proe運(yùn)動(dòng)仿真教程-文庫(kù)吧

【正文】 束自由度（DOF）是描述或確定一個(gè)系統(tǒng)（主體）的運(yùn)動(dòng)或狀態(tài)（如位置）所必需的獨(dú)立參變量（或坐標(biāo)數(shù)）。一個(gè)不受任何約束的自由主體，在空間運(yùn)動(dòng)時(shí)，具有6個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)（自由度），即沿XYZ三個(gè)軸的獨(dú)立移動(dòng)和繞XYZ三個(gè)軸的獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)，在平面運(yùn)動(dòng)時(shí)，則只具有3個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)（自由度），即沿XYZ三個(gè)軸的獨(dú)立移動(dòng)。主體受到約束后，某些獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)不再存在，相對(duì)應(yīng)的，這些自由度也就被消除。當(dāng)6個(gè)自由度都被消除后，主體就被完全定位并且不可能再發(fā)生任何運(yùn)動(dòng)。如使用銷釘連接后，主體沿XYZ三個(gè)軸的平移運(yùn)動(dòng)被限制，這三個(gè)平移自由度被消除，主體只能繞指定軸（如X軸）旋轉(zhuǎn)，不能繞另兩個(gè)軸（YZ軸）旋轉(zhuǎn)，繞這兩個(gè)軸旋轉(zhuǎn)的自由度被消除，結(jié)果只留下一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度。冗余約束指過(guò)多的約束。在空間里，要完全約束住一個(gè)主體，需要將三個(gè)獨(dú)立移動(dòng)和三個(gè)獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)分別約束住，如果把一個(gè)主體的這六個(gè)自由度都約束住了，再另加一個(gè)約束去限制它沿X軸的平移，這個(gè)約束就是冗余約束。合理的冗余約束可用來(lái)分?jǐn)傊黧w各部份受到的力，使主體受力均勻或減少磨擦、補(bǔ)償誤差，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。冗余約束對(duì)主體的力狀態(tài)產(chǎn)生影響，對(duì)主體的對(duì)運(yùn)動(dòng)沒(méi)有影響。因運(yùn)動(dòng)分析只分析主體的運(yùn)動(dòng)狀況，不分析主體的力狀態(tài)，在運(yùn)動(dòng)分析時(shí)，可不考慮冗余約束的作用，而在涉及力狀態(tài)的分析里，必須要適當(dāng)?shù)奶幚砗萌哂嗉s束，以得到正確的分析結(jié)果。系統(tǒng)在每次運(yùn)行分析時(shí)，都會(huì)對(duì)自由度進(jìn)行計(jì)算。并可創(chuàng)建一個(gè)測(cè)量來(lái)計(jì)算機(jī)構(gòu)有多少自由度、多少冗余。PROE的幫助里有一個(gè)門(mén)鉸鏈的例子來(lái)講冗余與自由度的計(jì)算，但其分析實(shí)豐有欠妥當(dāng)，各位想準(zhǔn)確計(jì)算模型的自由度的話，請(qǐng)找機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的書(shū)來(lái)仔細(xì)研究一番。這也不是幾句話能說(shuō)明白的，我這里只提一下就是了，不再詳.約束轉(zhuǎn)換接頭連接與約束連接可相互轉(zhuǎn)換。在“元件放置”窗口的“放置”頁(yè)面和“連接”頁(yè)面里，在約束列表下方，都有一個(gè)“約束轉(zhuǎn)換”按鈕。