ＰRＯE机构仿真之运动分析
关键词:PＲOE 仿真运动分析重复组件分析连接回放运动包络轨迹曲线术语
创建机构前，应熟悉下列术语在PＲOＥ中得定义:
主体(Body）-一个元件或彼此无相对运动得一组元件,主体内ＤOF=0。
连接(Cｏnnectｉons)- 定义并约束相对运动得主体之间得关系。
自由度(ＤegｒeｅｓoｆＦreeｄoｍ) -允许得机械系统运动。连接得作用就是约束主体之间得相对运动,减少系统可能得总自由度。
拖动(Dｒａgging) - 在屏幕上用鼠标拾取并移动机构。
动态（Ｄｙnamics）－研究机构在受力后得运动。
执行电动机(Force Ｍotｏｒ）- 作用于旋转轴或平移轴上(引起运动）得力。
齿轮副连接(GeaｒPaiｒCoｎneｃtioｎ) - 应用到两连接轴得速度约束。
基础(Ground) －不移动得主体。其它主体相对于基础运动。
接头(Ｊｏｉnｔｓ) - 特定得连接类型(例如销钉接头、滑块接头与球接头)。
运动（Kinematｉcｓ) －研究机构得运动,而不考虑移动机构所需得力。
环连接(Loop Ｃｏnneｃｔion）- 添加到运动环中得最后一个连接。
运动(Motiｏn) －主体受电动机或负荷作用时得移动方式。
放置约束(PlacemenｔConstraint) －组件中放置元件并限制该元件在组件中运动得图元。
回放(Playback）－记录并重放分析运行得结果。
伺服电动机(ＳervｏＭｏｔor) - 定义一个主体相对于另一个主体运动得方式。可在接头或几何图元上放置电动机,并可指定主体间得位置、速度或加速度运动。LCＳ- 与主体相关得局部坐标系。LCS 就是与主体中定义得第一个零件相关得缺
省坐标系。
UCS - 用户坐标系。
WＣＳ- 全局坐标系。组件得全局坐标系，它包括用于组件及该组件内所有主体得全局坐标系。
运动分析得定义
在满足伺服电动机轮廓与接头连接、凸轮从动机构、槽从动机构或齿轮副连接得要求得情况下,模拟机构得运动。运动分析不考虑受力，它模拟除质量与力之外得运动得所有方面。因此,运动分析不能使用执行电动机,也不必为机构指定质量属性。运动分析忽略模型中得所有动态图元,如弹簧、阻尼器、重力、力／力矩以及执行电动机等,所有动态图元都不影响运动分析结果。
如果伺服电动机具有不连续轮廓,在运行运动分析前软件会尝试使其轮廓连续,如果不能使其轮廓连续，则此伺服电机将不能用于分析。
使用运动分析可获得以下信息:
几何图元与连接得位置、速度以及加速度
元件间得干涉
机构运动得轨迹曲线
作为Pro/ENＧINEER 零件捕获机构运动得运动包络
重复组件分析
ＷＦ2、０以前版本里得“运动分析”,在WＦ2、０里被称为“重复组件分析”。它与运动分析类似,所有适用于运动分析得要求及设定,都可用于重复组件分析,所有不适于运动分析得因素，也都不适用于重复组件分析。重复组件分析得输出结果比运动分析少,不能分析速度、加速度,不能做机构得运动包络。
使用重复组件分析可获得以下信息:
几何图元与连接得位置
元件间得干涉
机构运动得轨迹曲线
运动分析工作流程
创建模型：定义主体,生成连接,定义连接轴设置，生成特殊连接
检查模型：拖动组件,检验所定义得连接就是否能产生预期得运动
加入运动分析图元:设定伺服电机
准备分析:定义初始位置及其快照，创建测量
分析模型：定义运动分析,运行
结果获得：结果回放，干涉检查,查瞧测量结果,创建轨迹曲线，创建运动包络
装入元件时得两种方式:接头连接与约束连接
向组件中增加元件时,会弹出“元件放置”窗口，此窗口有三个页面:“放置”、“移动”、“连接”。传统得装配元件方法就是在“放置”页面给元件加入各种固定约束，将元件得自由度减少到0，因元件得位置被完全固定，这样装配得元件不能用于运动分析(基体除外)。另一种装配元件得方法就是在“连接”页面给元件加入各种组合约束，如“销钉”、“圆柱”、“刚体”、“球”、“6DOF”等等,使用这些组合约束装配得元件,因自由度没有完全消除（刚体、焊接、常规除外）,元件可以自由移动或旋转,这样装配得元件可用于运动分析。传统装配法可称为“约束连接”,后一种装配法可称为“接头连接”。
约束连接与接头连接得相同点：都使用ＰROＥ得约束来放置元件,组件与子组件得关系相同。
约束连接与接头连接得不同点:约束连接使用一个或多个单约束来完全消除元件得自由度,接头连接使用一个或多个组合约束来约束元件得位置。约束连接装配得目得
就是消除所有自由度,元件被完整定位,接头连接装配得目得就是获得特定得运动,元件通常还具有一个或多个自由度。
“元件放置”窗口:(yd1)
接头连接得类型
接头连接所用得约束都就是能实现特定运动(含固定）得组合约束,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：由一个轴对齐约束与一个与轴垂直得平移约束组成。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;平移约束可以就是两个点对齐,也可以就是两个平面得对齐／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个旋转自由度与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，由一个轴对齐约束与一个旋转约束(实际上就就是一个与轴平行得平移约束)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。它与机械上得“轴承”不同，它就是元件(或组件）上得一个点对齐到组件(或元件）上得一条直边或轴线上,因此元件可沿轴线平移并任意方向旋转，具有1个平移自由度与３个旋转自由度，总自由度为4。
平面:由一个平面约束组成,也就就是确定了元件上某平面与组件上某平面之间得距离（或重合)。元件可绕垂直于平面得轴旋转并在平行于平面得两个方向上平移,具有１个旋转自由度与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。元件上得一个点对齐到组件上得一个点,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,也就就是对元件不作任何约束,仅用一个元件坐标系与一个组件坐标系重合来使元件与组件发生关联。元件可任意旋转与平移,具有3个旋转自由度与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得作用。总自由度为0。
接头连接类型:（yd2）
接头连接约束:常规
常规:也就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得组合约束，其自由度得多少因所用得基本约束种类及数量不同而不同。可用得基本约束有:匹配、对齐、插入、坐标系、线上点、曲面上得点、曲面上得边,共７种。在定义得时候,可根据需要选择一种,也可先不选取类型,直接选取要使用得对象，此时在类型那里开始显示为“自动”，然后根据所选择得对象系统自动确定一个合适得基本约束类型。
