毕业设计（论文）-基于逆向工程的玩具快速仿制技术-玩具内部机构运动仿真及快速成型.docx

天津职业技术师范大学Tianjin University of Technology and Education毕 业 设 计专 业： 材料成型及控制工程 班级学号： 学生姓名： 指导教师： 二一六年五月天津职业技术师范大学本科生毕业设计基于逆向工程的玩具快速仿制技术-玩具内部机构运动仿真及快速成型Rapid imitation technology of toys based on Reverse Engineering-Motion simulation and rapid prototyping of internal mechanism of toy专业班级：材料1201学生姓名：指导教师：学 院：机械工程学院2016 年 5 月摘 要本文研究了逆向工程的关键技术，并应用于玩具的模型重建与快速仿制。逆向工程可以迅速、精确、方便地获得实物的三维数据及模型，为产品提供先进的开发、设计及制造的技术支撑。国外以上的技术来自于反求。逆向工程已成为联系新产品开发过程中各种先进技术的纽带，并成为消化和吸收先进技术、实现新产品快速开发的重要技术手段。对乌龟玩具的快速仿制研究中，综合运用了geomagic、imageware、UG等逆向建模软件，采用了正逆向结合的方法，使用关节臂扫描仪获得完整、高精度的目标点云数据以便于后期的模型重建工作，用geomagic的点处理功能精简提取的点云数据，用imageware来获得精确规范的点云截面点链，使用UG高效便捷的建模功能完成曲面的拟合与实体的创建以及对机构的运动仿真，最后使用快速成型机打印出成品模型，完成仿制工作。研究表明，使用逆向工程的方法完成产品的快速仿制，可以提高产品的可编辑性，缩短生产周期，并且节省成本，具有重要的实用意义和应用价值。关键词：逆向工程；快速原型；geomagic；imageware；建模；ABSTRACTThis paper studied the key technology of reverse engineering, and applied to the toy model reconstruction and rapid imitation. Reverse engineering can be quickly, accurately and easily get real 3D data and model, for the product provides advanced development, design and manufacture of technical support. 70% of the foreign technology from in the reverse. Reverse engineering has become a link to the new product development process in a variety of advanced technology, and become the digestion and absorption of advanced technology, an important technical method to realize the rapid development of new products.Rapid imitation of the toy turtle, the integrated use of the Geomagic, Imageware and UG reverse modeling software, using the forward and reverse combination method, using articulated arm scanner to obtain complete, high precision target point cloud data to facilitate late model reconstruction, with Geomagic treatment reduced functionality from the point cloud data, using Imageware to obtain the precise specification of section of point cloud point chain, creation of a complete surface fitting and the