的运动行为。
第二步是选择仿真工具。
市面上有许多专业的机械运动仿真软件,机械工程师需要根据具体需求选择合适的工具。
一般而言,仿真软件应具备良好的计算精度、友好的用户界面和灵活的功能。
此外,还需注意软件是否支持导入和导出不同格式的模型文件,以便与其他设计和分析软件进行集成。
第三步是进行仿真分析。
在对机械系统进行仿真之前,机械工程师需要定义仿真参数和约束条件。
这些参数可以包括零件的材料特性、力和力矩的大小、摩擦系数等。
通过调整这些参数,机械工程师可以模拟不同工况下的机械系统行为。
同时,还需要考虑系统的约束条件,比如固定约束、转动约束等。
这些约束条件可以限制某些部件的运动自由度,使仿真结果更接近实际情况。
第四步是分析仿真结果。
仿真分析完成后,机械工程师需要对仿真结果进行详细的分析。
他们可以根据仿真结果评估机械系统的性能指标,如速度、加速度、力矩等。
此外,还可以分析零件的位移、变形和应力分布等。
通过分析仿真结果,机械工程师可以发现系统存在的问题,并进行必要的优化和改进。
最后一步是优化设计。
基于对仿真结果的分析,机械工程师可以进行优化设计。
他们可以通过改变零件的尺寸、材料或设计参数来改善系统性能。
优化设计通常采用试错法,即通过多次仿真分析和优化设计迭代,逐步优化机械系统的性能指标。
通过这样的优化过程,机械工程师可以设计出更加高效、稳定和可靠的机械系统。
机构运动仿真的优势和局限性进行分析

机构运动仿真的优势和局限性进行分析
机构运动仿真是应用数学、物理、计算机等多个领域知识,利用计算机技术模拟机构在复杂环境中的运动过程,以实现机构设计、性能分析和优化设计的过程。
下面分析机构运动仿真的优势和局限性:
优势:
1. 降低设计成本:机构运动仿真可以在计算机上进行虚拟设计、模拟和测试,可以减少实际试验的时间和成本,从而降低设计成本。
2. 提高设计效率:机构运动仿真可以根据设计要求进行验证和优化,在这个过程中,可以不断调整仿真参数以尽可能地优化方案,从而提高设计效率。
3. 增强精度:由于机构运动仿真是根据精确的数学和物理模型进行计算,因此可以获得更准确的结果,这对于工程设计和开发至关重要。
4. 提高可靠性:运用机构运动仿真技术进行模拟分析可以发现机构构件之间的相互作用、载荷分布及异常情况等,轻松急救提前发现设计过程中可能存在的问题。
局限性:
1. 数据模型的准确度是制约仿真精度的主要因素,因此要保证机构运动仿真的准确性,必须要有足够的技术和经验。
2. 仿真技术的应用范围受限制。
例如在复杂的结构设计中,机构仿真方法则无力处理连续介质流动、微观结构等复杂问题。
3. 机构运动仿真大量使用计算机模拟,需要大量计算资源和高性能计算机的加持。
在一些科研或行业领域需求更高的情况下,常规计算机基本无法满足其需求,需要大型超级计算机、云计算等技术支持。
4. 机构运动仿真在人类智慧领域相较短时间内无法趋势到一定的境地。
运动仿真技术

一SW运动仿真1.简介二十世纪八十年代以来,设计工程中首次使用计算机辅助工程(CAE)方法后,有限元分析(FEA)就成了最先被广泛采用的模拟工具。
多年来,该工具帮助设计者在研究新产品的结构性能时节约了大量时间.由于机械产品日渐复杂,不断加剧的竞争加快了新设计方案投入市场的速度。
设计者迫切感到必须使模拟超出FEA的局限范围,除使用FEA模拟结构性能外,还需要在构建物理原型之前确定新产品的运动学和动力学性能.运动仿真(又称刚性实体动力学)提供了用于解决这些问题的模拟方法,并很快得到了广泛应用。
2.用于机构分析与合成的运动仿真假设设计者要设计一个用于绘制各种椭圆的椭圆规。
在CAD装配体中定义配合后,便可使模型活动起来,以查看机构零部件的移动方式。
虽然装配体动画可以显示装配体零部件的相对运动,但运动速度却没有意义,要得出速度、加速度、驱动力、反馈力、功率要求等结果,设计者需要一个更强大的工具,运动仿真便应运而生了。