常规—匹配/对齐:对齐)。单一得“匹配／对齐”构成得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”约束得不完整约束,再转换为接头约束后变为“平面”连接。 这两个约束用来确定两个平面得相对位置,可设定偏距值，也可反向。定义完后,在不修改对象得情况下可更改类型（匹配
常规—插入：选取对象为两个柱面。单一得“插入”构成得自定义组合约束转换为约束连接后,变为只有一个“插入”约束得不完整约束,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得坐标系约束不同,此坐标系将元件
完全定位,消除了所有自由度。单一得“坐标系”构成得自定义组合约束转换为约束连接后，变为只有一个“坐标系”约束得完整约束，再转换为接头约束后变为“焊接”连接。
常规—线上点:选取对象为一个点与一条直线或轴线。与“轴承”等效。单一得“线上点”构成得自定义组合约束转换为约束连接后,变为只有一个“线上点”约束得不完整约束,再转换为接头约束后变为“轴承”连接。
常规—曲面上得点:选取对象为一个平面与一个点。单一得“曲面上得点”构成得自定义组合约束转换为约束连接后,变为只有一个“曲面上得点”约束得不完整约束,再转换为接头约束后仍为单一得“曲面上得点”构成得自定义组合约束。
常规—曲面上得边:选取对象为一个平面/柱面与一条直边。单一得“曲面上得点”构成得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)就是描述或确定一个系统(主体)得运动或状态(如位置）所必需得独立参变量(或坐标数)。一个不受任何约束得自由主体,在空间运动时,具有６个独立运动参数(自由度）,即沿XYＺ三个轴得独立移动与绕XYZ三个轴得独立转动,在平面运动时,则只具有３个独立运动参数(自由度）,即沿XＹZ三个轴得独立移动。
主体受到约束后,某些独立运动参数不再存在，相对应得,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三个轴得平移运动被限制,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,绕这两个轴旋转得自由度被消除,结果只留下一个旋转自由度。
冗余约束指过多得约束。在空间里,要完全约束住一个主体,需要将三个独立移动与三个独立转动分别约束住,如果把一个主体得这六个自由度都约束住了,再另加一个
约束去限制它沿Ｘ轴得平移，这个约束就就是冗余约束。
合理得冗余约束可用来分摊主体各部份受到得力,使主体受力均匀或减少磨擦、补偿误差,延长设备使用寿命。冗余约束对主体得力状态产生影响，对主体得对运动没有影响。因运动分析只分析主体得运动状况,不分析主体得力状态,在运动分析时,可不考虑冗余约束得作用,而在涉及力状态得分析里,必须要适当得处理好冗余约束,以得到正确得分析结果。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得帮助里有一个门铰链得例子来讲冗余与自由度得计算,但其分析实丰有欠妥当，各位想准确计算模型得自由度得话,请找机构设计方面得书来仔细研究一番。这也不就是几句话能说明白得，我这里只提一下就就是了,不再详、
约束转换
接头连接与约束连接可相互转换。在“元件放置”窗口得“放置”页面与“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得性质自动选取最相配得新类型。如对系统自动选取得结果不满意,可再进行编辑。转换得规则,可参考PROE得自带帮助。不过,没有很好得空间想像力与耐性得兄弟就不用瞧了。
需要记住得一个：曲线上得点、曲面上得点、相切约束，在转换时就是不会转换成常规连接得。
下图显示“约束转换”与“反向”按钮：(yd3）
基础与重定义主体
基础就是在运动分析中被设定为不参与运动得主体。
创建新组件时，装配(或创建)得第一个元件自动成为基础。
元件使用约束连接(“元件放置”窗口中“放置”页面）与基础发生关系，则此元件也成为基础得一部份。
如果机构不能以预期得方式移动,或者因两个零件在同一主体中而不能创建连接,就可以使用“重定义主体”来确认主体之间得约束关系及删除某些约束。
进入“机构”模块后,“编辑”—＞“重定义主体”进入主体重定义窗口,选定一个主体，将在窗口里显示这个主体所受到得约束(仅约束连接及“刚体”接头所用得约束)。可以选定一个约束,将其删除。如果删除所有约束，元件将被封装。
“重定义主体”窗口：（yd4)
特殊连接：凸轮连接
凸轮连接,就就是用凸轮得轮廓去控制从动件得运动规律。PＲＯE里得凸轮连接,使用得就是平面凸轮。但为了形象,创建凸轮后,都会让凸轮显示出一定得厚度(深度）。凸轮连接只需要指定两个主体上得各一个（或一组)曲面或曲线就可以了。定义窗口里得“凸轮１”“凸轮２”分别就是两个主体中任何一个,并非从动件就就是“凸轮2”。如果选择曲面,可将“自动选取”复选框勾上,这样,系统将自动把与所选曲面得邻接曲面选中,如果不用“自动选取”,需要选多个相邻面时要按住Ctrl。
如果选择曲线／边,“自动选取”就是无效得。如果所选边就是直边或基准曲线，则还要指定工作平面(即所定义得二维平面凸轮在哪一个平面上)。
凸轮一般就是从动件沿凸轮件得表面运动,在PRＯE里定义凸轮时,还要确定运动得实际接触面。选取了曲面或曲线后,将会出线一个箭头,这个箭头指示出所选曲面或曲线得法向,箭头指向哪侧，也就就是运动时接触点将在哪侧。如果系统指示出得方向与想定义得方向不同,可反向。
关于“启用升离”,打开这个选项,凸轮运转时,从动件可离开主动件,不使用此选项时,
从动件始终与主动件接触。启用升离后才能定义“恢复系数”,即“启用升离”复选框下方得那个“e”。
因为就是二维凸轮,只要确定了凸轮轮廓与工作平面，这个凸轮得形状与位置也就算定义完整了。为了形象,系统会给这个二维凸轮显示出一个厚度(即深度)。通常我们可不必去修改它,使用“自动”就可以了。也可自已定义这个显示深度,但对分析结果没有影响。
需要注意:
A、所选曲面只能就是单向弯曲曲面（如拉伸曲面）,不能就是多向弯曲曲面(如旋转出来得鼓形曲面)。
B、所选曲面或曲线中,可以有平面与直边，但应避免在两个主体上同时出现。Ｃ、系统不会自动处理曲面(曲线)中得尖角／拐点／不连续，如果存在这样得问题,应在定义凸轮前适当处理。
凸轮可定义“升离”、“恢复系数”与“磨擦”。
凸轮定义窗口:（yd5)
特殊连接:齿轮连接
齿轮连接用来控制两个旋转轴之间得速度关系。在PRＯE中齿轮连接分为标准齿轮与齿轮齿条两种类型。标准齿轮需定义两个齿轮，齿轮齿条需定义一个小齿轮与一个齿条。一个齿轮(或齿条)由两个主体与这两个主体之间得一个旋转轴构成。因此,在定义齿轮前,需先定义含有旋转轴得接头连接(如销钉）。
