CATIA数字样机:创建球面运动副

打开随书光盘中的“Exercise\2\2.5&5.3.5\qiuwanxiangjie.CATProduct”，出现球万向节组件，如图2-61所示，或自行建立与之类似的可用于创建球面副的3D模型组件。

图2-61 球万向节组件

（1）直接创建

①在“DMU运动机构（DMU Kinematics）”→“运动接合点（Kinematics Joints）”工具栏中单击“球面接合（Spherical Joint）”图标，显示“创建接合：球面（Joint Creation：Spherical）”对话框，如图2-62所示。

②单击“新机械装置（New Mechanism）”，创建“机械装置.1（Mechanism.1）”。“创建接合：球面（Joint Creation：Spherical）”对话框更新显示，如图2-63所示。同时，结构树中“Applications”节点下生成“机械装置（Mechanisms）”及其下一级节点，如图2-64所示。

图2-62 创建球面对话框

图2-63 创建球面对话框更新显示

图2-64 结构树上的机械装置

③在几何模型中选择创建要素。如图2-65所示，分别选中两球体的中心，“创建接合：球面（Joint Creation：Spherical）”对话框中“点1（Point1）、点2（Point2）”选项栏也随着选择自动更新。

图2-65 选择点

④单击“确定（OK）”，球面运动机构创建完成。在结构树上可以看到球面运动副“球面.1（Spherical.1）（球头，球孔）”在“Applications\机械装置（Mechanisms）\接合（Joints）”节点下显示，如图2-66所示，装配“约束（Constraints）”节点下也自动生成对应的“相合（Coincidence）”约束。(www.xing528.com)

图2-66 结构树的变化

（2）装配约束转换

①进入“开始（Start）”→“机械设计（Mechanical Design）”→“装配件设计（Assembly Design）”工作台，完成球万向节的静态装配。装配约束如图2-67所示。

图2-67 静态装配及约束

②切换至“开始（Start）”→“数字化装配（Digital Mockup）”→“DMU运动机构（DMU Kinematics）”工作台，将静态装配约束中限制球头转动和摆动的约束“角度.2（Angle.2）（球头，球孔）”及“偏移.3（Offset.3）（球孔，球头）”删除，如图2-68所示。

图2-68 删除角度和偏移约束

③在“DMU运动机构（DMU Kinematics）工具栏”中单击“装配件约束转换（Assembly Constraints Conversion）”图标，显示“装配件约束转换（Assembly Constraints Conversion）”对话框（参见图1-11）。

④单击“新机械装置（New Mechanism）”，创建“机械装置.1（Mechanism.1）”，显示“创建机械装置（Mechanism Creation）”对话框（参见图1-12）。用户可以根据需要重命名。

⑤单击“确定（OK）”，“装配件约束转换（Assembly Constraints Conversion）”对话框更新显示（参见图1-13）。单击“自动创建（Auto Create）”进行装配约束到运动副的转换，转换进度通过对话框中间窗口显示。待转换完成后，单击“确定（OK）”，在结构树上可以看到球面运动副“球面.1（Spherical.1）（球头，球孔）”在“Applications\机械装置（Mechanisms）\接合（Joints）”节点下显示，如图2-69所示，球面机构创建完成。

图2-69 结构树更新显示

结构树上显示该机构的“自由度（DOF）”为“3”，所以，球面副不能单独驱动，只能配合其他运动副来建立运动机构，实际应用可见6.2节。