机电系统数字孪生课件 项目4 数字孪生运动副与约束设置

机电系统数字孪生

实训项目4数字孪生运动副与约束设置042.2运动副与驱动2.动手操作——柱面副

(1)源文件＼chapter2_2_part＼_SwingArmAssem.prt。

(2)目标添加柱面副，观察柱面副仿真行为。

(3)操作步骤

1)打开部件“_SwingArmAssem.prt”，如图2- 42所示。图2- 42部件“_SwingArmAssem”2.2运动副与驱动2)单击“文件”→“仿真”工具栏→“播放”按钮，此时在重力作用下，摆动连杆会落下并发生旋转。

3)单击“主页”功能区→“机械”工具栏→“柱面副”按钮，打开“柱面副”对话框。

①选择连接件，在图形窗口或者“机电导航器”中选择需要添加柱面副约束的刚体：SwingAxel，如图2- 43所示。

②选择基本件，在图形窗口或者“机电导航器”中选择需要连接件所依附的刚体：Carrier，如图2- 44所示。

③指定轴矢量：打开指定轴矢量的下拉菜单，选择XC。

④指定锚点：选择图2- 45所示圆心作为锚点。

⑤单击“确定”按钮。2.2运动副与驱动图2- 43选择连接件4)打开“机电导航器”，此时添加的柱面副显示在“运动副和约束”文件夹下，如所示。2.2运动副与驱动图2- 45选择圆心作为锚点5)单击“文件”→“仿真”工具栏→“播放”按钮，2.2运动副与驱动此时摆动连杆机构开始上下摆动，观察步骤3)图2- 45所示部分，摆动轴和载体之间既可以相对滑动，又可以相对转动。

6)单击“文件”→“仿真”工具栏→“停止”按钮，此时仿真模型复位。

2.2.4球副图2- 47球副对话框2.2运动副与驱动1.定义球副

“球副”对话框如图2⁃ 47所示，部分选项含义如下。

(1)选择连接件选择需要被球副约束的刚体。

(2)选择基本件选择连接件所依附的刚体。

使用技巧：

2.动手操作——球副

(1)源文件＼chapter2_2_part＼_12- BallJoint_nx85.prt。

(2)目标添加球副，观察球副仿真行为。

(3)操作步骤

1)打开部件“_12- BallJoint_nx85.prt”，如图2- 48所示。2.2运动副与驱动图2- 48部件“_12- BallJoint_nx85”2)单击“文件”→“仿真”工具栏→“播放”按钮，2.2运动副与驱动此时在重力作用下，连杆会落下。

3)单击“主页”功能区→“机械”工具栏→“球副”按钮，打开“球副”对话框。

①选择连接件，在图形窗口或者“机电导航器”中选择需要添加球副约束的刚体：Link，如图2- 49所示。

②选择基本件，在图形窗口或者“机电导航器”中选择需要连接件所依附的刚体：Link1，如图2- 50所示。图2- 49选择连接件2.2运动副与驱动③指定锚点：在指定锚点下拉菜单中选择“圆弧中心/椭圆中心/球心”，然后选择所示球心。图2- 51选择球心2.2运动副与驱动④单击“确定”按钮。

4)采用类似方法添加另一个球副。

①选择连接件，在图形窗口或者“机电导航器”中选择需要添加球副约束的刚体：Link，如图2- 52所示。

②选择基本件，在图形窗口或者“机电导航器”中选择需要连接件所依附的刚体：Link2，如图2- 53所示。图2- 52选择连接件2.2运动副与驱动③指定锚点：在指定锚点下拉菜单中选择“圆弧中心/椭圆中心/球心”，然后选择示球心。

④单击“确定”按钮。

5)打开“机电导航器”，此时添加的球副显示在“运动副和约束”文件夹下，如示。图2- 54选择球心2.2运动副与驱动6)单击“文件”→“仿真”工具栏→“播放”按钮，此时摆动连杆机构开始运动，观察步骤3)、4)中图2- 51和图2- 54所示部分，连杆之间可以做任意方向转动。

7)单击“文件”→“仿真”工具栏→“停止”按钮，此时仿真模型复位。

2.2.5固定副

在机械概念设计环境中，进入“主页”功能区→“机械”工具栏中单击“固定副”按钮，创建固定副。使用固定副命令将一个刚体连接到一个固定的位置（例如接地）或者另一个刚体上。固定副的自由度为零。

1.定义固定副

“固定副”对话框如图2⁃ 56所示，部分选项含义如下。2.2运动副与驱动(1)选择连接件选择需要被固定副约束的刚体。

(2)选择基本件选择连接件所依附的刚体。

2.动手操作——固定副

(1)源文件＼chapter2_2_part＼_05- rotating_assem_nx85_3.prt。

(2)目标添加固定副，观察固定副仿真行为。

(3)操作步骤

1)打开部件“_05- rotating_assem_nx85_3.prt”，如图2- 57所示。图2- 56固定副对话框2.2运动副与驱动2)单击“文件”→“仿真”工具栏→“播放”按钮，此时在重力作用下，刚体部分会落下。

3)单击“主页”功能区→“机械”工具栏→“固定副”按钮，打开“固定副”对话框。

①选择连接件，在图形窗口或者“机电导航器”中选择需要添加球副约束的刚体：Case，如图2- 58所示。

②单击“确定”按钮。

4)打开“机电导航器”，此时添加的固定副显示在“运动副和约束”文件夹下。2.2运动副与驱动图2- 58选择连接件5)单击“文件”→“仿真”工具栏→“播放”按钮，此时刚体部分不再落下。2.2运动副与驱动6)单击“文件”→“仿真”工具栏→“停止”按钮，此时仿真模型复位。

2.2.6速度控制

在机械概念设计环境中，进入“主页”功能区→“电气”工具栏中单击“速度控制”按钮，创建速度控制对象。速度控制添加在运动副上，驱动由运动副约束的刚体以预设的参数运动。这些预设的参数可以是速度、加速度、加加速度、力矩或者扭矩。

1.定义速度控制

“速度控制”对话框如图2⁃ 60所示，部分选项含义如下。

(1)机电对象选择传输面或者运动副(例如铰链副、滑动副等)。

(2)轴类型当选择柱面副的时候需要指定轴类型(例如角度或线性)。2.2运动副与驱动(3)限制加速度当勾选这个选项之后，允许用户输入最大加速度，并且可以限制加加速度，如图2- 61所示。图2-