定义齿轮时,只需选定由接头连接定义出来得与齿轮本体相关得那个旋转轴即可，系统自动将产生这根轴得两个主体设定为“齿轮”(或“小齿轮”、“齿条”）与“托架”,“托架”一般就就是用来安装齿轮得主体,它一般就是静止得,如果系统选反了,可用“反向”按钮将齿轮与托架主体交换。“齿轮2”或“齿条”所用轴得旋转方向就是可以变更得,点定义窗口里“齿轮2”轴右侧得反向按钮就可以,点中后画面会出现一个很粗得箭头指示此轴旋转得正向。
速比定义:在“齿轮副定义”窗口得“齿轮１”、“齿轮2”、“小齿轮”页面里,都有一个输入节圆直径得地方，可以在定义齿轮时将齿轮得实际节圆直径输入到这里。在“属性”
页面里,“齿轮比”(“齿条比”）有两种选择，一就是“节圆直径”,一就是“用户定义得”。选择“节圆直径”时，D1、D2由系统自动根据前两个页面里得数值计算出来,不可改动。选择“用户定义得”时,D1、D2需要输入,此情况下,齿轮速度比由此处输入得D1、D2确定,前两个页面里输入得节圆直径不起作用。速度比为节圆直径比得倒数,即:齿轮1速度/齿轮２速度=齿轮2节圆直径/齿轮１节圆直径=D2／D1。齿条比为齿轮转一周时齿条平移得距离，齿条比选择“节圆直径”时,其数值由系统根据小齿轮得节圆数值计算出来,不可改动,选择“用户定义得”时，其数值需要输入，此情况下,小齿轮定义页面里输入得节圆直径不起作用。
图标位置:定义齿轮后，每一个齿轮都有一个图标,以显示这里定义了一个齿轮,一条虚线把两个图标得中心连起来。默认情况下,齿轮图标在所选连接轴得零点,图标位置也可自定义,点选一个点,图标将平移到那个点所在平面上。图标得位置只就是一视觉效果,不会对分析产生影响。
要注意得事项：
A.PROE里得齿轮连接，只需要指定一个旋转轴与节圆参数就可以了。因此,齿轮得具体形状可以不用做出来,即使就是两个圆柱,也可以在它们之间定义一个齿轮连接。
Ｂ.两个齿轮应使用公共得托架主体,如果没有公共得托架主体,分析时系统将创建一个不可见得内部主体作为公共托架主体，此主体得质量等于最小主体质量得千分之一。并且在运行与力相关得分析(动态、力平衡、静态)时，会提示指出没有公共托架主体。
齿轮定义窗口:（yd6）
特殊连接：槽连接
槽连接就是两个主体之间得一个点----曲线连接。从动件上得一个点,始终在主动件上得一根曲线（3D)上运动。槽连接只使两个主体按所指定得要求运动，不检查两个主体之间就是否干涉,点与曲线甚至可以就是零件实体以外得基准点与基准曲线，当然也可以在实体内部。
曲线可以就是任何一组相邻曲线(即要求相连,不必相切),可以就是基准曲线,也可以就是实体/曲面得边，可以就是开放得,也可以就是封闭得。
点可以就是任何一个基准点或顶点,但只能就是零件中得,组件中得点不能用于槽连接。
运动时,从动件上得点始终在主动件上得指定曲线上,如果曲线就是一条(组)开放曲线，则此曲线(曲线组)得首末两个端点为槽得默认端点,如果就是一条（组）封闭曲线，则默认无端点。如果希望运动区间不就是在整条曲线(曲线组)上,而只就是在其中得一段上，则需要自定义槽得端点。对于开放曲线(曲线组）,只要指定新得端点就可以了,对于封闭曲线,指定两个新端点后,系统自动选取被两端点分割出得两段曲线中得一段为运行区间，如果不就是所需要得,点“反向”选取另一段。定义槽端点可
选取基准点、顶点、曲线/边／曲面,如果选得就是曲线/边／曲面，则槽端点为槽曲线与所选曲线/边／曲面得交点。
槽连接可定义“恢复系数”与“磨擦”。
槽连接定义窗口:(yd7)
拖动与快照
拖动，就是在允许得范围内移动机械。快照,对机械得某一特殊状态得记录。可以使用拖动调整机构中各零件得具体位置，初步检查机构得装配与运动情况,并可将其保存为快照,快照可用于后续得分析定义中，也可用于绘制工程图。
“机构”----“拖动”,进入“拖动”窗口，此窗口具有一个工具栏,工具栏左第一个按钮为“保存快照”，即将当前屏幕上得状态保存为一个快照,左第二个按钮为“点拖动”,即点取机构上得一个点,移动鼠标以改变元件得位置,左第三个按钮为“主体拖动”,选取一个主体,移动鼠标以改变元件得位置。右侧两个按钮为“撤消”与“恢复”,每一次拖动,系统都会记录入内存,使用此两按钮，可查瞧已做得各次拖动得结果。“快照”页与“约
束”页,分别有一个列表,显示当前已经定义得快照与为当前拖动定义得临时约束。快照列表左侧有一列工具按钮,第一个为显示当前快照,即将屏幕显示刷新为选定快照得内容;第二个为从其它快照中把某些元件得位置提取入选定快照;第三个为刷新选定快照,即将选定快照得内容更新为屏幕上得状态;第四个为绘图可用,使选定快照可被当做分解状态使用,从而在绘图中使用,这就是一个开关型按钮,当快照可用于绘图时,列表中得快照名前会有一个图标;第五个就是删除选定快照。
约束列表显示已为当前拖动所定义得临时约束，这些临时约束只用于当前拖动操作,以进一步限制拖动时各主体之间得相对运动。
“高级拖动选项”提供了一组工具,用于精确限定拖动时被拖动点或主体得运动。
拖动窗口:（ｙd8)
恢复系数与磨擦
即碰撞系数，其物理定义为两物体碰撞后得相对速度(Ｖ2-V1)与碰撞前得相对速度（V１０-Ｖ2０)得比值，即ｅ=(V2-V１)/(V1０-Ｖ20)，它得值介于0到1之间。典
型得恢复系数可从工程书籍或实际经验中得到。恢复系数取决于材料属性、主体几何以及碰撞速度等因素。在机构中应用恢复系数，就是在刚体计算中模拟非刚性属性得一种方法。完全弹性碰撞得恢复系数为１。完全非弹性碰撞得恢复系数为０。橡皮球得恢复系数相对较高。而湿泥土块得恢复系数值非常接近0。
摩擦阻碍凸轮或槽得运动。摩擦系数取决于接触材料得类型以及实验条件。可在物理或工程书籍中查找各种典型得摩擦系数表。需要分别指定静磨擦系数与动磨擦系数，且静磨擦系数应大于动磨擦系数。要在力平衡分析中计算凸轮滑动测量,必须指定凸轮连接得磨擦系数。
恢复系数与磨擦可用于凸轮连接与槽连接,也可用于连接轴设置。
连接轴设置
“机构”—“连接轴设置”，可为由接头连接(如销钉)产生得连接轴定义一些具体得属性，包括：连接轴得位置,连接轴得零参照,连接轴得再生位置(用于重复组件分析),连接轴得运动限制、恢复系数及磨擦。
进入此窗口后，需先选取一连接轴,然后再对此轴进行各种设置。
“连接轴位置”,这里显示得就是连接轴得两个零参照间得位置或距离,未改变时,显示得就是当前屏幕上这个位置时得值。如果自己输入一个数值并回车(对于旋转轴,此数值为-１８0到180,如超出此范围或超出“属性”里设置得限制范围,系统将自动转换成可接受得范围内得值）,屏幕上得组件也将临时改变位置以反映当前修改,如果按了“生成零点”,则将当前位置设定为连接轴零点,其它测量都从此零点位置开始。点了“生成零点”后,“指定参照”将无效。如果选了“指定参照”,则“生成零点”无效。“指定参照”可为连接轴得两个主体分别选定零位置得几何参照。
选取“再生值”，可让组件在非连接轴零点位置再生,这个用于重复组件分析中。“启用限制”，设置接头运动时得最大最小运动范围及恢复系数。对于旋转轴,“最小”
