毕业设计（论文）-基于三维软件《机械设计基础》动画模型仿真设计.docx

绵阳师范学院2016届本科毕业设计（论文） （2016）届本科生毕业设计（论文）题 目 基于三维软件机械设计基础动画模_ 型仿真设计_ 专 业 机电技术教育_ _ _ 院 系 机电工程学院_ _ _ _学 号 _ _姓 名 _ _指 导 教 师 _ _二0一六年五月基于三维软件机械设计基础动画模型仿真设计学生：蒋晓鹏指导老师：姚立影摘 要：机械设计基础课程是高职院校机械类、近机类各专业的重要技术基础课，课程目的是应用机械设计理论和方法，培养学生从事机械设计、使用和维护的综合能力和开发创新能力，并为专业学习起到承前启后的作用。它既是基础又有较强的实践性，在整个专业教学计划中占有相当重要的地位。本文详细的叙述了在基于Siemens NXUG10.0的基础上关于机械设计基础教学动画模型的分析和设计过程。由于UG软件的操作性强和学习的简单性，即便是零基础的也能快速的完成软件学习过程。因此本文根据UG运动仿真过程的一般顺序建模装配仿真对机械设计基础第五版的主要内容进行了动画模型的设计，其中包括运动副，平面四连杆和四连杆机构的运用，凸轮以及空间凸轮，齿轮系列的传动方式和轮系，间歇机构中的棘轮和槽轮，涡轮蜗杆，三角带传动，弹簧和万向节等。在教学过程中通过这样的动画模型将机构的运动过程形象的表现出来无疑会使学生深刻的了解机械的运动的原理，这种动画模型与传统教学相结合的教学方式有着非常好的前景，或许在未来的几年内这将会成为一种主流的教学方式。关键字：UG；教学；动画模型Based on the 3 D software mechanical design basis animation design model simulationUndergraduate：Xiaopeng JiangSupervisor:Liying YaoAbstract：Machinery design is basic course in higher vocational colleges, nearly machine important technical basic course of each professional course is the application of mechanical design theory and method of training students engaged in mechanical design, use and maintenance of comprehensive ability and develop innovation ability, and have the effect of continuity for professional learning. It is not only the foundation and strong practicality, in the whole teaching plan occupies an important position. This paper described in detail based on Siemens NXUG10.0 about machine design foundation teaching on the basis of the analysis and design process of animation model. Because of UG software operationality and simplicity of the study, the even zero basis can quickly complete software learning process. Therefore this paper, based on the general order of UG/motion simulation process, modeling, assembly simulation of mechanical design basis, the main content of the fifth edition of the animation model design, including motion pair, planar four-bar and the use of four bar linkage, CAM and spatial CAM, gear series transmission way and the