entity using the modeling function of UG, convenient and the motion simulation of mechanism, finally use the rapid prototyping machine to print a finished product model complete imitation.Research shows that using reverse engineering method to complete the rapid imitation of products can improve the products editing ability, shorten the production cycle, and save cost, and has important practical significance and application value.Key Words：Reverse engineering; rapid prototyping; Geomagic; imageware；modeling;目 录1 绪论11.1引言11.2逆向工程关键技术11.2.1点云数据测量采集11.2.2数据预处理21.2.3模型曲面重构21.2逆向工程的一般流程31.3快速原型技术31.4主要研究内容42. 基于Geomagic的乌龟玩具点云数据的模型重建52.1数字模型重建的一般流程52.2点云数据获取52.3数据处理62.3.1导入点云数据62.3.2合并点云72.3.3选择非连接项72.3.4选择体外孤点82.3.5减少噪音82.3.6采样处理92.3.7创建截面线92.3.8构建实体模型112.3.9创建二维图纸132.4快速成型133.基于UG的乌龟玩具内部机构运动仿真163.1绘制机构零件三维图163.2组件装配173.3机构运动仿真183.3.1设置连杆193.3.2设置运动副193.3.3添加运算器并仿真21结论22参考文献23致谢2425天津职业技术师范大学2016届本科生毕业设计1 绪论1.1引言逆向工程技术作为消化吸收先进技术和缩短产品设计开发周期的重要支撑技术，是目前制造业关注的热点。它主要是将原始物理模型转化为工程设计概念或设计模型，一方面为提高工程设计、加工、分析的质量和效率提供充足的信息，另一方面为充分利用先进的CAD/CAE/CAM技术对已有的物件进行再创新服务。实施逆向工程可以充分发挥先进测量设备的优越性，使其既可以作为CAD/CAM系统所需要的三维输入装置，又可以作为CAD/CAM 系统处理后的误差检测评估装置，从而提高工业产品的设计、制造自动化程度，缩短产品的开发周期，降低生产成本1。工业设计流程是从产品模糊前期的创意,到方案的设计、实物模型的手工制作、方案的修改、精确CAD模型建立、产品的生产制造、产品的营销等 整个流程,它的核心是创新。在这个过程中应用逆向工程技术辅助产品的开发,将能够缩短产品设计开发的周期,丰富了工业设计的技术手段,加速了工业设计的创新力。因此逆向工程技术在工业设计中有着广泛的应用前景。1.2逆向工程关键技术逆向工程包括快速反求、快速成型、快速模具以及数控加工等多个环节。其中快速反求是从实物原型到三维数字模型的转换,是反求工程技术实现的关键技术,它包括数据测量、数据处理、三维重建和模型评价四部分2。1.2.1点云数据测量采集实物的数字化是逆向工程实现的初始条件，是数据处理、模型重建的基础。该技术的好坏直接影响对实物(零件)描述的精确度和完整度，影响数字化实体几何信息的进度。进而影响重构的CAD曲面和实体模型的质量，最终影响整个逆向工程的进度和质量。所以，数字化测量方法的选择和研究对逆向工程至关重要。根据测量的方式不同，可以将三维测量设备分为接触式和非接触式两大类型。接触式数据采集方法是用机械探头接触表面，机械臂关节处的传感器确定相对坐标位置。最常见也是应用最广泛的接触式数据采集方法是三坐标测量机当探针沿被测物体表面运动时，被测表面的反作用力使探针发生形变这种形变触发测量传感器将测到的信号反馈给测量控制系统经计算机进行相关的处理得到所测量点的三维坐标。一般来说三坐标测量机可以对被测物体边界精确测量同时不受被测物体表面颜色和色泽的限制。其主要缺点是速度慢、效率低，摩擦力和弹性变形易引起被测件变形产生测量误差。对微细部分的测量收到限制，不适于对软质材料或薄型实体的测量。另外。探头有一定的半径，不能直接测出实体表面的坐标值，需要进行半径补偿。