值为－１80到18０之间且小于最大值，“最大”值为－18０到180之间且大于最小值。恢复系数用来模拟当连接轴运动到限制位置时得冲击力。
“启用磨擦”，设置接头得两个主体之间相互运动得阻力。需指定静磨擦系数与动磨擦系数,对于旋转轴,还应指定一个大于零得接触半径值,它用于定义磨擦扭矩作用于连接轴上得半径。静磨擦系数应大于动磨擦系数。
在任何连接轴上,都不能创建多个连接轴零点。不能为球接头定义连接轴设置。另外,不能编辑属于多旋转DOＦ接头(如6DOF 或某个一般连接）得旋转连接轴得连接轴设置。
连接轴设置窗口:(yｄ９)
连接轴设置:零点参照得要求
定义旋转轴得零点时,要注意以下事项:
点-点零点参照:以垂直于旋转轴得方向从每一点绘制向量。这两个向量对连接零点应重合。这两个点不能位于连接轴上。
点-平面零参照: 包含点与旋转连接轴得平面应平行于为连接零点选取得平面。该点不能位于连接轴上。
平面－平面零参照: 这两个平面在连接零点处平行。两个平面都必须平行于旋转轴。
定义平移轴得零点参照时应注意下列事项:
点-点零参照：在连接零点处，两点之间在平移连接轴方向上得距离将为零。
点-平面零参照:在连接零点处，平面与点之间在平移连接轴方向上得距离将为零。该平面必须垂直于连接轴。
平面-平面零参照:在连接零点处,平面间得距离为零。两个平面都必须垂直于连接轴。
定义平面或轴承连接得连接轴零点参照时应注意:
平面连接:为避免不可预测得行为，只能为平面平移轴定义点-点或点-平面零点参照。同样,只能为平面旋转轴定义平面-平面零点参照。
轴承连接:必须在包含轴承接头方向定义得主体上选取一个点或平面,即具有点-线约束得直线。系统将此参照与定义轴承连接得点对齐。
伺服电动机
伺服电动机可规定机构以特定方式运动。伺服电动机引起在两个主体之间、单个自由度内得特定类型得运动。伺服电动机将位置、速度或加速度指定为时间得函数，并可控制平移或旋转运动。通过指定伺服电动机函数,如常数或线性函数,可以定义运动得轮廓。可从多个预定义得函数中选取,也可输入自己得函数。可在一个图元上定义任意多个伺服电动机。
如果为非连续得伺服电动机轮廓选取或定义了位置或速度函数,在进行运动或动态分析时这个伺服电动机将被忽略。但就是,可在重复组件分析中使用非连续伺服电动机轮廓。当用图形表示非连续伺服电动机时,系统将显示信息指示非连续得点。
伺服电动机分为两种,一种就是连接轴伺服电机,用于定义某一旋转轴得旋转运动,一
种就是几何伺服电机,用于创建复杂得运动，如螺旋运动。连接轴伺服电机只需要选定一个事先由接头连接(如销钉）所定义得旋转轴,并设定方向即可，连接轴伺服电机可用于运动分析。几何伺服电机需要选取从动件上得一个点／平面,并选取另一个主体上得一个点/平面作为运动得参照,并需确定运动得方向及种类，几何伺服电机不能用于运动分析。
连接轴伺服电机选取一根旋转轴,并指定方向。
几何伺服电机根据选取得对象分以下几种:
从动“点”，参照“点”,平移；从动“点”,参照“平面”,旋转；从动“平面”,参照“平面”，旋转;从动“点”,参照“平面”,平移；从动“平面”,参照“平面”,平移。其中,前三种需要再选取一条直边来定义运动方向,后两种不需要。
电机轮廓也即就是从动件得运动规律，对于平移运动,它就是长度(单位：mm)对时间得函数,对于旋转,它就是角度(单位:度)对时间得函数。点最下方得“图形”按钮,将会以图形得方式显示出电机得轮廓,其横轴就就是时间，其纵轴,就就是位置或速度或加速度。“模”定义得就就是图形得形状,“规范”里定义得就就是“模”所定义得图形得纵轴所代表得意义。模有九种:常数、斜坡、余弦、SＣCＡ、摆线、抛物线、多项式、表、用户定义得。规范有三种:位置、速度、加速度。其中模里得SCＣＡ这一种,只能用于描述加速度(即对应得“规范”只能就是加速度)。“规范”为位置时，无需自己定义初始位置,为速度时,需定义“初始角”,为加速度时，需定义“初始角”与“初始角速度”，默认位置为当前屏幕上得位置。
点“规范”下得那个按钮,可进入“连接轴设置”窗口,对当前电机所用得连接轴进行设置。
伺服电动机定义窗口:(ｙｄ１0)
机构仿真是PROE的功能模块之一。PROE能做的仿真内容还算比较好，不过用好的兄弟不多。当然真正专做仿真分析的兄弟，估计都用Ansys去了。但是，Ansys研究起来可比PROE麻烦多了。所以，学会PROE的仿真，在很多时候还是有用的。我再发一份学习笔记，并整理一下，当个基础教程吧。希望能对学习 仿真的兄弟有所帮助。 术语 创建机构前，应熟悉下列术语在PROE中的定义：主体(Body) - 一个元件或彼此无相对运动的一组元件，主体内DOF=0。 连接(Connections) - 定义并约束相对运动的主体之间的关系。 自由度(Degrees of Freedom) - 允许的机械系统运动。连接的作用是约束主体之间的相对运动，减少系统可能的总自由度。 拖动(Dragging) - 在屏幕上用鼠标拾取并移动机构。 动态(Dynamics) - 研究机构在受力后的运动。 执行电动机(Force Motor) - 作用于旋转轴或平移轴上(引起运动)的力。 齿轮副连接(Gear Pair Connection) - 应用到两连接轴的速度约束。 基础(Ground) - 不移动的主体。其它主体相对于基础运动。 机构(Joints) - 特定的连接类型（例如销钉机构、滑块机构和球机构）。 运动(Kinematics) - 研究机构的运动，而不考虑移动机构所需的力。 环连接(Loop Connection) - 添加到运动环中的最后一个连接。 运动(Motion) - 主体受电动机或负荷作用时的移动方式。 放置约束(Placement Constraint) - 组件中放置元件并限制该元件在组件中运动 的图元。 回放(Playback) - 记录并重放分析运行的结果。 伺服电动机(Servo Motor) - 定义一个主体相对于另一个主体运动的方式。可在机构或几何图元上放置电动机，并可指定主体间的位置、速度或加速度运动。LCS - 与主体相关的局部坐标系。LCS 是与主体中定义的第一个零件相关的缺 省坐标系。 UCS - 用户坐标系。 WCS - 全局坐标系。组件的全局坐标系，它包括用于组件及该组件内所有主体 的全局坐标系。 运动分析的定义 在满足伺服电动机轮廓和机构连接、凸轮从动机构、槽从动机构或齿轮副连接的要求的情况下，模拟机构的运动。运动分析不考虑受力，它模拟除质量和力之外的运动的所有方面。因此，运动分析不能使用执行电动机，也不必为机构指定质量属性。运动分析忽略模型中的所有动态图元，如弹簧、阻尼器、重力、力/力矩以及执行电动机等，所有动态图元都不影响运动分析结果。
第1章运动仿真 本章重点 应力分析的一般步骤 边界条件的创建 查看分析结果 报告的生成和分析 本章典型效果图
