机构分析基本步骤之体验实例操作详解

为了让读者了解机构分析的基本步骤，产生对机构运动分析的初步整体印象，先介绍一个典型的机构运动体验实例。该实例所用到的源文件位于随书光盘CH5→TSM_5_1文件夹中。该实例将构造一个连杆装置，并对其进行机构运动分析。

下面是该体验实例的具体操作步骤。

步骤1：建立装配文件并创建用来定位连杆的轴线。

1）单击“新建”按钮，打开“新建”对话框。在“类型”选项组中选择“装配”单选按钮，在“子类型”选项组中选择“设计”单选按钮，输入装配名称为tsm_5_1，取消勾选“使用默认模板”复选框，单击“确定”按钮。

2）在弹出的“新文件选项”对话框中选择mmns_asm_design，单击“确定”按钮。

3）设置在模型树中增加显示“特征”及“放置文件夹”项目。

4）在功能区“模型”选项卡的“基准”组中单击“基准轴”按钮，弹出“基准轴”对话框。结合〈Ctrl〉键选择ASM_RIGHT基准平面和ASM_TOP基准平面作为参考，单击“确定”按钮，在这两个平面的相交处建立一个基准轴AA_1。

5）使基准轴AA_1处于非选中状态，单击“基准轴”按钮，弹出“基准轴”对话框。选择图5-4的参考和偏移参考，单击“确定”按钮，即在ASM_TOP基准平面上创建了基准轴AA_2，该基准轴距离基准轴AA_1为50，注意AA_2位于ASM_RIGHT基准平面的所在侧。

图5-4 建立基准轴AA_2

步骤2：连接装配。

1）在“元件”组中单击“组装”按钮，弹出“打开”对话框，选择tsm_5_1_1.prt，单击“打开”按钮。

2）在“元件放置”选项卡的“预定义集”下拉列表框中选择“销”选项，接着进入“放置”滑出面板。选择装配中的AA_1基准轴和tsm_5_1_1.prt元件的A_4轴；接着选择装配的ASM_FRONT基准平面和tsm_5_1_1.prt元件的DTM3基准平面，此时如图5-5所示。

图5-5 定义销钉连接

在“元件放置”选项卡中单击“完成”按钮。

3）在“元件”组中单击“组装”按钮，弹出“打开”对话框，选择tsm_5_1_2.prt，单击“打开”按钮。

4）在“元件放置”选项卡的“预定义集”下拉列表框中选择“销”选项。打开“放置”滑出面板，选择装配中tsm_5_1_1.prt的A_3轴和元件tsm_5_1_2.prt的A_4轴；接着选择装配中tsm_5_1_1.prt元件的DTM3基准平面和tsm_5_1_2.prt元件的DTM3基准平面。单击“完成”按钮，此时装配如图5-6所示。

5）在“元件”组中单击“组装”按钮，弹出“打开”对话框，选择tsm_5_1_3.prt，单击“打开”按钮。

6）在“元件放置”选项卡的“预定义集”下拉列表框中选择“销”选项。打开“放置”滑出面板，选择装配中tsm_5_1_2.prt的A_3轴和元件tsm_5_1_3.prt的A_3轴；接着选择装配中tsm_5_1_2.prt元件的DTM3基准平面和元件tsm_5_1_3.prt的DTM3基准平面，完成该连接定义。

7）在“放置”滑出面板中，单击“新建集”，增加一个“销”联接，选择装配中的AA_2基准轴和元件tsm_5_1_3.prt的A_4轴，接着选择装配中的ASM_FRONT基准平面和元件tsm_5_1_3.prt的DTM3基准平面。单击“完成”按钮，完成装配的连接装配，如图5-7所示。

图5-6 装配

图5-7 连接装配效果

步骤3：定义伺服电动机。

1）在功能区中切换至“应用程序”选项卡，从该选项卡的“运动”组中单击“机构”按钮，进入机构模式。此时在连杆组件模型中显示出销钉联接的图标，如图5-8所示。

2）在功能区“机构”选项卡的“插入”组中单击“伺服电动机”按钮，打开图5-9所示的“伺服电动机定义”对话框。

图5-8 进入机构模式

图5-9 “伺服电动机定义”对话框

3）接受默认的名称为ServoMotor1，选择图5-10左下角的连接轴。

说明：在图形窗口中，默认时，运动方向由洋红色箭头显示，驱动图元（主体1）以橙色加亮。单击“伺服电动机定义”对话框中的“反向”按钮，可以反转伺服电动机的运动方式。

4）单击“轮廓”标签，进入“轮廓”选项卡。在“模”选项组中选择“斜坡”选项，设置A值为50，B值为20，如图5-11所示。

图5-10 选择连接轴(www.xing528.com)

图5-11 定义参数

5）在“图形”选项组中，单击“绘制所选电动机轮廓相对于时间的图形”按钮，则打开图5-12所示的“图形工具”窗口，以图形的形式描述特定的驱动参数，关闭该图形窗口。

图5-12 “图形工具”窗口

6）在“伺服电动机定义”对话框中单击“应用”按钮后再单击“确定”按钮，此时连杆组件模型如图5-13所示。

图5-13 定义了伺服电动机

步骤4：定义运动学分析。

1）在“分析”组中单击“机构分析”按钮，弹出“分析定义”对话框。

2）接受默认的分析名称为AnalysisDefinition1，在“类型”选项组的下拉列表框中选择“运动学”选项。

3）在“首选项”选项卡上，选择“长度和帧频”选项，设置“开始时间”为0，End Time为20，该选项卡上的其他选项如图5-14所示。

4）切换到“电动机”选项卡，可以看到之前建立的伺服电动机ServoMotor1作为动力源，如图5-15所示。

图5-14 “分析定义”对话框

图5-15 指定的动力源

5）在“分析定义”对话框中单击“运行”按钮，机构便按照设定的条件进行运行计算，运算的一个截图效果如图5-16所示。

图5-16 运行计算

6）单击“确定”按钮。

步骤5：回放以前运行的分析。

1）在“分析”组中单击“回放”按钮，打开图5-17所示的“回放”对话框。

2）单击“碰撞检测设置”按钮，打开图5-18所示的“碰撞检测设置”对话框。利用该对话框可以设置无碰撞检测、全局碰撞检测、部分碰撞检测。这对检查机构运动时的干涉情况十分有用。

图5-17 “回放”对话框

图5-18 “碰撞检测设置”对话框

设置好所需的碰撞（冲突）检测选项后，单击“碰撞检测设置”对话框的“确定”按钮。

3）单击“回放”对话框的“播放当前结果集”按钮，弹出图5-19所示的“动画”对话框。在该对话框中，通过拖动滑块的方式设置动画播放的速度，选中“重复播放动画”按钮可以设置重复播放动画，单击“在结束时反转方向”按钮则可以设置在结束时以反转方向的形式播放动画。

单击“捕获”按钮，弹出图5-20所示的“捕获”对话框。从“类型”选项组中，可以指定以MPEG、JPEG、TIFF、BMP或AVI格式保存录制结果。

图5-19 “动画”对话框

图5-20 “捕获”对话框