接触式数据采集的缺点限制了它的应用领域随着测量技术的发展和市场的需要，产生了非接触式测量，其克服了接触式测量的一些缺点，是逆向工程中数字化测量的发展方向。非接触式数据采集方法主要利用了光、声、磁场等原理。应用光学原理的方法采集数据块，细分有结构光法、激光三角形法、干涉法、图像分析法等。常用的非接触式扫描设备有：CCD影像测量设备、手持激光扫描仪、蓝/白光影像扫描仪。结构光法也称投影光栅法，其基本原理是将光栅投影到被测物体表面上，收到被测样件表面高度的调制，光栅影线发生变形。通过解调变形光栅影线就可以得到被测表面的高度信息。它的主要优点是不用做半径补偿测量速度快、获取的数据量大，对软工件、薄工件、不可接触的高精密工件可直接测量。缺点在于受物体表面颜色、斜率的影响较大3。1.2.2数据预处理实际测量当中由于各种人为及随机因素的影响，测量结果会不可避免的引入数据误差，尤其是在尖锐边缘和产品边界附近的测量数据和测量数据中的坏点可能使该点及其周围的曲面偏离原曲面。如果直接使用测量后的数据用于曲线、曲面造型，势必会造成重构曲面不能满足精度要求对于那些测量误差太大的无效测量点数据，会导致拟合后的曲面发生干涉、翘曲等变形，甚至导致曲面无法拟合。因此，在进行曲面重构之前必须对点云数据进行预处理。点云数据的预处理内容主要包括六个方面：格式转换；数据过滤及平滑；分块数据整合对齐；球头半径补偿；数据精简；数据分割等，然后通过适当的算法，把这些经过处理的数据拟合成CAD模型。而通过激光扫描设备得到的点云数据不同于接触式数据一般得到的数据可达到几万到几十万个点。甚至更多；它不仅会使计算量加大，还会影响曲面的光顺性因此必须对这些点云数据进行精简。有关数据精简的算法很多主要有：最大允许偏差精减法、均匀网格法与非均匀网格法。1.2.3模型曲面重构在逆向工程中实物的三维模型重建是整个过程最关键、最复杂的一环，而曲面重构又是这一环节中的核心部分。目前在对实物的逆向工程的过程中，大致有三种曲面重构方法：一种是基于三角Bezier曲面为基础的曲面构造方法：第二种是以BSpline或NURBS曲面为基础的曲面构造方法：第三种是以多面体方式来描述曲面物体。曲面重构中通常先对离散数据点参数化。可以根据数据点块的边界构造初始曲面，对应各数据点在曲面上的相对位置，从而计算出其各自的参数(u，v)的分布，使各数据点成为曲面片真正的节点。然后对各节点进行顺序排列，包括节点次序、节点编号和节点参数化值，在此基础上进行下一步处理。1.2逆向工程的一般流程图1-1 逆向工程流程1.3快速原型技术快速原型技术是用离散分层的原理制作产品原型的总称，其原理为：产品三维CAD模型分层离散按离散后的平面几何信息逐层加工堆积原材料生成实体模型。该技术集计算机技术、激光加工技术、新型材料技术于一体，依靠CAD软件，在计算机中建立三维实体模型，并将其切分成一系列平面几何信息，以此控制激光束的扫描方向和速度，采用粘结、熔结、聚合或化学反应等手段逐层有选择地加工原材料，从而快速堆积制作出产品实体模型。目前主要包括以下六大类成型方法：光固化立体造型技术(stereo lithography apparatus， SLA)熔融沉积成型技术(fused deposition modeling, FDM)分层实体制造技术(laminated object manufacturing, LOM)电子束选区熔化技术（Electron Beam Selective Melting，EBSM）激光净成形技术（Laser Engineered Net Shaping，LENS）选区激光熔化技术 （Selective Laser Melting，SLM）1.4主要研究内容在之后的重建工作中，主要进行以下几点的研究内容：1. 使用关节臂扫描仪对乌龟玩具的外壳进行点云数据的采集，以获得准确高精度的数据，便于后期模型重建工作的展开。2. 用geomagic软件对采集到的点云数据进行初步的处理，包括去除无效点，减少噪音，统一采样这些步骤，减少数据点的数量，突出特征点。3. 利用imageware软件处理点云数据的优势，对零件点云数据进行截面剖分，取得特征截面上的点云链，并导出。4. 在UG软件里打开点云链，通过样条曲线拟合点的方式构造零件特征曲线，并以这些曲线为参考创建实体模型，重建零件。5. 利用快速成型技术通过打印机机把重建好的实体零件模型打印出来，组装成整体，评估打印质量。6. 使用UG软件的运动仿真模块，对玩具乌龟的内部运动机构进行仿真，设置并观察齿轮组的运动。2. 基于Geomagic的乌龟玩具点云数据的模型重建2.1数字模型重建的一般流程模型重建的主要步骤为：1.模型数据获取2.分散点云数据合并3.