1.1机构模块简介 在进行机械设计时，建立模型后设计者往往需要通过虚拟的手段，在电脑上模拟所设计的机构，来达到在虚拟的环境中模拟现实机构运动的目的。对于提高设计效率降低成本有很大的作用。Pro/ engineer中“机构”模块是专门用来进行运动仿真和动态分析的模块。PROE的运动仿真与动态分析功能集成在“机构”模块中，包括Mechanism design（机械设计）和Mechanism dynamics（机械动态）两个方面的分析功能。 使用“机械设计”分析功能相当于进行机械运动仿真，使用“机械设计”分析功能来创建某种机构，定义特定运动副，创建能使其运动起来的伺服电动机，来实现机构的运动模拟。并可以观察并记录分析，可以测量诸如位置、速度、加速度等运动特征，可以通过图形直观的显示这些测量量。也可创建轨迹曲线和运动包络，用物理方法描述运动。
使用“机械动态”分析功能可在机构上定义重力，力和力矩，弹簧，阻尼等等特征。可以设置机构的材料，密度等特征，使其更加接近现实中的结构，到达真实的模拟现实的目的。如果单纯的研究机构的运动，而不涉及质量，重力等参数，只需要使用“机械设计”分析功能即可，即进行运动分析，如果还需要更进一步分析机构受重力，外界输入的力和力矩，阻尼等等的影响，则必须使用“机械设计”来进行静态分析，动态分析等等。 1.2总体界面及使用环境 在装配环境下定义机构的连接方式后，单击菜单栏菜单“应用程序”→“机构”，如图1-1所示。系统进入机构模块环境，呈现图1-2所示的机构模块主界面：菜单栏增加如图1-3所示的“机构”下拉菜单，模型树增加了如图1-4所示“机构”一项内容，窗口右边出现如图1-5所示的工具栏图标。下拉菜单的每一个选项与工具栏每一个图标相对应。用户既可以通过菜单选择进行相关操作。也可以直接点击快捷工具栏图标进行操作。 图1-1 由装配环境进入机构环境图
PTC/USER 2009 Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 操作实训
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请勿在本手册上做记录或者将手册带离本次培训 会，以便其他参加者使用。
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目录
交互性建模......................................................................................................................... 3 模具件设计效率............................................................................................................... 17 钣金件设计及焊接........................................................................................................... 24 灵活装配........................................................................................................................... 38 仿真教程........................................................................................................................... 49 工程图工作流程和效率................................................................................................... 61 Pro/ENGINEER Manikin..................................................................................................... 74 公差分析........................................................................................................................... 81
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1.1机构模块简介 在进行机械设计时，建立模型后设计者往往需要通过虚拟的手段，在电脑上模拟所设计
的机构，来达到在虚拟的环境中模拟现实机构运动的目的。对于提高设计效率降低成本有很大的作用。Pro/ engineer中“机构”模块是专门用来进行运动仿真和动态分析的模块。PROE的运动仿真与动态分析功能集成在“机构”模块中，包括Mechanism design（机械设计）和Mechanism dynamics（机械动态）两个方面的分析功能。 使用“机械设计”分析功能相当于进行机械运动仿真，使用“机械设计”分析功能来创建某种机构，定义特定运动副，创建能使其运动起来的伺服电动机，来实现机构的运动模拟。并可以观察并记录分析，可以测量诸如位置、速度、加速度等运动特征，可以通过图形直观的显示这些测量量。也可创建轨迹曲线和运动包络，用物理方法描述运动。 使用“机械动态”分析功能可在机构上定义重力，力和力矩，弹簧，阻尼等等特征。可以设置机构的材料，密度等特征，使其更加接近现实中的结构，到达真实的模拟现实的目的。如果单纯的研究机构的运动，而不涉及质量，重力等参数，只需要使用“机械设计”分析功能即可，即进行运动分析，如果还需要更进一步分析机构受重力，外界输入的力和力矩，阻尼等等的影响，则必须使用“机械设计”来进行静态分析，动态分析等等。 1.2总体界面及使用环境 在装配环境下定义机构的连接方式后，单击菜单栏菜单“应用程序”→“机构”，如图1-1所示。系统进入机构模块环境，呈现图1-2所示的机构模块主界面：菜单栏增加如图1-3所示的“机构”下拉菜单，模型树增加了如图1-4所示“机构”一项内容，窗口右边出现如图1-5所示的工具栏图标。下拉菜单的每一个选项与工具栏每一个图标相对应。用户既可以通过菜单选择进行相关操作。也可以直接点击快捷工具栏图标进行操作。 图1-1 由装配环境进入机构环境图
