ug運動仿真

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1、精品文檔，僅供學習與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 4.1 NX運動仿真概述 本節(jié)將簡要對 UG NX 的運動仿真界面和運動仿真工具進行基本的介紹，通過本節(jié)的學習，讀者可以初步地認識UG NX 的運動仿真功能。 41.1 進入運動仿真模塊 由于運動仿真需要通過主模塊來創(chuàng)建，因此需要先打開主模板，才能進一步進行運動仿真。下面將介紹進入運動仿真模塊的步驟。 打開主模版文件，也可以是包含了裝配信息的文件。 （1）單擊應(yīng)用模塊中的“運動”按鈕。即可進入運動仿真界面。 （2）在資源導航器中選擇“運動導航器”，右鍵單擊根目錄按鈕，在彈出的快捷菜單中選擇“新建仿真”命令，將彈出“環(huán)境”對話框，

2、設(shè)置好參數(shù)后，單擊“確定按鈕，即可進入新的運動仿真建立，如圖4-1所示。 圖4-1 “環(huán)境”對話框 4.1.2 運動仿真界面 運動仿真界面與建模界面樣式大體上相似，但其工具與命令則有了較大的變化，如圖4-2所示。 圖4-2 運動仿真界面 菜單欄：包含9個菜單命令，如文件、主頁、結(jié)果、曲線、分析等。 工具欄：由基本環(huán)境工具欄、運動工具欄、動畫控制工具欄組成，提供操作所需要的命令的快捷按鈕。 運動導航器：通過樹形結(jié)構(gòu)顯示各個數(shù)據(jù)，可以進行新建、克隆、刪除運動仿真等命令。 4.1.3 運動仿真工具欄 運動仿真工具欄包含了進行運動仿真時所需要的大部分命令，

3、如連桿、運動副、齒輪副等，如圖4-3所示。有時運動工具欄也可以根據(jù)需要拆分成幾個小的工具欄。 圖4-3 “運動仿真”工具欄 下面將對幾種常用命令進行介紹。 連桿：通過連桿命令可以將部件定義為連桿，在運動仿真時部件將作為連桿進行分析模擬，如圖4-4所示。 運動副：運動副可以將連桿連接起來，并通過定義不同的運動副的類型使連桿能夠進行相應(yīng)的動作，如圖4-5所示。 圖4-4 “連桿”對話框 圖4-5 “運動副”對話框 傳動副：傳動副的作用是改變機構(gòu)扭矩、轉(zhuǎn)速等。其中有齒輪副、齒輪齒條副和線纜副3種類型。 約束：通過約束命令可以指定兩個對象之間的關(guān)系，其中點在曲線上、線在

4、線上和點在曲面上3種類型，如圖4-6所示。 連接器：連接命令可以對兩個對象之間的連接方式進行定義，其中包括彈性連接、阻尼連接等，如圖4-7所示。 載荷：定義對物體施加的力，包括標量力、矢量力、標量扭矩，如圖4-8所示。 運動分析：對建立的運動仿真進行分析，如動畫分析、按鈕輸出等。 4.1.4 動畫控制工具欄 動畫控制工具欄可以進行控制動畫的播放、暫停和停止等，如圖4-9所示。播放動畫時運動導航器和運動工具欄等都會被鎖定，需要單擊“完成動畫”按鈕退出播放動畫方能重新激活。 4.2新建仿真 在“應(yīng)用模塊”中找到“運動”進入運動仿真模塊（圖4-2-1），在資源板確保選中“運 圖4-2

5、-1 圖4-2-1 進入運動仿真模塊 動導航器”標簽以打開“運動導航器”窗口(簡稱運動導航器圖4-2-2)。在運動導航器中顯示有“名稱”“狀態(tài)”“環(huán)境”“描述”和“Grueber數(shù)”參數(shù)列，可通過窗口下方的滑塊按鈕進行瀏覽。其中“名稱”列用于顯示主模型和仿真模型等；“狀態(tài)”列用于指標工作模型的狀態(tài)（該部分的信息不能被編輯）。如圖4-2-3所示，在運動導航器中只顯示一個主模型名稱節(jié)點，沒有建立任何仿真方案，此時可通過在運動導航器中右擊主模型名稱并選擇“新建仿真”命令來新建仿真。選擇該“新建仿真”命令，彈出一個供用戶創(chuàng)建新仿真方案裝配文件（即設(shè)置仿真分

6、析環(huán)境）的“環(huán)境”對話框?！碍h(huán)境”對話框提供的分析模型（即仿真分析方案）有倆種，即“動力學”和“運動學”。 圖4-2-2運動導航器 圖4-2-3 新建仿真 “動力學”提供動態(tài)運動與動力仿真功能，考慮力對運動的影響，可進行靜力學和動力學分析，尤其適用于對自由度大于零的機械機構(gòu)分析?！皠恿W”提供的高級結(jié)算方案選項有“電動機驅(qū)動”“協(xié)同仿真”和“柔體動力學”，這些高級結(jié)算方案選項可多選。在“環(huán)境”對話框的“分析類型”選項組中選擇“動力學”后，設(shè)置高級解算方案選項和組件選項，并在“仿真名”選項組中的文本框指定仿真名，如圖4-2-4所示，然后單擊“

7、確定”按鈕，從而新建一個仿真模型。該仿真模型處于工作狀態(tài)，其對應(yīng)的“環(huán)境”列單元格將顯示為“RecurDyn靜力學和動力學”的信息。 “運動學”啟用“運動學求解”，適用于只分析物體幾何運動的情況。在“環(huán)境”對話框中的“分類模型”選項組中選擇“動力學”單選按鈕，并在“組件選項”選項組的文本框中指定仿真名，如圖10-4所示，然后單擊“確定”按鈕，完成新建一個仿真模型。該處于工作狀態(tài)的仿真模型對應(yīng)的“環(huán)境”列單元格將顯示有“RecurDyn運動學”的信息。 新建仿真模型（仿真環(huán)境模型）后，接下去就是在該環(huán)境中進行各種運動仿真參數(shù)的設(shè)置了。在該環(huán)境中設(shè)置的所有運動仿真參數(shù)都將存儲在該仿真環(huán)境中，由

8、這些運動仿真參數(shù)所定義的運動模型也將以該運動仿真環(huán)境為載體進行運動仿真模擬。需要用戶注意的是，可以根據(jù)設(shè)計需要為一個主題模型建立多個仿真模型，用于在不同條件下對機構(gòu)進行分析計算。 利用運動導航器可以進行很多操作，有些操作等同于在功能區(qū)中單擊相應(yīng)按鈕。 在運動導航器中右擊處于工作狀態(tài)的仿真模型時，將彈出4-2-5所示的快捷菜單。下面對該快捷菜單中的一些命令進行介紹。 1：“保存”：保存當前的仿真方案。 圖4-2-4環(huán)境對話框 2：“重命名”：更改當前所選仿真模型的名稱。在新建仿真時，系統(tǒng)為仿真模型提供默認的仿真名，默認名稱為motion-#，其中#為產(chǎn)生仿真