使用此按鈕可在任何時(shí)候根據(jù)需要將接頭連接轉(zhuǎn)換為約束連接，或?qū)⒓s束連接轉(zhuǎn)換為接頭連接。在轉(zhuǎn)換時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)有約束及其對(duì)象的性質(zhì)自動(dòng)選取最相配的新類型。如對(duì)系統(tǒng)自動(dòng)選取的結(jié)果不滿意，可再進(jìn)行編輯。轉(zhuǎn)換的規(guī)則，可參考PROE的自帶幫助。不過(guò)，沒(méi)有很好的空間想像力和耐性的兄弟就不用看了。需要記住的一個(gè)：曲線上的點(diǎn)、曲面上的點(diǎn)、相切約束，在轉(zhuǎn)換時(shí)是不會(huì)轉(zhuǎn)換成常規(guī)連接的。下圖顯示“約束轉(zhuǎn)換”和“反向”按鈕：(yd3) 基礎(chǔ)與重定義主體基礎(chǔ)是在運(yùn)動(dòng)分析中被設(shè)定為不參與運(yùn)動(dòng)的主體。創(chuàng)建新組件時(shí)，裝配（或創(chuàng)建）的第一個(gè)元件自動(dòng)成為基礎(chǔ)。元件使用約束連接（“元件放置”窗口中“放置”頁(yè)面）與基礎(chǔ)發(fā)生關(guān)系，則此元件也成為基礎(chǔ)的一部份。如果機(jī)構(gòu)不能以預(yù)期的方式移動(dòng)，或者因兩個(gè)零件在同一主體中而不能創(chuàng)建連接，就可以使用“重定義主體”來(lái)確認(rèn)主體之間的約束關(guān)系及刪除某些約束。進(jìn)入“機(jī)構(gòu)”模塊后，“編輯”—“重定義主體”進(jìn)入主體重定義窗口，選定一個(gè)主體，將在窗口里顯示這個(gè)主體所受到的約束（僅約束連接及“剛體”接頭所用的約束）。可以選定一個(gè)約束，將其刪除。如果刪除所有約束，元件將被封裝。“重定義主體”窗口：(yd4) 特殊連接:凸輪連接凸輪連接，就是用凸輪的輪廓去控制從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。PROE里的凸輪連接，使用的是平面凸輪。但為了形象，創(chuàng)建凸輪后，都會(huì)讓凸輪顯示出一定的厚度(深度)。凸輪連接只需要指定兩個(gè)主體上的各一個(gè)（或一組）曲面或曲線就可以了。定義窗口里的“凸輪1”“凸輪2”分別是兩個(gè)主體中任何一個(gè)，并非從動(dòng)件就是“凸輪2”。如果選擇曲面，可將“自動(dòng)選取”復(fù)選框勾上，這樣，系統(tǒng)將自動(dòng)把與所選曲面的鄰接曲面選中，如果不用“自動(dòng)選取”，需要選多個(gè)相鄰面時(shí)要按住Ctrl。如果選擇曲線/邊，“自動(dòng)選取”是無(wú)效的。如果所選邊是直邊或基準(zhǔn)曲線，則還要指定工作平面（即所定義的二維平面凸輪在哪一個(gè)平面上）。凸輪一般是從動(dòng)件沿凸輪件的表面運(yùn)動(dòng)，在PROE里定義凸輪時(shí)，還要確定運(yùn)動(dòng)的實(shí)際接觸面。選取了曲面或曲線后，將會(huì)出線一個(gè)箭頭，這個(gè)箭頭指示出所選曲面或曲線的法向，箭頭指向哪側(cè)，也就是運(yùn)動(dòng)時(shí)接觸點(diǎn)將在哪側(cè)。如果系統(tǒng)指示出的方向與想定義的方向不同，可反向。關(guān)于“啟用升離”，打開(kāi)這個(gè)選項(xiàng)，凸輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，從動(dòng)件可離開(kāi)主動(dòng)件，不使用此選項(xiàng)時(shí)，從動(dòng)件始終與主動(dòng)件接觸。啟用升離后才能定義“恢復(fù)系數(shù)”，即“啟用升離”復(fù)選框下方的那個(gè)“e”。因?yàn)槭嵌S凸輪，只要確定了凸輪輪廓和工作平面，這個(gè)凸輪的形狀與位置也就算定義完整了。