去除无效点4.数据的采样过滤5.截取特征线6.拟合曲线7.构建实体8.快速原型2.2点云数据获取乌龟玩具的点云数据获取采用了非接触式扫描设备，如图2-1所示，能够便捷的获取目标对象的点云信息。这里我们采用了关节臂测量机配激光扫描仪，关节臂测量机的优点在于它相比传统测量机而言可以测量的角度和范围更大，而且在测量的同时多个点云数据可以合并到同一个坐标系下，大大减少了后期对齐点云的工作数量，而且它的扫描精度也完全满足需求，对于玩具和工艺品来说精度要求不是很高，所以使用非接触式扫描仪是没有问题的。因为这次扫描选用的是激光式扫描仪，所以在扫描零件之前需要做一些准备工作。激光扫描仪在扫描数据的时候对于目标工件的表面有要求，不能是不反射光线或者透射率很大的表面，比如黑色或者金属的光滑表面以及玻璃等透光的材料制成的表面，这样会导致采集不到数据或采集的数据很少。因为激光扫描的原理基本是靠接收光束的反射来定位点，如果反射光很少那么就会影响采集到的数据质量。对于这一问题，可以在扫描之前给工件喷上反差剂，增大表面对光线的反射能力，从而使得能更方便的采集数据，采集场景如图2-2所示。图2-1 喷涂反差剂 图2-2 扫描零件2.3数据处理经由设备获取点云数据后，由于点云数据较大，直接使用会导致运行缓慢，而且有许多无效点，在后期建模过程中这些无效点会影响成型表面质量，需要经过软件的处理，精简点云数据，方便后期的建模。这里使用Geomagic这款软件进行点云的处理。Geomagic Studio是Geomagic公司的一款逆向软件，可以根据扫描的实物零件生成准确的数字模型，在点云的处理上方便快捷，入门简单，适合进行模型编辑的前期工作。软件界面如图2-3所示。图2-3 geomagic软件界面2.3.1导入点云数据经过扫描得出的原始数据为“savedata2”格式为IGS文件，IGS是根据IGES标准生成的文件，主要用于不同三维软件系统的文件转换。在geomagic里是可以直接打开这种格式的数据的。首先，打开软件，找到数据所在的位置，直接拖动数据到软件界面上，或者点击文件-打开，找到数据文件也能执行导入，如图2-4所示。 图2-4 导入数据 图2-5 采样比率导入时软件会提示采样的比率，如图2-5所示，默认选择100%载入点云。导入后的点云是默认无光照的，右键-选择着色-着色点，如图2-6所示。这样系统会根据每个点的法向分配光照，实现真实阴影效果便于观察。 图2-6 着色点云2.3.2合并点云导入的数据是由三部分点云组成的，原始的点云数据未拼合，还是处于独立的状态，在编辑时比较麻烦，需要把他们组成一个点集合，以便于后期的处理。首先，按住CTRL键选中所有点云，然后选择菜单栏上的点-联合-联合点对象，在弹出的对话框中先点击应用再点击确定，完成点的合并。如图2-7所示。图2-7 合并点云2.3.3选择非连接项在扫描实体物件时由于外界环境及飞尘的影响，扫描出的点不会是完全附着在物件上，会出现一些点云游离在物件表面之外的情况，这样会影响后期成型表面的质量。所以需要去除这样的无效点。在geomagic的点阶段工具栏中，提供了三种方法来去除无效点，第一种是选择非连接项，这个可以去除一些脱离主体点云较远的离散点。如图2-8所示。 a.去除前 b.去除后图2-8 去除非连接项2.3.4选择体外孤点第二种是选择体外孤点，这个是去除那些大于点云之间平均距离的点，也就是一些脱离主体点云的点，选择默认敏感性就可，如果设置过高那么去除的点可能会影响零件特征。如图2-9所示。图2-9 去除体外孤点2.3.5减少噪音第三种方法是减少噪音，噪音点的产生是由于在扫描过程中一些外界的因素如扫描仪的震动、光线干扰等，会影响点云表面质量。减少噪音的功能主要是用来平滑零件点云上的噪声点，使得表面更平滑，可以依据点云的质量选择平滑级别，在平滑时选择预览可以看到平滑前后的差别。如图2-10所示 a.平滑前 b.平滑后图2-10 减少噪音2.3.6采样处理原始的点云数据需要进行采样处理来进行精简，对于一些规则的曲面部分，需要的点云就较为稀疏，而一些曲率变化大的部分则需要保留这里的点云数据。Geomagic里提供了几种不同的采样方法，常用的是曲率采样，这种采样方法允许保留曲率变化大的地方的数据，而精简规则曲面上的点云数量，采样前后点云的差别如图2-11所示。 a.采样前 b.采样后图2-11 统一采样2.3.7创建截面线在经过geomagic的初步处理后，就可以把简化后的点云数据导入imageware中进行下一步的造型。