gear train, the ratchet intermittent mechanism and the sheave, turbine worm, triangle belt transmission, spring and universal joint, etc. In the teaching process through the animation model will mechanism motion process image shows clearly makes students understanding the principle of mechanical motion, the animation model combined with the traditional teaching way of teaching has a very good prospect, perhaps in the next few years it will become a mainstream way of teaching。Key word：UG；Teaching；Animation model目录绪论11 UG10.0软件介绍31.1CAD模块31.2UG基本界面简介42平面连杆及其应用与槽轮的仿真设计62.1转动副62.1.1建模62.1.2装配62.1.3运动仿真62.2移动副72.2.1建模72.2.2装配72.2.3运动仿真72.3平面连杆机构82.3.1平面连杆机构简介82.3.2建模82.3.3装配过程92.3.4运动仿真92.4曲柄滑块机构112.4.1建模112.4.2装配过程122.4.3运动仿真122.5颚式破碎机132.5.1建模132.5.2装配152.5.3运动仿真152.6夹紧机构162.6.1建模162.6.2装配172.6.3运动仿真182.7牛头刨床182.7.1建模182.7.2装配192.7.3运动仿真202.8回转柱塞泵212.8.1建模212.8.2装配222.8.3运动仿真222.9平面凸轮232.9.1凸轮简介232.9.2平面凸轮工作原理：232.9.3解析凸轮参数242.9.4建模252.9.5装配过程272.9.6运动仿真282.10空间凸轮282.10.1建模282.10.2装配292.10.3运动仿真302.11槽轮302.11.1建模302.11.2装配322.11.3运动仿真322.12电影放映机构332.12.1建模332.12.2装配342.12.3运动仿真353齿轮系列运动仿真373.1齿轮简介373.2外啮合直尺齿轮423.2.1建模423.2.2装配423.2.3运动仿真423.3内啮合直尺齿轮433.4平行轴斜齿轮传动443.4.1建模443.4.2装配453.4.3运动仿真453.5齿轮齿条463.5.1建模463.5.2装配463.5.3运动仿真463.6行星轮系473.6.1建模473.6.2装配483.6.3运动仿真484其他常用机构仿真设计494.1棘轮494.1.1建模494.1.2装配504.1.3运动仿真504.2拉伸弹簧514.2.1弹簧简介514.2.2建模514.2.3运动仿真514.3扭转弹簧524.3.1建模524.3.2装配534.3.3运动仿真534.4三角带传动544.4.1建模544.4.2装配554.4.3运动仿真554.5滑块连轴器564.5.1建模564.5.2装配584.5.3运动仿真584.6椭圆仪584.6.1建模584.6.2装配604.6.3运动仿真604.7万向节 614.7.1建模614.7.2装配624.7.3运动仿真624.8涡轮蜗杆624.8.1建模624.8.2装配644.8.3运动仿真644.9冲床654.9.1建模654.9.2装配664.9.3运动仿真674.10机械手冲床674.10.1建模674.10.2装配684.10.3运动仿真685总结70参考文献71致 谢725绪论1.动画模型发展的背景随着计算机的出现和普及，信息化社会出现在我们的眼前，计算机技术和网络技术逐渐在生活中有着越来越重要的地位，它们改变了我们各种生活方式和学习方式，随着社会的发展，人类已进入一个全新的时代，改革基础教育课程，调整人才培养目标，改革人才培养模式，提高人才培养质量，已关系到一个国家未来的兴旺发达，为了适应时代发展的要求，新一轮课程改革潮流滚滚而来，实施素质教育，培养全面发展的学生已成为21世纪的人才观。1创新教育作为素质教育的核心，更成为教育探讨的热点之一，培养学生的创新素质，培养富有个性的创新型人才，已被作为教育的一个重要目标而日益受到重视。