CREO 机构的运动仿真与分析ppt课件.pptx
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1、第11章 机构的运动仿真与分析,11.1 概述,1模块简介机构运动分析(Mechanism)模块是Creo Parametric 2.0中一个功能强大的模块。该模块集运动仿真和机构分析于一身,可将已有的机构根据设计意图定义各构件间的运动副、设置动力源,进行机构运动仿真,并能检查干涉以及测量各种机构中需要的参数等。这样,大大提高了设计产品的效率以及可靠性。运动学和动力学是运动仿真与分析中常用到的两个重点内容,运动学运用几何学的方法来研究物体的运动,不考虑力和质量等因素的影响,即机构在不受力情况下运动;而物体运动和力的关系,则是动力学的研究内容,即机构在受力情况下运动。本章将分为运动学和动力学两种
2、情况进行功能介绍,主要内容为添加动力源、设置初始条件、机构分析与定义以及仿真结果测量与分析。,2运动仿真与分析的一般过程(1)创建约束:进入装配界面,对对象机构创建必要的固定元件、以及各构件间的约束,并且检测机构的相关自由度是否符合要求。(此部分内容,已在第6章详细陈述,故在此章节省略)(2)参数设置:在动力学里需要定义质量属性、重力、弹簧、阻尼器等力学因素。(3)添加动力源:为机构添加动力源,如伺服电动机、执行电动机等,为机构的仿真做准备。(4)设置初始条件:运用“快照”功能设置机构的起始位置。(5)机构分析与定义:进行运动分析,设置运动仿真的运行时间、帧数、电动机的运行时间以及外部载荷等因
3、素。(6)仿真结果测量与分析:演示机构的运动,进行碰撞等相关检测,并根据之前的数据,将机构的运动用图片或影片的形式展示,而且可以测量机构的仿真结果。,11.2 运动学仿真与分析,11.2.1 伺服电动机的定义,1执行方式单击“机构”功能区“插入”面板中的“伺服电动机”按钮2操作步骤(1)打开文件。(2)单击“应用”功能区“运动”面板中的“机构”按钮,进入运动仿真模块。(3)执行上述方式后系统弹出“伺服电动机定义”和“选择”对话框。(4)在“从动图元”中选择“运动轴”,在绘图窗口中选择如图所示的“Connection_4.axis_1”作为运动轴。,(5)单击“轮廓”选项卡,在“规范”下拉列表中
4、选择“速度”选项,“模”下拉列表中选择“常数”选项,在A输入框中输入速度值“500”,在“图形”选项组中选中“位置”、“速度”、“加速度”,如图所示,单击“图形”中的按钮,系统弹出“图形工具”对话框,如图所示,观察完后单击“关闭”按钮,单击“确定”按钮,完成伺服电动机的定义,如图所示。,3选项说明,“伺服电动机定义”对话框中的选项含义见表,其常用函数的具体含义如下表,11.2.2 初始条件设置,1执行方式单击“机构”功能区“运动”面板中的“拖动”按钮2操作步骤(1)打开文件,然后进入仿真环境。(2)执行上述方式,系统弹出“拖动”对话框和“选择”对话框,如图所示。(3)把模型调整到如图所示的位置
5、,单击“快照”按钮,单击“选择”对话框中的“确定”按钮,单击“拖动”对话框中的“关闭”按钮,完成初始位置快照的定义。,3选项说明,11.2.3 机构分析与定义,1执行方式单击“机构”功能区“分析”面板中的“机构分析”按钮2操作步骤(1)打开文件,然后进入仿真环境。(2)执行上述方式后,系统弹出“分析定义”对话框。(3)接受默认的分析定义的名称,在“类型”复选框中选择“运动学”,选择“长度与帧频”,“开始时间”输入0,“终止时间”输入10,“帧频”输入10,选中“快照”选项,将“snapshot1”定为初始位置。(4)单击“运行”按钮,可以看到两幅齿轮都运动起来,单击“确定”按钮,完成模型的分析
