范例概述:
正弦机构是一种利用杆件的摆动得到直线运动的平面机构,并且驱动杆的运动角度与直线运动杆件的位移呈正弦变化。图10.1.1所示的是由齿轮驱动的正弦机构模型,本节将介绍该机构的创建与运动仿真过程,并研究直线运动杆件的速度与位移曲线。读者可以打开视频文件D:\ug10.16\work\ch10.01\sine_mech.avi查看机构的运行状况。
图10.1.1 正弦机构模型
Step1.打开文件D:\ug10.16\work\ch10.01\sine_mech_asm.prt。
Step2.选择命令,进入运动仿真模块。
Step3.新建仿真文件。
(1)在“运动导航器”中右击,在系统弹出的快捷菜单中选择命令,系统弹出“环境”对话框。
(2)在“环境”对话框中选中单选项;选中区域中的复选框;输入仿真的名称为“motion_1”,单击按钮。
Step4.定义连杆。
(1)定义连杆L001。选择下拉菜单命令,系统弹出“连杆”对话框,选中复选框,选取图10.1.2所示的零件为连杆L001,其余参数接受系统默认,在“连杆”对话框中单击按钮。
(2)定义连杆L002。在“连杆”对话框中取消选中复选框,选取图10.1.2所示的零件为连杆L002,在“连杆”对话框中单击按钮。
图10.1.2 定义连杆L001和L002
(3)定义连杆L003。选取图10.1.3(此图将连杆L001进行隐藏)所示的组件(共两个零件)为连杆L003,在“连杆”对话框中单击按钮。
(4)定义连杆L004。选取图10.1.4所示的零件为连杆L004,在“连杆”对话框中单击按钮。
图10.1.3 定义连杆L003
图10.1.4 定义连杆L004
(5)定义连杆L005。选取图10.1.5所示的零件为连杆L005,在“连杆”对话框中单击按钮。
(6)定义连杆L006、L007、L008和L009。参照前面的方法,选取图10.1.6所示的零件为连杆L006、L007、L008和L009。定义完连杆L009后,在“连杆”对话框中单击按钮,完成所有连杆的定义。
图10.1.5 定义连杆L005
图10.1.6 定义连杆L006~L009
Step5.定义旋转副1。
(1)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)选择连杆。选取图10.1.7所示的连杆L002。
(4)定义原点及矢量。在“运动副”对话框的下拉列表中选择“圆弧中心”选项,在模型中选取图10.1.7所示的圆弧为定位原点参照;选取图10.1.7所示的面作为矢量参考面。
(5)定义驱动。在“运动副”对话框中单击选项卡,在下拉列表中选择选项,并在其下的文本框中输入值60。
(6)单击按钮,完成第一个运动副的添加。
Step6.定义旋转副2。
(1)选择连杆。选取图10.1.8所示的连杆L003。
(2)定义原点及矢量。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10.1.8所示的圆弧为定位原点参照;选取图10.1.8所示的面作为矢量参考面,方向朝里(指向齿轮一侧)。
(3)单击按钮,完成第二个运动副的添加。
图10.1.7 定义旋转副1
图10.1.8 定义旋转副2
Step7.定义齿轮副。
(1)选择下拉菜单命令,系统弹出“齿轮副”对话框。
(2)定义齿轮的旋转副。在“运动导航器”中选取J002为第一个齿轮的旋转副,选取J003为第二个齿轮的旋转副。
(3)定义参数。在“齿轮副”对话框区域的文本框中输入值2/3,其余参数接受系统默认设置。
(4)单击按钮,完成第二个运动副的添加。
Step8.定义旋转副3。
(1)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)选择连杆。在“运动导航器”中将连杆L001进行隐藏,然后选取图10.1.9所示的连杆L003。
(4)定义原点及矢量。在“运动副”对话框的下拉列表中选择“圆弧中心”选项,在模型中选取图10.1.9所示的圆弧为定位原点参照;选取图10.1.9所示的面作为矢量参考面。
(5)添加啮合连杆。在“运动副”对话框的区域中选中复选框,单击,选取图10.1.9所示的连杆L004。
(6)定义啮合连杆原点及矢量。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10.1.9所示的圆弧为定位原点参照;选取图10.1.9所示的面作为矢量参考面。
(7)单击按钮,完成第四个运动副的添加。
Step9.定义滑动副1。
(1)定义运动副类型。选择下拉菜单命令,系统弹出“运动副”对话框;在“运动副”对话框选项卡的下拉列表中选择选项。
(2)选择连杆。选取图10.1.10所示的连杆L004。
(3)定义原点及矢量。在“运动副”对话框下拉列表中选择“圆弧中心”选项,在模型中选取图10.1.10所示的圆弧为定位原点参照;选取图10.1.10所示的边作为矢量参考边,方向向下。
(4)添加啮合连杆。在“运动副”对话框的区域中选中复选框,单击,选取图10.1.10所示的连杆L005。
(5)定义啮合连杆原点及矢量。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10.1.10所示的圆弧为定位原点参照;选取图10.1.10所示的边作为矢量参考边,方向向下。