因此，让创新走进新课程已成为摆在每一位教育工作者面前的一个重要课题。新生的现代教育技术在教育教学过程中也有着非常广泛的应用，在这样的时代背景下，传统的教育教学手段逐渐显得捉襟见肘。新生的信息化时代对于创新有着更加敏锐的要求，因此教学根本目的也从传统的维持性学习向着创新性学习转变。2.动画模型在教学应用现状在这个计算机发展迅速的时代，计算机辅助教学已被越来越多的教育研究者认可为未来的主流教学手段。计算机辅助教学是利用计算机作为主要的教学媒体来进行教学活动，即利用计算机来辅助教师执行教学。计算机不仅能呈现单纯的文字、数字等字符教学信息，而且还能输出动画、视频、图像和声音，能非常容易做到教学信息的图、文、声并茂，这种多维立体的教育信息传播，增强了信息的真实感和表现力。另外，计算机作为教学媒体，学生可利用一定的输入、输出设备，通过人机“对话”的方式进行学习，这种人机交互作用是计算机媒体所特有的。这些是幻灯、电视等单向电教媒体无法比拟的。2而且计算机辅助教育已发挥出越来越大的作用，但就当前计算机辅助教学的实际使用和效果上，反映却不尽人意。(1).计算机辅助教学更加偏向图形和声音虽然现今大多数的学校的都已经实现了多媒体教学的硬件配置，教师的在教学过程中也倾向于计算机辅助教学，但是在教学过程教师是更倾向于图片和声音的辅助，对于动画模型的使用是相当少的，原因在于教师在针对专门学科需要自己通过计算机制作动画，一般来说动画的制作过程是比较复杂的，所以教师自己制作动画会大大增加教师的工作量。但是从教学的直观性来说，动画模型的效果无疑使最好的。(2).动画制作软件复杂不同学科的要求的动画效果是不同的。如机械设计基础倾向于三维空间立体性较强的动画软件，如UG /Pro.而液压传动和机械制图更倾向于二维空间平面性较强的动画软件，如flash。有时同一学科需要几种动画软件才能满足教学上的需要，所以教师需要学习多种软件的学习，这无疑会使教师的工作量大大增加，进而使教师的对进行动画模型辅助教学的兴趣大打折扣。3.动画模型的研究意义随着时代的进步，计算机技术的发展和普及，现代社会对于信息化和创新性的要求越来越高。传统教学在方法和效果上的缺陷渐渐显露出来，通过板书和口口相传的教学方式的效率与现代计算机技术辅助教学的方式相比确实有很大的差距。很多空间性的知识点即使是通过实物模型也很难表达清楚，就如机械运动的原理，各个部件之间的运动关系式很难通过实物来表达清楚的，所以会造成学生在学习过程中出现错误理解。为了增强这样的空间运动关系引入动画模型辅助教学是很有意义的，尤其是在中等职业类教学活动中，这样的模型会以其新鲜的技术特色吸引学生主动参与学习过程，从而使教学手段丰富，教学效果得到改观。不仅只是职业类的教学中可以应用到动画模型，在普通中学的教学中，很多学科也可以将动画模型引入到学习过程中。如：物理，生物。动画模型在教学过程中不仅会带给学生课堂知识点趣味性，更会使学生对计算机技术的了解增加，对于其发展技术类学科的兴趣也有一定的促成作用。在时代的要求下，传统教学必然会与现代的计算机技术有着很好的衔接和融合，动画模型在教学中也将得到极大的推广，肯定会在将来的教学活动起到至关重要的作用。4.研究内容为了实现机械设计基础的课程教学，所以本文研究设计的动画模型将全面的表达机械设计基础的知识点，将平面教学不容易表达出来的东西转换为三维立体活动的动画模型进行活动展示。主要的内容有运动副低副，平面四连杆及四连杆在生产实践中的实体运用（参考教材）；齿轮系列各类齿轮的啮合形式的仿真；间歇机构槽轮及其运用和棘轮；弹拉伸弹簧和扭转弹簧；万向节；涡轮蜗杆；联轴器；带传动等常见于机械教学用的机构的仿真设计过程。1 UG10.0软件介绍NX 是 UGS PLM 新一代数字化产品开发系统，它可以通过过程变更来驱动产品革新。 NX 独特之处是其知识管理基础，它使得工程专业人员能够推动革新以创造出更大的利润。 NX 可以管理生产和系统性能知识，根据已知准则来确认每一设计决策。由于UG强大的建模能力和实体装配的简便性能够完成中高等精度的机构的仿真，且其有着明确的坐标系统，对于基础不怎么强的初学者也能有着较强的上手能力，所以完成这样的动画模型UG是不二之选。1.1 CAD模块1实体建模实体建模是集成了基于约束的特征建模和显性几何建模两种方法，提供符合建模的方案，使用户能够方便地建立二维和三维线框模型、扫描和旋转实体、布尔运算及其表达式。实体建模是特征建模和自由形状建模的必要基础3。2特征建模UG特征建模模块提供了对建立和编辑标准设计特征的支持，常用的特征建模方法包括圆柱、圆锥、球、圆台、凸垫及孔、键槽、腔体、倒圆角、倒角等。