图1 CAD动画制作器模拟的处于不同位置的椭圆规运动仿真可以提供运动机构所有零部件的运动学性能(包括位置、速度和加速度)和动力学性能(包括驱动力、反馈力、惯性力和功率要求)的完整量化信息。
更重要的是,不用耗费更多时间就可以获得运动仿真结果。
因为执行运动仿真所需的所有内容都已在CAD装配体模型中定义好了,只需将它传输到运动仿真程序即可.在椭圆规案例中,设计者只需确定马达的速度,要绘制的点以及希望查看的运动结果。
程序会自动执行其余的内容,无需用户干预,程序会自动用等式描述机构运动。
数字解算器会很快解算出运动方程式,包括所有零部件的位移、速度、加速度、接点反作用力和惯性载荷以及保持运动所必需的功率的完整信息。
(图2)图2 由运动模拟器计算的椭圆规线速度和马达功率翻转滑杆机构运动模拟是机械运动学常见示例.为了获得曲柄以匀速旋转时摇臂的角速度和加速度,可以使用多种分析方法来解决该问题。
学生最常使用的是复数方法.但“手动”解决此类问题需要进行大量的计算,耗费时间.且滑杆的形体发生改变,整个计算过程都需从头再来。
ug运动仿真
ug运动仿真UG(Unigraphics)是一款操作简便、功能强大的三维CAD软件。
它可以让用户在PC机上完成复杂产品的建模、设计、分析和制造。
除此之外,UG还可以进行运动仿真。
运动仿真是指将正在设计的机械装置或产品进行动作模拟,以达到预先预测产品运动情况的目的。
下面将详细介绍UG运动仿真的相关知识。
一、UG运动仿真的基本概念1. 定义装配体:在进行运动仿真之前,必须先定义好装配体。
将设计好的各个部件进行装配,使它们互相连接,并能够形成一个整体。
2. 定义杆件:在进行运动仿真之前,必须先对装配体中需要运动的部件进行杆件定义,如转动支承、铰链、滑动副、齿轮等。
3. 定义驱动:运动仿真中的驱动可以是手动的,也可以是马达等电动机械驱动。
手动驱动需要手工进行操作,而电动驱动则需要使用动力学分析工具进行计算。
4. 定义边界条件:边界条件是指各个杆件、装配体所受的外力、质量、惯量等限制条件。
二、UG运动仿真的基本流程1. 导入装配体和模型杆件:将装配体导入UG中,并进行杆件定义,以及各个杆件之间的约束和驱动的定义。
2. 添加外界载荷:添加装配体所受的外力等载荷,以提高仿真的精度和准确性。
3. 模型分析:进行模型的分析,包括运动分析和动力学分析。
其中,运动分析是根据运动学原理进行的,用来确定装配体各个部件的角度、速度、加速度等运动状态;而动力学分析则是在运动分析的基础上,考虑各个杆件所受载荷所产生的惯性力、反作用力等因素,确定系统的动态行为。
4. 结果显示:将仿真结果在UG界面中以动画的形式进行显示,可以直观地反映出装配体的运动状态和各个部件的相互作用关系。
三、UG运动仿真的应用UG运动仿真在工程设计和制造中起到了很大的作用。
通过运动仿真,设计人员可以直观地看到装配体的各个部件在运动过程中的相互作用关系,从而更好地发现和解决潜在的问题。
同时,UG运动仿真还可以用于预测产品在运动中所受的载荷,以便优化产品的设计。
ProE 运动仿真
四、运动环境
2. 执行电动机
使用执行电动机可以为运动机构施加载荷。直接点击按钮 或下拉式菜单 “Mechanism”→ 执行电动机 → 新建,进行定义。和伺服电动机类似,执行电动机也需要连接 轴以施加作用,模分为8种类型。
四、运动环境
3. 弹簧
通过弹簧可以在运动机构中产生线性弹力。直接点击按钮 “Mechanism”→ 弹簧 → 新建,进行定义。 或下拉式菜单
四、运动副
3. 齿轮
实例演练
附件 5
四、运动环境
1. 重力
通过重力选项,可以对重力加速度的数值及方向进行设置。指令为直接省情况下,重力并未被启用,分析过程中欲使组件模拟真实的重力环境,需要在分析定 义对话框的外部载荷选项卡中勾选“启用重力”选项。
三、建立运动模型
1. 运动连接
