PROE运动仿真教程

PROE机构仿真的运动分析关键词：PROE模拟运动分析重复分量分析环节回放运动包络轨迹曲线学期在创建组织之前，您应该熟悉以下术语在PROE的定义：主体(Body)-不相对于彼此移动的一个组件或一组组件，主体中的自由度=0。连接(Connections)-定义和约束相对于彼此移动的实体之间的关系。自由度)-允许机械系统运动。连接的功能是限制主体之间的相对运动，并减少系统可能的总自由度。拖动使用鼠标在屏幕上拾取和移动机械装置。动力学研究机构在受到压力后的运动。力马达作用在旋转轴或平移轴上的力(引起运动)。齿轮副连接应用于两个连接轴的速度约束。地面不移动的物体。其他物体相对于基础移动。接头-特定的连接类型(如销接头、滑块接头和球接头)。运动学)-研究机构的运动，与移动机构所需的力无关。回路连接-添加到运动回路的最后一个连接。运动身体受到马达或负载时的运动方式。放置约束(Placement Constraint)-在组件中放置元件并限制其在组件中移动的图元。回放-记录和回放分析运行的结果。伺服电机-定义一个物体相对于另一个物体的运动方式。您可以将马达放置在关节或几何图形上，并且可以指定实体之间的位置、速度或加速度运动。LCS-与主机相关的本地坐标系。LCS是与主体中定义的第一个零件关联的默认坐标系。用户坐标系。WCS-全球坐标系。组件的全局坐标系，包括组件和组件内所有实体的全局坐标系。运动分析的定义在满足伺服电机轮廓和关节连接、凸轮从动件机构、槽从动件机构或齿轮副连接要求的条件下，模拟机构的运动。运动分析不考虑力，它模拟运动的所有方面，除了质量和力。因此，运动分析不能使用执行电机，也没有必要为机构指定质量属性。运动分析忽略了模型中的所有动态元素，如弹簧、阻尼器、重力、力/力矩和致动器电机等。所有动态元素都不会影响运动分析结果。如果伺服电机具有不连续的轮廓，软件将在运行运动分析之前尝试使其轮廓连续。如果它不能使其轮廓连续，伺服电机将不用于分析。使用运动分析获得以下信息：几何图形和连接的位置、速度和加速度组件之间的干扰机构运动轨迹曲线作为Pro/ENGINEER零件捕捉机制的运动包络重复成分分析在WF2.0的前一版本中的“运动分析”在WF2.0中被称为“重复分量分析”。它类似于运动分析。适用于运动分析的所有要求和设置都可以用于重复分量分析。不适用于运动分析的所有因素也不适用于重复分量分析。重复分量分析的输出小于运动分析的输出，因此不能分析速度和加速度，也不能确定机构的运动包络。使用重复成分分析获得以下信息：几何位置和连接组件之间的干扰机构运动轨迹曲线运动分析工作流程创建模型：定义主体，生成连接，定义连接轴设置，生成特殊连接检查模型：拖动组件以检查定义的连接是否能产生预期的运动。添加运动分析元素：设置伺服电机准备分析：定义初始位置及其快照，并创建度量分析模型：定义运动分析，运行获得的结果：结果回放、干涉检查、查看测量结果、创建轨迹曲线、创建运动包络加载构件有两种方式：关节连接和约束连接将元件添加到组件时，会弹出“元件放置”窗口。此窗口有三页：放置、移动和连接。组装组件的传统方法是在“放置”页面上为组件添加各种固定约束，以将组件的自由度减少到0。因为组件的位置是完全固定的，所以组装的组件不能用于运动分析(矩阵除外)。组装组件的另一种方法是在“连接”页面上为组件添加各种组合约束，如“销”、“圆柱”、“刚体”、“球”、“6自由度”等。使用这些组合来约束组装的组件，组件可以自由移动或旋转，因为自由度没有完全消除(除了刚体、焊接和常规)，所以组装的组件可以用于运动分析。传统的装配方法称为“约束连接”，后一种装配方法称为“接头连接”。约束连接和接头连接的相同点：两者都使用PROE约束来放置元件，并且组件和子组件之间的关系是相同的。约束连接和关节连接的区别在于，约束连接使用一个或多个单一约束来完全消除构件的自由度，而关节连接使用一个或多个组合约束来约束构件的位置。约束连接装配的目的是消除所有自由度，并完全定位组件。关节连接组件的目的是获得特定的运动，并且部件通常具有一个或多个自由度。