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关于Proe机构仿真的知识

时间:2015-04-01 21:52:59   作者:   来源:   阅读:3195   评论:0

接头连接的类型 接头连接所用的约束都是能实现特定运动(含固定)的组合约束,包括:销钉、圆柱、滑动杆、轴承、平面、球、6DOF、常规、刚性、焊接,共10种。
 销钉:由一个轴对齐约束和一个与轴垂直的平移约束组成。元件可以绕轴旋转,具有1个旋转自由度,总自由度为1。轴对齐约束可选择直边或轴线或圆柱面,可反向;平移约束可以是两个点对齐,也可以是两个平面的对齐/配对,平面对齐/配对时,可以设置偏移量。
 圆柱:由一个轴对齐约束组成。比销钉约束少了一个平移约束,因此元件可绕轴旋转同时可沿轴向平移,具有1个旋转自由度和1个平移自由度,总自由度为2。轴对齐约束可选择直边或轴线或圆柱面,可反向。
 滑动杆:即滑块,由一个轴对齐约束和一个旋转约束(实际上就是一个与轴平行的平移约束)组成。元件可滑轴平移,具有1个平移自由度,总自由度为1。轴对齐约束可选择直边或轴线或圆柱面,可反向。旋转约束选择两个平面,偏移量根据元件所处位置自动计算,可反向。 轴承:由一个点对齐约束组成。它与机械上的“轴承”不同,它是元件(或组件)上的一个点对齐到组件(或元件)上的一条直边或轴线上,因此元件可沿轴线平移并任意方向旋转,具有1个平移自由度和3个旋转自由度,总自由度为4。
 平面:由一个平面约束组成,也就是确定了元件上某平面与组件上某平面之间的距离(或重合)。元件可绕垂直于平面的轴旋转并在平行于平面的两个方向上平移,具有1个旋转自由度和2个平移自由度,总自由度为3。可指定偏移量,可反向。
 球:由一个点对齐约束组成。元件上的一个点对齐到组件上的一个点,比轴承连接小了一个平移自由度,可以绕着对齐点任意旋转,具有3个入旋转自由度,总自由度为3。
 6DOF:即6自由度,也就是对元件不作任何约束,仅用一个元件坐标系和一个组件坐标系重合来使元件与组件发生关联。元件可任意旋转和平移,具有3个旋转自由度和3个平移自由度,总自由度为6。
 刚性:使用一个或多个基本约束,将元件与组件连接到一起。连接后,元件与组件成为一个主体,相互之间不再有自由度,如果刚性连接没有将自由度完全消除,则元件将在当前位置被“粘”在组件上。如果将一个子组件与组件用刚性连接,子组件内各零件也将一起被“粘”住,其原有自由度不起作用。总自由度为0。
 焊接:两个坐标系对齐,元件自由度被完全消除。连接后,元件与组件成为一个主体,相互之间不再有自由度。如果将一个子组件与组件用焊接连接,子组件内各零件将参照组件坐标系发按其原有自由度的作用。总自由度为0。接头连接类型:
这两个约束用来确定两个平面的相对位置,可设定偏距值,也可反向。定义完后,在不修改对象的情况下可更改类型(匹配 常规—插入:选取对象为两个柱面。单一的“插入”构成的自定义组合约束转换为约束连接后,变为只有一个“插入”约束的不完整约束,再转换为接头约束后变为“圆柱”连接。 常规—坐标系:选取对象为两个坐标系,与6DOF的坐标系约束不同,此坐标系将元件完全定位,消除了所有自由度。单一的“坐标系”构成的自定义组合约束转换为约束连接后,变为只有一个“坐标系”约束的完整约束,再转换为接头约束后变为“焊接”连接。 常规—线上点:选取对象为一个点和一条直线或轴线。与“轴承”等效。单一的“线上点”构成的自定义组合约束转换为约束连接后,变为只有一个“线上点”约束的不完整约束,再转换为接头约束后变为“轴承”连接。 