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1、 PROE機(jī)構(gòu)仿真之運(yùn)動分析 關(guān)鍵詞：PROE仿真 運(yùn)動分析重復(fù)組件分析連接 回放運(yùn)動包絡(luò)軌跡曲線 術(shù)語 創(chuàng)建機(jī)構(gòu)前，應(yīng)熟悉下列術(shù)語在PROE中的定義： 主體 (Body) - 一個元件或彼此無相對運(yùn)動的一組元件，主體內(nèi)DOF=0。 連接 (Connections) - 定義并約束相對運(yùn)動的主體之間的關(guān)系。 自由度 (Degrees of Freedom) - 允許的機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動。連接的作用是約束主體之間的相對運(yùn)動，減少系統(tǒng)可能的總自由度。 拖動 (Dragging) - 在屏幕上用鼠標(biāo)拾取并移動機(jī)構(gòu)。 動態(tài) (Dynamics) - 研究機(jī)構(gòu)在受力后的運(yùn)動。 執(zhí)行電動機(jī)

2、(Force Motor) - 作用于旋轉(zhuǎn)軸或平移軸上(引起運(yùn)動)的力。 齒輪副連接 (Gear Pair Connection) - 應(yīng)用到兩連接軸的速度約束。 基礎(chǔ) (Ground) - 不移動的主體。其它主體相對于基礎(chǔ)運(yùn)動。 接頭 (Joints) - 特定的連接類型（例如銷釘接頭、滑塊接頭和球接頭）。 運(yùn)動 (Kinematics) - 研究機(jī)構(gòu)的運(yùn)動，而不考慮移動機(jī)構(gòu)所需的力。 環(huán)連接 (Loop Connection) - 添加到運(yùn)動環(huán)中的最后一個連接。 運(yùn)動 (Motion) - 主體受電動機(jī)或負(fù)荷作用時的移動方式。 放置約束 (Placement Constrai

3、nt) - 組件中放置元件并限制該元件在組件中運(yùn)動的圖元。 回放 (Playback) - 記錄并重放分析運(yùn)行的結(jié)果。 伺服電動機(jī) (Servo Motor) - 定義一個主體相對于另一個主體運(yùn)動的方式。可在接頭或幾何圖元上放置電動機(jī)，并可指定主體間的位置、速度或加速度運(yùn)動。 LCS - 與主體相關(guān)的局部坐標(biāo)系。LCS 是與主體中定義的第一個零件相關(guān)的缺省坐標(biāo)系。 UCS - 用戶坐標(biāo)系。 WCS - 全局坐標(biāo)系。組件的全局坐標(biāo)系，它包括用于組件及該組件內(nèi)所有主體的全局坐標(biāo)系。 運(yùn)動分析的定義 在滿足伺服電動機(jī)輪廓和接頭連接、凸輪從動機(jī)構(gòu)、槽從動機(jī)構(gòu)或齒輪副連接的要求的情況下，模

4、擬機(jī)構(gòu)的運(yùn)動。運(yùn)動分析不考慮受力，它模擬除質(zhì)量和力之外的運(yùn)動的所有方面。因此，運(yùn)動分析不能使用執(zhí)行電動機(jī)，也不必為機(jī)構(gòu)指定質(zhì)量屬性。運(yùn)動分析忽略模型中的所有動態(tài)圖元，如彈簧、阻尼器、重力、力/力矩以及執(zhí)行電動機(jī)等，所有動態(tài)圖元都不影響運(yùn)動分析結(jié)果。 如果伺服電動機(jī)具有不連續(xù)輪廓，在運(yùn)行運(yùn)動分析前軟件會嘗試使其輪廓連續(xù)，如果不能使其輪廓連續(xù)，則此伺服電機(jī)將不能用于分析。 使用運(yùn)動分析可獲得以下信息： 幾何圖元和連接的位置、速度以及加速度 元件間的干涉 機(jī)構(gòu)運(yùn)動的軌跡曲線 作為 Pro/ENGINEER 零件捕獲機(jī)構(gòu)運(yùn)動的運(yùn)動包絡(luò) 重復(fù)組件分析 WF2.0以前版本里的“運(yùn)動分析”

5、，在WF2.0里被稱為“重復(fù)組件分析”。它與運(yùn)動分析類似，所有適用于運(yùn)動分析的要求及設(shè)定，都可用于重復(fù)組件分析，所有不適于運(yùn)動分析的因素，也都不適用于重復(fù)組件分析。重復(fù)組件分析的輸出結(jié)果比運(yùn)動分析少，不能分析速度、加速度，不能做機(jī)構(gòu)的運(yùn)動包絡(luò)。 使用重復(fù)組件分析可獲得以下信息： 幾何圖元和連接的位置 元件間的干涉 機(jī)構(gòu)運(yùn)動的軌跡曲線 運(yùn)動分析工作流程 創(chuàng)建模型：定義主體，生成連接，定義連接軸設(shè)置，生成特殊連接 檢查模型：拖動組件，檢驗(yàn)所定義的連接是否能產(chǎn)生預(yù)期的運(yùn)動 加入運(yùn)動分析圖元：設(shè)定伺服電機(jī) 準(zhǔn)備分析：定義初始位置及其快照，創(chuàng)建測量 分析模型：定義運(yùn)動分析，運(yùn)行

6、結(jié)果獲得：結(jié)果回放，干涉檢查，查看測量結(jié)果，創(chuàng)建軌跡曲線，創(chuàng)建運(yùn)動包絡(luò) 裝入元件時的兩種方式：接頭連接與約束連接 向組件中增加元件時，會彈出“元件放置”窗口，此窗口有三個頁面：“放置”、“移動”、“連接”。傳統(tǒng)的裝配元件方法是在“放置”頁面給元件加入各種固定約束，將元件的自由度減少到0，因元件的位置被完全固定，這樣裝配的元件不能用于運(yùn)動分析（基體除外）。另一種裝配元件的方法是在“連接”頁面給元件加入各種組合約束，如“銷釘”、“圓柱”、“剛體”、“球”、“6DOF”等等，使用這些組合約束裝配的元件，因自由度沒有完全消除（剛體、焊接、常規(guī)除外），元件可以自由移動或旋轉(zhuǎn)，這樣裝配的元件可用于運(yùn)動

7、分析。傳統(tǒng)裝配法可稱為“約束連接”，后一種裝配法可稱為“接頭連接”。 約束連接與接頭連接的相同點(diǎn)：都使用PROE的約束來放置元件，組件與子組件的關(guān)系相同。 約束連接與接頭連接的不同點(diǎn)：約束連接使用一個或多個單約束來完全消除元件的自由度，接頭連接使用一個或多個組合約束來約束元件的位置。約束連接裝配的目的是消除所有自由度，元件被完整定位，接頭連接裝配的目的是獲得特定的運(yùn)動，元件通常還具有一個或多個自由度。 “元件放置”窗口：(yd1) 接頭連接的類型 接頭連接所用的約束都是能實(shí)現(xiàn)特定運(yùn)動(含固定)的組合約束，包括：銷釘、圓柱、滑動桿、軸承、平面、球、6DOF、常規(guī)、剛性、焊接，共1

8、0種。 銷釘：由一個軸對齊約束和一個與軸垂直的平移約束組成。元件可以繞軸旋轉(zhuǎn)，具有1個旋轉(zhuǎn)自由度，總自由度為1。軸對齊約束可選擇直邊或軸線或圓柱面，可反向；平移約束可以是兩個點(diǎn)對齊，也可以是兩個平面的對齊/配對，平面對齊/配對時，可以設(shè)置偏移量。 圓柱：由一個軸對齊約束組成。比銷釘約束少了一個平移約束，因此元件可繞軸旋轉(zhuǎn)同時可沿軸向平移，具有1個旋轉(zhuǎn)自由度和1個平移自由度，總自由度為2。軸對齊約束可選擇直邊或軸線或圓柱面，可反向。 滑動桿：即滑塊，由一個軸對齊約束和一個旋轉(zhuǎn)約束(實(shí)際上就是一個與軸平行的平移約束)組成。元件可滑軸平移，具有1個平移自由度，總自由度為1。軸對齊約束可選擇直邊