proe5.0装配体运动仿真 基础与重定义主体 基础是在运动分析中被设定为不参与运动的主体。 创建新组件时，装配（或创建）的第一个元件自动成为基础。 元件使用约束连接（“元件放置”窗口中“放置”页面）与基础发生关系，则此元件也成为基础的一部份。 如果机构不能以预期的方式移动，或者因两个零件在同一主体中而不能创建连接，就可以使用“重定义主体”来确认主体之间的约束关系及删除某些约束。 进入“机构”模块后，“编辑”—>“重定义主体”进入主体重定义窗口，选定一个主体，将在窗口里显示这个主体所受到的约束（仅约束连接及“刚体”接头所用的约束）。可以选定一个约束，将其删除。如果删除所有约束，元件将被封装。、、 特殊连接:凸轮连接 凸轮连接，就是用凸轮的轮廓去控制从动件的运动规律。PROE里的凸轮连接，使用的是平面凸轮。但为了形象，创建凸轮后，都会让凸轮显示出一定的厚度(深度)。 凸轮连接只需要指定两个主体上的各一个（或一组）曲面或曲线就可以了。定义窗口里的“凸轮1”“凸轮2”分别是两个主体中任何一个，并非从动件就是“凸轮2”。 如果选择曲面，可将“自动选取”复选框勾上，这样，系统将自动把与所选曲面的邻接曲面选中，如果不用“自动选取”，需要选多个相邻面时要按住Ctrl。 如果选择曲线/边，“自动选取”是无效的。如果所选边是直边或基准曲线，则还要指定工作平面（即所定义的二维平面凸轮在哪一个平面上）。 凸轮一般是从动件沿凸轮件的表面运动，在PROE里定义凸轮时，还要确定运动的实际接触面。选取了曲面或曲线后，将会出线一个箭头，这个箭头指示出所选曲面或曲线的法向，箭头指向哪侧，也就是运动时接触点将在哪侧。如果系统指示出的方向与想定义的方向不同，可反向。 关于“启用升离”，打开这个选项，凸轮运转时，从动件可离开主动件，不使用此选项时，从动件始终与主动件接触。启用升离后才能定义“恢复系数”，即“启用升离”复选框下方的那个“e”。 因为是二维凸轮，只要确定了凸轮轮廓和工作平面，这个凸轮的形状与位置也就算定义完整了。为了形象，系统会给这个二维凸轮显示出一个厚度（即深度）。通常我们可不必去修改它，使用“自动”就可以了。也可自已定义这个显示深度，但对分析结果没有影响。 需要注意： A.所选曲面只能是单向弯曲曲面（如拉伸曲面），不能是多向弯曲曲面（如旋转出来的鼓形曲面）。 B.所选曲面或曲线中，可以有平面和直边，但应避免在两个主体上同时出现。 C.系统不会自动处理曲面（曲线）中的尖角/拐点/不连续，如果存在这样的问题，应在定义凸轮前适当处理。
proe运动仿真经典教程!47 ProE野火运动仿真经典教程 关键词:PROE 仿真运动分析重复组件分析连接回放运动包络轨迹曲线版权:原创文章，转载请注明出处 机构仿真是PROE的功能模块之一。PROE能做的仿真内容还算比较好，不过用好的兄弟不多。当然真正专做仿真分析的兄弟，估计都用Ansys去了。但是，Ansys研究起来可比PROE麻烦多了。所以，学会PROE的仿真，在很多时候还是有用的。坛子里关于仿真的教程也有过一些，但很多都是动画，或实例。偶再发放一份学习笔记，并整理一下，当个基础教程吧。 希望能对学习仿真的兄弟有所帮助。 术语 创建机构前，应熟悉下列术语在PROE中的定义: 主体 (Body) - 一个元件或彼此无相对运动的一组元件，主体内DOF=0。 连接 (Connections) - 定义并约束相对运动的主体之间的关系。自由度(Degrees of Freedom) - 允许的机械系统运动。连接的作用是约束主体之间的相对 运动，减少系统可能的总自由度。 拖动 (Dragging) - 在屏幕上用鼠标拾取并移动机构。 动态 (Dynamics) - 研究机构在受力后的运动。 执行电动机 (Force Motor) - 作用于旋转轴或平移轴上(引起运动)的力。 齿轮副连接 (Gear Pair Connection) - 应用到两连接轴的速度约束。 基础 (Ground) - 不移动的主体。其它主体相对于基础运动。 接头 (Joints) - 特定的连接类型(例如销钉接头、滑块接头和球接头)。
运动 (Kinematics) - 研究机构的运动，而不考虑移动机构所需的力。 环连接 (Loop Connection) - 添加到运动环中的最后一个连接。 运动 (Motion) - 主体受电动机或负荷作用时的移动方式。放置约束(Placement Constraint) - 组件中放置元件并限制该元件在组件中运动的图元。 回放 (Playback) - 记录并重放分析运行的结果。 伺服电动机 (Servo Motor) - 定义一个主体相对于另一个主体运动的方式。可在接头或几 何图元上放置电动机，并可指定主体间的位置、速度或加速度运动。 LCS - 与主体相关的局部坐标系。LCS 是与主体中定义的第一个零件相关的缺省坐标系。 UCS - 用户坐标系。 WCS - 全局坐标系。组件的全局坐标系，它包括用于组件及该组件内所有主体的全局坐标系。 运动分析的定义 在满足伺服电动机轮廓和接头连接、凸轮从动机构、槽从动机构或齿轮副连接的要求的情况下，模拟机构的运动。运动分析不考虑受力，它模拟除质量和力之外的运动的所有方面。因此，运动分析不能使用执行电动机，也不必为机构指定质量属性。运动分析忽略模型中的所有动态图元，如弹簧、阻尼器、重力、力/力矩以及执行电动机等，所有动态图元都不影响 运动分析结果。 如果伺服电动机具有不连续轮廓，在运行运动分析前软件会尝试使其轮廓连续，如果不能使 其轮廓连续，则此伺服电机将不能用于分析。 使用运动分析可获得以下信息: 几何图元和连接的位置、速度以及加速度
机构仿真之运动分析基础教程 机构仿真是PROE的功能模块之一。PROE能做的仿真容还算比较好，不过用好的兄弟不多。当然真正专做仿真分析的兄弟，估计都用Ansys去了。但是，Ansys研究起来可比PROE麻烦多了。所以，学会PROE的仿真，在很多时候还是有用的。我再发一份学习笔记，并整理一下，当个基础教程吧。希望能对学习仿真的兄弟有所帮助。 术语 创建机构前，应熟悉下列术语在PROE中的定义： 主体(Body) - 一个元件或彼此无相对运动的一组元件，主体DOF=0。 连接(Connections) - 定义并约束相对运动的主体之间的关系。 自由度(Degrees of Freedom) - 允许的机械系统运动。连接的作用是约束主体之间的相对运动，减少系统可能的总自由度。 拖动(Dragging) - 在屏幕上用鼠标拾取并移动机构。 动态(Dynamics) - 研究机构在受力后的运动。 执行电动机(Force Motor) - 作用于旋转轴或平移轴上(引起运动)的力。 齿轮副连接(Gear Pair Connection) - 应用到两连接轴的速度约束。 基础(Ground) - 不移动的主体。其它主体相对于基础运动。 机构(Joints) - 特定的连接类型（例如销钉机构、滑块机构和球机构）。 运动(Kinematics) - 研究机构的运动，而不考虑移动机构所需的力。 环连接(Loop Connection) - 添加到运动环中的最后一个连接。 运动(Motion) - 主体受电动机或负荷作用时的移动方式。 放置约束(Placement Constraint) - 组件中放置元件并限制该元件在组件中运动的图元。 