6、。,11.2.4 分析结果的查看,1执行方式单击“机构”功能区“分析”面板中的“回放”按钮2操作步骤(1)打开文件,进入运动仿真模块。(2)单击“机构树”下的前面的三角符号,在下拉列表的命令处右击鼠标,在弹出的快捷菜单中单击“运行”命令,机构运行停止后单击“机构”功能区“分析”面板中的“回放”按钮,系统弹出“回放”对话框。单击“回放”对话框中的“保存”按钮,在指定的位置保存分析结果。(3)单击对话框中的“碰撞检测设置”按钮,在弹出的“碰撞检测设置”对话框中选中“无碰撞检测”按钮,单击“确定”按钮。(4)在“回放”对话框中单击“回放”按钮,系统弹出“动画”对话框,单击对话框中的,播放绘图窗口中的
7、机构运动。(5)机构播放结束后,单击对话框中的“捕获”按钮,系统弹出“捕获”对话框,单击对话框中的“浏览”按钮,系统弹出“保存副本”对话框,指定保存位置,“名称”输入框中输入视频名称“clcd.mpg” ,单击“确定”按钮,然后在“捕获”对话框单击“确定”按钮,生成mpg视频文件。,3选项说明,“回放”对话框中的选项含义见表,“动画”对话框中的选项含义见表,11.3 动力学仿真与分析,11.3.1 质量属性的定义,1执行方式单击“机构”功能区“属性和条件”面板中的“质量属性”按钮2操作步骤(1)执行上述方式后,系统弹出“质量属性”对话框。(2)选择参考类型中“零件”、“组件”或“主体”中的一项
8、,选择参考类型后在绘图窗口中选择对应的参考(可在模型树中选择),单击“选择”对话框中的“确定”按钮(3)选择“定义属性”中“默认”、“密度”和“质量属性”中的一项,编辑“基本属性”、“重心”和“惯量”等设置项,单击“确定”按钮,完成质量属性的定义。,3选项说明,11.3.2 重力的定义,1执行方式单击“机构”功能区“属性和条件”面板中的“重力”按钮2操作步骤(1)进入运动仿真模块后,执行上述方式后,系统弹出“重力”对话框,如图所示。(2)定义模的大小和重力的方向,单击对话框中的“确定”按钮,完成重力的定义。,3选项说明,11.3.3 力与扭矩,1执行方式单击“机构”功能区“插入”面板中的“力与
9、扭矩”按钮2操作步骤(1)打开文件,如图所示。然后进入运动仿真模块。,(2)执行上述方式后,系统弹出“力/力矩定义”对话框。单击“类型”下拉列表,选择“点力”,并且选择“huakuai.prt”上的PNT0基准点。(3)定义力的模与方向,选择“模”下拉列表中的“常数”选项,在“常数”输入框中输入模的大小为0.05,如图(a)所示。单击对话框中的“方向”按钮,弹出“方向”选项卡,在“定义方向”下拉列表中选择“键入的方向”选项,X和Z方向输入0,Y输入1,勾选“基础”选项,如图(b)所示,单击“确定”按钮,完成力的定义。,(a) (b),(4)单击“机构”功能区“属性和条件”面板中的“质量属性”按
10、钮,系统弹出“质量属性”对话框。选择“huakuai.prt”元件,在“定义属性”下拉列表中选择“密度”选项,并设置其密度为7.8e-9,单击“确定”按钮。(5)单击“机构”功能区“分析”面板中的“机构分析”按钮,系统弹出“分析定义”对话框。在“类型”下拉列表中选择“动态”选项,在“Duration”(持续时间)输入框中输入20,其它的参数接受默认值。(6)单击“运行”按钮,可以看到滑块做加速运动。单击“确定”按钮,完成模型的分析。(7)单击“机构”功能区“分析”面板中的“回放”按钮,系统弹出“回放”对话框。单击“回放”对话框中的“保存”按钮,保存分析结果到指定的位置。(8)在“回放”对话框中
11、单击按钮,系统弹出“动画”对话框,单击对话框中的“捕获”按钮,系统弹出“捕获”对话框,单击对话框中的“浏览”按钮,系统弹出“保存副本”对话框,指定保存位置,并在“名称”输入框中输入视频名称“110303.mpg”,单击“确定”按钮,然后在“捕获”对话框中单击“确定”按钮,生成mpg视频文件。,3选项说明,11.3.4 执行电动机,1执行方式单击“机构”功能区“插入”面板中的“执行电动机”按钮2操作步骤(1)打开文件,如图所示,进入运动仿真模块。(2)执行上述方式后,系统弹出“执行电动机定义”和“选择”对话框。选择“Connection_1.axis_1”为旋转轴,单击“选择”对话框中的“确定”