9、或軸線或圓柱面，可反向。旋轉(zhuǎn)約束選擇兩個平面，偏移量根據(jù)元件所處位置自動計算，可反向。 軸承：由一個點(diǎn)對齊約束組成。它與機(jī)械上的“軸承”不同，它是元件（或組件）上的一個點(diǎn)對齊到組件（或元件）上的一條直邊或軸線上，因此元件可沿軸線平移并任意方向旋轉(zhuǎn)，具有1個平移自由度和3個旋轉(zhuǎn)自由度，總自由度為4。 平面：由一個平面約束組成，也就是確定了元件上某平面與組件上某平面之間的距離(或重合)。元件可繞垂直于平面的軸旋轉(zhuǎn)并在平行于平面的兩個方向上平移，具有1個旋轉(zhuǎn)自由度和2個平移自由度，總自由度為3?？芍付ㄆ屏?，可反向。 球：由一個點(diǎn)對齊約束組成。元件上的一個點(diǎn)對齊到組件上的一個點(diǎn)，比軸承連接小了

10、一個平移自由度，可以繞著對齊點(diǎn)任意旋轉(zhuǎn)，具有3個入旋轉(zhuǎn)自由度，總自由度為3。 6DOF：即6自由度，也就是對元件不作任何約束，僅用一個元件坐標(biāo)系和一個組件坐標(biāo)系重合來使元件與組件發(fā)生關(guān)聯(lián)。元件可任意旋轉(zhuǎn)和平移，具有3個旋轉(zhuǎn)自由度和3個平移自由度，總自由度為6。 剛性：使用一個或多個基本約束，將元件與組件連接到一起。連接后，元件與組件成為一個主體，相互之間不再有自由度，如果剛性連接沒有將自由度完全消除，則元件將在當(dāng)前位置被“粘”在組件上。如果將一個子組件與組件用剛性連接，子組件內(nèi)各零件也將一起被“粘”住，其原有自由度不起作用?？傋杂啥葹?。 焊接：兩個坐標(biāo)系對齊，元件自由度被完全消除。連接

11、后，元件與組件成為一個主體，相互之間不再有自由度。如果將一個子組件與組件用焊接連接，子組件內(nèi)各零件將參照組件坐標(biāo)系發(fā)按其原有自由度的作用。總自由度為0。 接頭連接類型：(yd2) 接頭連接約束：常規(guī) 常規(guī)：也就是自定義組合約束，可根據(jù)需要指定一個或多個基本約束來形成一個新的組合約束，其自由度的多少因所用的基本約束種類及數(shù)量不同而不同。可用的基本約束有：匹配、對齊、插入、坐標(biāo)系、線上點(diǎn)、曲面上的點(diǎn)、曲面上的邊，共7種。在定義的時候，可根據(jù)需要選擇一種，也可先不選取類型，直接選取要使用的對象，此時在類型那里開始顯示為“自動”，然后根據(jù)所選擇的對象系統(tǒng)自動確定一個合適的基本約束類型。

12、常規(guī)—匹配/對齊：對齊）。單一的“匹配/對齊”構(gòu)成的自定義組合約束轉(zhuǎn)換為約束連接后，變?yōu)橹挥幸粋€“匹配/對齊”約束的不完整約束，再轉(zhuǎn)換為接頭約束后變?yōu)椤捌矫妗边B接。這兩個約束用來確定兩個平面的相對位置，可設(shè)定偏距值，也可反向。定義完后，在不修改對象的情況下可更改類型（匹配 常規(guī)—插入：選取對象為兩個柱面。單一的“插入”構(gòu)成的自定義組合約束轉(zhuǎn)換為約束連接后，變?yōu)橹挥幸粋€“插入”約束的不完整約束，再轉(zhuǎn)換為接頭約束后變?yōu)椤皥A柱”連接。 常規(guī)—坐標(biāo)系：選取對象為兩個坐標(biāo)系，與6DOF的坐標(biāo)系約束不同，此坐標(biāo)系將元件完全定位，消除了所有自由度。單一的“坐標(biāo)系”構(gòu)成的自定義組合約束轉(zhuǎn)換為約束連接后，變

13、為只有一個“坐標(biāo)系”約束的完整約束，再轉(zhuǎn)換為接頭約束后變?yōu)椤昂附印边B接。 常規(guī)—線上點(diǎn)：選取對象為一個點(diǎn)和一條直線或軸線。與“軸承”等效。單一的“線上點(diǎn)”構(gòu)成的自定義組合約束轉(zhuǎn)換為約束連接后，變?yōu)橹挥幸粋€“線上點(diǎn)”約束的不完整約束，再轉(zhuǎn)換為接頭約束后變?yōu)椤拜S承”連接。 常規(guī)—曲面上的點(diǎn)：選取對象為一個平面和一個點(diǎn)。單一的“曲面上的點(diǎn)”構(gòu)成的自定義組合約束轉(zhuǎn)換為約束連接后，變?yōu)橹挥幸粋€“曲面上的點(diǎn)”約束的不完整約束，再轉(zhuǎn)換為接頭約束后仍為單一的“曲面上的點(diǎn)”構(gòu)成的自定義組合約束。 常規(guī)—曲面上的邊：選取對象為一個平面/柱面和一條直邊。單一的“曲面上的點(diǎn)”構(gòu)成的自定義組合約束不能轉(zhuǎn)換為約束連

14、接。 自由度與冗余約束 自由度（DOF）是描述或確定一個系統(tǒng)（主體）的運(yùn)動或狀態(tài)（如位置）所必需的獨(dú)立參變量（或坐標(biāo)數(shù)）。一個不受任何約束的自由主體，在空間運(yùn)動時，具有6個獨(dú)立運(yùn)動參數(shù)（自由度），即沿XYZ三個軸的獨(dú)立移動和繞XYZ三個軸的獨(dú)立轉(zhuǎn)動，在平面運(yùn)動時，則只具有3個獨(dú)立運(yùn)動參數(shù)（自由度），即沿XYZ三個軸的獨(dú)立移動。 主體受到約束后，某些獨(dú)立運(yùn)動參數(shù)不再存在，相對應(yīng)的，這些自由度也就被消除。當(dāng)6個自由度都被消除后，主體就被完全定位并且不可能再發(fā)生任何運(yùn)動。如使用銷釘連接后，主體沿XYZ三個軸的平移運(yùn)動被限制，這三個平移自由度被消除，主體只能繞指定軸（如X軸）旋轉(zhuǎn)，不能繞另兩個軸

15、（YZ軸）旋轉(zhuǎn)，繞這兩個軸旋轉(zhuǎn)的自由度被消除，結(jié)果只留下一個旋轉(zhuǎn)自由度。 冗余約束指過多的約束。在空間里，要完全約束住一個主體，需要將三個獨(dú)立移動和三個獨(dú)立轉(zhuǎn)動分別約束住，如果把一個主體的這六個自由度都約束住了，再另加一個約束去限制它沿X軸的平移，這個約束就是冗余約束。 合理的冗余約束可用來分?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，延長設(shè)備使用壽命。冗余約束對主體的力狀態(tài)產(chǎn)生影響，對主體的對運(yùn)動沒有影響。因運(yùn)動分析只分析主體的運(yùn)動狀況，不分析主體的力狀態(tài)，在運(yùn)動分析時，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

16、每次運(yùn)行分析時，都會對自由度進(jìn)行計算。并可創(chuàng)建一個測量來計算機(jī)構(gòu)有多少自由度、多少冗余。 PROE的幫助里有一個門鉸鏈的例子來講冗余與自由度的計算，但其分析實(shí)豐有欠妥當(dāng)，各位想準(zhǔn)確計算模型的自由度的話，請找機(jī)構(gòu)設(shè)計方面的書來仔細(xì)研究一番。這也不是幾句話能說明白的，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”頁面和“連接”頁面里，在約束列表下方，都有一個“約束轉(zhuǎn)換”按鈕。使用此按鈕可在任何時候根據(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，系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)有約束及其對象的性質(zhì)自動選取最相配的新類型。如對系統(tǒng)自動選