回放(Playback) - 记录并重放分析运行的结果。 伺服电动机(Servo Motor) - 定义一个主体相对于另一个主体运动的方式。可在机构或几何图元上放置电动机，并可指定主体间的位置、速度或加速度运动。 LCS - 与主体相关的局部坐标系。LCS 是与主体中定义的第一个零件相关的缺省坐标系。 UCS - 用户坐标系。 WCS - 全局坐标系。组件的全局坐标系，它包括用于组件及该组件所有主体的全局坐标系。 运动分析的定义 在满足伺服电动机轮廓和机构连接、凸轮从动机构、槽从动机构或齿轮副连接的要求的情况下，模拟机构的运动。运动分析不考虑受力，它模拟除质量和力之外的运动的所有方面。因此，运动分析不能使用执行电动机，也不必为机构指定质量属性。运动分析忽略模型中的所有动态图元，如弹簧、阻尼器、重力、力/力矩以及执行电动机等，所有动态图元都不影响运动分析结果。 如果伺服电动机具有不连续轮廓，在运行运动分析前软件会尝试使其轮廓连续，如果不能使其轮廓连续，则此伺服电机将不能用于分析。 使用运动分析可获得以下信息： 几何图元和连接的位置、速度以及加速度 元件间的干涉 机构运动的轨迹曲线 作为Pro/ENGINEER 零件捕获机构运动的运动包络 运动分析工作流程 创建模型：定义主体，生成连接，定义连接轴设置，生成特殊连接 检查模型：拖动组件，检验所定义的连接是否能产生预期的运动
proe机构运动仿真教程 典型效果图 1.1机构模块简介 在进行机械设计时，建立模型后设计者往往需要通过虚拟的手段，在电脑上模拟所设计的机构，来达到在虚拟的环境中模拟现实机构运动的目的。对于提高设计效率降低成本有很大的作用。Pro/ engineer中“机构”模块是专门用来进行运动仿真和动态分析的模块。 PROE的运动仿真与动态分析功能集成在“机构”模块中，包括Mechanism design（机械设计）和Mechanism dynamics （机械动态）两个方面的分析功能。 使用“机械设计”分析功能相当于进行机械运动仿真，使用“机械设计”分析功能来创建某种机构，定义特定运动副，创建能使其运动起来的伺服电动机，来实现机构的运动模拟。并可以观察并记录分析，可以测量诸如位置、速度、加速度等运动特征，可以通过图形直观的显示这些测量量。也可创建轨迹曲线和运动包络，用物理方法描述运动。 使用“机械动态”分析功能可在机构上定义重力，力和力矩，弹簧，阻尼等等特征。可以设置机构的材料，密度等特征，使其更加接近现实中的结构，到达真实的模拟现实的目的。
如果单纯的研究机构的运动，而不涉及质量，重力等参数，只需要使用“机械设计”分析功能即可，即进行运动分析，如果还需要更进一步分析机构受重力，外界输入的力和力矩，阻尼等等的影响，则必须使用“机械设计”来进行静态分析，动态分析等等。 1.2总体界面及使用环境 在装配环境下定义机构的连接方式后，单击菜单栏菜单“应用程序”→“机构”，如图1-1所示。系统进入机构模块环境，呈现图1-2所示的机构模块主界面：菜单栏增加如图1-3所示的“机构”下拉菜单，模型树增加了如图1-4所示“机构”一项内容，窗口右边出现如图1-5所示的工具栏图标。下拉菜单的每一个选项与工具栏每一个图标相对应。用户既可以通过菜单选择进行相关操作。也可以直接点击快捷工具栏图标进行操作。 图1-1 由装配环境进入机构环境图 图1-2 机构模块下的主界面图 图1-3 机构菜单图1-4 模型树菜单图1-5 工具栏图标图1-5所示的“机构”工具栏图标和图1-3中下拉菜单各选项功能解释如下：
PROE机构仿真之运动分析 关键词:PROE 仿真运动分析重复组件分析连接回放运动包络轨迹曲线 术语 创建机构前,应熟悉下列术语在PROE中的定义: 主体(Body) - 一个元件或彼此无相对运动的一组元件,主体内DOF=0。 连接(Connections) - 定义并约束相对运动的主体之间的关系。 自由度(Degrees of Freedom) - 允许的机械系统运动。连接的作用就是约束主体之间的相对运动,减少系统可能的总自由度。 拖动(Dragging) - 在屏幕上用鼠标拾取并移动机构。 动态(Dynamics) - 研究机构在受力后的运动。 执行电动机(Force Motor) - 作用于旋转轴或平移轴上(引起运动)的力。 齿轮副连接(Gear Pair Connection) - 应用到两连接轴的速度约束。 基础(Ground) - 不移动的主体。其它主体相对于基础运动。 接头(Joints) - 特定的连接类型(例如销钉接头、滑块接头与球接头)。 运动(Kinematics) - 研究机构的运动,而不考虑移动机构所需的力。 环连接(Loop Connection) - 添加到运动环中的最后一个连接。 运动(Motion) - 主体受电动机或负荷作用时的移动方式。 放置约束(Placement Constraint) - 组件中放置元件并限制该元件在组件中运动的图元。 回放(Playback) - 记录并重放分析运行的结果。 伺服电动机(Servo Motor) - 定义一个主体相对于另一个主体运动的方式。可在接头或几何图元上放置电动机,并可指定主体间的位置、速度或加速度运动。 LCS - 与主体相关的局部坐标系。LCS 就是与主体中定义的第一个零件相关的缺省坐标系。
目录 一、题目：基于PRO/E的抓取机械手设计与运动仿真 二、研究内容与目标： 本设计主要的研究内容是 1. 拟定机械手的整体设计方案，特别是机械手各组成部分的方案。 2. 设计出机械手的各执行机构，包括:手部、手腕、手臂等部件的设计。 3. 各主要组成部分的设计计算，机械手的传动系统的设计。 4. 机械手装配图的绘制，编写设计计算说明书。 目标：本设计通过对机械设计制造及其自动化专业大学本科四年的所学知识进行整合，完成一个特定功能、特殊要求的抓取机械手的设计，能够比较好地体现机械设计制造及其自动化专业毕业生的理论研究水平，实践动手能力以及专业精神和态度，具有较强的针对性和明确的实施目标，能够实现理论和实践的有机结合。 三、研究方法： 1.观察法 观察法是指研究者根据一定的研究目的、研究提纲或观察表，用自己的感官和辅助工具去直接观察被研究对象，从而获得资料的一种方法。 2.功能分析法 功能分析法是社会科学用来分析社会现象的一种方法，是社会调查常用的分析方法之一。 四、主要参考文献： [1] 邹庆华。数控新技术动向研究。科技创新导报，2009，（31）：89-91. [2] 艾兴肖诗纲著.切削用量简明手册[M].北京：机械工业出版社，2005.10,1~50 [3] 陈宏均著.实用机械加工工艺手册[M].北京：机械工业出版社，1996.12，167~258 [4] 杨胜群。VERICUT7.0中文版数控加工仿真技术.北京：清华大学出版社，2010. [5] 张卫卫，李建生。数控仿真技术分析及发展趋势。心声，2010:85-87. [6] 王先奎。机械制造工艺学.北京：机械工业出版社，2006.