元件放置窗口：(yd1)接头连接的类型用于关节连接的约束均为可实现特定运动(包括固定)的组合约束，包括：销、气缸、滑杆、轴承、平面、滚珠、6自由度、常规、刚性和焊接，共10种。销：由轴对齐约束和垂直于轴的平移约束组成。该元件可以绕轴旋转1个旋转自由度，总自由度为1。轴对齐约束可以是直边或轴或圆柱面，也可以是反向的。平移约束可以是两点的对齐或两个平面的对齐/配对。可以在平面对齐/配对期间设置偏移。圆柱体：由轴对齐约束组成。平移约束比销约束少一个，因此元素可以绕轴旋转，同时沿轴平移，有一个旋转自由度和一个平移自由度，总自由度为2。轴对齐约束可以是直边或轴或圆柱面，也可以是反向的。滑杆：即滑块，由轴对齐约束和旋转约束(实际上是平行于轴的平移约束)组成。元素可以通过滑动轴平移，平移自由度为1，总自由度为1。轴对齐约束可以是直边或轴或圆柱面，也可以是反向的。旋转约束选择两个平面。偏移会根据元件的位置自动计算，并且可以反转。方位角：由点对齐约束组成。它与机械“轴承”的不同之处在于，元件(或部件)上的点与部件(或部件)上的直边或轴对齐，因此元件可以沿轴平移并在任何方向旋转，具有1个平移自由度和3个旋转自由度，总自由度为4。平面：由平面约束组成，该约束确定组件上的平面和组件上的平面之间的距离(或重合)。该元件可以绕垂直于平面的轴旋转，并在平行于平面的两个方向上平移，具有一个旋转自由度和两个平移自由度，总自由度为3。可以指定和反转偏移量。球：由点对齐约束组成。元件上的一个点与元件上的一个点对齐，该点比轴承连接小一个平移自由度，并且可以围绕对齐点自由旋转，具有3个旋转自由度，总自由度为3。6自由度：即6个自由度，即部件没有约束，只有一个部件坐标系和一个部件坐标系重合，以将部件与部件相关联。该元件可以自由旋转和平移，具有3个旋转自由度和3个平移刚性：使用一个或多个基本约束将元件和组件连接在一起。连接后，部件和组件成为一个主体，它们之间不再有自由度。如果刚性连接没有完全消除自由度，组件将在当前位置“粘合”到组件上。如果子组件与组件刚性连接，子组件中的所有零件将“粘合”在一起，其原始自由度将不起作用。总自由度为0。焊接：两个坐标系对齐，元件的自由度完全消除。连接后，部件和组件成为一个主体，它们之间没有自由。如果子组件通过焊接与组件连接，子组件中的每个零件都将参照组件坐标系，并根据其原始自由度进行操作。总自由度为0。接头连接类型：(yd2)关节连接约束：常规一般：即自定义组合约束，可以根据需要指定一个或多个基本约束来形成新的组合约束，自由度根据所用基本约束的类型和数量而变化。可用的基本约束有：匹配、对齐、插入、坐标系、在线点、曲面上的点、曲面上的边，总共7个。定义时，可以根据需要选择一个，也可以不选择类型直接选择要使用的对象。此时，类型将显示为“自动”，然后根据选定的对象系统自动确定适当的基本约束类型。常规-匹配/对齐：对齐)。由单个“匹配/对齐”组成的自定义组合约束在转换为约束连接后将变成只有一个“匹配/对齐”约束的不完整约束，然后在转换为关节约束后变成“平面”连接。这两个约束用于确定两个平面的相对位置。偏移值可以设置或反转。定义后，无需修改对象即可更改类型(匹配常规-插入：将对象选择为两个圆柱体。由单个“插入”组成的自定义装配约束被转换为约束连接，变成只有一个“插入”约束的不完整约束，然后在转换为关节约束后变成“圆柱”连接。通用坐标系：选择对象作为两个不同于6自由度坐标系约束的坐标系。该坐标系完全定位组件并消除所有自由度。由单个“坐标系”组成的自定义组合约束在转换为约束连接后成为仅具有一个“坐标系”约束的完整约束，然后在转换为关节约束后成为“焊接”连接。常规-在线点：选择一个对象作为点和线或轴。相当于“方位”。由单个“在线点”组成的自定义组合约束被转换为约束连接，变成只有一个“在线点”约束的不完整约束，然后在转换为关节约束后变成“轴承”连接。常规(General)-曲面上的点：选择作为平面和点的对象。由单个“曲面上的点”组成的自定义组合约束在连接到约束后被转换为仅由一个“曲面上的点”约束组成的不完整约束，然后在连接到关节约束后被转换为由单个“曲面上的点”组成的自定义组合约束。常规(General)-曲面上的边：选择作为平面/圆柱体和直边的对象。