自由度 连接类型 平移 刚性(Rigid) 销钉(Pin) 滑动杆(Slider) 圆柱(Cylinder) 平面(Plannar) 球(Ball) 焊接(Weld) 轴承(Bearing) 0 0 1 1 2 0 0 1 旋转 0 1 0 1 1 3 0 3 完全 轴对齐;平面或点对齐 轴对齐;平面或点对齐 轴对齐 平面匹配/对齐 点与点对齐 坐标系对齐 点与边或轴线对齐 约束
三、建立运动模型
1. 运动连接
⑥球 具有3个旋转自由度,使用“点对齐”约束来限制3个平移自由度。 ⑦ 焊接 6个自由度被完全限制,使用“坐标系(重合)”约束所有自由度。 ⑧ 轴承 具有3个旋转自由度和一个平移自由 度,相当于“球”连接的基础上再加一 个平移自由度,使用“点与轴线对齐” 来限制其他两个自由度。
1. 凸轮
实例演练:槽轮机构
附件3
四、运动副
2. 槽
机构运动仿真与动力分析
机构运动仿真与动力分析机构运动仿真是指使用计算机辅助工具,通过建立机构的数学模型,模拟机构在给定约束和激励条件下的运动轨迹和位置,进而预测机构的工作性能。
通过仿真分析,可以评估机构的运动轨迹、速度、加速度等参数,验证机构的设计是否满足要求,辅助工程师进行优化设计,提高机构的运动精度和工作效率。
机构动力分析是指通过建立机构的动力学模型,计算机数值计算,分析机构在外部负载作用下的力和力矩分布以及其他动力学特性。
通过动力学分析,可以评估机构的稳定性、刚度和振动特性,以及对外部负载的响应能力,辅助工程师进行力学设计和优化,保证机构在工作过程中的安全可靠性。
机构运动仿真与动力分析的方法主要包括利用数学模型进行解析计算、基于有限元方法的数值模拟和利用仿真软件进行模拟。
解析计算方法适用于简单的机构,可以通过代数方程求解得到机构的运动学和动力学特性。
有限元方法适用于复杂的机构,通过离散化和数值计算,可以分析机构的局部应力、刚度和振动特性等。
仿真软件方法是一种常用且有效的分析方法,通过建立机构的三维模型,并设置约束条件、激励和加载,可以直观地模拟机构的运动轨迹和动力学特性。
机构运动仿真与动力分析在工程领域中有广泛的应用。
例如,在机械工程中,可以利用仿真分析方法对机器人、汽车底盘、航天器机构等进行运动学和动力学特性的评估,优化设计机构的工作效率和运动精度。
在工业自动化领域,可以利用仿真分析方法对传输线或输送机构进行运动学和动力学分析,优化输送工艺和提高生产效率。
在医疗器械研发中,可以利用仿真分析方法对人体骨骼和关节机构进行运动学和动力学模拟,帮助医生制定手术方案和设计医疗器械。
总之,机构运动仿真与动力分析是一种重要的工程分析方法,通过建立机构的数学模型和计算机仿真,可以预测机构的运动轨迹和位置,分析机构的动力学特性,优化设计机构的工作效率和运动精度。
这种方法在工程领域中有广泛的应用,对提高工程设计的可靠性和效率具有重要意义。
运动仿真结果分析
运动仿真结果分析运动仿真结果分析文章标题:运动仿真结果分析——步骤思维分析导言:运动仿真在各个领域得到了广泛应用,如机器人、汽车和航空航天等。
本文通过步骤思维的方式,对运动仿真结果进行分析,以揭示其中的规律和优化方向。
第一步:收集数据在进行运动仿真之前,我们需要收集相关的数据,例如物体的质量、形状、运动轨迹等。
这些数据将作为仿真模型的输入,决定了仿真结果的准确性和可靠性。
第二步:建立模型基于收集到的数据,我们可以建立运动仿真模型。
模型的建立需要考虑运动物体的运动学和动力学特性,以及外部环境的影响因素。
通过建立准确的模型,我们可以更好地理解物体的运动规律。
第三步:仿真运行在模型建立完成后,我们可以进行仿真运行。
通过对模型进行计算和仿真,可以得到物体在不同时间点的运动状态。
仿真运行的结果将反映出物体的运动轨迹、速度、加速度等信息。
第四步:结果分析通过对仿真结果进行分析,我们可以得到以下几个方面的信息:1. 运动规律:通过观察物体的运动轨迹和速度变化,我们可以揭示物体的运动规律,例如匀速直线运动、抛体运动等。