17、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，沒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：曲線上的點(diǎn)、曲面上的點(diǎn)、相切約束，在轉(zhuǎn)換時是不會轉(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)動分析中被設(shè)定為不參與運(yùn)動的主體。 創(chuàng)建新組件時，裝配（或創(chuàng)建）的第一個元件自動成為基礎(chǔ)。 元件使用約束連接（“元件放置”窗口中“放置”頁面）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，或者因兩個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”來確認(rèn)主體之間的

18、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，選定一個主體，將在窗口里顯示這個主體所受到的約束（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件的運(yùn)動規(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，都會讓凸輪顯示出一定的厚度(深度)。 凸輪連接只需要指定兩個主體上的各一個（或一組）曲面或曲線就可以了。定義窗口里的“凸輪1”“凸輪2”分別是兩個主體中任何一個，并非從動件就是

19、“凸輪2”。 如果選擇曲面，可將“自動選取”復(fù)選框勾上，這樣，系統(tǒng)將自動把與所選曲面的鄰接曲面選中，如果不用“自動選取”，需要選多個相鄰面時要按住Ctrl。 如果選擇曲線/邊，“自動選取”是無效的。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平面上）。 凸輪一般是從動件沿凸輪件的表面運(yùn)動，在PROE里定義凸輪時，還要確定運(yùn)動的實(shí)際接觸面。選取了曲面或曲線后，將會出線一個箭頭，這個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)動時接觸點(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”，打開這個選項(xiàng)，凸輪運(yùn)轉(zhuǎn)時，從動件可

20、離開主動件，不使用此選項(xiàng)時，從動件始終與主動件接觸。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“e”。 因?yàn)槭嵌S凸輪，只要確定了凸輪輪廓和工作平面，這個凸輪的形狀與位置也就算定義完整了。為了形象，系統(tǒng)會給這個二維凸輪顯示出一個厚度（即深度）。通常我們可不必去修改它，使用“自動”就可以了。也可自已定義這個顯示深度，但對分析結(jié)果沒有影響。 需要注意： A.所選曲面只能是單向彎曲曲面（如拉伸曲面），不能是多向彎曲曲面（如旋轉(zhuǎn)出來的鼓形曲面）。 B.所選曲面或曲線中，可以有平面和直邊，但應(yīng)避免在兩個主體上同時出現(xiàn)。 C.系統(tǒng)不會自動處理曲面（曲線）中的尖角/拐點(diǎn)/不連續(xù)

21、，如果存在這樣的問題，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 齒輪連接用來控制兩個旋轉(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)齒輪需定義兩個齒輪，齒輪齒條需定義一個小齒輪和一個齒條。一個齒輪（或齒條）由兩個主體和這兩個主體之間的一個旋轉(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，只需選定由接頭連接定義出來的與齒輪本體相關(guān)的那個旋轉(zhuǎn)軸即可，系統(tǒng)自動將產(chǎn)生這根軸的兩個主體設(shè)定為“齒輪”（或“小齒輪”、“齒條”）和“托架”，“托架”一般就是

22、用來安裝齒輪的主體，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?！褒X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)中后畫面會出現(xiàn)一個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”頁面里，都有一個輸入節(jié)圓直徑的地方，可以在定義齒輪時將齒輪的實(shí)際節(jié)圓直徑輸入到這里。在“屬性”頁面里，“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，D1、D2由系統(tǒng)自動根據(jù)前兩個頁面里的數(shù)值計算出來，不可改動。選擇“用戶定義的”時，D1、D2需要

23、輸入，此情況下，齒輪速度比由此處輸入的D1、D2確定，前兩個頁面里輸入的節(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)一周時齒條平移的距離，齒條比選擇“節(jié)圓直徑”時，其數(shù)值由系統(tǒng)根據(jù)小齒輪的節(jié)圓數(shù)值計算出來，不可改動，選擇“用戶定義的”時，其數(shù)值需要輸入，此情況下，小齒輪定義頁面里輸入的節(jié)圓直徑不起作用。 圖標(biāo)位置：定義齒輪后，每一個齒輪都有一個圖標(biāo)，以顯示這里定義了一個齒輪，一條虛線把兩個圖標(biāo)的中心連起來。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)選一個點(diǎn)，圖標(biāo)將平移到那個點(diǎn)所在平面上。

24、圖標(biāo)的位置只是一視覺效果，不會對分析產(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，即使是兩個圓柱，也可以在它們之間定義一個齒輪連接。 B．兩個齒輪應(yīng)使用公共的托架主體，如果沒有公共的托架主體，分析時系統(tǒng)將創(chuàng)建一個不可見的內(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（動態(tài)、力平衡、靜態(tài)）時，會提示指出沒有公共托架主體。 齒輪定義窗口：(yd6) 特殊連接:槽連接 槽連接是兩個主體之間的一個點(diǎn)----曲線連接。從動件上的一個點(diǎn)，始終在主動件上的一根曲線

25、(3D)上運(yùn)動。槽連接只使兩個主體按所指定的要求運(yùn)動，不檢查兩個主體之間是否干涉，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，可以是開放的，也可以是封閉的。 點(diǎn)可以是任何一個基準(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)動時，從動件上的點(diǎn)始終在主動件上的指定曲線上，如果曲線是一條（組）開放曲線，則此曲線（曲線組）的首末兩個端點(diǎn)為槽的默認(rèn)端點(diǎn)，如果是一條（組）封閉曲線，則默認(rèn)無端點(diǎn)。如果希望運(yùn)動區(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

26、自定義槽的端點(diǎn)。對于開放曲線（曲線組），只要指定新的端點(diǎn)就可以了，對于封閉曲線，指定兩個新端點(diǎn)后，系統(tǒng)自動選取被兩端點(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) 拖動與快照 拖動，是在允許的范圍內(nèi)移動機(jī)械?？煺眨瑢C(jī)械的某一特殊狀態(tài)的記錄。可以使用拖動調(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

27、工程圖。 “機(jī)構(gòu)”----“拖動”，進(jìn)入“拖動”窗口，此窗口具有一個工具欄，工具欄左第一個按鈕為“保存快照”，即將當(dāng)前屏幕上的狀態(tài)保存為一個快照，左第二個按鈕為“點(diǎn)拖動”，即點(diǎn)取機(jī)構(gòu)上的一個點(diǎn)，移動鼠標(biāo)以改變元件的位置，左第三個按鈕為“主體拖動”，選取一個主體，移動鼠標(biāo)以改變元件的位置。右側(cè)兩個按鈕為“撤消”和“恢復(fù)”，每一次拖動，系統(tǒng)都會記錄入內(nèi)存，使用此兩按鈕，可查看已做的各次拖動的結(jié)果?！翱煺铡表摵汀凹s束”頁，分別有一個列表，顯示當(dāng)前已經(jīng)定義的快照和為當(dāng)前拖動定義的臨時約束。 快照列表左側(cè)有一列工具按鈕，第一個為顯示當(dāng)前快照，即將屏幕顯示刷新為選定快照的內(nèi)容；第二個為從其它快照中把某

28、些元件的位置提取入選定快照；第三個為刷新選定快照，即將選定快照的內(nèi)容更新為屏幕上的狀態(tài)；第四個為繪圖可用，使選定快照可被當(dāng)做分解狀態(tài)使用，從而在繪圖中使用，這是一個開關(guān)型按鈕，當(dāng)快照可用于繪圖時，列表中的快照名前會有一個圖標(biāo)；第五個是刪除選定快照。 約束列表顯示已為當(dāng)前拖動所定義的臨時約束，這些臨時約束只用于當(dāng)前拖動操作，以進(jìn)一步限制拖動時各主體之間的相對運(yùn)動。 “高級拖動選項(xiàng)”提供了一組工具，用于精確限定拖動時被拖動點(diǎn)或主體的運(yùn)動。 拖動窗口：(yd8) 恢復(fù)系數(shù)與磨擦 即碰撞系數(shù)，其物理定義為兩物體碰撞后的相對速度（V2-V1）與碰撞前的相對速度（V10-V20）的比值，即