9、模型的序號。 3：“刪除”：將當前所選的運動仿真方案刪除。 4：“克隆”：將當前所選的仿真模型克隆出一個新的仿真模型，新的仿真模型包含原仿真模型的運動對象和其他任何特征及存在于原仿真方案中的幾何體。 5：“新建連桿”：定義表示為機構(gòu)中剛體中的連桿。 “新建運動副”：定義連桿間的受約束運動，包括“旋轉(zhuǎn)副”“滑動副”“螺旋副”“萬向節(jié)副”“球面副”“平面副”“固定副”“等速運動副”“共點運動副”“共線運動副”“方向運動副”“平行運動副”和“垂直運動副”。 6：“新建傳動副”：可以選擇“齒輪副”和“齒輪齒條副”“線纜副”或“2-3傳動副”以創(chuàng)建相應(yīng)的傳動副。 7：“新建連接器”：可以從其

10、級聯(lián)菜單中選擇“彈簧”“阻尼器”“襯套”“3D接觸”或“2D接觸”來進行相關(guān)操作。 8：“新建約束”：可以從其級聯(lián)菜單中選擇“點在線上副”“線在線上副”或“點在面上副”命令。其中“點在線上副”用于約束連桿上的一個點以保持與曲線的接觸，“線在線上副”用于約束連桿上的一條曲線以保持與另一條曲線的接觸，“點在面上副”用于約束連桿上的一個一個點以保持與面接觸。 9：“新建驅(qū)動”：為機構(gòu)中的運動副創(chuàng)建一個獨立的驅(qū)動。 “新建標記”：在構(gòu)建上相應(yīng)點位置處創(chuàng)建一個標記，以通過標記獲取構(gòu)建上標記點所在位置的機構(gòu)分析結(jié)果。 10：“新建傳動器”：從級其聯(lián)菜單中選擇一個選項來創(chuàng)建相應(yīng)的傳感器，包括位移傳感

11、器、速度傳感器、加速度傳感器和力傳感器。 11：“新建干涉”：檢查機構(gòu)是否與選定的幾何體在運動的每一步存在碰撞。 12：“新建測量”：計算運動中每一步中倆組幾何體的最小距離或最小夾角。 13：“新建追蹤”：在運動中的每一步創(chuàng)建選定幾何體的副本。 14：“新建載荷”：在展開的級聯(lián)菜單中選擇載荷類型命令，包括“標量力”“標量扭矩”“矢量力”和“矢量扭矩”。 15：“編輯表達式”：修改模型中存在的表達式。 16：“導出表達式”：將當前仿真模型中編輯過的表達式導出到裝配主模型中以實現(xiàn)對主模型的修改。 17;“信息”：其級聯(lián)菜單提供“運動連接”和“已修改的表

12、達式”倆個選項。選擇“運動連接”選項時，系統(tǒng)將列出當前機構(gòu)的整體信息，包括機構(gòu)名稱、自由度、活動構(gòu)建數(shù)、各構(gòu)建名稱及參與的運動副名稱等。選擇“已修改的表達式”選項，則顯示當前仿真模型中已修改的表達式的相關(guān)信息，如表達式名稱、當前值和原值等。 18:“導出”：其級聯(lián)菜單中選擇可用的一種導出格式，將機構(gòu)分析結(jié)果以選定的格式化輸出。 19:“導入”：將對象導入到主模型中，導 入對象的文件格式為“機構(gòu)”或“Process Simulate 圖4-2-5運動仿真快捷菜單 運動學”。 20:“新建解算方案”：

13、創(chuàng)建一個新解算方案。其中定義了分析類型、解算方案類型以及特定于解算方案的載荷和運動驅(qū)動。 21:“求解器”用于選擇求解器類型，如“RecurDyn”或“ADAMS”。 在運動導航器中，如果右擊的是非工作狀態(tài)的仿真模型，那么彈出的快捷菜單只提供“設(shè)為工作狀態(tài)”命令、“重命名”命令、“刪除”命令和“克隆”命令，如圖10-6所示?！爸孛泵?、“刪除”命令和“克隆”命令在前面已經(jīng)介紹過，在此不再贅述；“設(shè)為工作狀態(tài)”命令用于將當前所選的仿真模型設(shè)為工作狀態(tài)。 4.3創(chuàng)建連桿 在當前仿真模型中，可以定義組成目標機構(gòu)的各個構(gòu)件、運動副和標記等。如果要對進行動力學分析，那么還需要為各構(gòu)件賦予質(zhì)量

14、特性，以及在機構(gòu)中添加相應(yīng)的載荷對象等。使用UG NX建模和裝配功能建立的機械三維實體模型并不能直接成為運動機構(gòu)，必須要個部件賦予一定的運動學特性，讓其成為可以與別的有著相同特性的部件相連接的連桿構(gòu)件，機構(gòu)中每個可以運動的零部件均應(yīng)被定義為連桿構(gòu)件。同時，為了組成一個能運動的機構(gòu)，還必須將倆的相鄰部件（包括機架、原動件、從動件）以一定方式連接起來（連接必須是可動連接，而不能是無相對運動的焊接或鉚接這些固接），這便是下一節(jié)（4.4）要介紹的運動副。所謂的運動副是指使倆個構(gòu)件接觸而又保持某些相對運動的可動連接。 應(yīng)該將機構(gòu)中剛體的對象定義為連桿構(gòu)件（簡稱連桿）。如果一個構(gòu)件被定義為一個連桿或某個

15、連桿的組成部分，那么該部件將不能再次被選中定義為新連桿或新連桿的組成部分。 要定義連桿（如圖4-3-1），則在功能區(qū)“主頁”選項卡的“設(shè)置”組中單擊“連桿”按鈕，彈出4-3-2所示的“連桿”對話框，下面對該對話框個選項組的功能用途進行介紹。 l “連桿對象”選項組：該選項組用于需要創(chuàng)建為連桿的對象。在該選項組中單擊“選擇對象”按鈕，接著使用鼠標在圖形窗口中選擇一個或多個幾何對象以創(chuàng)建連桿。 圖4-3-1 定義連桿 l “質(zhì)量屬性選項”選項組：該選項組用于設(shè)置構(gòu)件質(zhì)量特性的定義方法，如“自動”、“用戶定義”或“無”，如圖4-3-3所示?！白詣印边x項表

16、示連桿將采用系統(tǒng)默認的質(zhì)量屬性設(shè)置；“質(zhì)量和特性”選項組被激活,用戶可以在“質(zhì)量和慣性”選項組中對質(zhì)量和慣性進行相應(yīng)的自定義；“無”選項用于不考慮連桿質(zhì)量屬性的情況，在只對機構(gòu)進行運動學分析時可以選擇“無”選項，因為在運動學仿真中，質(zhì)量屬性可以不考慮，而在動力學和靜力學仿真時則必須考慮質(zhì)量屬性。 l “質(zhì)量和屬性”選項組：該選項組如圖4-3-4所示。 但 4-3-2 “連桿”對話框 圖4-3-3設(shè)置質(zhì)量屬性選項 采用“用戶定義”質(zhì)量屬性選項時

17、，用 戶可以在該選項組中設(shè)置連桿的質(zhì)心、 質(zhì)量和慣性矩參數(shù)。 l “初始平動速率”選項組和“初始轉(zhuǎn)動 圖4-3-4“質(zhì)量和慣性”選項 速度”選項組：“初始平動速率”選項組用于對連桿的初始平移速度進行設(shè) 置?！俺跏嫁D(zhuǎn)動速度”選項組用于對連桿的初始旋轉(zhuǎn)速度進行設(shè)置。這倆個 選項 組 的設(shè)置內(nèi)容如圖4-3-5 所示，均屬于 可選設(shè)置，一般 可不啟動其相關(guān)設(shè)置。 l “設(shè)置”選項組：該選項組用于將連桿設(shè)置為固定連桿或非固定連桿。當在該選項