Imageware在UG系列软件中用来处理点云和构建曲面，在这里用它来取得点云数据的截面点，原始点云的数据点比较散乱，特征点不容易取得，在进行截面处理之后点云就规范化了，这样在后期就能在UG里根据这些特征点来构建出拟合曲线，再依据曲线创建实体模型。打开imageware软件，导入处理过的点云文件，如图2-12所示.图2-12 导入点云导入后的点云还是没有对正的，首先打开背景格栅显示出全局坐标系的网格，然后使用移动命令把点云摆正，如图2-13所示.之后就要进行点云的截取工作，点击构建菜单下的剖面截取点云-交互式点云截面，在按住CTRL键的同时点击左键，画出平行于坐标轴的直线，在全部直线画完后点击应用，生成截面点链，过程如图2-14，图2-15，图2-16所示。 图2-13 移动点云 图2-14 添加截线 图2-15 截面对话框 图2-16 添加截线后的点云 图2-17 截面点云链 生成点云截面后，隐藏掉原来的点云，只显示点云链，如图2-17所示这样在imageware里面的工作就结束了，现在需要保存刚截出的点云数据，然后进入UG，在建模环境里导入点云数据，如图2-18所示. 图2-18 在UG里打开点云2.3.8构建实体模型有了特征点作为参考，现在要做的是运用UG中的样条曲线来与这些特征点进行拟合。在UG里进行造型有下列几种主要方法：1. 对于简单的几何体外形采用体素或扫掠建模。2. 对于一些较复杂的组合体可以先构建出基本体素，之后运用布尔运算进行求和求差处理。3. 对于曲面和一些非标准面，可以先分割成几块简单曲面，之后依次拟合，并作出必要的搭接面，最后进行缝合成为实体。针对乌龟玩具底架，主要采用体素建模和扫掠建模。第一步是采集外轮廓的数据点进行拟合，然后拉伸成为底板，厚度为1mm.这个是底架建模的基础部分，要首先完成。如图2-19所示。图2-19 底板部分建模第二步是底板上放置运动装置的卡槽，可以先根据点数据画出一个长方形框架，然后进行拉伸和裁剪，最后抽壳，与底板进行布尔运算求和，如图2-20所示。图2-20 卡槽建模最后一步就是创建两头的对接孔，这里要注意孔的圆心要约束到底板的中轴线上，这样模型才能对称，另外圆孔的孔径可以参考实物的测量数据进行设置，以求准确。创建完成的零件如图2-21所示。图2-21 完成底板建模至此乌龟玩具底板就建模完毕了。2.3.9创建二维图纸有了三维实体模型之后还需要一份完整的二维图纸以记录模型信息，利用UG的制图功能可以很便捷的生成零件的二维图纸，如图2-22所示。图2-22 底板二维图纸2.4快速成型与逆向工程息息相关的另一项技术就是快速成型，这是一项新兴技术，也就是俗称的3D打印技术，这项技术对于企业产品创新和缩短产品制造周期有积极的推动作用。其基本的原理就是“分层制造，逐层叠加”，它可以在没有任何外部加工工具的情况下快速生成工件的实体造型，传统的制造方式是减材制造，耗时耗力，而且对于原料的利用率也不高，往往成型一个零件需要许多道工序才能完成，这对于现今快速更替的产品来说是一个急需改进的地方，而快速成型技术则是增材制造，对于原材料的利用几乎达到了100%，加工速度也大大快于传统加工方法4。这里使用熔融沉积（FDM）的方法来打印乌龟玩具。所使用的切片软件为开源的Cura 15.09。首先把保存为STL格式的玩具模型文件导入Cura，导入后的样子为图2-23所示。图2-23 导入模型文件之后需要根据使用的打印机来设置具体的打印参数，影响打印质量与速度的参数主要有打印层厚、壁厚、底层/顶层厚度和填充密度等，打印层厚决定了模型的精细程度，一般设置层厚为0.2mm就可以打印的很精细了，对于玩具这种需要运动的部件可以把壁厚适当的加大以获得合适的强度。具体参数参照图2-24.2-25. 图2-24 基本设置 图2-25 高级设置设置好之后点击切片按钮，软件会自动计算打印路径，计算完毕后还会把打印需要的时长和所用材料的损耗显示出来。点击图层显示按钮，选择层显示模式，这样我们就可以看到打印的路径以线条的模式显示出来，如图2-26所示，确认无误后就可以把路径文件导入打印机进行打印了。图2-26 路径显示打印出来的成品如图2-27所示。图2-27 打印出的模型3.基于UG的乌龟玩具内部机构运动仿真传统机械设计要先制定出设计方案，然后再运用力学的方法与公式进行计算，这个过程要经过大量的计算与论证，而机构运动仿真分析可以实现机械运动中大多数复杂的运动，把运动直观地展现出来，使设计师能专注于机构的设计，简化了大量的计算5。玩具乌龟玩具内部的运动机构是驱动乌龟运动的主要部件，主要包括发条、齿轮组、箱体等部件。我们选择进行运动仿真的软件是UG，UG软件在参数化建模和加工方面很有优势，软件内置了许多模块，运动仿真就是其中之一，UG的运动仿真比较直观，方便控制参数。