29、e=(V2-V1)/(V10-V20)，它的值介于0到1之間。典型的恢復(fù)系數(shù)可從工程書籍或?qū)嶋H經(jīng)驗(yàn)中得到。恢復(fù)系數(shù)取決于材料屬性、主體幾何以及碰撞速度等因素。在機(jī)構(gòu)中應(yīng)用恢復(fù)系數(shù)，是在剛體計算中模擬非剛性屬性的一種方法。完全彈性碰撞的恢復(fù)系數(shù)為 1。完全非彈性碰撞的恢復(fù)系數(shù)為 0。橡皮球的恢復(fù)系數(shù)相對較高。而濕泥土塊的恢復(fù)系數(shù)值非常接近0。 摩擦阻礙凸輪或槽的運(yùn)動。摩擦系數(shù)取決于接觸材料的類型以及實(shí)驗(yàn)條件?？稍谖锢砘蚬こ虝胁檎腋鞣N典型的摩擦系數(shù)表。需要分別指定靜磨擦系數(shù)和動磨擦系數(shù)，且靜磨擦系數(shù)應(yīng)大于動磨擦系數(shù)。要在力平衡分析中計算凸輪滑動測量，必須指定凸輪連接的磨擦系數(shù)。 恢復(fù)系數(shù)與

30、磨擦可用于凸輪連接和槽連接，也可用于連接軸設(shè)置。 連接軸設(shè)置 “機(jī)構(gòu)”—“連接軸設(shè)置”，可為由接頭連接（如銷釘）產(chǎn)生的連接軸定義一些具體的屬性，包括：連接軸的位置，連接軸的零參照，連接軸的再生位置（用于重復(fù)組件分析），連接軸的運(yùn)動限制、恢復(fù)系數(shù)及磨擦。 進(jìn)入此窗口后，需先選取一連接軸，然后再對此軸進(jìn)行各種設(shè)置。 “連接軸位置”，這里顯示的是連接軸的兩個零參照間的位置或距離，未改變時，顯示的是當(dāng)前屏幕上這個位置時的值。如果自己輸入一個數(shù)值并回車（對于旋轉(zhuǎn)軸，此數(shù)值為-180到180，如超出此范圍或超出“屬性”里設(shè)置的限制范圍，系統(tǒng)將自動轉(zhuǎn)換成可接受的范圍內(nèi)的值），屏幕上的組件也將臨時改變

31、位置以反映當(dāng)前修改，如果按了“生成零點(diǎn)”，則將當(dāng)前位置設(shè)定為連接軸零點(diǎn)，其它測量都從此零點(diǎn)位置開始。點(diǎn)了“生成零點(diǎn)”后，“指定參照”將無效。如果選了“指定參照”，則“生成零點(diǎn)”無效?！爸付▍⒄铡笨蔀檫B接軸的兩個主體分別選定零位置的幾何參照。 選取“再生值”，可讓組件在非連接軸零點(diǎn)位置再生，這個用于重復(fù)組件分析中。 “啟用限制”，設(shè)置接頭運(yùn)動時的最大最小運(yùn)動范圍及恢復(fù)系數(shù)。對于旋轉(zhuǎn)軸，“最小”值為-180到180之間且小于最大值，“最大”值為-180到180之間且大于最小值?；謴?fù)系數(shù)用來模擬當(dāng)連接軸運(yùn)動到限制位置時的沖擊力。 “啟用磨擦”，設(shè)置接頭的兩個主體之間相互運(yùn)動的阻力。需指定靜磨擦

32、系數(shù)和動磨擦系數(shù)，對于旋轉(zhuǎn)軸，還應(yīng)指定一個大于零的接觸半徑值，它用于定義磨擦扭矩作用于連接軸上的半徑。靜磨擦系數(shù)應(yīng)大于動磨擦系數(shù)。 在任何連接軸上，都不能創(chuàng)建多個連接軸零點(diǎn)。不能為球接頭定義連接軸設(shè)置。另外，不能編輯屬于多旋轉(zhuǎn) DOF 接頭（如 6DOF 或某個一般連接）的旋轉(zhuǎn)連接軸的連接軸設(shè)置。 連接軸設(shè)置窗口：(yd9) 連接軸設(shè)置：零點(diǎn)參照的要求 定義旋轉(zhuǎn)軸的零點(diǎn)時，要注意以下事項(xiàng)： 點(diǎn)-點(diǎn)零點(diǎn)參照 ：以垂直于旋轉(zhuǎn)軸的方向從每一點(diǎn)繪制向量。這兩個向量對連接零點(diǎn)應(yīng)重合。這兩個點(diǎn)不能位于連接軸上。 點(diǎn)-平面零參照 ： 包含點(diǎn)和旋轉(zhuǎn)連接軸的平面應(yīng)平行于為連接零點(diǎn)選取的平面。該

33、點(diǎn)不能位于連接軸上。 平面-平面零參照 ： 這兩個平面在連接零點(diǎn)處平行。兩個平面都必須平行于旋轉(zhuǎn)軸。 定義平移軸的零點(diǎn)參照時應(yīng)注意下列事項(xiàng)： 點(diǎn)-點(diǎn)零參照：在連接零點(diǎn)處，兩點(diǎn)之間在平移連接軸方向上的距離將為零。 點(diǎn)-平面零參照：在連接零點(diǎn)處，平面和點(diǎn)之間在平移連接軸方向上的距離將為零。該平面必須垂直于連接軸。 平面-平面零參照：在連接零點(diǎn)處，平面間的距離為零。兩個平面都必須垂直于連接軸。 定義平面或軸承連接的連接軸零點(diǎn)參照時應(yīng)注意： 平面連接：為避免不可預(yù)測的行為，只能為平面平移軸定義點(diǎn)-點(diǎn)或點(diǎn)-平面零點(diǎn)參照。同樣，只能為平面旋轉(zhuǎn)軸定義平面-平面零點(diǎn)參照。 軸承連接：必須在包含

34、軸承接頭方向定義的主體上選取一個點(diǎn)或平面，即具有點(diǎn)-線約束的直線。系統(tǒng)將此參照與定義軸承連接的點(diǎn)對齊。 伺服電動機(jī) 伺服電動機(jī)可規(guī)定機(jī)構(gòu)以特定方式運(yùn)動。伺服電動機(jī)引起在兩個主體之間、單個自由度內(nèi)的特定類型的運(yùn)動。伺服電動機(jī)將位置、速度或加速度指定為時間的函數(shù)，并可控制平移或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。通過指定伺服電動機(jī)函數(shù)，如常數(shù)或線性函數(shù)，可以定義運(yùn)動的輪廓?？蓮亩鄠€預(yù)定義的函數(shù)中選取，也可輸入自己的函數(shù)。可在一個圖元上定義任意多個伺服電動機(jī)。 如果為非連續(xù)的伺服電動機(jī)輪廓選取或定義了位置或速度函數(shù)，在進(jìn)行運(yùn)動或動態(tài)分析時這個伺服電動機(jī)將被忽略。但是，可在重復(fù)組件分析中使用非連續(xù)伺服電動機(jī)輪廓。當(dāng)用圖形