4为了基于尺寸和位置的尺寸驱动编辑、参数化定义特征，特征可以相对于任何其他特征或对象定位，也可以被引用复制，以建立特征的相关集。3自由形状建模UG自由形状建模拥有设计高级的自由形状外形、支持复杂曲面和实体模型的创建。它是实体建模和曲面建模技术功能的合并，包括沿曲线的扫描，用一般二次曲线创建二次曲面体，在两个或更多的实体间用桥接的方法建立光滑曲面。还可以采用逆向工程，通过曲线/点网格定义曲面，通过点拟合建立模型。5还可以通过修改曲线参数，或通过引入数学方程控制、编辑模型。4工程制图UG工程制图模块是以实体模型自动生成平面工程图，也可以利用曲线功能绘制平面工程图。在模型改变时，工程图将被自动更新。制图模块提供自动的视图布局（包括基本视图、剖视图、向视图和细节视图等），可以自动、手动尺寸标注，自动绘制剖面线、形位公差和表面粗糙度标注等。6利用装配模块创建的装配信息可以方便地建立装配图，包括快速地建立装配图剖视、爆炸图等。5装配建模UG装配建模是用于产品的模拟装配，支持“由底向上”和“由顶向下”的装配方法。装配建模的主模型可以在总装配的上下文中设计和编辑，组件以逻辑对齐、贴合和偏移等方式被灵活地配对或定位，改进了性能和减少存储的需求。参数化的装配建模提供为描述组件间配对关系和为规定共同创建的紧固件组和共享，使产品开发并行工作7。1.2 UG基本界面简介NX10.0基本界面主要由标题栏、菜单栏、工具栏、绘图区、坐标系图标、提示栏、状态栏和资源导航器等部分组成。1标题栏标题栏位于UG NX10.0用户界面的最上方，用来显示软件名称及版本号，以及当前的模块和文件名等信息，如果对部件已经做了修改，但还没进行保存，其后面还会显示“修改的”提示信息。2菜单栏菜单栏位于标题栏的下方，包括了该软件的主要功能，每一项对应一个UG NX10.0的功能类别。它们分别是文件、编辑、视图、插入、格式、工具、装配、信息、分析、首选项、窗口和帮助。每个菜单标题提供一个下拉式选项菜单，菜单中会显示所有与该功能有关的命令选项8。3工具栏UG NX10.0有很多工具栏的选择，当启动默认设置时，系统只显示其中的几个，工具栏是一行图符，每个图符代表一个功能。工具栏与下拉菜单中的菜单项相对应，执行相同的功能，可以使用户避免在菜单栏中查找命令的繁琐，方便操作。UG各功能模块提供了许多使用方便的工具栏，用户还可以根据自己的需要及显示屏的大小对工具栏图标进行设置9。4提示栏提示栏主要用于提示用户如何操作，是用户与计算机信息交互的主要窗口之一。在执行每个命令时，系统都会在提示栏中显示用户必须执行的动作，或者提示用户的下一个动作。5状态栏状态栏位于提示栏的右方，显示有关当前选项的消息或最近完成的功能信息，这些信息不需要回应。6对话框轨道及其轨道夹在UG NX10.0中，几乎所有对话框都打开在对话框轨道的预定义位置上，用户可拖动对话框轨道将轨道夹放置在所需的目标位置上，也可单击轨道夹临时隐藏一个打开的对话框。另外，可以单击轨道夹中的松开按钮松开对话框，让它们浮在屏幕上，反之单击夹住，使其锁紧在轨道夹位置处。7绘图区绘图区是UG创建、显示和编辑图形的区域，也是进行结果分析和模拟仿真的窗口，相当于工程人员平时使用的绘图板。当光标进入绘图区后，指针就会显示为选择球。8坐标系图标在UG NX10.0的窗口左下角新增了绝对坐标系图标。在绘图区中央有一个坐标系图标，该坐标系称为工作坐标系WCS，它反映了当前所使用的坐标系形式和坐标方向。9资源导航器资源导航器用于浏览编辑创建的草图、基准平面、特征和历史记录等。在默认情况下，资源导航器位于窗口的左侧。通过选择资源导航器上的图标可以调用装配导航器、部件导航器、操作导航器、Internet、帮助和历史记录等。2 平面连杆及其应用与槽轮的仿真设计2.1 转动副2.1.1 建模1.机架在任务环境中的草图中插入矩行，长为100mm，宽为50mm.点击拉伸，拉伸高度为20mm.在拉伸面1上插入基准平面1，在该平面内绘制一矩形，长为100mm.宽为50mm.拉伸高度为20mm.在拉伸面2内插入草图，绘制一矩形，长为30mm.宽20mm.拉伸求差，拉伸高度为80mm在距离上表面15mm处插入一点，在该点处插入孔1半径为10mm.深度为120mm.再通过边倒圆对直角边进行修剪。图2-1 图2-22.转动体新建文件，在草图中插入一矩形，长50mm.宽30mm.拉伸高度为30mm.然后对短边进行边倒圆，倒圆半径为15mm.在倒圆圆心处插入圆柱，半径为10mm.点击拉伸求和，对称值高度为10mm.如图2-2所示。