為了形象，系統(tǒng)會(huì)給這個(gè)二維凸輪顯示出一個(gè)厚度（即深度）。通常我們可不必去修改它，使用“自動(dòng)”就可以了。也可自已定義這個(gè)顯示深度，但對(duì)分析結(jié)果沒(méi)有影響。需要注意：（如拉伸曲面），不能是多向彎曲曲面（如旋轉(zhuǎn)出來(lái)的鼓形曲面）。，可以有平面和直邊，但應(yīng)避免在兩個(gè)主體上同時(shí)出現(xiàn)。（曲線）中的尖角/拐點(diǎn)/不連續(xù)，如果存在這樣的問(wèn)題，應(yīng)在定義凸輪前適當(dāng)處理。凸輪可定義“升離”、“恢復(fù)系數(shù)”與“磨擦”。凸輪定義窗口：(yd5) 特殊連接:齒輪連接齒輪連接用來(lái)控制兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸之間的速度關(guān)系。在PROE中齒輪連接分為標(biāo)準(zhǔn)齒輪和齒輪齒條兩種類型。標(biāo)準(zhǔn)齒輪需定義兩個(gè)齒輪，齒輪齒條需定義一個(gè)小齒輪和一個(gè)齒條。一個(gè)齒輪（或齒條）由兩個(gè)主體和這兩個(gè)主體之間的一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)成。因此，在定義齒輪前，需先定義含有旋轉(zhuǎn)軸的接頭連接（如銷釘）。定義齒輪時(shí)，只需選定由接頭連接定義出來(lái)的與齒輪本體相關(guān)的那個(gè)旋轉(zhuǎn)軸即可，系統(tǒng)自動(dòng)將產(chǎn)生這根軸的兩個(gè)主體設(shè)定為“齒輪”（或“小齒輪”、“齒條”）和“托架”，“托架”一般就是用來(lái)安裝齒輪的主體，它一般是靜止的，如果系統(tǒng)選反了，可用“反向”按鈕將齒輪與托架主體交換。“齒輪2”或“齒條”所用軸的旋轉(zhuǎn)方向是可以變更的，點(diǎn)定義窗口里“齒輪2”軸右側(cè)的反向按鈕就可以，點(diǎn)中后畫(huà)面會(huì)出現(xiàn)一個(gè)很粗的箭頭指示此軸旋轉(zhuǎn)的正向。速比定義：在“齒輪副定義”窗口的“齒輪1”、“齒輪2”、“小齒輪”頁(yè)面里，都有一個(gè)輸入節(jié)圓直徑的地方，可以在定義齒輪時(shí)將齒輪的實(shí)際節(jié)圓直徑輸入到這里。在“屬性”頁(yè)面里，“齒輪比”（“齒條比”）有兩種選擇，一是“節(jié)圓直徑”，一是“用戶定義的”。選擇“節(jié)圓直徑”時(shí)，DD2由系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)前兩個(gè)頁(yè)面里的數(shù)值計(jì)算出來(lái)，不可改動(dòng)。選擇“用戶定義的”時(shí)，DD2需要輸入，此情況下，齒輪速度比由此處輸入的DD2確定，前兩個(gè)頁(yè)面里輸入的節(jié)圓直徑不起作用。速度比為節(jié)圓直徑比的倒數(shù)，即：齒輪1速度/齒輪2速度=齒輪2節(jié)圓直徑/齒輪1節(jié)圓直徑=D2/D1。齒條比為齒輪轉(zhuǎn)一周時(shí)齒條平移的距離，齒條比選擇“節(jié)圓直徑”時(shí)，其數(shù)值由系統(tǒng)根據(jù)小齒輪的節(jié)圓數(shù)值計(jì)算出來(lái)，不可改動(dòng)，選擇“用戶定義的”時(shí)，其數(shù)值需要輸入，此情況下，小齒輪定義頁(yè)面里輸入的節(jié)圓直徑不起作用。圖標(biāo)位置：定義齒輪后，每一個(gè)齒輪都有一個(gè)圖標(biāo)，以顯示這里定義了一個(gè)齒輪，一條虛線把兩個(gè)圖標(biāo)的中心連起來(lái)。默認(rèn)情況下，齒輪圖標(biāo)在所選連接軸的零點(diǎn)，圖標(biāo)位置也可自定義，點(diǎn)選一個(gè)點(diǎn)，圖標(biāo)將平移到那個(gè)點(diǎn)所在平面上。