35、表示非連續(xù)伺服電動機(jī)時，系統(tǒng)將顯示信息指示非連續(xù)的點(diǎn)。 伺服電動機(jī)分為兩種，一種是連接軸伺服電機(jī)，用于定義某一旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，一種是幾何伺服電機(jī)，用于創(chuàng)建復(fù)雜的運(yùn)動，如螺旋運(yùn)動。連接軸伺服電機(jī)只需要選定一個事先由接頭連接（如銷釘）所定義的旋轉(zhuǎn)軸，并設(shè)定方向即可，連接軸伺服電機(jī)可用于運(yùn)動分析。幾何伺服電機(jī)需要選取從動件上的一個點(diǎn)/平面，并選取另一個主體上的一個點(diǎn)/平面作為運(yùn)動的參照，并需確定運(yùn)動的方向及種類，幾何伺服電機(jī)不能用于運(yùn)動分析。 連接軸伺服電機(jī)選取一根旋轉(zhuǎn)軸，并指定方向。 幾何伺服電機(jī)根據(jù)選取的對象分以下幾種： 從動“點(diǎn)”，參照“點(diǎn)”，平移；從動“點(diǎn)”，參照“平面”，旋轉(zhuǎn)；從

36、動“平面”，參照“平面”，旋轉(zhuǎn)；從動“點(diǎn)”，參照“平面”，平移；從動“平面”，參照“平面”，平移。其中，前三種需要再選取一條直邊來定義運(yùn)動方向，后兩種不需要。 電機(jī)輪廓也即是從動件的運(yùn)動規(guī)律，對于平移運(yùn)動，它是長度（單位：mm）對時間的函數(shù)，對于旋轉(zhuǎn)，它是角度（單位：度）對時間的函數(shù)。點(diǎn)最下方的“圖形”按鈕，將會以圖形的方式顯示出電機(jī)的輪廓，其橫軸就是時間，其縱軸，就是位置或速度或加速度?！澳！倍x的就是圖形的形狀，“規(guī)范”里定義的就是“?！彼x的圖形的縱軸所代表的意義。模有九種：常數(shù)、斜坡、余弦、SCCA、擺線、拋物線、多項(xiàng)式、表、用戶定義的。規(guī)范有三種：位置、速度、加速度。其中模里的S

37、CCA這一種，只能用于描述加速度（即對應(yīng)的“規(guī)范”只能是加速度）?！耙?guī)范”為位置時，無需自己定義初始位置，為速度時，需定義“初始角”，為加速度時，需定義“初始角”和“初始角速度”，默認(rèn)位置為當(dāng)前屏幕上的位置。 點(diǎn)“規(guī)范”下的那個按鈕，可進(jìn)入“連接軸設(shè)置”窗口，對當(dāng)前電機(jī)所用的連接軸進(jìn)行設(shè)置。 伺服電動機(jī)定義窗口：(yd10) 電動機(jī)的輪廓（模） 電動機(jī)的模用來描述電動機(jī)的輪廓，定義模時，需選定模函數(shù)并輸入函數(shù)的系數(shù)值。對于伺機(jī)服電動機(jī)，函數(shù)中的X為時間，對于執(zhí)行電動機(jī)，函數(shù)中的X為時間或選取的測量參數(shù)。 模函數(shù)一共有九種：常數(shù)、斜坡、余弦、SCCA、擺線、拋物線、多項(xiàng)式、表、用

38、戶定義的。 下面先說說常數(shù)、斜坡、余弦、擺線、拋物線、多項(xiàng)式這六種。 常數(shù)，函數(shù)為q=A，A為一常數(shù)。此用于需要恒定輪廓時。 斜坡，即線性，函數(shù)為q=A+B*X，A為一常數(shù)，B為斜率。用于輪廓隨時間做線性變化時。 余弦，函數(shù)為q=A*cos(360*X/T+B)+C，A為幅值，B為相位，C為偏移量。用于輪廓呈余弦規(guī)律變化時。 擺線，函數(shù)為q=L*X/T-L*sin(2*pi*X/T)/2*pi，L為總高度，T為周期。用于模擬凸輪輪廓輸出。 拋物線，函數(shù)為q=A*X+(1/2)*B*X^2，A為線性系數(shù)，B為二次項(xiàng)系數(shù)。用于模擬電動機(jī)的軌跡。 多項(xiàng)式，函數(shù)為q=A+B*X+C*X^

39、2+D*X^3，A為常數(shù)，B為線性系數(shù)，C為二次項(xiàng)系數(shù)，D為三次項(xiàng)系數(shù)。用于模擬一般的電動機(jī)軌跡。 電動機(jī)的模:SCCA 此函數(shù)只能用于加速度伺服電機(jī)，不能用于執(zhí)行電機(jī)。它用來模擬凸輪輪廓輸出。它稱做“正弦-常數(shù)-余弦-加速度”運(yùn)動，縮寫為SCCA。它一共有五個參數(shù)： A = 漸增加速度歸一化時間部分 B = 恒定加速度歸一化時間部分 C = 遞減加速度的歸一化時間部分 H = 幅值 T = 周期 其中A + B + C = 1，用戶必須提供 A 和 B 的值、幅值和周期。 SCCA 設(shè)置的值按下表計算： y = H * sin [(t*pi)/(2*A)]

40、 0 <= t < A 時 y = H A <= t < (A + B) 時 y = H * cos [(t - A - B)*pi/(2*C)] (A+B) <= t < (A + B + 2C) 時 y = - H (A+B+2C) <= t < (A + 2B + 2C) 時 y = - H * cos [(t - A - 2B - 2C)*pi/(2*A)] (A+2B+2C) <= t <= 2*(A + B + C) 時 上式中的t 是歸一化時間，按下式進(jìn)

41、行計算: t=ta*2/T (ta:實(shí)際時間；T：SCCA輪廓周期) 如果ta大于T，輪廓將重復(fù)自身。 電動機(jī)的模:七種函數(shù)圖例 下圖給出了七種函數(shù)的模所代表的電機(jī)輪廓。各函數(shù)的參數(shù)值： 常數(shù)：A=8。 斜坡（線性）：A=18，B=-1.2。 余弦：A=6,B=40,C=3,T=5。 擺線：L=12,T=8 拋物線：A=4,B=-0.6 多項(xiàng)式：A=7,B=-1.5,C=1,D=-0.1 SCCA：A=0.4,B=0.3,H=5,T=10 圖例：(yd11) 電動機(jī)的模：表 電動機(jī)的模類型選擇為“表”，也就是指定N個點(diǎn)，以這些點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)，按線性或樣條插值的方式構(gòu)建一

42、條通過所有點(diǎn)的曲線，這條曲線就是電動機(jī)的輪廓。如電動機(jī)的模是指定給“位置”或“速度”的（即“規(guī)范”為位置或速度），插值方式可選“線性擬合”或“樣條擬合”之一，如是指定給“加速度”并用于伺服電機(jī)（即“規(guī)范”為加速度），則插值方式只能是“線性擬合”。樣條擬合構(gòu)建的曲線比線性擬合構(gòu)建的曲線平滑一點(diǎn)。 類型選為“表”后，在“?！鳖愋偷南路綍霈F(xiàn)一個列表框，可用框右側(cè)的“增加行”/“刪除行”來向列表中加增加或刪除行。這個表由N行兩列構(gòu)成，第一列是時間（即電機(jī)輪廓的橫軸，如是執(zhí)行電機(jī)或力，也可能是別的測量變量而不是時間），第二列是模（即電機(jī)輪廓的縱軸）。每一行有一個時間值和一個模值，這兩個數(shù)代表電機(jī)輪廓

43、上的一個點(diǎn)。輸入時要注意的時，時間列只能是遞增或遞減的。 下圖示例的取值為：第一列：1,2,3,4,5；第二列:5,8,11,15,22；線性擬合。(yd12) 創(chuàng)建并執(zhí)行運(yùn)動分析 “機(jī)構(gòu)”----“分析”----“新建”。 類型里選擇“運(yùn)動學(xué)”或“重復(fù)的組件”。然后設(shè)置“優(yōu)先選項(xiàng)”頁和“電動機(jī)”頁。對于運(yùn)動分析和重復(fù)組件分析，“外部負(fù)荷”頁是不可用的。 “優(yōu)先選項(xiàng)”頁里設(shè)置運(yùn)動的起止時間及定義動畫時域，并可設(shè)定主體鎖定、連接鎖定及初始位置。主體鎖定使兩個主體在運(yùn)動分析（或重復(fù)組件分析）期間不做相對運(yùn)動，由接頭連接設(shè)定的自由度在分析期間不起作用。連接鎖定使選定的連接在分析期間