(6)单击按钮,完成第五个运动副的添加。
图10.1.9 定义旋转副3
图10.1.10 定义滑动副1
Step10.定义旋转副4。
(1)选择下拉菜单命令,系统弹出“运动副”对话框。(www.xing528.com)
(2)定义运动副类型。在“运动副”对话框的选项卡的下拉列表中选择选项。
(3)选择连杆。选取图10.1.11所示的连杆L006。
(4)定义原点及矢量。在“运动副”对话框下拉列表中选择“圆弧中心”选项,在模型中选取图10.1.11所示的圆弧为定位原点参照;选取图10.1.11所示的面作为矢量参考面。
(5)单击按钮,完成第六个运动副的添加。
Step11.定义旋转副5。
(1)选择连杆。选取图10.1.12所示的连杆L007。
(2)定义原点及矢量。在“运动副”对话框的下拉列表中选择“圆弧中心”选项,在模型中选取图10.1.12所示的圆弧为定位原点参照;选取图10.1.12所示的面作为矢量参考面。
(3)单击按钮,完成第七个运动副的添加。
图10.1.11 定义旋转副4
图10.1.12 定义旋转副5
Step12.定义旋转副6。
(1)选择连杆。选取图10.1.13所示的连杆L008。
(2)定义原点及矢量。在“运动副”对话框的下拉列表中选择“圆弧中心”选项,在模型中选取图10.1.13所示的圆弧为定位原点参照;选取图10.1.13所示的面作为矢量参考面。
(3)单击按钮,完成第八个运动副的添加。
Step13.定义旋转副7。
(1)选择连杆。选取图10.1.14所示的连杆L009。
(2)定义原点及矢量。在“运动副”对话框的下拉列表中选择“圆弧中心”选项,在模型中选取图10.1.14所示的圆弧为定位原点参照;选取图10.1.14所示的面作为矢量参考面。
图10.1.13 定义旋转副6
图10.1.14 定义旋转副7
(3)单击按钮,完成第九个运动副的添加。
Step14.定义3D接触1。
(1)选择下拉菜单命令,系统弹出“3D接触”对话框。
(2)定义接触连杆。单击“3D接触”对话框区域中的按钮,然后选取图10.1.15所示的连杆L005;单击“3D接触”对话框区域中的按钮,然后选取图10.1.15所示的连杆L007。
(3)定义接触类型。在“3D接触”对话框区域的下拉列表中选择类型为,其余参数接受系统默认。
(4)单击按钮,完成3D接触1的定义。
Step15.定义3D接触2。
(1)定义接触连杆。单击“3D接触”对话框区域中的按钮,然后选取图10.1.16所示的连杆L005;单击“3D接触”对话框区域中的按钮,然后选取图10.1.16所示的连杆L009。
(2)定义接触类型。在“3D接触”对话框区域的下拉列表中选择类型为,其余参数接受系统默认值。
(3)单击按钮,完成3D接触2的定义。
图10.1.15 定义3D接触1
图10.1.16 定义3D接触2
Step16.定义解算方案。
(1)选择下拉菜单命令,系统弹出“运算方案”对话框。
(2)在“运算方案”对话框区域的文本框中输入数值30,在文本框中输入数值200,选中复选框。
(3)单击按钮,完成运算器的添加。
Step17.播放动画。在“动画控制”工具栏中单击“播放”按钮,即可播放动画。
Step18.在“动画控制”工具栏中单击“导出至电影”按钮,系统弹出“录制电影”对话框,输入名称“sine_mech”,单击按钮,单击(完成动画)按钮,完成运动仿真的创建。
Step19.创建标记。
(1)选择命令。选择下拉菜单命令,系统弹出“标记”对话框。
(2)在系统的提示下,选择图10.1.17所示的连杆L005,在右侧的下拉列表中选择选项,然后选取图10.1.17所示的面;单击右侧的“CSYS对话框”按钮,在系统弹出的“CSYS”对话框的下拉列表中选择选项,单击按钮。
(3)采用系统默认的显示比例和名称,单击按钮,完成标记的创建。
图10.1.17 定义参照对象
Step20.求解。选择下拉菜单命令,系统进行求解。
Step21.输出位移曲线。
(1)选择下拉菜单命令,单击其中的选项卡。
(2)设置输出对象。在“图表”对话框的区域选择标记,在下拉列表中选择选项,在下拉列表中选择选项,单击区域中的按钮,完成“图表”对话框中的参数设置。
(3)定义保存路径。选中“图表”对话框中的复选框,然后单击按钮,选择D:\ug10.16\work\ch10.01\ok\sine_mech_asm\sine_mech_asm.afu为保存路径。
(4)单击按钮,系统进入函数显示环境并显示杆件的位移-时间曲线,如图10.1.18所示。
Step22.输出速度曲线。
(1)选择下拉菜单命令,单击其中的选项卡。
(2)设置输出对象。在“图表”对话框的区域选择标记,在下拉列表中选择选项,在下拉列表中选择选项,单击区域中的按钮,完成“图表”对话框中的参数设置。
图10.1.18 位移-时间曲线
(3)定义保存路径。选中“图表”对话框中的复选框,然后单击按钮,选择D:\ug10.16\work\ch10.01\ok\sine_mech_asm\sine_mech_asm.afu为保存路径。
(4)单击按钮,系统进入函数显示环境并显示杆件的速度-时间曲线,如图10.1.19所示。
Step23.单击按钮,返回到模型,然后选择下拉菜单命令,保存模型。
图10.1.19 速度-时间曲线
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