机构设计中的旋转副及其作用

旋转副是最基本的连接类型，可以实现两个连杆绕同一轴作相对转动，但不能沿轴线平移。旋转副提供一个旋转自由度，没有平移自由度。旋转副又可分为两种形式：一种是两个连杆绕同一根轴作相对转动，也就是两个连杆的铰接，此时除了定义主要连杆外，还需要定义啮合连杆；另一种则是一个连杆绕固定连杆的轴线进行旋转。旋转副还可以作为机构中的驱动，提供绕轴线旋转的动力。

下面举例说明旋转副的定义过程。

Step1.打开装配模型。打开文件D:\ug10.16\work\ch04.02\revolute.prt。

Step2.进入运动仿真模块。选择命令，进入运动仿真模块。

Step3.新建运动仿真文件。在“运动导航器”中右击“revolute”节点，在系统弹出的快捷菜单中选择命令，系统弹出“环境”对话框。

Step4.设置运动环境。在“环境”对话框的区域选中单选项；取消选中区域中的3个复选框；选中对话框中的复选框；在下方的文本框中采用默认的仿真名称“motion_1”；单击按钮，

Step5.定义固定连杆1。选择下拉菜单命令，系统弹出“连杆”对话框；选取图4.2.1所示的零件为固定连杆1；在下拉列表中选择选项；在区域中选中复选框；在文本框中采用默认的连杆名称“L001”；单击按钮，完成固定连杆1的定义。

Step6.定义连杆2。选择下拉菜单命令，系统弹出“连杆”对话框；选取图4.2.1所示的零件为连杆2；在下拉列表中选择选项；在区域中取消选中复选框；在文本框中采用默认的连杆名称“L002”；单击按钮，完成连杆2的定义。

Step7.定义连杆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“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4.2.1所示的连杆2为参考连杆。

图4.2.1 选取连杆

（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4.2.2所示的圆弧为原点参考。

图4.2.2 定义旋转副

图4.2.3 “摩擦”选项卡

说明：在选择旋转副的参考连杆时，可以直接单击选取图4.2.2所示的圆弧，这样可以不必再次选择原点。

（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“面/平面法向”选项，在模型中选取图4.2.2所示的面为矢量参考。

（6）定义运动副名称。在文本框中采用默认的运动副名称“J002”。

说明：(https://www.xing528.com)

●旋转副的原点可以是旋转轴上的任意位置，但是在进行动力学分析时，必须准确定义旋转副的原点，一般情况下，可以将原点放在旋转连杆的中间。

●旋转副的方位用于控制旋转运动的方向，在定义旋转副的方向后，原点处会显示临时坐标系，该坐标系的Z轴方向即为旋转副的方向，Z轴方向连杆的旋转方向符右手定则，如果要反转旋转方向，单击区域中的反向按钮

即可。

Step8.定义旋转副的摩擦。单击“运动副”对话框中的选项卡，选中复选框，如图4.2.3所示。

Step9.定义驱动。

（1）单击“运动副”对话框中的选项卡；在下拉列表中选择选项；在文本框中输入值60，如图4.2.4所示。

（2）单击按钮，完成旋转副的创建。

Step10.定义解算方案并求解。

（1）选择下拉菜单命令，系统弹出“解算方案”对话框。

（2）定义解算方案类型。在下拉列表中选择选项。

（3）定义分析类型。在下拉列表中选择选项。

图4.2.4 “驱动”选项卡

（4）定义机构运行时间。在文本框中输入值30。

（5）定义机构运行步数。在文本框中输入值150。

（6）定义自动求解。选中对话框中的复选框。

（7）单击按钮，完成解算方案的定义。

Step11.定义动画。

（1）在“动画控制”工具条中单击“播放”按钮，查看机构运动。

（2）在“动画控制”工具条中单击“导出至电影”按钮，输入名称“revolute”，保存动画。

（3）在“动画控制”工具栏中单击“完成动画”按钮。

Step12.选择下拉菜单命令，保存模型。