设计螺旋副连杆机构模型及解析方法

螺旋副可以看做是旋转副和滑动副的组合，它可以约束参考连杆沿直线进行平移和旋转运动，并且平移运动和旋转运动通过螺旋副比率（螺距）进行关联，这里螺旋副比率指的是当连杆旋转一周时，沿着参考方向的移动距离。使用螺旋副和柱面副可以模拟螺栓和螺母的运动，但是螺旋副不能作为运动驱动。

下面举例说明螺旋副的创建过程。

Step1.打开装配模型。打开文件D:\ug10.16\work\ch04.05\screw.prt。

Step2.进入运动仿真模块。选择命令，进入运动仿真模块。

Step3.激活运动仿真文件。在“运动导航器”中右击节点，在系统弹出的快捷菜单中选择命令。

说明：在图4.5.1所示的机构中，已经创建了一组仿真文件并定义了固定连杆1和连杆2。

Step4.定义连杆2和连杆1之间的螺旋副。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“运动副”对话框。

图4.5.1 机构模型

（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4.5.1所示的连杆2为参考连杆。

（4）定义原点。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4.5.2所示的圆弧为原点参考。

（5）定义矢量。在区域的下拉列表中选择选项，在模型中选取图4.5.2所示的面为矢量参考，单击反向按钮，使方向如图4.5.3所示。

图4.5.2 定义螺旋副

图4.5.3 定义螺旋副矢量

（6）定义螺旋副比率。在“运动副”对话框区域的文本框中输入值2.5，如图4.5.4所示。(https://www.xing528.com)

（7）单击按钮，完成螺旋副的创建。

Step5.定义连杆2和连杆1之间的柱面副。

（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4.5.1所示的连杆2为参考连杆。

（4）定义原点。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4.5.2所示的圆弧为原点参考。

（5）定义平移矢量。在区域的下拉列表中选择选项，在模型中选取图4.5.2所示的面为矢量参考，方向如图4.5.5所示。

图4.5.4 定义螺旋副比率

图4.5.5 定义柱面副矢量

Step6.定义驱动。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120；单击按钮，完成柱面副的创建。

Step7.定义解算方案并求解。选择下拉菜单命令，系统弹出“解算方案”对话框；在下拉列表中选择选项；在下拉列表中选择选项；在文本框中输入值30；在文本框中输入值150；选中对话框中的复选框；单击按钮，完成解算方案的定义。

说明：在本例中解算方案解算完成后，系统可能会弹出图4.5.6所示的信息提示框，提示当前机构中的约束有冗余约束，这是由于当前默认使用的是“RecurDyn”求解器，在该求解器的解算中，螺旋副已被默认为一种特殊的柱面副，如果继续添加柱面副，则系统会判定柱面副是冗余的，并自动将多余的约束删除。

图4.5.6 “信息”提示框

Step8.定义动画。在“动画控制”工具条中单击“播放”按钮，查看机构运动；单击“导出至电影”按钮，输入名称“screw”，保存动画；单击“完成动画”按钮。

Step9.选择下拉菜单命令，保存模型。