18、組中勾選“固定連桿”復選框時，則設(shè)置連桿固定不動，連桿將作為機架。 l “名稱”選項組：該選項組用于指定連桿的名稱，系統(tǒng)默認的連桿名稱為“L#”，#為連桿的創(chuàng)建序號（由3個數(shù)字表示），序 圖4-3-5初始平動速率和初始轉(zhuǎn)動速度 號默認從001開始。 4.4創(chuàng)建運動副和傳動副 運仿真的一個重要內(nèi)容，而傳動副和傳動副 運動仿真是機構(gòu)運動而傳動副則可以看做是特殊的的運動副。 兩個連桿構(gòu)件之間的運動傳遞和相對運動由運動副定義和控制。在運動仿真應(yīng)用模塊的當前運動仿真環(huán)境中為相關(guān)部件定義連桿特性，接著便可以用相關(guān)運動副功能來為指定的兩個連桿定義連接方式，如此操作直到完成創(chuàng)建全部

19、的運動副，從而完成建立運動機構(gòu)，讀者需要注意的是，創(chuàng)建好連桿后，每個獨立的非固定連桿在空間中都有6個自由度，在連桿之間創(chuàng)建運動副就是在各個連桿之間產(chǎn)生相應(yīng)的約束，以達到運動和約束的效果，是這些連桿構(gòu)建成一個運動機構(gòu)。 4.4．1創(chuàng)建運動副 本節(jié)先介紹運動副的基本類型，接著介紹創(chuàng)建運動副所使用的對話框，然后再介紹創(chuàng)建運動副的一般方法和步驟 1,。運動副的基本類型 運動副的基本類型包括“旋轉(zhuǎn)副”，“滑塊副”，“柱面副”，“螺旋副”，“萬向節(jié)副”，“球面副”，“平面副”，“固定副”，“等速”，“共點運動副”，“共線運動副”，“共面運動副”，“平行運動副”和“垂直”，共15種基本類型。下面介紹

20、其中常用的幾種類型。 （1） “旋轉(zhuǎn)副”：活動構(gòu)件繞某根軸做旋轉(zhuǎn)運動，組成旋轉(zhuǎn)副的兩個構(gòu)件之間允許具有一個繞指定軸作相對旋轉(zhuǎn)的自由度。旋轉(zhuǎn)副的主要有兩種形式，其中一種是連桿繞同一軸作相對轉(zhuǎn)動，另一種是則是一個連桿繞固定在機架上的一根軸做旋轉(zhuǎn)運動。 （2） “滑塊副”：即滑動副，用于設(shè)定兩個相互連接的構(gòu)件之間的相對滑動，組成滑動副的兩個構(gòu)件之間允許存在一個沿指定方向做相對運動的自由度?；瑒痈币卜殖蓛煞N主要形式，一種形式是一個構(gòu)件固定為機架，而另一個構(gòu)件在固定機架上滑動；另一種形式則是兩個構(gòu)件在某平面上沿著某個方向滑動且兩者之間有相對滑動。 （3） “柱面副”：一個構(gòu)件的圓柱面包圍另一個構(gòu)件

21、的圓柱面，并繞著軸線作相對旋轉(zhuǎn)和平移。 （4） 螺旋副”，一個構(gòu)件繞著另一個構(gòu)件作螺旋相對運動，即組成螺旋副的兩個構(gòu)件沿著運動副坐標系Z軸做相對移動的同時繞Z軸作相對旋轉(zhuǎn)。螺旋副也有兩種情形，一種是一個連桿繞固定在機架上的一根軸進行旋轉(zhuǎn)移動，另一種則是兩個連桿繞同一軸作相對的旋轉(zhuǎn)移動。 （5） “萬向節(jié)副”：可以定義兩個連桿繞相互正交的軸做相對運動，該運動副具有兩個旋轉(zhuǎn)的自由度。 （6） “球面副”：實現(xiàn)兩個構(gòu)件之間作各個自由度的相對轉(zhuǎn)動，即組成球面副的兩個構(gòu)件之間允許有3個分別繞X，Y,Z軸作相對轉(zhuǎn)動的自由度。注意：對于組成球面副的兩個構(gòu)件，其球面副在各個構(gòu)件上的坐標系原點必須重合。

22、 （7） “平面副”：組成平面副的兩個構(gòu)件之間允許存在3個自由度，其中兩個沿兩構(gòu)件接觸平面做相對移動，另一個繞接觸平面法線作相對轉(zhuǎn)動。 （8） “固定副”：兩個構(gòu)件采用固定連接，通常在箱體、底座和支架之間設(shè)立固定副。 2.創(chuàng)建運動副所使用的對話框 在功能區(qū)“主頁”選項卡的“設(shè)置”組中單擊”運動副”按鈕，彈出運動副對話框，第一次打開的該對話框具有“定義”選項卡，“摩擦”選項卡和“驅(qū)動”選項卡，如圖4-4-1所示?！岸x”選項卡、用于指定運動副類型并為該運動副指定連桿，以及設(shè)定極限條件，顯示比例和名稱等，“摩擦”選項卡用于設(shè)置是否啟動摩擦，以及相應(yīng)的摩擦參數(shù)；“驅(qū)動”選項卡則用于為選定

23、的運動副類型指定驅(qū)動方式。例如;選擇的運動副類型為“旋轉(zhuǎn)副”，那么在驅(qū)動選項卡的下拉列表框中可選擇“無”“恒定”“簡諧”“函數(shù)”或“鉸鏈運動”驅(qū)動方式。 圖4-4-1“運動副”對話框 a) “定義”選項卡 b) “摩擦”選項卡c) “驅(qū)動”選項卡 這里著重介紹定義選項卡各主要選項組的功能含義。 “類型”選項組：從該選項組的下拉列表框中選擇運動副類型. “操作”選項組：用于定義運動副中的第一個連桿構(gòu)件，以及對該運動副在第一個連桿機構(gòu)中的坐標系原點和方位進行定義，當該選項組的用作連桿按鈕處于被選中激活狀態(tài)時在圖形窗口中選擇組成運動副的第一個構(gòu)件的幾何對象（如線 圓 實體邊或?qū)嶓w等），ug

24、 nx系統(tǒng)將根據(jù)所選的幾何對象（如線 圓 實體邊或?qū)嶓w等）自動獲得運動副在該構(gòu)件上的坐標系原點和方位（即提供默認的坐標系原點和方位），如果ug nx系統(tǒng)提供默認的坐標系原點和方位不是所需要的或者不是正確的，那么需要用戶使用該選項組中相應(yīng)工具和選項來自行制定。 “基本”選項組：用于定義運動副中的第二個連桿機構(gòu)，以及對該運動副在第二個連第一個連桿一樣定義其原點和方位?！皣Ш线B桿”復選項主要用于判斷由不連接構(gòu)件組成的運動副（“萬向節(jié)除外”）在調(diào)用機構(gòu)分析解算器是是否連接在一起。當勾選中“嚙合連桿”復選框時，在機構(gòu)分析中，解算器會根據(jù)運動副的約束條件講兩個構(gòu)件連接起來，例如球面副按兩構(gòu)件的坐標系原點