12、按钮,在“执行电动机定义”对话框中的“模”下拉列表中选择“常数”选项,在A输入框中输入“模”的大小为10,如图所示,单击“确定”按钮,完成执行电动机的定义。,(3)单击“机构”功能区“属性和条件”面板中的“质量属性”按钮,系统弹出“质量属性”对话框。选择“baiqiu.prt“元件,在“定义属性”下拉列表中选择“密度”选项,并设置其密度为7.8e-9,如图所示,单击“确定”按钮。,(4)单击“机构”功能区“分析”面板中的“机构分析”按钮,系统弹出“分析定义”对话框。在“类型”下拉列表中选择“动态”选项,在“Duration”(持续时间)输入框中输入20,其他的参数接受默认值,如图所示。单击“运
13、行”按钮,可以看到摆球做加速旋转运动。单击“确定”按钮,完成模型的分析。,(5)单击“机构”功能区“分析”面板中的“回放”按钮,系统弹出“回放”对话框,如图所示。(6)单击“回放”对话框中的“保存”按钮,在指定的位置保存分析结果。,(7)在“回放”对话框中单击按钮,系统弹出“动画”对话框,如图所示。单击对话框中的“捕获”按钮,系统弹出“捕获”对话框;单击对话框中的“浏览”按钮,系统弹出“保存副本”对话框,指定保存位置,在“名称”输入框中输入视频名称“ch070304.mpg”,单击“确定”按钮,然后在“捕获”对话框单击“确定”按钮,生成mpg视频文件。,11.3.5 弹簧,弹簧在机构中生成平移
14、或旋转弹力。弹簧被拉伸或压缩时产生线性弹力,在旋转时产生扭转力。这种力能使弹簧返回平衡位置,即无任何外力影响的位置(松弛)。弹力的大小与距平衡位置的位移成正比,弹力计算公式为F=kx,F为弹力,k为弹性刚度系数,x为偏离平衡位置的距离。可以沿着平移轴或在不同主体上的两点间创建一个拉伸弹簧。可以沿着旋转轴创建一个扭转弹簧。1执行方式单击“机构”功能区“插入”面板中的“弹簧”按钮。2操作步骤(1)打开文件,如图11-28所示,进入运动仿真模块。(2)执行上述方式后,系统弹出“弹簧”操控板,如图所示。,(3)选择要创建的弹簧类型,单击“延伸/压缩”弹簧,单击“参考”按钮,弹出下滑动面板,按住ctrl
15、键选择两个元件的基准点PNT0,如图所示,生成弹簧预览,如图所示。,(4)单击“选项”按钮,弹出“选项”下滑面板,为拉伸弹簧设置直径尺寸。勾选“调整图标直径”复选框并在“直径”框中输入值40,如图所示。,(5)输入弹簧刚度系数值为10,平衡位置处的长度为235,如图所示。单击“确定”按钮,完成弹簧的定义,如图所示。,(6)单击“机构”功能区“属性和条件”面板中的“质量属性”按钮,系统弹出“质量属性”对话框。选择“zhenzi.prt“元件,在“定义属性”下拉列表中选择“密度”选项,并设置其密度为7.8e-9,如图所示,单击“确定”按钮。,(7)单击“机构”功能区“分析”面板中的“机构分析”按钮
16、,系统弹出“分析定义”对话框。在“类型”下拉列表中选择“动态”选项,在“Duration”(持续时间)输入框中输入10,其他的参数接受默认值,如图所示。单击“运行”按钮,可以看到弹簧振子按规律运动。单击“确定”按钮,完成模型的分析。,(8)单击“机构”功能区“分析”面板中的“回放”按钮,系统弹出“回放”对话框,如图所示。,(9)单击“回放”对话框中的“保存”按钮,在指定的位置保存分析结果。(10)在“回放”对话框中单击按钮,系统弹出“动画”对话框,如图所示,单击对话框中的“捕获”按钮,系统弹出“捕获”对话框,单击对话框中的“浏览”按钮,系统弹出“保存副本”对话框,指定保存位置,在“名称”输入框
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