2.1.2 装配进入装配模块，以机架为主件，添加旋转体，通过同心的装配约束将两组件装配到如图2-3所示的工作位置。图2-32.1.3 运动仿真新建连杆，选取机架为固定连杆1.旋转体为连杆2。创建运动副，点击运动副，选取旋转体，指定中心为连杆2的倒圆圆心。指定矢量为Z轴。驱动类型为恒定，速度为180deg/sec.点击解算方案，求解，导出动画。2.2 移动副2.2.1 建模1.移动块新建文件，在任务环境中的草图插入一矩形1，长为60mm.宽为30mm.拉伸高度为20mm.在拉伸面上边倒圆，倒圆半径为5mm.在矩形块侧面中心处插入一矩形块，长20mm.宽为5mm，拉伸高度为15mm图2-4 图2-52.机架在草图中插入矩形2，长200mm.宽100mm.拉伸高度为50mm.在矩形体表面插入矩形3.宽60mm.长为200mm.矩形3的长边距离矩形2的长边均为20mm.然后拉伸求差，拉伸高度为30mm。 2.2.2 装配进入装配模块，以机架为主件添加组件移动块，通过装配约束接触对齐和距离将两组件按照如图2-6所示的位置安装。2.2.3 运动仿真进入运动仿真模块，新建运动仿真，命名连杆，本机构只存在两个构件，机架在整个仿真过程中位置保持不变，故将机架设定为固定连杆1.移动块为默认的活动连杆2.创建运动副.整个机构中只有移动块在机架的槽口内运动，机架保持不变，所以只需要给移动块创建一滑动副。，矢量方向为移动块的运动方向，速度180mm/sec。点击解算方案，求解，导出动画。 图2-6 图2-7 2.3 平面连杆机构2.3.1 平面连杆机构简介：平面连杆机构是由若干构件用低副（转动副，移动副）连接组成的平面机构，又称平面低副机构。平面连杆机构中的构件运动形式多样，可以实现给定运动规律或运动轨迹；低副以圆柱面或平面相接触，承载能力高，耐磨损，制造简便，易于获得较高的制造精度。因此，平面连杆机构在各种机械，仪器中获得了广泛的应用。连杆机构的缺点是：不易精确实现复杂的运动规律，且设计极为复杂；当构件数和运动副较多时，效率较低10。最简单的平面连杆机构由四个构件组成，成为平面四连杆机构。它的应用十分广泛，而且是组成多杆机构的基础。因此，本章主要进行平面四杆的运动仿真设计，以使后来者在学习的过程中不仅是面对书本上平面图形进行四杆机构的学习，更可以在三维的基础上直观的观察四杆机构的运动过程以及特点。2.3.2 建模1.机架点击新建-模型-文件名机架，插入草图，点击矩形命名，输入长度288mm宽度20mm，然后点击拉伸按钮，拉伸高度为10mm， 对长方体两边进行边倒角，半径为10mm，完成边倒圆后，在倒圆出建立圆柱直径20mm，高度为5mm插入孔命令。在选取圆柱圆心为孔中心，类型为常规孔，直径为10mm，长度大于25mm即可，布尔求差，即完成机架的构建。如图2-8。图2-8 图2-92.连架杆1新建文件连架杆1，插入草图，矩形命名长200mm，宽20mm，进行拉伸，高度为10mm，重复机架的步骤，进行边倒圆。在倒圆处建立圆柱1，直径20mm，高度为5mm。再于圆柱1的基础上建立圆柱2，直径为10mm，高度为20mm，在另一侧的倒圆圆心处插入圆命令，直径10mm，拉伸高度为20mm，完成连架杆1的构建。如图2-9. 3.连架杆2新建文件，文件名为连架杆2，插入草图，建立矩形，长度为112mm，宽为20mm，点击拉伸，拉伸告诉为10mm，对两边进行边倒圆，半径为10mm。在倒圆面圆心建立圆柱台3，直径为20mm，高度为5mm。在圆柱3上建立圆柱4，半径为10mm，高度为20mm，在另一侧的倒圆出插入圆直径10，进行拉伸，高度为20mm，完成连架杆2的构建。如图2-10。图2-10 图2-114.连杆新建文件，文件名为连杆，插入草图。建立矩形，长度为208mm，宽为20mm，点击拉伸命令，拉伸高度为10mm，进行边倒圆，半径10mm，在边倒圆圆心处插入圆，直径为10mm，点击拉伸命名，拉伸高度-50mm，布尔求差，完成连杆的构建。如图2-11。2.3.3 装配过程打开机架文件，点击装配-组件-添加组件-选择连架杆1，右击连架杆1，选择装配约束，约束条件为同心，选取连架杆1直径为10mm的圆柱的表面圆与机架直径为10mm的孔的圆。重复步骤选取连架杆2添加组件-连杆，装配约束，同心。点击保存。最终装配如图2-12所示。图2-122.3.4 运动仿真点击开始按钮，进入运动仿真模块，点击文件名机架右击，新建仿真。建立连杆。选择机架为连杆1,，固定连杆1，然后依次建立连杆2，连杆3，连杆4，这三个连杆不固定。图2-13点击运动副，选择旋转副，连杆选择连杆2，指定原点为连杆1的倒圆圆心，指定矢量为Y轴点击驱动，选择简谐，幅值为360度，频率为30。