25、實現(xiàn)連接；而旋轉(zhuǎn)副則按兩構(gòu)件上 坐標原點及Z軸重合來連接，在這種情況下，需要分別對組成運動副的兩個構(gòu)件上的坐標系原點和方位進行設(shè)定（包括系統(tǒng)默認設(shè)定和用戶手動設(shè)定）。當未勾選“嚙合連桿”復選框但是卻選擇了第二個連桿構(gòu)件，則不需要對第二個構(gòu)件中的運動副原點和方位進行設(shè)定。這是因為系統(tǒng)會默認兩構(gòu)件中的運動副坐標系原點和方位一致，即第二個構(gòu)件中的運動副坐標系原點和方位會根據(jù)第一個構(gòu)件的選取自動獲得。另外，為勾選“嚙合連桿”復選框并且未指定第二個連桿時，第一個連桿機構(gòu)將默認與機架連接。 “極限”選項組：當選擇某些運動副類型（如旋轉(zhuǎn)副和滑塊）時才出現(xiàn)此選項組，用于設(shè)置當前運動副的限制條件。 “設(shè)置

26、”選項組：用于設(shè)置運動副顯示圖標的顯示比例等。 “名稱”選項組：用于設(shè)定運動副的名稱。默認的運動副名稱命名形式”J#”,# 為三個數(shù)字表示的序號，默認從001開始，如“J001”。 3.創(chuàng)建運動副的一般方法步驟 雖然運動副類型較多，不同的運動副類型所定義內(nèi)容也會有所不同，但他們創(chuàng)建的方法是基本相似的，下面總結(jié)一下創(chuàng)建運動副的一般方法步驟。 1） 在功能區(qū)“主頁”選項卡的設(shè)置組中單擊運動副按鈕，彈出運動副對話框。 2） 在“定義”選項卡的類型下拉列表框中選擇一種運動副類型。 3） 利用“操作”選項組定義運動副要約束的第一個連桿。當選擇第一個連桿時，系統(tǒng)會根據(jù)選擇位置自動判斷出要創(chuàng)建的

27、運動副在該連桿上的原點和方向。對于選擇位置為圓或者圓弧時，系統(tǒng)推斷運動副的原點位置圓弧或圓心的位置，運動副的Z軸垂直于該圓所在的平面，對于選擇位置為直線時，系統(tǒng)推斷出運動副的原點位置位于該直線最近的控制點上，且運動副的Z軸平行于該直線。如果默認的原點和方向不正確，那么由用戶重新對他們進行定義。運動副的方位位置是指兩個連桿或連桿與機架連接時關(guān)節(jié)點的所在，連桿將在此的點與機架或另一個連桿連接。對于不同的運動副，其原點和方位的定義會有相應(yīng)的要求，這需要用戶多加注意和總結(jié)。 4） 如果在“基本”選項組取消勾選“嚙合連桿”復選框且沒有選擇第二連桿，那么運動副中的第一個連桿將與機架連在一起，通常可表示運

28、動副相對于地面運動。如果要為運動副定義要約束的第二連桿，那么需要在基本選項組中單擊基本連桿按鈕，并選擇運動副中要連接約束的第二連桿，對于選定第二連桿的情形主要分兩種情況，一種是勾選嚙合連桿復選框的情形，此時通常需要根據(jù)運動副的類型正確指定運動副在第二個連桿上的坐標系原點和方位，另一種則是未勾選嚙合連桿復選框的情形，此時常不需要對運動副在第二個連桿構(gòu)件上的原點和方位進行設(shè)置。 5） 在“運動副”對話框的其他選項組進行相應(yīng)的設(shè)置。 6） 在“運動副”對話框中單擊“應(yīng)用”按鈕或“確定”按鈕 4.4.2創(chuàng)建傳動副 傳動副是特殊的運動副，可以將傳動副看做是基于基本運動副之間的傳動副，主要包括齒輪

29、副，齒輪齒條副，線纜副和2-3傳動副。 1， 齒輪副 齒輪副用于定義兩個運動副之間的相對旋轉(zhuǎn)運動，可以模擬一對齒輪的嚙合傳動，如圖4-4-2所示。在創(chuàng)建齒輪副之間，需要先定義兩個旋轉(zhuǎn)副或一個旋轉(zhuǎn)副和一個柱面副（由兩個齒輪分別與其他構(gòu)件組成）。 在功能區(qū)主頁選項卡中的傳動副組中單擊齒輪副按鈕，彈出圖4-4-3所示的齒輪副的對話框；接著分別選定第一個運動副(選擇第一個齒輪的旋轉(zhuǎn)副)和第二個運動副（選擇第二個齒輪的旋轉(zhuǎn)副或柱面副），并在設(shè)置選項組中的比率文本框中輸入齒輪的傳動比值，即被定義的第一個齒輪和第二個齒輪的節(jié)圓半徑的比例（顯示比例只是設(shè)置齒輪副圖標在圖形窗口中的顯示比例）;在名稱選項組

30、的文化框中設(shè)定齒輪副的名稱，然后單擊應(yīng)用按鈕或確定按鈕，即可完成創(chuàng)建一個齒輪副。 圖4-4-2齒輪副示意 圖4-4-3“齒輪副”對話框 2．齒輪齒條副 齒輪齒條嚙合運動如圖4-4-4所示，齒輪齒條副便是用于模擬齒輪與齒條之間的嚙合運動。在創(chuàng)建齒輪齒條副之間，通常需要先定義一個滑動副（由齒條和除齒輪外的另一個構(gòu)件組成）和一個旋轉(zhuǎn)副（由齒輪和除齒條外的另一個構(gòu)件組成）， 在功能區(qū)主頁選項卡的傳動副組中單擊齒輪齒條副按鈕，彈出圖4-4-4所示的齒輪齒條副對話框。第一個運動副選擇齒條的滑動副，第二個運動副選擇齒輪的旋轉(zhuǎn)副，在設(shè)置選項組中的比率文本框中設(shè)置齒輪的節(jié)圓半徑（系統(tǒng)默認的該值為齒輪旋

31、轉(zhuǎn)軸線與齒條滑動軸線之間的距離），設(shè)定的該值決定齒輪齒條傳動的節(jié)點（接觸點）。當然也可以利用接觸點選項組手動定義齒輪齒條傳動的節(jié)點。另外，“名稱”選項組的文本框中設(shè)置齒輪齒條的名稱，最后單擊應(yīng)用按鈕或者確定按鈕。 圖4-4-4齒輪齒條嚙合傳動 圖4-4-5“齒輪齒條副”對話框 3．線纜副 線纜副用于定義兩個滑動副之間的相對運動，構(gòu)成線纜副的構(gòu)件對象可以是金屬絲，帶輪，皮帶和滑輪等。在創(chuàng)建線纜副之前，要先定義兩個滑動副。在功能區(qū)“主頁”選項卡的“傳動副”組中單擊“線纜副”按鈕，彈出圖4-4-6所示的“線纜副”對話框，接著接著分別選擇線纜副的第一滑動副和第二個滑動副，以及設(shè)置比率和名稱，然

32、后單擊“應(yīng)用” 按鈕或“確定”按鈕。 4．2-3傳動副 2-3傳動副用于定義兩個或3個旋轉(zhuǎn)副、滑動副和柱面副之間的相對運動。 在功能區(qū)主頁選項卡的傳動副組中單擊2-3傳動副按鈕，彈出圖4-4-7所示的線纜副對話框，從“附著類型”選項組的下拉表框中選擇 “2聯(lián)接傳動副”或“3聯(lián)接傳動副”，接著根據(jù)所選的附著類型進行分別定義。 圖4-4-6“線纜副”對話框 圖4-4-7“2-3傳動副”對話框 10.5新建約束 運動仿真環(huán)境中新建約束的命令工具有以下3個，他們均位于功能區(qū)“主頁”選項卡的“約束”中。他們是運動副和傳動副的補充工具。 “點在線上副”按鈕：該按鈕用于約束連桿上的一個

