CATIAV5R17产品装配及仿真.doc

机械CAD/CAM 实 验 指 导 书魏晓东 编写天津职业技术师范大学机械工程学院2012年10月实验五 产品的装配及仿真一、 实验目的1 了解产品装配及运动仿真的基本原理；2 掌握产品装配及运动仿真方法。二、 实验设备1 硬件：海信图形工作站（或486以上计算机）；2 软件：CATIA V5R17。三、 实验内容1 产品的装配概述产品通常由多个零件组成，因产品的复杂程度而异，其组成的产品数量和装配关系都不尽相同。产品的装配是指将零件按照其实际装配中的机械约束关系，定义特定的装配约束关系，从而将单个的零件组合起来，最终构建完整的产品，表达真实产品的形态，并为后续的运动仿真、分析、ERP等工作提供数据。以CATIA为例，按零件、部件间不同的装配关系，装配约束通常可以分为如下几种：表5-1 常用的装配约束类型序号图标约束名称及应用场合1重合（Coincidence）约束；用于定义孔、轴的同心、工件表面的对齐等场合2贴合（Contact）约束；用于定义工件表面、棱边等的（贴合）接触；3偏置（Offset）约束；用于定义工件表面之间有一定特定偏置距离的场合；4角度（Angle）约束；用于定义工件表面之间成一定角度的夹角；5固定（Fix）约束；定义装配机构中的某个零件定义为不可运动；6固定组合（Fix Components Together）约束；用于固定装配中两个零件之间的相对位置；2 机构的运动仿真概述1）机构的运动仿真本实验中所说的机构的运动与仿真，属于机械系统的运动学分析，主要针对系统及其各构件的运动分析，一般不考虑驱动力的影响。根据已知构件之间的运动关系，通过定义机架、运动副定义零件间的传动关系，通过求解位置的非线性方程组和速度、加速度的非线性方程组，分析整体机构运动的可能性，空间运动范围，求解其余构件的位置、速度和加速度与时间的关系。以在设计阶段观察产品机构的运动及空间干涉等情况，并校验设计过程中的机构、运动副是否合理。2）机械传动中自由度及运动副类型下面以对常见的运动副类型、输入条件及运动副定义后剩余的自由度数量进行说明（表5-2）：表5-2 常见的运动副类型及剩余自由度数量序号装配（运动副）类型剩余自由度1带止推端面的旋转副1旋转2滑槽滑轨1平移3孔轴配合1旋转1移动4球头连接3个旋转5平面接触2移动1旋转6刚性连接无7滚动啮合曲线1旋转1移动8滑动曲线2旋转1移动9点对曲线3旋转1移动10点对曲面2移动3旋转11U形连接（万向节）1旋转12齿轮啮合1旋转13齿轮齿条1旋转 或1移动14系索传动1移动15螺旋传动1旋转 或1移动16CV连接无3 练习：在CATIA中完成平面凸轮机构的装配及运动仿真。在电脑中已保存的零件为： 零件一 轴，文件名：shaft.CATPart；零件二 凸轮，文件名：cam.CATPart；零件三 箱体，文件名：housing.CATPart；零件四 轴承套，文件名：bearing.CATPart；零件五 从动杆，文件名：follower.CATPart（1） 凸轮轴装配装配过程见录像凸轮轴装配。图5-1 凸轮轴装配图（2） 箱体与轴承套的装配装配过程见录像箱体与轴承套装配。图5-2 箱体与轴承套装配图（3） 凸轮机构总装装配过程见录像凸轮机构总装。图5-3凸轮机构总装图（4） 凸轮机构运动仿真装配过程见录像凸轮机构运动仿真。四、 思考题1 CAD产品的装配相对于传统的图板平面绘图设计有什么优点？CAD产品装配对于实际工程应用，可以有什么用处？2 产品的运动仿真在实际工程产品设计中，有什么作用和实际意义？ 五、 实验报告实验