点击运动副，添加旋转副在连杆2和连杆3之间，由于连杆2，3之间 没有驱动，故只用旋转副而不对其驱动添加参数，在无固定连杆的情况下，想要连杆2，3在运动过程中连接在一起，需要使连杆2，3之间进行啮合。如图2-13所示。 图2-14 图2-15连接连杆3，4，连杆4，1，后，点击解算方案。时间为10S，步数为1000步，其他默认即可。进行求解，导出动画。由平面四连杆机构的基本特性，我们可以知道：四连杆具有整转副的条件是最长杆与最短杆之和小于或等于其余两杆的长度之和；整转副是由最短杆与其临边组成；因此，曲柄是连架杆，整转副处于机架之上才能形成曲柄。所以判断整转副的四杆机构是否存在曲柄应该根据哪一个杆作为机架来判断：取最短杆为机架时，机架上有两个整转副，可得双曲柄机构。取最短边的临边为机架时，机架上只有一个整转副，可得曲柄摇杆机构。取最短边的对边为机架时，机架上没有整转副，可得双摇杆机构，由3）这个结论我们可以将连杆2固定为机架，其他操作与曲柄摇杆机构完全相同，得到双摇杆的动画仿真。如图2-15。由1）结论我们将最短杆连杆4固定为机架，其他操作与曲柄摇杆机构的操作过程相同，可以得到双曲柄机构的运动仿真。如图2-15。图2-152.4 曲柄滑块机构曲柄滑块机构是典型的曲柄摇杆四连杆的运用，曲柄滑块机构广泛应用于活塞式内燃机，空气压缩机，冲床等机械中。在UG的运仿真过程中，曲柄滑块机构主要是使通过曲柄的圆周运动带动滑块机构在直线上运动，从而实现圆周运动变为直线运动。2.4.1 建模1.机架新建文件，命名为机架点击矩形命令，建立矩形长600mm，宽200mm，点击拉伸，拉伸高度为50mm在矩形的表面插入草图，通过绘制矩形的对角线的方式找出矩形的中心点，点击圆命名，以中心点为圆心绘制直径为25mm的圆。点击拉伸，布尔求差，拉伸高度为50mm。如图2-16。图2-16 图2-172.连杆1新建文件，命名为连杆1，建立矩形长度为500mm，宽度为100mm，拉伸高度为50mm，进行边倒圆对两两短边进行倒圆。以倒圆圆心为圆心，一侧建立直径为25mm的通孔，一侧建立直径为25mm的凸台，凸台高度为50mm。如图2-17。3.连杆2新建文件，命名为连杆2,。点击矩形命令，建立长度为800mm宽度为100mm的矩形，进行拉伸，拉伸高度为50mm，进行边倒圆，以倒圆圆心为圆心建立两个直径为25mm的圆，通过布尔求差，可以得到连杆2。如图2-18。图2-184.滑块新建文件，命名为滑块，通过矩形命令建立矩形长度为300mm，宽度为300mm，拉伸高度为50mm，在中心点处绘制圆，直径为25mm，通过拉伸命令，拉伸高度为50mm。5.连接件新建文件，命名为连接件，建立直径为50mm的圆柱高度为25mm，又以其圆心为圆心建立直径25mm的圆柱，高度为50mm。图2-19 图2-20 2.4.2 装配过程点击打开文件机架，,点击装配命令栏，添加组件连杆1，连杆2，滑块，连接件。点击装配约束，通过同心的装配条件按图2-21进行装配。图2-21 图2-222.4.3 运动仿真点击运动仿真,新建仿真,选择动力学,命名连杆。将机架选择为连杆1，且点击固定连杆。将其他部件分别命名为连杆2，3，4。如图2-22。设置运动副点击运动副，选择旋转副，拾取连杆2，指定原点为倒圆圆心，指定矢量选择Z轴，啮合连杆选择机架。点击驱动，选择恒定，输入运动初速度为360。图2-23点击旋转副，连杆选择连杆3，指定原点为连杆2与连杆3相交的圆柱的圆心，指定矢量为Z轴。啮合连杆为连杆2。点击运动副，选择旋转副，拾取连杆3，指定原心为连杆3与连杆4相交的圆柱的圆心，指定矢量为Z轴。啮合连杆为连杆4。点击运动副，选择滑动副，拾取连杆4，指定矢量为Y轴。点击解算方案，步数设为1000步，其他保持默认状态，然后求解。便可实曲柄滑块机构的运动仿真，然后将动画导出。2.5 颚式破碎机2.5.1 建模1.机架新建文件，命名为机架，进入草图环境，点击矩形命令，绘制一长宽均为600mm的矩形，在此矩形范围内，绘制如图2-24所示草图。将草图环境内的草图通过拉伸，拉伸高度为40mm，凸台拉伸高度为50mm，求和。再通过拉伸求差的命令将R=10mm和R=30mm的两圆求差转换为两孔。如图2-25所示。图2-24 图2-252.连架杆1新建文件，命名为连架杆1.进入草图环境，绘制如图2-26所示的基本图层。两通孔中心距为310mm。图2-26点击拉伸，拉伸高度为30mm.在拉伸的面内插入草图，绘制一矩形长宽分别为15mm和100mm.然后拉伸求差，将连杆造型出一豁口。图2-273.