这有助于我们对物体的运动特性进行深入理解。
2. 优化方向:通过对仿真结果进行比较和对比,我们可以找到物体运动中存在的问题和不足之处。
例如,如果物体的速度变化过大,可能需要优化其运动控制算法;如果物体的运动轨迹与预期不符,可能需要优化其外部环境的设置。
3. 参数调整:通过对仿真结果进行调整和分析,我们可以确定一些关键参数对于物体运动的影响程度。
这有助于我们对模型进行精确调整和优化,使仿真结果更加符合实际情况。
第五步:结论与展望通过对运动仿真结果的分析,我们可以得出一些结论和展望:1. 从仿真结果中我们可以得知物体的运动规律和特性,这有助于我们对物体的运动进行预测和控制。
2. 通过对仿真结果的优化,我们可以提高物体的运动效率和稳定性,从而提高系统的整体性能。
3. 运动仿真是一个不断发展的领域,未来我们可以进一步完善仿真模型和算法,使其更加准确和可靠。
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机构仿真之运动分析基础教程机构仿真是PROE的功能模块之一。
PROE能做的仿真内容还算比较好,不过用好的兄弟不多。
当然真正专做仿真分析的兄弟,估计都用Ansys去了。
但是,Ansys研究起来可比PROE麻烦多了。
所以,学会PROE的仿真,在很多时候还是有用的。
我再发一份学习笔记,并整理一下,当个基础教程吧。
希望能对学习仿真的兄弟有所帮助。
创建机构前,应熟悉下列术语在PROE中的定义:主体 (Body) - 一个元件或彼此无相对运动的一组元件,主体内DOF=0。
连接 (Connections) - 定义并约束相对运动的主体之间的关系。
自由度 (Degrees of Freedom) - 允许的机械系统运动。
连接的作用是约束主体之间的相对运动,减少系统可能的总自由度。
拖动 (Dragging) - 在屏幕上用鼠标拾取并移动机构。
动态 (Dynamics) - 研究机构在受力后的运动。
执行电动机 (Force Motor) - 作用于旋转轴或平移轴上(引起运动)的力。
齿轮副连接 (Gear Pair Connection) - 应用到两连接轴的速度约束。
基础 (Ground) - 不移动的主体。
其它主体相对于基础运动。
机构 (Joints) - 特定的连接类型(例如销钉机构、滑块机构和球机构)。
运动 (Kinematics) - 研究机构的运动,而不考虑移动机构所需的力。
环连接 (Loop Connection) - 添加到运动环中的最后一个连接。
运动 (Motion) - 主体受电动机或负荷作用时的移动方式。
放置约束 (Placement Constraint) - 组件中放置元件并限制该元件在组件中运动的图元。
回放 (Playback) - 记录并重放分析运行的结果。
伺服电动机 (Servo Motor) - 定义一个主体相对于另一个主体运动的方式。
可在机构或几何图元上放置电动机,并可指定主体间的位置、速度或加速度运动。
LCS - 与主体相关的局部坐标系。
LCS 是与主体中定义的第一个零件相关的缺省坐标系。
UCS - 用户坐标系。
WCS - 全局坐标系。
组件的全局坐标系,它包括用于组件及该组件内所有主体的全局坐标系。
运动分析的定义在满足伺服电动机轮廓和机构连接、凸轮从动机构、槽从动机构或齿轮副连接的要求的情况下,模拟机构的运动。
运动分析不考虑受力,它模拟除质量和力之外的运动的所有方面。
因此,运动分析不能使用执行电动机,也不必为机构指定质量属性。
运动分析忽略模型中的所有动态图元,如弹簧、阻尼器、重力、力/力矩以及执行电动机等,所有动态图元都不影响运动分析结果。
如果伺服电动机具有不连续轮廓,在运行运动分析前软件会尝试使其轮廓连续,如果不能使其轮廓连续,则此伺服电机将不能用于分析。