由单个“曲面上的点”组成的自定义装配约束不能转换为约束连接。自由度和冗余约束自由度是描述或确定系统(物体)的运动或状态(如位置)所必需的独立参数(或坐标数)。没有任何约束的自由体在空间运动时有6个独立的运动参数(自由度)，即沿XYZ三轴独立运动和绕XYZ三轴独立旋转，而在平面运动时只有3个独立的运动参数(自由度)，即沿XYZ三轴独立运动。在主体被约束之后，一些独立的运动参数不再存在，并且相应地，这些自由度被消除。当所有六个自由度被消除时，主体被完全定位，并且不可能有进一步的运动。如果使用销连接，主体沿着XYZ的三个轴的平移运动受到限制，并且这三个平移自由度被消除。主体只能绕指定轴(如X轴)旋转，不能绕另外两个轴(YZ轴)旋转。绕这两个轴旋转的自由度被消除，只剩下一个旋转自由度。冗余约束是指过多的约束。在空间中，为了完全约束主体，需要分别约束三个独立的运动和三个独立的旋转。如果主体的六个自由度受到约束，并且添加了另一个约束来限制其沿X轴的平移，则该约束是冗余约束。合理的冗余约束可以用来分配主体各部分的力，使主体受力均匀或减少摩擦，补偿误差，延长设备的使用寿命。冗余约束对主体的受力状态有影响，但对主体的运动没有影响。由于运动分析只分析主体的运动状态，而不分析主体的受力状态，所以在运动分析中不能考虑冗余约束的影响，在涉及受力状态的分析中，必须对冗余约束进行适当处理，以获得正确的分析结果。系统每次运行分析时都会计算自由度。并且可以创建一个度量来计算该机构具有多少自由度和冗余度。在PROE的帮助下，有一个计算冗余度和自由度的门铰链的例子，但其分析是不恰当的。如果你想精确计算模型的自由度，请找一本关于机构设计的书来仔细研究。这三言两语说不清楚。我将只在这里提到它，不会详细讨论。约束转换关节连接和约束连接可以相互转换。在“元件放置”窗口的“放置”页面和“连接”页面中，约束列表下方有一个“约束转换”按钮。根据需要，随时使用此按钮将关节连接转换为约束连接或将约束连接转换为关节连接。在转换过程中，系统会根据现有约束及其对象的属性自动选择最合适的新类型。如果您对系统自动选择的结果不满意，可以再次编辑。关于转换的规则，请参考PROE自己的帮助。然而，没有好的空间想象力和耐心的兄弟不需要观看。需要记住的一点是：曲线上的点、曲面上的点、切线约束在转换过程中不会转换为常规连接。下图显示了约束转换和反向按钮：(yd3)基础和重新定义主题在体育分析中，依据是被设定为不参与体育的主体。创建新组件时，组件的第一个组件(或创建)会自动成为基础。如果使用约束连接将构件与基础相关联，则构件也是基础的一部分(“构件放置”窗口中的“放置”页面)。如果机构无法以预期的方式移动，或者因为两个零件在同一个实体中而无法创建连接，则可以使用“重定义实体”来确认实体之间的约束关系，并删除一些约束。进入“机构”模块后，“编辑”-“重定义体”进入“体重定义”窗口，当选择一个体时，该体所受的约束(仅用于约束连接和“刚体”关节的约束)将显示在窗口中。您可以选择一个约束并将其删除。如果删除所有约束，组件将被封装。重新定义实体窗口：(yd4)特殊连接：凸轮连接凸轮连接是利用凸轮的轮廓来控制从动件的运动规律。PROE的凸轮连接使用平面凸轮。然而，为了图像的缘故，在凸轮被创建之后，凸轮将显示一定的厚度(深度)。凸轮连接只需要在两个主体的每一个上指定一个(或一组)曲面或曲线。定义窗口中的“凸轮1”和“凸轮2”是两个主体中的任一个，或者是从动件或者是“凸轮2”。如果选择一个曲面，可以选中“自动选择”复选框。这样，系统将自动选择与所选曲面相邻的曲面。如果不使用“自动选择”，在选择多个相邻曲面时需要按住Ctrl键。如果选择曲线/边，自动选择无效。如果选定的边是直边或基准曲线，还会指定工作平面(即定义的2D平面凸轮位于哪个平面上)。凸轮通常是沿着凸轮表面运动的从动件。在PROE定义凸轮时，也应确定运动的实际接触面。选择曲面或曲线后，将绘制一个箭头，指示所选曲面或曲线的法线方向，箭头指向哪一侧，即移动时接触点将位于哪一侧。如果系统指示的方向不同于您想要定义的方向，则可以将其反转。关于“启用起飞”，打开此选项。当凸轮运行时，从动构件可以离开驱动构件