曲柄绘制如图2-28所示草图，在距离该图件的30mm处创建一点作为回转中心，进入回转命令后，选取绘制曲线为曲线集，绕中心点和指定矢量回转，然后在距离中心点80mm处建一新圆，半径为10mm，拉伸求和，高度为50mm，便可完成曲柄的建模。如图2-29。图2-28 图2-29-4.石料创建一块体，长宽高分别为50mm.100mm.100mm。如图2-30。图2-30 图2-315.摇杆进入任务环境中的草图，绘制如图2-31所示草图，两圆孔的中心距为300mm。点击拉伸，拉伸高度为15mm.在拉伸面插入草图，绘制一矩形，长为175mm，宽与杆件等宽，与一边的圆心距离为65mm，然后拉伸求和，拉伸高度为15mm。完成实体如图2-32所示。图2-322.5.2 装配进入装配模块，以机架为主件，分别添加摇杆，曲柄，石料和连架杆等组件，通过装配约束内命令条件将上述组件如图2-33位置安装。图2-332.5.3 运动仿真进入运动仿真模块，新建仿真，创建连杆，由于机架和石料在运动仿真的过程中是出于一个位置不改变的环境，所以将机架和石料设置为固定连杆，其他连杆保持为默认的活动连杆。创建运动副，在整个机构中，只有曲柄做圆周运动，连杆和曲柄做非整圆周旋转运动，所以整个机构的运动副均为旋转副，曲柄与机架相连接处创建一旋转副，中心轴为曲柄的中心轴，驱动类型为恒定，初速度为360deg/sec.曲柄与连杆相连处创建一旋转副，两构件相互啮合。连杆与摇杆啮合处创建一旋转副，矢量为两构件的连接处的中心轴12。如图2-34所示。图2-34创建3D接触，在运动仿真的过程中，摇杆与石料之间的接触需要3D接触的辅助。故创建一3D接触.分别选取石料和摇杆。如图2-35所示。图2-35点击解算方案，求解，导出动画。2.6 夹紧机构2.6.1 建模 1.勾头新建文件，命名为勾头，在任务环境中绘制如图2-36所示草图。图 3-36 图2-37点击拉伸，拉伸高度为15mm.在拉伸面插入矩形1长为20mm宽4mm和矩形2mm长15mm宽4mm，通过拉伸求差将勾头完成如图2-37所示的实体建模。2.机架新建文件，命名为机架，在草图环境中插入一矩形，长宽分别为210mm和30mm.拉伸高度为1mm5.在短边一侧进行边倒圆，半径5mm.在倒圆处插入一矩形，长为27mm.宽为4mm,点击拉伸求差，完成如图2-38所示的机架建模。图2-383.扣板新建文件，命名为扣板，在草图环境中完成如图2-39所示草图。点击拉伸，拉伸高度为5mm。图2-394.手柄新建文件，命名为手柄，在草图中点击矩形命令，长190mm.宽12mm.拉伸高度为15.mm在两倒圆圆心处插入两通孔，直径为5mm.在距离一侧的倒圆圆心30mm处创建一点，以此为圆心，插入一直径为5mm的孔。在此侧的插入矩形，将该处开成槽口。槽口深50mm。如图2-40所示。图2-40 图2-415.直杆新建文件，命名为直杆，在草图中创建一矩形，长70mm宽12mm.拉伸高度为15mm.通过边倒圆.倒圆半径为6.mm在圆心处插入孔，直径为5mm。如图2-41所示。2.6.2 装配进入装配模块，以机架为主件，以此添加组件直杆，手柄，扣板和勾头。通过装配约束同心将上述组件组装到如图2-42所示的位置。图2-422.6.3 运动仿真新建连杆，机架在整个机构的运动过程中运动位置保持不变，故将机架设置为固定连杆，其他杆件保持为默认的活动连杆。创建运动副，整个机构的运动连接均为旋转副，如图2-43所示，创建旋转副的位置之间需要相互啮合。图2-44 图2-45勾头与机架创建一阻尼器，机架与勾头创建一3D接触，两者之间的运动限定添加一弹簧限定。在手柄处添加一矢量力，矢量指定为Z轴。13如图2-45所示。点击解算方案，求解，导出动画。2.7 牛头刨床2.7.1 建模1.连杆1新建文件，命名为连杆1.进入草图环境，插入一矩形，长450mm，宽50mm.然后点击拉伸，拉伸高度为20mm.在矩形两短边处进行边倒圆，倒圆半径为25mm.一侧的倒圆处建立一凸台，高度为30mm.在两倒圆的圆心处插入穿透孔，深度为50mm.又在矩形的中心处插入矩形，边长分别为20mm和300mm。再通过拉伸求差形成如图2-46示实体。图2-46 图2-472.动件新建文件，命名为动件，进入草图环境，插入矩形1，长宽均为100mm.拉伸高度为50mm.以矩形1的中线为中线，新建又一矩形，长宽为100mm和50mm.拉伸高度为50mm,对最下侧的矩形表面进行边倒圆，倒圆半径为25.mm又如图示，在实体的两个表面中插入两个凸台，高度为50mm.在动件运动方向的侧面的凸台中心处插入一孔，直径为10mm。如图2-47所示。3.