44、保持當(dāng)前配置。設(shè)置主體鎖定需選擇一個先導(dǎo)主體，如果選擇先導(dǎo)主體時用了中鍵，則用基體作為先導(dǎo)主體。連接鎖定可以用于接頭連接、凸輪連接、槽連接，不能用于齒輪連接，對于齒輪副，只能鎖定產(chǎn)生齒輪軸的接頭連接。初始位置選取當(dāng)前位置作為分析起點(diǎn)，或用一先前保存的快照作分析起點(diǎn)。 “電動機(jī)”頁里設(shè)置用于分析的電動機(jī)。對于運(yùn)動分析和重復(fù)組件分析，只能用連接軸伺服電動機(jī)，幾何伺服電動機(jī)及執(zhí)行電動機(jī)都不可用。可以設(shè)定各個電動機(jī)的作用時間，以實(shí)現(xiàn)多個電動機(jī)分時段起作用。 定義結(jié)束后點(diǎn)“運(yùn)行”，將執(zhí)行分析，并產(chǎn)生一個結(jié)果集。 分析定義窗口：(yd13) 回放：干涉與動畫 “回放”用來查看機(jī)構(gòu)中零件的干

45、涉情況、將分析的不同部分組合成一段影片、顯示力和扭矩對機(jī)構(gòu)的影響，以及在分析期間跟蹤測量的值。可以將運(yùn)動分析結(jié)果捕捉為MPEG動畫文件或一系列的JPG、TIF或BMP文件?？梢詣?chuàng)建運(yùn)動包絡(luò)。“機(jī)構(gòu)”----“回放”，啟動“回放”窗口。在“結(jié)果集”里，選擇將用于回放的運(yùn)動分析（或重復(fù)組件分析）結(jié)果集。 “干涉”頁面設(shè)置干涉檢查選項(xiàng)。檢查模式有四種：無干涉、快速檢查、兩個零件、全局干涉?！盁o干涉”即不檢查干涉；“快速檢查”是進(jìn)行較低層次的檢查，選用此模式將自動選中“停止回放”選項(xiàng)；“兩個零件”是只檢查所選定的兩個零件之間的干涉情況；“全局干涉”是檢查所有零件的所有類型的干涉。檢查選項(xiàng)有兩個：包括

46、面組、停止回放?！鞍娼M”是曲面也將參與干涉檢查；“停止回放”是一旦檢查到干涉，回放就停止。 “影片進(jìn)度表”頁設(shè)置回放的結(jié)果片段?！帮@示時間”，如選中，則在回放時會在屏幕左上角顯示回放已進(jìn)行的時間?！叭笔∵M(jìn)度表”選中則回放整個結(jié)果集，如取消此項(xiàng)，則在其下方的時間段列表啟動，可自已輸入要播放的時間段，如果輸入多個時間段，則按從上到下的次序依次播放，同一時間段可多次輸入，以實(shí)現(xiàn)此小段的重復(fù)播放，如某時間段的“開始”時間大于“結(jié)束”時間，則此小段將反向播放。要修改某一時間段的起止時間，先在列表中選中此時間段，再輸入新的開始、結(jié)束時間，點(diǎn)“更新”按鈕確認(rèn)修改。默認(rèn)情況下，“顯示時間”和“缺省進(jìn)度表

47、”都是選中的。 回放分析結(jié)果時，可顯示代表與分析相關(guān)的測量、力、扭矩、重力和執(zhí)行電動機(jī)的大小和方向的三維箭頭。使用顯示箭頭可查看負(fù)荷對機(jī)構(gòu)的相對影響。對于力、線性速度和線性加速度矢量，顯示單頭箭頭，對于力矩、角速度和角加速度矢量顯示雙頭箭頭。箭頭的顏色取決于測量或負(fù)荷的類型?；胤欧治鼋Y(jié)果時，箭頭的大小將改變，以反映測量值、力或扭矩的計算值。箭頭方向隨計算矢量方向而改變?！帮@示箭頭”頁里的“測量”列表中，列出所選結(jié)果集中所有可用箭頭顯示的測量，“輸入負(fù)荷”列表中，列出所選結(jié)果集中所有可用箭頭顯示的負(fù)荷。 設(shè)置好以上各參數(shù)后，點(diǎn)“回放”窗口左上角的“播放”按鈕，則進(jìn)入“動畫”窗口。在此窗口可按

48、前面的設(shè)置對回放結(jié)果進(jìn)行動畫演示?！安蹲健卑粹o，可將動畫結(jié)果保存為MPEG動畫文件或一系列的JPG、TIF或BMP文件。選中“照片級渲染幀”，輸出結(jié)果的圖片質(zhì)量較高。 回放窗口：(yd14) 動畫捕捉：(yd15) 回放：可用箭頭顯示的測量與負(fù)荷 不是所有的測量與負(fù)荷都可以用箭頭顯示。 可用箭頭顯示的測量有： 連接反作用(接頭):青色箭頭。頂端位于指定連接軸、指向接頭的 DOF 方向。 連接反作用(凸輪):青色箭頭。法向反作用力，頂端位于兩個凸輪的接觸點(diǎn)處，指向凸輪的法線方向。切向反作用力，頂端位于兩個凸輪的接觸點(diǎn)處，并指向凸輪的切線方向。 連接反作用(槽):青色箭頭。

49、頂端指向從動點(diǎn)和槽之間的接觸點(diǎn)處。 連接反作用(齒輪副):青色箭頭。頂端指向在上面施加了力或扭矩的齒輪體。 凈負(fù)荷:洋紅色箭頭。在用于定義圖元的點(diǎn)之間延伸，對于電動機(jī)它指向連接軸，對于力它指向點(diǎn)，對于扭矩、點(diǎn)對點(diǎn)彈簧和阻尼器它指向主體的質(zhì)心。箭頭指向所施加的力的方向。 測力計反作用: 深綠色箭頭。指向力的作用點(diǎn)且與力同向。 速度: 黃色箭頭。頂端位于指定點(diǎn)或連接軸、指向運(yùn)動方向。 加速度: 紅色箭頭。頂端位于指定點(diǎn)或連接軸、指向運(yùn)動方向。 重量: 棕色箭頭。指向重力加速度方向。 距離間隔:頂端位于指定點(diǎn)，指向彼此相背離的兩個共線的洋紅色箭頭。 速度間隔:頂端位于指定點(diǎn)的兩個共線

50、的黃色箭頭。當(dāng)點(diǎn)作相互遠(yuǎn)離而運(yùn)動時，速度值為負(fù)，并且顯示箭頭的指向彼此相對。當(dāng)點(diǎn)彼此相對運(yùn)動時，速度值為正，并且顯示箭頭的指向彼此遠(yuǎn)離。 加速度間隔:頂端位于指定點(diǎn)的兩個共線的紅色箭頭，對于負(fù)值其指向彼此相對，對于正值其指向彼此遠(yuǎn)離。 只有計算方法為“每一時間步距”的以上各種測量才會出現(xiàn)在“回放”窗口的“顯示箭頭”頁面的“測量”列表中。 可用箭頭顯示的負(fù)荷有： 重力:棕色箭頭。頂端位于各主體的質(zhì)量中心、指向重力加速度方向。 執(zhí)行電動機(jī):綠色箭頭。頂端位于指定連接軸、指向接頭的 DOF 方向。 力: 橙色箭頭。頂端位于作用點(diǎn)。 扭矩: 雙頭橙色箭頭。指向主體質(zhì)量中心。 點(diǎn)對點(diǎn)力:

51、頂端位于指定點(diǎn)或頂點(diǎn)的兩個共線的洋紅色箭頭，對于負(fù)值力箭頭指向彼此相對，對于正值力箭頭指向彼此遠(yuǎn)離。 回放：運(yùn)動包絡(luò) “機(jī)構(gòu)”----“回放”，啟動“回放”窗口，在“回放”窗口工具欄里，使用“保存”（左起第三個按鈕）可將當(dāng)前的分析結(jié)果集（含所作的設(shè)置）保存為.pbk文件（機(jī)構(gòu)回放文件），使用“另存為”（左起第五個按鈕）可將當(dāng)前分析結(jié)果集保存為.fra文件(框架文件、幀文件)，使用“打開”（左起第二個按鈕）一個.pbk文件用于回放。 當(dāng)“結(jié)果集”中列表為非空時，工具欄會增加第六個按鈕，即“創(chuàng)建運(yùn)動包絡(luò)”。點(diǎn)此按鈕進(jìn)入“創(chuàng)建運(yùn)動包絡(luò)”窗口。在此窗口可設(shè)置包絡(luò)質(zhì)量級別、包絡(luò)所包含的元件、特殊處

52、理、輸出文件類型。 包絡(luò)質(zhì)量級別，等級為1到10共10級，級別數(shù)字越小，運(yùn)算越快，所創(chuàng)建的包絡(luò)三角形數(shù)也越少，質(zhì)量每提升一級，創(chuàng)建的包絡(luò)三角形數(shù)約增加一倍，相應(yīng)的，運(yùn)算所需時間也越多，同一模型的同一設(shè)定下，等級10所創(chuàng)建的三角形數(shù)約為等級1的512倍。因此，創(chuàng)建時應(yīng)先選較低的質(zhì)量級別，如所選質(zhì)量級別創(chuàng)建的包絡(luò)不能滿足要求，再調(diào)整為上一級別。 默認(rèn)情況下，創(chuàng)建運(yùn)動包絡(luò)包含運(yùn)動分析的全部元件，也可點(diǎn)“選取元件”下方的箭頭后，自行選取創(chuàng)建包絡(luò)需要的元件。 如不希望軟件忽略模型的骨架或面組，可清除“特殊處理”下方的“忽略骨架”或“忽略面組”的復(fù)選框。 輸出格式有四種：零件、輕重量零件、STL、

53、VRML。零件，即輸出為普通零件；輕重量零件，即輸出為具有輕重量的多面體零件；STL即輸出為STL文件（后綴：.stl）；VRML文件即輸出為VRML文件(后綴：wrl)。選擇輸出為“零件”或“輕重量零件”，系統(tǒng)將默認(rèn)選中“使用缺省模板”。 設(shè)置好以上項(xiàng)目后，點(diǎn)“預(yù)覽”，將會在主窗口中計算并顯示出當(dāng)前設(shè)置下創(chuàng)建的運(yùn)動包絡(luò)效果。如對包絡(luò)效果的局部細(xì)節(jié)不滿意，可點(diǎn)“顛倒三角對”前面的箭頭，然后自已對某些細(xì)節(jié)處的三角形進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整完后點(diǎn)“創(chuàng)建”，生成輸出文件。 如果保存了.pbk文件，則在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下，點(diǎn)“分析”----“運(yùn)動分析”，進(jìn)入“運(yùn)動分析”窗口，可在此窗口重放運(yùn)動分析及設(shè)置和預(yù)覽運(yùn)動包

54、絡(luò)。如果保存了.fra文件，則在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下點(diǎn)“文件”----“保存副本”，在文件類型里選擇“運(yùn)動包絡(luò)”，確定后將調(diào)出“創(chuàng)建運(yùn)動包絡(luò)”窗口，并要求打開一個.fra文件。余下的操作同前。 創(chuàng)建運(yùn)動包絡(luò)：(yd16) 另存為運(yùn)動包絡(luò)：(yd19) 回放：測量 可以創(chuàng)建測量，用來分析系統(tǒng)在整個運(yùn)動過程中的各種具體參數(shù)，如位置、速度、力等，為改進(jìn)設(shè)計提供資料。創(chuàng)建分析之后即可創(chuàng)建測量，但查看測量的結(jié)果則必須有一個分析的結(jié)果集，與動態(tài)分析相關(guān)的測量，一般應(yīng)在運(yùn)行分析之前創(chuàng)建。 運(yùn)動分析通常提供以下測量： 位置、速度、加速度、間隔、Pro/ENGINEER特征、自由度、冗余、時間、主體方

55、向、主體角速度、主體角加速度等。 重復(fù)組件分析通常提供以下測量： 位置、間隔（距離）、自由度、冗余、時間、主體方向、主體角速度、主體角加速度、Pro/ENGINEER 特征等。 “機(jī)構(gòu)”----“測量”，進(jìn)入“測量結(jié)果”窗口，在此可新建、編輯、刪除、復(fù)制測量。載入一個結(jié)果集后，選擇此結(jié)果集，可查看所創(chuàng)建的測量在此結(jié)果集的結(jié)果。點(diǎn)擊窗口左上角的“繪制圖形”按鈕，將以曲線圖表示所選測量在當(dāng)前結(jié)果集中的結(jié)果。 示例：創(chuàng)建一個計算系統(tǒng)自由度的測量，步驟如下： “機(jī)構(gòu)”----“測量”----點(diǎn)擊“測量”下方的第一個圖標(biāo)----在“測量定義”窗口的“類型”下選擇“系統(tǒng)”----“屬性”里選擇“

56、自由度”----確定。 測量包括各種類型的測量，每一個測量也有多種計算方法，因此測量是一個內(nèi)容較多較廣的話題，本文只略作介紹，進(jìn)一步的內(nèi)容，請兄弟們自己研究或偶下一步再做專講此內(nèi)容的教程。測量：(yd17) 回放：軌跡曲線 軌跡曲線用來表示機(jī)構(gòu)中某一元素相對于另一零件的運(yùn)動。它分為“軌跡曲線”與“凸輪合成曲線”兩種?！败壽E曲線”表示機(jī)構(gòu)中某一點(diǎn)或頂點(diǎn)相對于另一零件的運(yùn)動?！巴馆喓铣汕€”表示機(jī)構(gòu)中某曲線或邊相對于另一零件的運(yùn)動。 “機(jī)構(gòu)”----“軌跡曲線”進(jìn)入“軌跡曲線”窗口。首先要選取一個參照零件，即“紙零件”（Paper Part）,如選擇基礎(chǔ)，則按中鍵即可。然后選取曲線類

57、型，即“軌跡曲線”還是“凸輪合成曲線”，對“軌跡曲線”，要求選取一個點(diǎn)（基準(zhǔn)點(diǎn)、頂點(diǎn)、曲線端點(diǎn)），對“凸輪合成曲線”，要求選取一條（組）曲線或邊。然后指定曲線類型，選取一個結(jié)果集，點(diǎn)“預(yù)覽”查看將生成的軌跡曲線，點(diǎn)“確定”創(chuàng)建軌跡曲線并保存入?yún)⒄樟慵小?運(yùn)行仿真之后才會產(chǎn)生一個結(jié)果集) “曲線類型”分2D和3D兩種，“軌跡曲線”可選2D或3D，“凸輪合成曲線”則只能是2D。 “軌跡曲線”，2D，系統(tǒng)創(chuàng)建一條由一系列點(diǎn)組成的描述選定點(diǎn)運(yùn)動的樣條曲線，即軌跡曲線，并將它與一個坐標(biāo)系三個基準(zhǔn)平面合并到一個組里，這個組保存入?yún)⒄樟慵埩慵? “軌跡曲線”，3D，系統(tǒng)將創(chuàng)建一系列的基準(zhǔn)點(diǎn)，這