33、點以保持與曲線相互接觸 。單擊此按鈕，彈出圖4-5-1所示的“點在線上副”對話框，接著選擇連桿并指定連桿上的一個點，再利用“曲線”選項組來選擇曲線，其中曲線參數(shù)化方法有“用戶定義的間距”和“基于曲率”兩種。 圖4-5-1 “點在線上副”對話框 “線在線上副”按鈕：該按鈕用于約束連桿上的一條曲線以保持與另一曲線的接觸，單擊此按鈕，彈出圖4-5-2所示的“線在線上副”對話框。接著分別指定要約束的第一曲線集和第二曲線集，并設(shè)置線在線上副圖標的顯示比例和名稱。 “點在曲面上”按鈕：該按鈕用于約束連桿上的一個點以保持與面接觸。單擊此按鈕，彈出圖4-5-3所示的“點在曲面上對話框，接著選擇連桿及該

34、連桿上的一個點，再利用“面”選項組來選擇一個面，從而使連桿上的一個選定點保持與選定面相接觸。 圖4-5-2“線在線上副”對話框 圖4-5-3“點在曲面上”對話框 4.6 連接器和加載 在“運動仿真”應(yīng)用模塊中，用戶可以根據(jù)實際情況給運動機構(gòu)定義“連接器”和“加載”（添加載荷），使整個機械運動模型在逼近真實的工作狀態(tài)下工作，通過模擬機構(gòu)零件間的彈性連接、彈簧、阻尼元件和控制力等盡可能的獲得與真是情況相吻合的運動狀態(tài)。 4.6.1 連接器 在“運動仿真”應(yīng)用模塊的“主頁”選項卡中提供了一個“連接器”組，該組包括有“彈簧”按鈕、“阻尼器”按鈕，“襯套”按鈕、“3接觸”按鈕和“2D接觸”按

35、鈕，下面分別給予介紹。 1. “彈簧”按鈕 “彈簧”按鈕用于創(chuàng)建一個柔性單元，以在倆個連桿之間、一個連桿和框架（機架）之間、一個可平移運動副（即滑動副）中或在一個旋轉(zhuǎn)副上施加壓力或扭矩。這相當于在倆個連桿間或指定運動副上添加了一個具有某種載荷作用的彈簧。 單擊“彈簧”按鈕，彈出“彈簧”對話框，彈簧的附著方式分3種，即“連桿”“滑動副”和“旋轉(zhuǎn)副”，選擇不同的附著方式來將彈簧定義在不同的位置，其操作步驟和內(nèi)容會有所不同，如圖4-6-1所示。其中，“連桿”附著方式和“滑 a） b） c）

36、 圖4-6-1 “彈簧”對話框 動副”附著方式用于在倆個連桿之間、連桿與機架之間或或在運動副上的彈簧上施加彈簧力，屬于施加扭轉(zhuǎn)的彈簧力。以選擇“連桿”附著方式在倆個連桿之間添加彈簧力為例，可利用操作選項組定義彈簧力所作用的第一個連桿及其彈簧力的作用位置，利用“基本”選項組定義彈簧所作用的第二個連桿及彈簧力的作用點位置，在“彈簧參數(shù)”選項組中指定彈簧力的名稱，必要時可通過“阻尼器”選項組創(chuàng)建阻尼器，然后單擊確定按鈕。 2.“阻尼器”按鈕 “阻尼器”按鈕用于在倆個連桿、一個連桿和一個機架（框架）、一個可平移的運動副（滑動副）或在一個旋轉(zhuǎn)副上創(chuàng)建一個反作用力或

37、扭矩。 單擊“阻尼器”按鈕，彈出“阻尼器”對話框，阻尼器的附著方式也分3種即“連桿”“滑動副”和“旋轉(zhuǎn)副”，如圖4-6-2所示?？蛇x擇不同的附著方式將設(shè)定系數(shù)的阻尼器定義在相應(yīng)的位置。 a) b) c) 圖4-6-2 “阻尼器”對話框 3. “襯套”按鈕 “襯套”按鈕用于創(chuàng)建一個常規(guī)或圓柱形“襯套”，在倆個連桿之間定義一個柔性關(guān)系。所謂的“襯套”代表了作用在有一定距離的倆個構(gòu)件之間的載荷，該載荷可同時起到力和力矩的效果。 單擊“襯套”按鈕，彈

38、出圖4-6-3所示的“襯套”對話框，其中提供了“定義”和“系數(shù)”倆個選項卡。在“定義”選項卡的“類型”下拉列表框中選擇“圓柱”或“常規(guī)”選項，確定載荷的作用連桿、作用原點和方位，以及確定載荷的施加連桿、施加原點和方位等，在“系數(shù)”選項卡中設(shè)置襯套的相關(guān)系數(shù)。注意“圓柱”襯套和“常規(guī)”襯套所需設(shè)置的相關(guān)系數(shù)是不相同的，圖4-6-4只是給出了“圓柱”襯套所要設(shè)定的剛度系數(shù)和阻尼系數(shù)。 4.“3D接觸”按鈕 “3D接觸”按鈕用于在一個體和一個靜止對象之間、在倆個移動體之間或為針對一個體來支撐另一個體定義接觸。 圖4-6-3“襯套”對話框 圖4-6-4“系數(shù)”對

39、話框 添加3D接觸的操作步驟較為簡單，即單擊“3D接觸”按鈕，彈出4-6-5所示的“3D接觸”對話框，接著分別選擇相互接觸的倆個對象（如倆個體），并設(shè)置相應(yīng)的系數(shù)即可。 5.“2D接觸”按鈕 “2D接觸”按鈕用于在倆個共面的曲線之間創(chuàng)建連接，以附著到這些曲線上的連桿產(chǎn)生與材料有關(guān)的影響。創(chuàng)建2D接觸可以定義組成“線在線上副”的倆個構(gòu)件之間的接觸力，可以在倆個構(gòu)件（即倆條平面曲線分別所屬的構(gòu)件）之 圖4-6-5 “3D接觸”對話框 圖4-6-6 “2D接觸”對話框 間添加彈性或非彈性沖擊。 單擊“2D接觸”按鈕，彈出圖4-6-6所示的“2D接觸”對話框。分

40、別選擇第一組平面曲線和第二組平面曲線（需要時可單擊相應(yīng)的“反向”按鈕），接著設(shè)置2D接觸的參數(shù)和名稱，單擊“確定”按鈕。 4.6.2加載 在功能區(qū)“主頁”選項卡的“加載”組中提供了“標量力”按矩、“標量扭矩”按鈕、“矢量力”按鈕和“矢量扭矩”按鈕。下面分別介紹這些加載力工具的應(yīng)用。 1.“標量力”按鈕 “標量力”按鈕用于在倆個連桿之間或在一個連桿和機架（框架）之間創(chuàng)建一個標量力。標量力可以使一個連桿運動，也可以給一個靜止狀態(tài)添加載荷，還可以作為約束和延緩連桿作用的反作用力。 單擊“標量力”按鈕，彈出4-6-7所示的“標量力”對話框，指定操作連桿及其原點，再指定基本連桿及其原點，在“幅

