连杆定义完成后,为了组成一个能够运动的机构,必须把两个相邻连杆以一种方式连接起来。这种连接必须是可动连接,不能是固定连接,所以需要为每个部件赋予一定的运动学特性,这种使两个连杆接触而又保持某些相对运动的可动连接称为“运动副”。在运动学中,连杆和运动副两者是相辅相成的,缺一不可。
运动副是指机构中两连杆之间组成的可动连接,添加运动副的目的是为了约束连杆之间的位置,限制连杆之间的相对运动并定义连杆之间的运动方式。在UGNX运动仿真中,系统提供了多种运动副可供使用,以满足连杆之间的相对运动要求,如“旋转副”可以实现连杆之间的相对旋转,“滑动副”可以实现连杆之间的直线平移。
选择定义运动副命令有以下4种方法。
方法一:选择下拉菜单命令。
方法二:在“运动”工具条中单击“运动副”按钮。
方法三:在“运动导航器”界面右击,在系统弹出的快捷菜单中选择命令。
方法四:在“运动导航器”界面右击,在系统弹出的快捷菜单中选择命令。
在本章介绍的范例中,机构中的连杆使用“旋转副”实现相对旋转,所以需要在连杆的铰接处定义旋转副。定义运动副的条件是首先选取定义的连杆对象,然后通过指定一点来定义旋转轴的参考点,最后定义一个矢量来指定旋转轴的位置和旋转方向。当定义的连杆和固定连杆连接时,定义一个旋转轴即可;当定义的连杆和非固定连杆连接时,则需要指定“啮合连杆”并定义另一个旋转轴。下面紧接第2.4小节的操作,介绍详细操作步骤。
Step1.添加连杆2和连杆1之间的旋转副。
(1)选择命令。选择下拉菜单命令,系统弹出图2.5.1所示的“运动副”对话框。
(2)定义运动副类型。在“运动副”对话框选项卡的下拉列表中选择选项。
(3)定义参考连杆。选取图2.5.2所示的连杆2为参考连杆。
注意:在选择参考连杆时,系统会自动默认鼠标单击的位置为旋转轴原点,鼠标单击的位置和对象不同,原点的位置也不同。如果在选择连杆时由于单击连杆的任意位置而导致原点的位置错误,必须在“运动副”对话框的区域中单击按钮重新选择原点。
图2.5.1 “运动副”对话框
(4)定义旋转轴原点。在“运动副”对话框区域的下拉列表中选择“圆弧中心”选项,在模型中选取图2.5.2所示的圆弧为原点参考。
(5)定义旋转轴矢量。在区域的下拉列表中选择选项,在下拉列表中选择为矢量。
(6)定义运动副名称。在文本框中采用默认的运动副名称“J002”。
(7)单击按钮,完成旋转副的创建。
图2.5.2 定义旋转副(一)
Step2.添加连杆3和连杆1之间的旋转副。
(1)选择命令。选择下拉菜单命令,系统弹出“运动副”对话框。
(2)定义运动副类型。在“运动副”对话框选项卡的下拉列表中选择选项。
(3)定义参考连杆。选取图2.5.3所示的连杆3为参考连杆。
(4)定义旋转轴原点。在“运动副”对话框区域的下拉列表中选择“圆弧中心”选项,在模型中选取图2.5.3所示的圆弧为原点参考。
(5)定义旋转轴矢量。在区域的下拉列表中选择选项,在下拉列表中选择为矢量。
(6)定义运动副名称。在文本框中采用默认的运动副名称“J003”。
(7)单击按钮,完成旋转副的创建。
图2.5.3 定义旋转副(二)
Step3.添加连杆4和连杆2之间的旋转副。
(1)选择命令。选择下拉菜单命令,系统弹出“运动副”对话框。
(2)定义运动副类型。在“运动副”对话框选项卡的下拉列表中选择选项。(www.xing528.com)
(3)定义参考连杆。选取图2.5.4所示的连杆4为参考连杆。
(4)定义旋转轴原点。在“运动副”对话框区域的下拉列表中选择“圆弧中心”选项,在模型中选取图2.5.4所示的圆弧为原点参考。
(5)定义旋转轴矢量。在区域的下拉列表中选择选项,在下拉列表中选择为矢量。
图2.5.4 定义旋转副(三)
(6)定义啮合连杆。
①在“运动副”对话框的区域中选中复选框。
②单击区域中的按钮,选取图2.5.4所示的连杆2为啮合连杆。
③在区域的下拉列表中选择“圆弧中心”选项,在模型中选取图2.5.4所示的圆弧为原点参考。
④在区域的下拉列表中选择选项,在下拉列表中选择为矢量。
(7)定义运动副名称。在文本框中采用默认的运动副名称“J004”。
(8)单击按钮,完成旋转副的创建。
Step4.添加连杆4和连杆3之间的“共线”连接。
(1)选择命令。选择下拉菜单命令,系统弹出“运动副”对话框。
(2)定义运动副类型。在“运动副”对话框选项卡的下拉列表中选择选项。
(3)定义参考连杆。选取图2.5.5所示的连杆4为参考连杆。
(4)定义旋转轴原点。在“运动副”对话框区域的下拉列表中选择“圆弧中心”选项,在模型中选取图2.5.5所示的圆弧为原点参考。
(5)定义旋转轴矢量。在区域的下拉列表中选择选项,在下拉列表中选择为矢量。
(6)定义啮合连杆。
①在“运动副”对话框的区域中选中复选框。
②单击区域中的按钮,选取图2.5.5所示的连杆3为啮合连杆。
③在区域的下拉列表中选择“圆弧中心”选项,在模型中选取图2.5.5所示的圆弧为原点参考。
④在区域的下拉列表中选择选项,在下拉列表中选择为矢量。
图2.5.5 定义“共线”连接
(7)定义运动副名称。在文本框中采用默认的运动副名称“J005”。
(8)单击按钮,完成“共线”连接的创建。
说明:
●连杆定义完成后,“运动导航器”界面如图2.5.6所示,在“Links”节点下显示机构中的所有运动副。
●在任一运动副节点上右击,在系统弹出的快捷菜单中选择命令(或者双击任一运动副节点),可以在系统弹出的“运动副”对话框中编辑运动副。
●在图2.5.6所示的快捷菜单中还可以对运动副进行删除、重命名和查看信息等操作。
图2.5.6 “运动导航器”界面
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