58、些點(diǎn)的位置由參照零件的初始坐標(biāo)系確定，再創(chuàng)建一條通過所有基準(zhǔn)點(diǎn)的空間樣條曲線，基準(zhǔn)點(diǎn)與樣條曲線合并為一個組，保存在參照零件（紙零件）中。 “凸輪合成曲線”，2D，系統(tǒng)創(chuàng)建兩條由一系列點(diǎn)組成的描述選點(diǎn)邊（曲線）組的首尾兩個端點(diǎn)的運(yùn)動的樣條曲線，即軌跡曲線，并將它們各與一個坐標(biāo)系三個基準(zhǔn)平面合并到一個組里，所創(chuàng)建的兩個組保存在參照零件（紙零件）中。 創(chuàng)建軌跡曲線：(yd18) 實(shí)例：創(chuàng)建模型 前面把運(yùn)動分析的基本知識都講過了。下面再來一個實(shí)例。各位請用實(shí)例part來動手做一做，認(rèn)真理解前面的內(nèi)容。 下面是這個實(shí)例的大致步驟。 創(chuàng)建模型：即創(chuàng)建用于運(yùn)動分析的裝配體。 1.裝配基體

59、，以普通裝配將“Engine”裝入裝配體中，為第一個元件。 2.裝入左軸承，bearing_L，裝于Engine的左側(cè)軸承座，剛性連接。 3.裝入右軸承，bearing_R，裝于Engine的右側(cè)軸承座，剛性連接。 4.裝入曲軸，Rotate_rod，銷釘連接。 5.裝入曲柄，Link，裝于曲軸上，銷釘連接。 6.裝入氣缸，Piston，與Engine圓柱連接，與Link銷釘連接。 7.裝入大齒輪，Gear_out，銷釘連接。 8.裝入連桿，Rod_in_long，裝于Engine的兩根軸線之一上，滑動桿連接。 9.裝入轉(zhuǎn)動桿，Rod_in_short，裝于Engine頂部的獨(dú)

60、立桿上，銷釘連接。 10.裝入活塞桿，Valve_in，裝于Engine后側(cè)的兩根軸之一上，滑動桿連接。 11.重復(fù)8-10步，裝入另一組連桿、轉(zhuǎn)動桿、活塞桿。 以上，在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下進(jìn)行組裝。在為接頭連接選取對象時要注意，同一個接頭連接里可能有幾個約束（如銷釘有兩個），這些約束所選取的對象應(yīng)屬于相同的兩個主體，比如，銷釘連接不能：軸對齊約束用了A和B主體的軸，而平移約束用A和C主體的點(diǎn)或面。在以上的操作中需要移動某主體時，可用“元件放置”頁面里的“移動”。 實(shí)例：加入特殊連接 上一步在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下組裝，所加入的連接，都是接頭連接。接下來進(jìn)入“機(jī)構(gòu)”環(huán)境，進(jìn)行其余的操作。首先，要加入各特殊

61、連接，即根據(jù)運(yùn)動需要，加入凸輪、槽、齒輪連接。本實(shí)例三種特殊連接都存在。 1.創(chuàng)建凸輪連接。“機(jī)構(gòu)”----“凸輪”----“新建”，選擇Gear_out的左側(cè)凸輪面（選中“自動選取”），選擇左側(cè)Rod_in_long的下部圓柱面。 2.創(chuàng)建凸輪連接。選擇Gear_out的右側(cè)凸輪面，選擇右側(cè)Rod_in_long的下部圓柱面。 3.創(chuàng)建槽連接?！皺C(jī)構(gòu)”----“槽”----“新建”，選擇Rod_in_short上的基準(zhǔn)點(diǎn)PNT1,選擇Rod_in_long頂部的曲線。 4.重復(fù)第三步，創(chuàng)建另一側(cè)的Rod_in_shor與Rond_in_long之間的槽連接。 5.創(chuàng)建槽連接。選擇V

62、alue_in上的基準(zhǔn)點(diǎn)PNT1，選擇Rod_in_short上的曲線。 6.重復(fù)第五步，創(chuàng)建另一側(cè)的Value_in與Rod_in_short之間的槽連接。 7.創(chuàng)建齒輪連接?！皺C(jī)構(gòu)”----“齒輪副”----“新建”，選擇上一節(jié)第四步（裝入曲軸）產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)軸、上一節(jié)第7步（裝入大齒輪）產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)軸。旋轉(zhuǎn)方向暫不能確定，可先不用管，待運(yùn)動分析執(zhí)行時看方向如果反了，再編輯齒輪連接，將旋轉(zhuǎn)軸方向反向一下即可。 以上操作，如果需要移動某主體的位置，請用“機(jī)構(gòu)”----“拖動”。 實(shí)例：加入伺服電機(jī)，創(chuàng)建并執(zhí)行分析、回放 創(chuàng)建好裝配體，并創(chuàng)建好所需的特殊連接后，就可以創(chuàng)建伺服電動機(jī)、創(chuàng)建測

63、量，接下來創(chuàng)建分析、執(zhí)行分析。執(zhí)行分析后可回放結(jié)果，將結(jié)果保存為動畫、創(chuàng)建運(yùn)動包絡(luò)、創(chuàng)建軌跡曲線、查看測量結(jié)果及測量的圖形。 1.創(chuàng)建伺服電動機(jī)?！皺C(jī)構(gòu)”----“伺服電動機(jī)”----“新建”，選擇Rotate_rod與Link之間的銷釘連接生成的旋轉(zhuǎn)軸，“規(guī)范”里選“速度”，“?！崩镞x“常數(shù)”，A=20。（如A值太大，運(yùn)動時大齒輪可能會因顯示誤差及視覺誤差而看到回退及反轉(zhuǎn)現(xiàn)象）。 2.創(chuàng)建測量?！皺C(jī)構(gòu)”----“測量”，進(jìn)入測量窗口，創(chuàng)建幾個測量。 3.定義分析?！皺C(jī)構(gòu)”----“分析”----“新建”，類型里選“運(yùn)動學(xué)”或“重復(fù)的組件”。對于此窗口里的其它項(xiàng)，如不了解，可不用自己去設(shè)

64、定。（或模型樹中“運(yùn)動定義”上右鍵，“新建”）。 4.執(zhí)行分析。在上一步的窗口里，點(diǎn)“運(yùn)行”。系統(tǒng)即開始執(zhí)行分析，在主窗口的最下方，會出現(xiàn)一個進(jìn)度條。如果出現(xiàn)錯誤，將彈出一個提示窗口。 5.回放。執(zhí)行完分析后，就可進(jìn)行結(jié)果的回放?！皺C(jī)構(gòu)”----“回放”（或模型樹“回放”上右鍵“播放”）。在此可進(jìn)行干涉檢查、編輯動畫段、結(jié)果輸出為動畫或圖片、創(chuàng)建運(yùn)動包絡(luò)。 6.查看測量結(jié)果?！皺C(jī)構(gòu)”----“測量”。在結(jié)果集列表里點(diǎn)取剛才執(zhí)行分析產(chǎn)生的結(jié)果集，所有定義出的測量都會顯示出結(jié)果，并可用圖形查看。也可在此創(chuàng)建不必在運(yùn)行前創(chuàng)建的測量，并即時顯示出其結(jié)果。 7.創(chuàng)建軌跡曲線。“機(jī)構(gòu)”----“軌跡曲線”。選取要查看其軌跡的點(diǎn)或邊，選取軌跡類型，查看或創(chuàng)建軌跡曲線。 實(shí)例：part 好，運(yùn)動分析（含重復(fù)組件分析）是PROE機(jī)構(gòu)仿真的最基礎(chǔ)的一個，也是最簡單的一個。弄明白運(yùn)動分析是做好其它分析的前提。以上內(nèi)容詳細(xì)的把運(yùn)動分析的全過程所要注意的事項(xiàng)及所需要知道的內(nèi)空都講了一遍，并提供了一個實(shí)例。請各位根據(jù)講解和實(shí)例自行試驗(yàn)，確保真正的理解。其它的仿真模塊和電動機(jī)的自定義模、測量的定義，本文不再講，希望以后能有時間再整理類似教程。 以下是實(shí)例所用文件。