3.1绘制机构零件三维图要进行内部机构的仿真首先要有各个部件的数字模型，这就需要进行测量，对于这种细小的零件，之前的激光扫描测量就不可行了，对于机构里的塑料齿轮因为是标准件所以无需测量，而对于机构的箱体零件采取传统的手工测量，运用游标卡尺等工具测量机构的尺寸。获得了零件的尺寸数据之后，就可以进行零件的三维图的绘制了，需要注意的是：在绘制时要独立出各个部件，不能在同一个文件下绘制所有的零件。这是为了便于后期的装配和仿真。乌龟玩具的运动机构一共由8个部件组成：分别为A、B、C三个齿轮，两个连接轴，和两个机构外壳。以下是各个组件的三维图。 a b c d ef图3-1 各个零部件3.2组件装配要进行组件装配，需要进入UG的装配模块，点击开始，选择装配。如图3-2所示。图3-2 装配组件以箱体为主体，把其他部件装配到箱体上，注意在选择放置方式时，箱体选择以“绝对原点”放置，其他的部件选择“通过约束”。之后根据弹出的装配约束对话框选择合适的约束，保证组件正确安装在对应位置上。如图3-3所示。 图3-3 添加约束 图3-4 约束类型 最终装配完成的效果如图3-5 所示。图3-5 装配总图3.3机构运动仿真计算机仿真的过程，实际上就是借助构建的数学模型，并通过该模型在计算机上的虚拟运行，来执行对该模型及运动的模拟、检验和修正，并使该模型不断趋于完善的过程6。在之前已经完成了机构组建的数字重建及装配，现在需要进入UG的运动仿真模块进行参数设置和仿真。整个乌龟玩具运动机构的原理概括如下:1.在发条的蓄力下，带动齿轮A转动。2.齿轮A带动齿轮B和C转动，同时带动D杆驱动车轮。3.齿轮B转动的同时其上的圆形凸轮也一起转动。4.与底板互相配合的联动架在凸轮的带动下进行往复滑动，如图3-6所示。图3-6 运动机构原理第一步是要设置仿真环境，在装配界面里点击开始，勾选运动仿真如图3-7所示。 图3-7 打开运动仿真模块 图3-8 建立仿真环境之后点击，在弹出的对话框里选择分析类型为动态，单击确定完成仿真环境设置。如图3-8所示3.3.1设置连杆这里的连杆不是我们狭义上的杆件，在运动仿真里每一个参与运动的组件都可以看做为一个连杆，连杆之间通过运动副连接，共同组成了运动机构。点击连杆图标，将每一个齿轮分别定义成连杆，这里把杆A和齿轮A定义为一个连杆，因为这两个组件是共同运动的。这样一共设置四个连杆。如图3-9所示。图3-9 定义连杆3.3.2设置运动副运动副是两构件直接接触并能产生相对运动的活动联接。根据连接和运动方式的不同分为多种类型，如旋转副，滑动副，柱面副，平面副等，在这里我们主要用到的是旋转副和齿轮副，运用这两种运动副我们可以仿真出齿轮机构的啮合运动。为了方便观察，这里我们把机构的箱体隐藏，只剩下齿轮组。点击运动副图标，在弹出的对话框里选择旋转副，之后根据提示选择连杆，原点和方位如图3-10所示。因为这里选择了齿轮A，而齿轮A连接着发条，是驱动齿轮，所以我们还需要给这个旋转副添加一个驱动。在运动副的驱动一栏中，把驱动方式改为恒定，初速度改为-360，这样齿轮A在一个旋转周期内会逆时针旋转一圈。如图3-11，3-12所示 图3-10 定义旋转副 图3-11 添加驱动图3-12 添加旋转副之后依次给每个齿轮添加旋转副，原点选择在齿轮中心，方位为与齿轮的法向一致。如图3-13所示图3-13 全部旋转副在添加完旋转副之后，需要为啮合的齿轮添加齿轮副，齿轮副的添加是独立于运动副的，在选择的时候是要选择两个旋转副来生成啮合的齿轮副。点击齿轮副图标，在对话框里选择A和B两个齿轮的旋转副，这里需要注意的一点是比率系数，这是主动齿轮与从动齿轮的节圆直径之比。如图3-14，图3-15所示 图3-14 添加齿轮副 图3-15 添加齿轮副后效果之后的两个齿轮副的设置与这个类似，分别添加齿轮B和齿轮C、齿轮B和齿轮轴B之间的齿轮副。3.3.3添加运算器并仿真在设置完所有的连杆和运动副之后，我们就可以进行运动仿真了。点击工具栏上的“解算方案”，这里我们需要把解算方案类型设置为常规驱动，分析类型设置为运动学/动力学，时间和步数根据需要设置，还需要指定一个重力方向，如图3-16所示。图3-16 创建结算方案在设置完之后，就可以点击计算，让求解器生成运动仿真步骤，等待进度条走到100%，就完成了解算。通过对玩具内部机构进行仿真，使得我们清晰直观地了解到了齿轮组的的运动步骤，为做结构优化和设计提供了基础结论这次的研究提出了一种利用逆向工程的技术快速仿制产品原型的方法，解决了在新产品开发时数据获取费时费力，与模型交互性差，产品试模周期长等问题。从开始扫描产品零件获得数据、导入逆向软件处理建