41、值”選項組中指定標量力的類型及其大小關(guān)系，在“名稱”選項組中的文本框中指定標量力的名稱，單擊“確定”按鈕，便可在倆點之間創(chuàng)建以個標量力，力的作用方向為從指定的第一點指向第二點。 2.“標量扭矩”按鈕 “標量扭矩”按鈕用于圍繞旋轉(zhuǎn)副的軸創(chuàng)建一個標量扭矩。 單擊“標量扭矩”按鈕，彈出圖4-6-8所示的“標量扭矩”對話框。選擇要添加標量扭矩的旋轉(zhuǎn)副，并在“幅值”選項組中指定標量扭矩的幅值類型及其大小關(guān)系。 圖4-6-7“標量力”對話框 圖4-6-8“標量扭矩”對話框 3“矢量力”按鈕 “矢量力”按鈕用于在倆個連桿之間或在一個連桿和一個機架（框架）之間創(chuàng)建一個

42、力，以既定的Z軸或以絕對CAYS的軸為中心施加。矢量力的方向可保持恒定或相對于某個移動體而變化。 單擊“矢量力”按鈕，彈出圖4-6-9所示的“矢量力”對話框，可以采用“分量”類型或“幅值和方向”類型來創(chuàng)建所需的矢量力。 4.“矢量扭矩”按鈕 “矢量扭矩”按鈕用于在倆個連桿或一個連桿和一個機架（框架）之間創(chuàng)建一個扭矩，應(yīng)用于定義的Z軸或絕對坐標系的軸。 單擊“矢量扭矩”按鈕，彈出圖4-6-10所示的“矢量扭矩”對話框，可以采用“分量”類型或“幅值和方向”類型來創(chuàng)建所需的矢量扭矩。 圖4-6-9“矢量力”對話框 圖4-6-10“矢量扭矩”對話框 4.7創(chuàng)建驅(qū)動

43、 在定義連桿和運動副之后，如果沒有驅(qū)動力，那么機構(gòu)還是不能運動。在創(chuàng)建運動副時，可以通過運動副創(chuàng)建對話框的“驅(qū)動”選項卡來為該運動副添加驅(qū)動力。在很多時候，在創(chuàng)建運動副時并沒有考慮驅(qū)動力的因素，可以在創(chuàng)建運動副之后再為機構(gòu)中的指定運動副創(chuàng)建一個獨立驅(qū)動。 圖4-7-1“驅(qū)動”對話框 圖4-7-2設(shè)置“驅(qū)動”方式 在功能區(qū)“主頁”選項卡中的“位置”組中單擊“驅(qū)動”按鈕，彈出圖4-7-1所示的“驅(qū)動”對話框，此時系統(tǒng)提示選擇旋轉(zhuǎn)副、滑動副、柱面副、或“點在曲線上”約束，選擇其中之一。以選擇旋轉(zhuǎn)副作為驅(qū)動對象為例，此時“驅(qū)動”對話框的“驅(qū)

44、動”選擇組提供一個“旋轉(zhuǎn)”下拉列表框，該下拉列表框提供4種旋轉(zhuǎn)驅(qū)動方式，即“無”“恒定”“簡諧”和“函數(shù)”，如圖4-7-3所示。“無”驅(qū)動方式代表沒有外加驅(qū)動附加到運動副上；“恒定”驅(qū)動方式指設(shè)置某一個運動副為恒定運動；“簡諧”驅(qū)動方式用于生成一個光滑的向前或向后的正弦運動，所需參數(shù)為幅值、頻率、相位角和位移；“函數(shù)”驅(qū)動方式用于輸入復雜運動驅(qū)動的數(shù)學函數(shù)，可進入涵數(shù)管理器進行函數(shù)類型的編輯定義。 利用“驅(qū)動”對話框選擇驅(qū)動對象并設(shè)置相應(yīng)的驅(qū)動方式和參數(shù)，單擊“應(yīng)用”按鈕或“確定”按鈕，從而完成為機構(gòu)中的選定運動副創(chuàng)建一個獨立驅(qū)動。 4.8運動仿真解算求解及結(jié)果分析 1在UG N

45、X10.0中，可以將運動分析的全過程分為前處理、解算求解和后處理3個階段。其中，前處理包括在新建仿真模型，在主模型上定義連桿，運動副，連接器，載荷和驅(qū)動力；解算求解主要指對輸入的數(shù)據(jù)進行解算，生成解算信息；后處理則是對解算求解的信息進行分析，可將解算數(shù)據(jù)通過動畫，作圖，電子表格等分析方式展示出來，并可以以多種格式導出分析結(jié)果。 4.7.1設(shè)置解算方案類型與解算方案 完成第一階段的前處理后，在仿真解算求解之前可先設(shè)置解算方案類型。這里將解算方案類型設(shè)置為“運動學”，即在功能區(qū)“主頁”選項卡的“設(shè)置”組中單擊“環(huán)境”按鈕，彈出圖4-7-1所示的“環(huán) 在運動導航器中選擇要建立的解算方

46、案的仿真模型（如“motion—1”），接著單擊鼠標右鍵并從彈出的快捷菜單中選擇“新建解算方案”命令，或者直接在功能區(qū)“主頁”選項卡的“設(shè)置”組中單擊“解算方案”按鈕，彈出圖4-7-2所示“解算方案”對話框，從中設(shè)置解算方案選項，重力，名稱和求解參數(shù)。解算方案選項的設(shè)置內(nèi)容包括解算方案類型，分析類型，時間，步數(shù)等。例如，將解算方案類型設(shè)置為“常規(guī)驅(qū)動”，分析類型為“運動學/運動學”，時間和步數(shù)根據(jù)要求設(shè)定，通常還勾選“通過按確定進行解算”復選框。 4.7.2解算方案求解 如果在“解算方案”對話框的“解算方案選項”組中勾選“通過按確定進行解算復選框”，那么單擊“確定按鈕”時，UG Nx

47、系統(tǒng)將進行解算操作。否則，還需要在功能區(qū)“主頁”選項卡的“分析”組中單擊“求解”按鈕來解算運動解算方案并生成結(jié)果集。求解解算方案是運動仿真關(guān)鍵的一步。 完成解算方案求解并生成結(jié)果集后，功能區(qū)“主頁”選項卡“分析”組中“動畫”按鈕和“作圖”按鈕等一些工具可用，如圖4-7-3所示。 圖4-7-1“環(huán)境對話框” 圖4-7-2“解算方案”對話框 4.9運動仿真實例 9.6.2飛機起落架運動仿真 飛機起落架利用連桿機構(gòu)死點位置特性，使得飛機在機輪著地時不反轉(zhuǎn)，保持支撐狀態(tài)；飛機起飛后，腿桿能夠收攏起來。本小節(jié)對這一結(jié)構(gòu)進行了仿真模擬。 1、 工作原理 圖4-9-1為飛機起落架簡圖，由

48、輪胎、腿桿、機架、液壓缸、活塞、連桿1、連桿2組成。當液壓缸使活塞伸縮時，腿桿和輪胎放下或收起；當輪胎撞擊地面時，連桿1、連桿2位于一條直線上，機構(gòu)的傳動角為零，處于死點位置，因此，機輪著地時產(chǎn)生的巨大沖擊力不會使得連桿2反方向轉(zhuǎn)動，而是保持支撐狀態(tài)；飛機起飛后，腿桿收起來圖4-9-2，以減少空氣阻力，使整個機構(gòu)占據(jù)空間較小。 圖4-9-1飛機起落架 圖4-9-2運動死點 2、 零件造型 1. 輪胎 輪胎用圓柱體造型模擬。特征工具條中選擇，輸入數(shù)值圖4-9-3所示，得到圓柱體，倒圓角，半徑為30mm，得到輪胎如圖4