使用运动分析可获得以下信息:几何图元和连接的位置、速度以及加速度 ;元件间的干涉;机构运动的轨迹曲线。
作为 Pro/ENGINEER 零件捕获机构运动的运动包络运动分析工作流程。
创建模型:定义主体,生成连接,定义连接轴设置,生成特殊连接检查模型:拖动组件,检验所定义的连接是否能产生预期的运动,加入运动分析图元,设定伺服电机准备分析:定义初始位置及其快照,创建测量分析模型:定义运动分析,运行结果获得:结果回放,干涉检查,查看测量结果,创建轨迹曲线,创建运动包络装入元件时的两种方式:机构连接与约束连接向组件中增加元件时,会弹出“元件放置”窗口,此窗口有三个页面:“放置”、“移动”、“连接”。
传统的装配元件方法是在“放置”页面给元件加入各种固定约束,将元件的自由度减少到0,因元件的位置被完全固定,这样装配的元件不能用于运动分析(基体除外)。
另一种装配元件的方法是在“连接”页面给元件加入各种组合约束,如“销钉”、“圆柱”、“刚体”、“球”、“6DOF”等等,使用这些组合约束装配的元件,因自由度没有完全消除(刚体、焊接、常规除外),元件可以自由移动或旋转,这样装配的元件可用于运动分析。
传统装配法可称为“约束连接”,后一种装配法可称为“机构连接”。
约束连接与机构连接的相同点:都使用PROE的约束来放置元件,组件与子组件的关系相同。
约束连接与机构连接的不同点:约束连接使用一个或多个单约束来完全消除元件的自由度,机构连接使用一个或多个组合约束来约束元件的位置。
约束连接装配的目的是消除所有自由度,元件被完整定位,机构连接装配的目的是获得特定的运动,元件通常还具有一个或多个自由度。
“元件放置”窗口:机构连接的类型机构连接所用的约束都是能实现特定运动(含固定)的组合约束,包括:销钉、圆柱、滑动杆、轴承、平面、球、6DOF、常规、刚性、焊接、槽,共11种。
销钉:由一个轴对齐约束和一个与轴垂直的平移约束组成。
元件可以绕轴旋转,具有1个旋转自由度,总自由度为1。
轴对齐约束可选择直边或轴线或圆柱面,可反向;平移约束可以是两个点对齐,也可以是两个平面的对齐/配对,平面对齐/配对时,可以设置偏移量。
圆柱:由一个轴对齐约束组成。
比销钉约束少了一个平移约束,因此元件可绕轴旋转同时可沿轴向平移,具有1个旋转自由度和1个平移自由度,总自由度为2。
轴对齐约束可选择直边或轴线或圆柱面,可反向。
滑动杆:即滑块,由一个轴对齐约束和一个旋转约束(实际上就是一个与轴平行的平移约束)组成。
元件可滑轴平移,具有1个平移自由度,总自由度为1。
轴对齐约束可选择直边或轴线或圆柱面,可反向。
旋转约束选择两个平面,偏移量根据元件所处位置自动计算,可反向。
轴承:由一个点对齐约束组成。
它与机械上的“轴承”不同,它是元件(或组件)上的一个点对齐到组件(或元件)上的一条直边或轴线上,因此元件可沿轴线平移并任意方向旋转,具有1个平移自由度和3个旋转自由度,总自由度为4。
平面:由一个平面约束组成,也就是确定了元件上某平面与组件上某平面之间的距离(或重合)。
元件可绕垂直于平面的轴旋转并在平行于平面的两个方向上平移,具有1个旋转自由度和2个平移自由度,总自由度为3。
可指定偏移量,可反向。
球:由一个点对齐约束组成。
元件上的一个点对齐到组件上的一个点,比轴承连接小了一个平移自由度,可以绕着对齐点任意旋转,具有3个入旋转自由度,总自由度为3。
6DOF:即6自由度,也就是对元件不作任何约束,仅用一个元件坐标系和一个组件坐标系重合来使元件与组件发生关联。
元件可任意旋转和平移,具有3个旋转自由度和3个平移自由度,总自由度为6。
刚性:使用一个或多个基本约束,将元件与组件连接到一起。
连接后,元件与组件成为一个主体,相互之间不再有自由度,如果刚性连接没有将自由度完全消除,则元件将在当前位置被“粘”在组件上。
如果将一个子组件与组件用刚性连接,子组件内各零件也将一起被“粘”住,其原有自由度不起作用。