圖標(biāo)的位置只是一視覺(jué)效果，不會(huì)對(duì)分析產(chǎn)生影響。要注意的事項(xiàng)：A．PROE里的齒輪連接，只需要指定一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸和節(jié)圓參數(shù)就可以了。因此，齒輪的具體形狀可以不用做出來(lái)，即使是兩個(gè)圓柱，也可以在它們之間定義一個(gè)齒輪連接。B．兩個(gè)齒輪應(yīng)使用公共的托架主體，如果沒(méi)有公共的托架主體，分析時(shí)系統(tǒng)將創(chuàng)建一個(gè)不可見(jiàn)的內(nèi)部主體作為公共托架主體，此主體的質(zhì)量等于最小主體質(zhì)量的千分之一。并且在運(yùn)行與力相關(guān)的分析（動(dòng)態(tài)、力平衡、靜態(tài)）時(shí)，會(huì)提示指出沒(méi)有公共托架主體。齒輪定義窗口：(yd6) 特殊連接:槽連接槽連接是兩個(gè)主體之間的一個(gè)點(diǎn)曲線連接。從動(dòng)件上的一個(gè)點(diǎn)，始終在主動(dòng)件上的一根曲線(3D)上運(yùn)動(dòng)。槽連接只使兩個(gè)主體按所指定的要求運(yùn)動(dòng)，不檢查兩個(gè)主體之間是否干涉，點(diǎn)和曲線甚至可以是零件實(shí)體以外的基準(zhǔn)點(diǎn)和基準(zhǔn)曲線，當(dāng)然也可以在實(shí)體內(nèi)部。曲線可以是任何一組相鄰曲線（即要求相連，不必相切），可以是基準(zhǔn)曲線，也可以是實(shí)體/曲面的邊，可以是開(kāi)放的，也可以是封閉的。點(diǎn)可以是任何一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)或頂點(diǎn)，但只能是零件中的，組件中的點(diǎn)不能用于槽連接。運(yùn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)件上的點(diǎn)始終在主動(dòng)件上的指定曲線上，如果曲線是一條（組）開(kāi)放曲線，則此曲線（曲線組）的首末兩個(gè)端點(diǎn)為槽的默認(rèn)端點(diǎn)，如果是一條（組）封閉曲線，則默認(rèn)無(wú)端點(diǎn)。如果希望運(yùn)動(dòng)區(qū)間不是在整條曲線（曲線組）上，而只是在其中的一段上，則需要自定義槽的端點(diǎn)。對(duì)于開(kāi)放曲線（曲線組），只要指定新的端點(diǎn)就可以了，對(duì)于封閉曲線，指定兩個(gè)新端點(diǎn)后，系統(tǒng)自動(dòng)選取被兩端點(diǎn)分割出的兩段曲線中的一段為運(yùn)行區(qū)間，如果不是所需要的，點(diǎn)“反向”選取另一段。定義槽端點(diǎn)可選取基準(zhǔn)點(diǎn)、頂點(diǎn)、曲線/邊/曲面，如果選的是曲線/邊/曲面，則槽端點(diǎn)為槽曲線與所選曲線/邊/曲面的交點(diǎn)。槽連接可定義“恢復(fù)系數(shù)”與“磨擦”。槽連接定義窗口：(yd7) 拖動(dòng)與快照拖動(dòng)，是在允許的范圍內(nèi)移動(dòng)機(jī)械。快照，對(duì)機(jī)械的某一特殊狀態(tài)的記錄。可以使用拖動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)中各零件的具體位置，初步檢查機(jī)構(gòu)的裝配與運(yùn)動(dòng)情況，并可將其保存為快照，快照可用于后續(xù)的分析定義中，也可用于繪制工程圖。“機(jī)構(gòu)”“拖動(dòng)”，進(jìn)入“拖動(dòng)”窗口，此窗口具有一個(gè)工具欄，工具欄左第一個(gè)按鈕為“保存快照”，即將當(dāng)前屏幕上的狀態(tài)保存為一個(gè)快照，左第二個(gè)按鈕為“點(diǎn)拖動(dòng)”，即點(diǎn)取機(jī)構(gòu)上的一