常规—曲面上的点:选取对象为一个平面和一个点。单一的“曲面上的点”构成的自定义组合约束转换为约束连接后,变为只有一个“曲面上的点”约束的不完整约束,再转换为接头约束后仍为单一的“曲面上的点”构成的自定义组合约束。 常规—曲面上的边:选取对象为一个平面/柱面和一条直边。单一的“曲面上的点”构成的自定义组合约束不能转换为约束连接。 自由度与冗余约束 自由度(DOF)是描述或确定一个系统(主体)的运动或状态(如位置)所必需的独立参变量(或坐标数)。一个不受任何约束的自由主体,在空间运动时,具有6个独立运动参数(自由度),即沿XYZ三个轴的独立移动和绕XYZ三个轴的独立转动,在平面运动时,则只具有3个独立运动参数(自由度),即沿XYZ三个轴的独立移动。主体受到约束后,某些独立运动参数不再存在,相对应的,这些自由度也就被消除。当6个自由度都被消除后,主体就被完全定位并且不可能再发生任何运动。如使用销钉连接后,主体沿XYZ三个轴的平移运动被限制,这三个平移自由度被消除,主体只能绕指定轴(如X轴)旋转,不能绕另两个轴(YZ轴)旋转,绕这两个轴旋转的自由度被消除,结果只留下一个旋转自由度。 冗余约束指过多的约束。在空间里,要完全约束住一个主体,需要将三个独立移动和三个独立转动分别约束住,如果把一个主体的这六个自由度都约束住了,再另加一个约束去限制它沿X轴的平移,这个约束就是冗余约束。合理的冗余约束可用来分摊主体各部份受到的力,使主体受力均匀或减少磨擦、补偿误差,延长设备使用寿命。冗余约束对主体的力状态产生影响,对主体的对运动没有影响。因运动分析只分析主体的运动状况,不分析主体的力状态,在运动分析时,可不考虑冗余约束的作用,而在涉及力状态的分析里,必须要适当的处理好冗余约束,以得到正确的分析结果。系统在每次运行分析时,都会对自由度进行计算。并可创建一个测量来计算机构有多少自由度、多少冗余。 PROE的帮助里有一个门铰链的例子来讲冗余与自由度的计算,但其分析实丰有欠妥当,各位想准确计算模型的自由度的话,请找机构设计方面的书来仔细研究一番。这也不是几句话能说明白的,我这里只提一下就是了,不再详述。 约束转换 接头连接与约束连接可相互转换。在“元件放置”窗口的“放置”页面和“连接”页面里,在约束列表下方,都有一个“约束转换”按钮。使用此按钮可在任何时候根据需要将接头连接转换为约束连接,或将约束连接转换为接头连接。在转换时,系统根据现有约束及其对象的性质自动选取最相配的新类型。如对系统自动选取的结果不满意,可再进行编辑。转换的规则,可参考PROE的自带帮助。不过,没有很好的空间想像力和耐性的兄弟就不用看了。需要记住的一个:曲线上的点、曲面上的点、相切约束,在转换时是不会转换成常规连接的。 下图显示“约束转换”和“反向”按钮接头连接约束:常规 常规:也就是自定义组合约束,可根据需要指定一个或多个基本约束来形成一个新的组合约束,其自由度的多少因所用的基本约束种类及数量不同而不同。可用的基本约束有:匹配、对齐、插入、坐标系、线上点、曲面上的点、曲面上的边,共7种。在定义的时候,可根据需要选择一种,也可先不选取类型,直接选取要使用的对象,此时在类型那里开始显示为“自动”,然后根据所选择的对象系统自动确定一个合适的基本约束类型。 常规—匹配/对齐:对齐)。单一的“匹配/对齐”构成的自定义组合约束转换为约束连接后,变为只有一个“匹配/对齐”约束的不完整约束,再转换为接头约束后变为“平面”连接。


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