49、-9-4所示。 圖4-9-3 圖4-9-4 輪胎 2. 腿桿 繪制腿桿草圖如圖4-9-5所示，在退出草圖，拉伸，距離為50mm，得到腿桿。 4-9-5草圖 3. 機架 繪制機架草圖，在退出草圖，拉伸，厚度為50mm，倒圓角，半徑為50mm，得到機架如圖4-9-6所示。 圖4-9-6 創(chuàng)建機架 4. 液壓缸 繪制液壓缸草圖，在退出草圖，旋轉(zhuǎn)360°，然后【插入】/【偏置/縮放】/【抽殼】，選擇小圓柱體端面處抽殼，厚度設(shè)置為10mm，得到液壓缸。

50、選擇【視圖】/【操作】/【截面】，液壓缸截面視圖如圖4-9-7所示。 圖4-9-7創(chuàng)建液壓缸 繪制液壓缸尾部的安裝孔草圖，在退出草圖，雙向拉伸，厚度均為25mm，得到液壓缸（圖4-9-8所示）。 圖4-9-8液壓缸尾部 5. 活塞 繪制活塞草圖（圖4-9-9），在退出草圖，旋轉(zhuǎn)360°，然后選擇小圓柱端面插入草圖（4-9-10），退出草圖，拉伸做布爾求差運算，厚度為100mm。在切除得到的面上繪制草圖（4-9-11）,拉伸切除，雙向完全貫穿，在大端面外端倒角10×45°，里端與桿接觸處倒圓角

51、，半徑為10mm，得到活塞（圖4-9-12）。 圖4-9-9 草圖 圖4-9-10 圖4-9-11 圖4-9-12 活塞 6. 連桿1 繪制連桿1草圖（圖4-9-13），再退出草圖，拉伸，距離為50mm，得到連桿1。 7. 連桿2 繪制連桿2草圖（圖4-9-14），再退出草圖，拉伸，距離為50mm，得到連桿2。 圖4-9-13 草圖 圖4-9-14 草圖 圖

52、9-85中，尺寸1143.9mm是圖9-72中連桿2的長度，其值由三角形余弦定理求出，即： L=（1400.0 ²+600.0 ²-2×1400.0×600.0cos130°）½-700.0=1143.9（mm） 3、 裝配 選擇【文件】/【新建】，建立一個新建模型文件，以文件名“feijiqiluojiazhuangpei”保存該文件。在【開始】菜單中選擇【裝配】，打開裝配應(yīng)用模塊，開始裝配。 （1）選擇【插入】/【組件】/【添加組件】，插入機架和液壓缸；選擇距離進行【距離】裝配，在距離表達式中輸入數(shù)值200，使其兩個配合面

53、相距200mm；選擇中心進行【中心】裝配，這樣就把液壓缸裝配在機架上（圖4-9-15）。 圖4-9-15 距離裝配 圖4-9-16 中心裝配 （2）選擇【插入】/【組件】/【添加組件】，插入活塞；選擇中心進行【中心】裝配（圖4-9-16）。 （3）選擇【插入】/【組件】/【添加組件】，插入連桿2；選擇中心進行【中心】裝配，使連桿2分別和機架、活塞中心配合；選擇接觸對齊進行【配對】裝配（圖4-9-17）。 圖4-9-17 裝配連桿2 （4）選擇【插入】/【組件】/【添加組件】，插入連桿1；選擇中心與連桿2進行【中心】裝配；選擇接觸對

54、齊與連桿2進行【接觸】裝配（圖4-9-18）。 圖4-9-18 裝配連桿1 圖4-9-20裝配腿桿 （5）選擇【插入】/【組件】/【添加組件】，插入 腿桿；選擇中心與連桿1進行【中心】裝配；選擇接觸 對齊與連桿1進行【接觸】裝配（圖4-9-20）。 （6）選擇【插入】/【組件】/【添加組件】，插入 輪胎；選擇中心與腿桿進行【中心】裝配；選擇距離 進行【距離】裝配，同向?qū)R相距75mm（圖4-9-21）。 圖4-9-20裝配輪胎 圖4-9-21最終裝配效果

55、圖 （7）鼠標左鍵選中連桿1或連桿2，點右鍵選取配對，在彈出的配對條件對話框中選擇平行與連桿2或連桿1進行【平行】裝配，裝配完畢后的機構(gòu)如圖4-9-21所示。 四、仿真 在【開始】菜單中選擇【運動仿真】，打開仿真模塊。右擊【運動導航器】上裝配文件名“feijiqiluojiazhuangpei”，選擇【新建仿真】。在彈出的【環(huán)境】對話框中選擇【動力學】或【動態(tài)】，單擊【確定】。 在彈出的【機構(gòu)運動副向?qū)А繉υ捒蛑袉螕簟敬_定】按鈕，把裝配圖中的構(gòu)件自動轉(zhuǎn)化成連桿，裝配關(guān)系映射成仿真模塊里的運動副。 在彈出的【主模型到仿真的配對條件轉(zhuǎn)換】對話框中選擇【是】，本例是把機械手機架連桿接地。也

56、可以選擇【否】，在后面補充把機架設(shè)置為固定連桿。 （一）、添加運動副 1.旋轉(zhuǎn)副 選擇【插入】/【運動副】，給輪胎與腿桿之間加上一個旋轉(zhuǎn)副（圖4-9-22）。 第一個連桿選擇輪胎邊緣的圓周，這樣就完成了“選擇連桿”（車輪）、“指定原點”(圓心）、“指定方位”（圓所在平面的法線）三個步驟，此時，相應(yīng)的步驟名稱前將出現(xiàn)綠色的√號。然后，在【運動副】面板上選擇【第二個連桿】/【選擇連桿】，用鼠標選擇腿桿（圖4-9-23），單擊【應(yīng)用】按鈕，完成一個旋轉(zhuǎn)副的添加。 圖4-9-22 圖4-9-23 同樣地，將機

57、架與液壓缸、腿桿、連桿2，連桿2與連桿1、活塞，連桿1與腿桿，全部用旋轉(zhuǎn)副相連接。 2.滑動副 選擇【插入】/【運動副】，給液壓缸與活塞之間加上一個滑動副（圖4-9-24）。 第一個連桿選擇活塞邊緣的一個圓周，這樣就完成了“選擇連桿”（活塞）、“指定原點”(鼠標位置點）、“指定方位”（圓所在平面的法線方向）三個步驟，此時，相應(yīng)的步驟名稱前將出現(xiàn)綠色的√號。然后，在【運動副】面板上選擇【第二個連桿】/【選擇連桿】，用鼠標選擇液壓缸（圖4-9-25），單擊【應(yīng)用】按鈕，完成一個滑動副的添加。 圖4-9-24選取第一個連桿 圖4-9-25選取第二個連桿 （二）、運動函數(shù)設(shè)置 右擊【運動