总自由度为0。
焊接:两个坐标系对齐,元件自由度被完全消除。
连接后,元件与组件成为一个主体,相互之间不再有自由度。
如果将一个子组件与组件用焊接连接,子组件内各零件将参照组件坐标系发按其原有自由度的作用。
总自由度为0。
槽:是两个主体之间的一个点----曲线连接。
从动件上的一个点,始终在主动件上的一根曲线(3D)上运动。
槽连接只使两个主体按所指定的要求运动,不检查两个主体之间是否干涉,点和曲线甚至可以是零件实体以外的基准点和基准曲线,当然也可以在实体内部。
机构连接类型:常规:也就是自定义组合约束,可根据需要指定一个或多个基本约束来形成一个新的组合约束,其自由度的多少因所用的基本约束种类及数量不同而不同。
可用的基本约束有:匹配、对齐、插入、坐标系、线上点、曲面上的点、曲面上的边,共7种。
在定义的时候,可根据需要选择一种,也可先不选取类型,直接选取要使用的对象,此时在类型那里开始显示为“自动”,然后根据所选择的对象系统自动确定一个合适的基本约束类型。
常规—匹配/对齐:。
单一的“匹配/对齐”构成的自定义组合约束转换为约束连接后,变为只有一个“匹配/对齐”约束的不完整约束,再转换为机构约束后变为“平面”连接。
这两个约束用来确定两个平面的相对位置,可设定偏距值,也可反向。
定义完后,在不修改对象的情况下可更改类型。
常规—插入:选取对象为两个柱面。
单一的“插入”构成的自定义组合约束转换为约束连接后,变为只有一个“插入”约束的不完整约束,再转换为机构约束后变为“圆柱”连接。
常规—坐标系:选取对象为两个坐标系,与6DOF的坐标系约束不同,此坐标系将元件完全定位,消除了所有自由度。
单一的“坐标系”构成的自定义组合约束转换为约束连接后,变为只有一个“坐标系”约束的完整约束,再转换为机构约束后变为“焊接”连接。
常规—线上点:选取对象为一个点和一条直线或轴线。
与“轴承”等效。
单一的“线上点”构成的自定义组合约束转换为约束连接后,变为只有一个“线上点”约束的不完整约束,再转换为机构约束后变为“轴承”连接。
常规—曲面上的点:选取对象为一个平面和一个点。
单一的“曲面上的点”构成的自定义组合约束转换为约束连接后,变为只有一个“曲面上的点”约束的不完整约束,再转换为机构约束后仍为单一的“曲面上的点”构成的自定义组合约束。
常规—曲面上的边:选取对象为一个平面/柱面和一条直边。
单一的“曲面上的点”构成的自定义组合约束不能转换为约束连接。
自由度与冗余约束:自由度(DOF)是描述或确定一个系统(主体)的运动或状态(如位置)所必需的独立参变量(或坐标数)。
一个不受任何约束的自由主体,在空间运动时,具有6个独立运动参数(自由度),即沿XYZ三个轴的独立移动和绕XYZ三个轴的独立转动,在平面运动时,则只具有3个独立运动参数(自由度),即沿XYZ三个轴的独立移动。
主体受到约束后,某些独立运动参数不再存在,相对应的,这些自由度也就被消除。
当6个自由度都被消除后,主体就被完全定位并且不可能再发生任何运动。
如使用销钉连接后,主体沿XYZ三个轴的平移运动被限制,这三个平移自由度被消除,主体只能绕指定轴(如X轴)旋转,不能绕另两个轴(YZ轴)旋转,绕这两个轴旋转的自由度被消除,结果只留下一个旋转自由度。
冗余约束指过多的约束。
在空间里,要完全约束住一个主体,需要将三个独立移动和三个独立转动分别约束住,如果把一个主体的这六个自由度都约束住了,再另加一个约束去限制它沿X轴的平移,这个约束就是冗余约束。
合理的冗余约束可用来分摊主体各部份受到的力,使主体受力均匀或减少磨擦、补偿误差,延长设备使用寿命。
冗余约束对主体的力状态产生影响,对主体的对运动没有影响。
因运动分析只分析主体的运动状况,不分析主体的力状态,在运动分析时,可不考虑冗余约束的作用,而在涉及力状态的分析里,必须要适当的处理好冗余约束,以得到正确的分析结果。
系统在每次运行分析时,都会对自由度进行计算。