连架杆1新建文件，命名为连架杆1.进入草图环境，新建一矩形，长宽分别为150mm和30mm.拉伸之后对两短边进行边倒圆，倒圆半径为15.mm再在一侧插入孔，半径为10mm.另一侧创建一凸台，半径为10mm.高度为20mm。如图2-49。图2-48 图2-494.连架杆2新建文件，命名为连架杆2.进入草图环境，新建一矩形长宽分别为150mm和30mm.点击拉伸，拉伸高度为20mm.边倒圆半径为15mm.在一侧建立一凸台，半径为15mm.高度为10mm，在此基础上又建一凸台，半径为10mm.高度为20mm.在另一侧建一凸台.半径为15mm.高度为40mm.在这基础上又建一凸台，半径为5mm.高度为20mm.如图2-49所示。5.机架新建一文件，命名为机架，进入草图环境，创建一矩形1，长800mm宽500mm.拉伸高度为100mm.形成实体,2，在矩形1的草图中绘制一矩形3，如图示，长800mm，宽为300mm.距离上下边均为100mm.在中线相互插入两圆，半径为10mm.通过拉伸求差和求和将机架的模型建成图示。在实体1的上表面中线处插入一通过中心的直线，通过管道命令，管道半径为25mm.创建一槽口。在实体2的下表面插入一矩形，长1000mm.宽200mm.通过拉伸求和与实体2连接在一起。最终实体如图2-50所示。图2-502.7.2 装配如图2-51所示。以机架位主件，分别添加组件连架杆1，连杆1.连架杆2和动件.在装配约束中点击同心命令将构件两两相连。图2-502.7.3 运动仿真 进入运动仿真模块。命名连杆，将机架，连杆1.连架杆1.连架杆2和动件分别命名为连杆1.连杆2.连杆3.连杆4.连杆5.其中机架为固定连杆。 创建运动副。连架杆1与机架相连且绕机架上的凸台1中心旋转为机构的动力，故连架杆1处添加旋转副，指定中心为凸台1的圆心，驱动类型为恒定，速度为360deg/sec。连杆1与机架的凸台2相连且绕其旋转，此处添加一旋转副，无驱动，连架杆与连杆1的啮合，又连杆1与连架杆2相连，此处添加一旋转副，指定中心为倒圆的圆心，无驱动，连架杆2与动件相连，连架杆2绕动件的凸台中心旋转，此处添加一旋转副，所有的旋转副的指定矢量均为Z轴。动件在机架的槽口做直线上的往复运动，故动件为滑动副，无驱动，动件与机架啮合。如图2-51所示。图2-51点击解算方案，求解，便可导出动画。2.8 回转柱塞泵2.8.1 建模1.泵壳新建文件，在草图中绘制矩形1长为140mm.宽为100.mm拉伸高度为30mm.在矩形短边面上插入草图，绘制矩形2.长为40mm，宽为20mm.拉伸高度为40mm.然后边倒圆，倒圆半径为20mm.在倒圆圆心处插入孔，孔直径为10mm.在矩形1的表面插入矩形3，长为130mm.宽为80mm.拉伸求差。再一侧插入槽口，槽口宽为20mm.如图2-52所示。图2-52 图2-532.回转体新建文件，在草图中插入两圆，圆1半径为200mm.圆2直径为50mm.在圆1上截取一长度为5mm的线段，分别连接圆2且与圆2相切。剪切曲线然后拉伸。通过圆形阵列，数量为6.节距角为60度。然后体求和。在基准平面上插入圆3，半径为220mm,拉伸求差。将圆2拉伸求差，在轮廓面上插入圆3，半径为5mm，拉伸求和高度为70mm.完成如图2-53所示的实体建模。3.机架新建文件，在草图中插入矩形1长为400mm.宽为75mm.拉伸高度为30mm.然后对短边边倒圆，在倒圆圆心处插入圆柱，直径为50mm.高度为50mm.在距离倒圆圆心50mm处插入点1.以点1为圆心，插入圆柱，半径为15mm.拉伸高度为30mm.在矩形1的底面插入草图，绘制一矩形2长160mm.宽为100mm.拉伸求和，拉伸高度为30mm.如图2-54所示。图2-544.柱塞新建文件，在草图中绘制圆1半径为15mm，圆2半径为25mm.在距离圆心100mm处插入一矩形2.长80mm宽为20mm.二者通过矩形3连接，矩形3的宽度为20mm.剪切曲线，然后拉伸实体如图2-55所示。图2-552.8.2 装配进入装配模块，以机架为主件，依次添加组件回转体.柱塞和泵壳，通过同心.接触对齐和距离的装配约束将上述组件按照如图2-56所示的工作位置安装。图2-562.8.3 运动仿真新建连杆进入运动仿真模块，新建仿真，设定连杆，其中机架为固定连杆。创建运动副创建旋转副1，选取回转体为指定连杆，指定矢量为Z轴，指定原点为回转体的圆心，驱动类型为恒定，速度为180deg/sec.与机架啮合。图2-57创建旋转副2，指定连杆选择柱塞，指定矢量为Z轴，指定原点为柱塞的圆孔圆心，无驱动，与机架啮合。创建滑动副3.指定连杆为柱塞，指定矢量为柱塞杆的方向