58、導航器】中液壓缸與活塞組成 的滑動副，將該滑動副添加運動，選擇【函數(shù) 管理器】，選擇新建一個函數(shù)（圖4-9-26）， 輸入下面的函數(shù)： STEP（time，0,0,1,60） +STEP（time，2,0,3,-60） 這里，活塞的滑動采用兩個STEP函數(shù)相加， 在【軸單位設(shè)置】中設(shè)置Y軸類型為線位移，單 位為mm。STEP函數(shù)的格式為STEP（x，x0，h0， x1，h1），其中（x0，h0）和（x1，h1）分別為 生成區(qū)間的上限和下限，x為自變量，在這里是 時間的函數(shù)。兩個STEP函數(shù)相加時，第二個STEP 函數(shù)的Y值是相對第一個STEP的增加值，而不 是絕對值。

59、 右擊【運動導航器】上的仿真項目motion _1， 選擇【新建解算方案】，【時間】設(shè)置為3，【步數(shù)】 設(shè)置為200，單擊【確定】。 圖4-9-26 XY函數(shù)編輯器 （三）、仿真結(jié)果顯示與分析 右擊【運動導航器】上新建的解算方案Solution_1，選擇【求解】，進行仿真計算，計算完畢后右擊計算結(jié)果圖形顯示XY-Graphing/【新建】。 新建解算方案，求解。仿真運行時，可以看見 各機械手與沖床各零件在STEP函數(shù)作用下，完成 的動作如下。 在彈出的對話框中進行圖

60、形顯示設(shè)置，如 圖4-9-27所示。其中，J008代表原有件的運動副 （滑動福），要求顯示該滑動福的位移（幅值）。 單擊添加將該運動副的函數(shù)添加進來，在【圖表 存儲】中選擇用Excel電子表格顯示結(jié)果曲線, 單擊【確定】后可直觀地顯示原動件移動函數(shù)， 如圖4-9-28所示。 在圖4-9-28中，橫坐標表示機構(gòu)運動的間， 縱坐標表示滑動副在不同時間產(chǎn)生的位移。該 曲線顯示上一小節(jié)的兩個STEP函數(shù)，模擬原 動件實現(xiàn)飛機起落架的以下運動。 0s：開始位置，靜止，如圖4-9-29所示。當 輪胎撞擊地面時，腿桿成為主動件，此時連桿1 和連桿2拉伸成一條直線，機構(gòu)的傳動角為零，

61、 使連桿2轉(zhuǎn)動的有效分力為零，機構(gòu)處于死點位 置，飛機起落架以此姿態(tài)觸地。在第一個STEP函 數(shù)中可以看到初始位移h0=0。 0-1s：起落架逐漸向內(nèi)收攏，直至圖4-9-30 所示位置。此時滑動副位移為60mm，在第一個 STEP函數(shù)中可以看到1s時的位移增量h1=60mm。 圖4-9-27【圖表】 1-2s：靜止，機構(gòu)位置如圖4-9-31所示。此時，滑動副位移為0，在第二個STEP函數(shù)中可以看到2s時的位移增量h2=0. 2-3s：飛機起落架逐漸撐開（如圖4-9-32），一直到連桿1和連桿2拉伸成一條直線。此時，這一滑動副位移為-60mm，在第二個S

62、TEP函數(shù)中可以看到3s時的位移增量為h3=-60mm。 由1s時的60mm位移增量到2s時的0mm位移增量，再到3s時的-60mm的位移增量， 機構(gòu)回到初始位置，仿真運動結(jié)束。 圖4-9-28 s-t曲線 圖4-9-30 靜止 圖4-9-31 張開 圖4-9-32 死點位置（收起） 4.9.1擺動導桿運動仿真 一、工作原理 圖4-9-1所示為一擺動導桿，由3桿和1滑塊塊組成。3號桿可以繞1號桿做整轉(zhuǎn)運動，2號桿隨1號桿進行擺動，滑塊在2號桿上做直線往返運動針對我國國內(nèi)全自動計量杯式小袋包

63、裝機上傳動系統(tǒng)的不足，提出了有搖塊式擺動導桿滑槽間歇機構(gòu)實施杯旋轉(zhuǎn)盤動停結(jié)合，擺動導桿保證了計量杯有充足的時間加料和排料。 圖4-9-1 擺動導桿 二、擺動導桿建模 1、三桿建模與尺寸如圖4-9-2所示 2,、滑塊建模與尺寸如圖4-9-3所示 圖4-9-2 三桿尺寸 圖4-9-3 滑塊尺寸 三、裝配模型 選擇【文件】/【新建】，建立一個新模型文件，以文件名“擺動導桿”保存該文件。在【開始】菜單中選擇【裝配】(如圖4-9-4)，打開裝配應(yīng)用模塊，開始裝配。

64、 圖4-9-4 打開裝配 （1） 選擇【插入】/【組合】/【添加組件】，插入1號桿；選擇原點裝配（具體步驟如圖4-9-5所示）。 圖4-9-5 添加組件 放置組件方式 （2） 選擇【添加組件】，插入2號桿；選擇通過約束“放置”進行配對，然后選擇“同心”進行約束（如圖4-9-6所示），最后進行“移動組件”，把1號桿與2號桿移動到合適位置（如圖4-9-7所示）。 圖4-9-6 裝配約束 圖4-9-7移動組件 （3）3號桿與滑塊的添加方式

65、如2號桿添加方式所示，注意：3號桿與1號桿進行的是”同心”約束放置,滑塊與3號桿進行“同心”約束放置；使用“移動組件”進行對添加構(gòu)件的微調(diào)，調(diào)到合適位置；滑塊與2號桿通過“接觸對齊”約束進行編輯（如圖4-9-8所示）。 圖4-9-8 裝配約束打開方式 四、仿真 在【啟動】菜單中選擇【運動仿真】（如圖4-9-9所示），打開仿真模塊。右擊【運動導航器】上裝配文件名“擺動導桿”，選擇【新建仿真】（如圖4-9-10所示）。在彈出的【環(huán)境】對話框中選擇【動力學】或【動態(tài)】，單擊【確定】。在彈出的【機構(gòu)運動副向?qū)А繉υ捒蛑袉螕簟敬_定】按鈕，把裝配圖中

66、的構(gòu)件自動轉(zhuǎn)化成連桿，裝配關(guān)系映射成仿真模塊里的運動副。在彈出的【主模型到仿真的配對條件轉(zhuǎn)換】對話框中選擇【是】，本例是把1號桿接地。 4-9-9 打開運動仿真 圖4-9-10 新建仿真 1、創(chuàng)建連桿 對3根桿和滑塊創(chuàng)建連桿，在對1號桿創(chuàng)建連桿是，可以把其定義為“固定”連桿（如圖4-9-11所示）。 2、設(shè)置運動副 對3桿和滑塊設(shè)置運動副，1號桿“固定”，2號桿與1號桿定義為“旋轉(zhuǎn)副”，3號桿與1號桿定義為“旋轉(zhuǎn)副”，3號桿與滑塊定義為“旋轉(zhuǎn)副”，滑塊與2號桿定義為“滑塊副”（如圖4-9-11所示）。 圖4-9-11 創(chuàng)建連桿與設(shè)置運動副 3、 定義驅(qū)動 對運動副“j003”（即3號桿）定義一個恒定的驅(qū)動力，在這里我們把“初速度”定義為10，其他為0（如圖4-9-12所示）。 圖4-9-12所示 定義驅(qū)動 4、 解算方案 在定義解算方案時，把時間設(shè)置為10s，步速為100步（如圖4-9-13所示）。 圖4-9-13 解算方案 5、 求解 在定義解算方案以后，