如何创建运动副

更新时间：2025-01-08 工作计划版权反馈

【摘要】：在装配中，齿轮齿条间是否完好啮合并不影响齿轮齿条运动副的创建，但会影响运动仿真的视觉效果。b.在对话框中同时选中“曲面接触.4”与“偏移.5”，在“结果类型”信息栏中显示“棱形”，单击被激活的“创建接合”按钮，完成齿条与底座棱形运动副的创建，注意观察结构树“自由度”的变化，如图4-55所示。图4-57 创建大齿轮与底座支承轴的旋转运动副单击“确定”，完成棱形运动副与旋转运动副的创建。

（1）模型准备

打开随书光盘中的“Exercise\4\4.4\chilunchitiao.CATProduct”，出现齿轮齿条接合组件，如图4-52所示；或自行建立与之类似的可用于创建齿轮齿条接合的3D模型组件。

图4-52 齿轮齿条接合组件

进入“开始（Start）”→“机械设计（Mechanical Design）”→“装配件设计（Assembly Design）”工作台，完成底座与大齿轮、齿条的静态装配，如图4-53所示。在装配中，齿轮齿条间是否完好啮合并不影响齿轮齿条运动副的创建，但会影响运动仿真的视觉效果。

图4-53 齿轮齿条组件的静态装配及约束

（2）顺序创建

①创建齿条与底座的棱形运动副。该组件已完成静态装配，本节采用“装配约束转换法”创建相应棱形与旋转运动副。

a.切换至“开始（Start）”→“数字化装配（Digital Mockup）”→“DMU运动机构（DMU Kinematics）”工作台，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，单击“新机械装置（New Mechanism）”，创建“机械装置.1（Mechanism.1）”，单击“更多（More）”展开对话框，如图4-54所示。

b.在对话框中同时选中“曲面接触.4（Surface Contact.4）（底座，齿条）”与“偏移.5（Offset.5）（底座，齿条）”，在“结果类型（Resulting Type）”信息栏中显示“棱形（Prismatic）”，单击被激活的“创建接合（Create Joint）”按钮，完成齿条与底座棱形运动副的创建，注意观察结构树“自由度（DOF）”的变化，如图4-55所示。

图4-54 装配件约束转换对话框展开

②创建大齿轮与底座支承轴的旋转运动副。

a.单击“装配件约束转换”对话框中“前进（Step forward）”按钮，“装配件约束转换”对话框的“约束列表（Constraints List）”更新显示，转换至大齿轮与底座支承轴旋转副的创建，如图4-56所示。

图4-55 创建齿条与底座的棱形运动副

图4-56 装配件约束转换对话框的约束列表更新显示

b.在对话框中同时选中“曲面接触.2（Surface Contact.2）（底座，大齿轮）”与“相合.1（Coincidence.1）（底座，大齿轮）”，在“结果类型（Resulting Type）”信息栏中显示“旋转（Revolute）”，单击被激活的“创建接合（Cr俄ate Joint）”按钮，完成大齿轮与底座旋转运动副的创建，注意观察结构树“自由度（DOF）”的变化，如图4-57所示。

图4-57 创建大齿轮与底座支承轴的旋转运动副

单击“确定（OK）”，完成棱形运动副与旋转运动副的创建。

③创建齿轮齿条运动副。

a.在“运动接合点（Kinematics Joints）”工具栏中单击“架子接合（Rack Joint）”图标，显示“创建接合：架子（Joint Creation：Rack）”对话框，如图4-58所示。

图4-58 创建架子对话框

b.选中结构树中“Applications\机械装置（Mechanisms）\接合（Joints）”节点下的“棱形.1（Prismatic.1）（底座，齿条）”，“创建接合：架子（Joint Creation：Rack）”对话框中“棱形接合（Prismatic Joint）”窗口更新显示，如图4-59所示。

图4-59 选择棱形接合

选中结构树中“Applications\机械装置（Mechanisms）\接合（Joints）”节点下的“旋转.2（Revolute.2）（底座，大齿轮）”，“创建接合：架子（Joint Creation：Rack）”对话框中“旋转接合（Revolute Joint）”窗口更新显示，如图4-60所示。

图4-60 选择旋转接合

c.在“比率（Rate）”参数栏中输入齿轮齿条传动比，未知传动比时可单击“创建接合：架子（Joint Creation：Rack）”对话框中的“定义...（Definition...）”按钮，显示“定义齿条比率（Rack Ratio Definition）”对话框，如图4-61所示。(www.xing528.com)

d.“半径（Radius）”参数栏的内容为大齿轮的节圆半径，需显示处于隐藏状态的大齿轮的“节圆草图轮廓线”，如图4-62所示。选中大齿轮节圆后“定义齿条比率对话框（Rack Ratio Definition）”中“比率（Ratio）”自动显示，如图4-63所示。

e.单击“确定（OK）”，“创建接合：架子（Joint Creation：Rack）”对话框更新显示，如图4-64所示。

f.单击“创建接合：架子（Joint Creation：Rack）”对话框中的“确定（OK）”，完成齿轮齿条运动副的创建，结构树如图4-65所示。

图4-61 定义齿条比率对话框

图4-62 显示隐藏的大齿轮的节圆

图4-63 比率自动显示

图4-64 创建架子对话框更新显示

图4-65 顺序创建法完成的结构树

（3）逆向创建

a.在“DMU运动机构（DMU Kinematics）”→“运动接合点（Kinematics Joints）”工具栏中单击“架子接合（Rack Joint）”图标，显示“创建接合：架子（Joint Creation：Rack）”对话框，单击“新机械装置（New Mechanism）”，创建“机械装置.1（Mechanism.1）”，对话框更新显示，如图4-66所示。