机构仿真分析基础知识 机构仿真之运动分析基础教程 机构仿真是PROE的功能模块之一。PROE能做的仿真内容还算比较好，不过用好的兄弟不多。当然真正专做仿真分析的兄弟，估计都用Ansys去了。但是，Ansys研究起来可比PROE麻烦多了。所以，学会PROE的仿真，在很多时候还是有用的。我再发一份学习笔记，并整理一下，当个基础教程吧。希望能对学习 仿真的兄弟有所帮助。 术语 创建机构前，应熟悉下列术语在PROE中的定义：主体(Body) - 一个元件或彼此无相对运动的一组元件，主体内DOF=0。 连接(Connections) - 定义并约束相对运动的主体之间的关系。 自由度(Degrees of Freedom) - 允许的机械系统运动。连接的作用是约束主体之间的相对运动，减少系统可能的总自由度。 拖动(Dragging) - 在屏幕上用鼠标拾取并移动机构。 动态(Dynamics) - 研究机构在受力后的运动。 执行电动机(Force Motor) - 作用于旋转轴或平移轴上(引起运动)的力。 齿轮副连接(Gear Pair Connection) - 应用到两连接轴的速度约束。 基础(Ground) - 不移动的主体。其它主体相对于基础运动。 机构(Joints) - 特定的连接类型（例如销钉机构、滑块机构和球机构）。 运动(Kinematics) - 研究机构的运动，而不考虑移动机构所需的力。 环连接(Loop Connection) - 添加到运动环中的最后一个连接。 运动(Motion) - 主体受电动机或负荷作用时的移动方式。 放置约束(Placement Constraint) - 组件中放置元件并限制该元件在组件中运动 的图元。 回放(Playback) - 记录并重放分析运行的结果。 伺服电动机(Servo Motor) - 定义一个主体相对于另一个主体运动的方式。可在机构或几何图元上放置电动机，并可指定主体间的位置、速度或加速度运动。LCS - 与主体相关的局部坐标系。LCS 是与主体中定义的第一个零件相关的缺 省坐标系。 UCS - 用户坐标系。 WCS - 全局坐标系。组件的全局坐标系，它包括用于组件及该组件内所有主体 的全局坐标系。 运动分析的定义 在满足伺服电动机轮廓和机构连接、凸轮从动机构、槽从动机构或齿轮副连接的要求的情况下，模拟机构的运动。运动分析不考虑受力，它模拟除质量和力之外
PTC/USER 2009 winxos 11-01-28 winxos 11-01-28 Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 操作实训
仅供操作实训使用
请勿在本手册上做记录或者将手册带离本次培训 会，以便其他参加者使用。
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交互性建模......................................................................................................................... 3 模具件设计效率............................................................................................................... 17 钣金件设计及焊接........................................................................................................... 24 灵活装配........................................................................................................................... 38 仿真教程........................................................................................................................... 49 工程图工作流程和效率................................................................................................... 61 Pro/ENGINEER Manikin..................................................................................................... 74 公差分析........................................................................................................................... 81
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摘要 使用Pro/E 软件构建活塞机构的三维模型，对模型进行装配，并用Mechanism 模块对活塞机构进行运动仿真，得到活塞的位移、速度、加速度的运动仿真曲线图；并从理论角度运用数理方法建立运动方程，借助Matlab simulink仿真模块对活塞机构进行仿真得到活塞的位移、速度、加速度的理论曲线。 根据Pro/E运动仿真结果分析表明设计的活塞机构满足要求，活塞运动正常；对比Matlab simulink仿真结果表明Pro/E进行模拟比数值理论方法更具优越性。 关键词：Pro/E Simulink 活塞机构运动仿真
ABSTRACT The paper constructs the three-dimensional model of piston mechanism by using Pro/E software ,gets the assembly model , makes the piston mechanism motion simulation by using Mechanism module and obtains the displacement, velocity , acceleration of slider and the motion simulation curve. From a theoretical point of view by means of mathematical methods to establish the motion equation ,and making simulation by means of Matlab Simulink simulation module and obtaining the displacement ,velocity, acceleration curve. According to the Pro/E simulation results show that the piston mechanism design to meet the requirements, the piston motion is normal; Compared with the Matlab Simulink simulation results show that the Pro/E simulation than numerical theory method is more superiority. Key words: Pro/E Simulink Piston mechanism Motion simulation
比较全面的ProE机构仿真分析 创建机构前，应熟悉下列术语在PROE中的定义： 主体(Body) - 一个元件或彼此无相对运动的一组元件，主体内DOF=0。 连接(Connections) - 定义并约束相对运动的主体之间的关系。 自由度(Degrees of Freedom) - 允许的机械系统运动。连接的作用是约束主体之间的相对运动，减少系统可能的总自由度。 拖动(Dragging) - 在屏幕上用鼠标拾取并移动机构。 动态(Dynamics) - 研究机构在受力后的运动。 执行电动机(Force Motor) - 作用于旋转轴或平移轴上(引起运动)的力。 齿轮副连接(Gear Pair Connection) - 应用到两连接轴的速度约束。 基础(Ground) - 不移动的主体。其它主体相对于基础运动。 接头(Joints) - 特定的连接类型（例如销钉接头、滑块接头和球接头）。 运动(Kinematics) - 研究机构的运动，而不考虑移动机构所需的力。 环连接(Loop Connection) - 添加到运动环中的最后一个连接。 运动(Motion) - 主体受电动机或负荷作用时的移动方式。 放置约束(Placement Constraint) - 组件中放置元件并限制该元件在组件中运动的图元。 回放(Playback) - 记录并重放分析运行的结果。 伺服电动机(Servo Motor) - 定义一个主体相对于另一个主体运动的方式。可在接头或几何图元上放置电动机，并可指定主体间的位置、速度或加速度运动。 LCS - 与主体相关的局部坐标系。LCS 是与主体中定义的第一个零件相关的缺省坐标系。UCS - 用户坐标系。 WCS - 全局坐标系。组件的全局坐标系，它包括用于组件及该组件内所有主体的全局坐标系。运动分析的定义 在满足伺服电动机轮廓和接头连接、凸轮从动机构、槽从动机构或齿轮副连接的要求的情况下，模拟机构的运动。运动分析不考虑受力，它模拟除质量和力之外的运动的所有方面。因此，运动分析不能使用执行电动机，也不必为机构指定质量属性。运动分析忽略模型中的所有动态图元，如弹簧、阻尼器、重力、力/力矩以及执行电动机等，所有动态图元都不影响运动分析结果。 如果伺服电动机具有不连续轮廓，在运行运动分析前软件会尝试使其轮廓连续，如果不能使其轮廓连续，则此伺服电机将不能用于分析。 使用运动分析可获得以下信息： 几何图元和连接的位置、速度以及加速度 元件间的干涉 机构运动的轨迹曲线 作为Pro/ENGINEER 零件捕获机构运动的运动包络 使用重复组件分析可获得以下信息： 几何图元和连接的位置 元件间的干涉 机构运动的轨迹曲线 运动分析工作流程 创建模型：定义主体，生成连接，定义连接轴设置，生成特殊连接 检查模型：拖动组件，检验所定义的连接是否能产生预期的运动 加入运动分析图元：设定伺服电机 准备分析：定义初始位置及其快照，创建测量
PROE机构仿真之运动分析 关键词：PROE 仿真运动分析重复组件分析连接回放运动包络轨迹曲线术语 创建机构前，应熟悉下列术语在PROE中的定义： 主体(Body) - 一个元件或彼此无相对运动的一组元件，主体内DOF=0。 连接(Connections) - 定义并约束相对运动的主体之间的关系。 自由度(Degrees of Freedom) - 允许的机械系统运动。连接的作用是约束主体之间的相对运动，减少系统可能的总自由度。 拖动(Dragging) - 在屏幕上用鼠标拾取并移动机构。 动态(Dynamics) - 研究机构在受力后的运动。 执行电动机(Force Motor) - 作用于旋转轴或平移轴上(引起运动)的力。 齿轮副连接(Gear Pair Connection) - 应用到两连接轴的速度约束。 基础(Ground) - 不移动的主体。其它主体相对于基础运动。 接头(Joints) - 特定的连接类型（例如销钉接头、滑块接头和球接头）。 运动(Kinematics) - 研究机构的运动，而不考虑移动机构所需的力。 环连接(Loop Connection) - 添加到运动环中的最后一个连接。 运动(Motion) - 主体受电动机或负荷作用时的移动方式。 放置约束(Placement Constraint) - 组件中放置元件并限制该元件在组件中运动的图元。 回放(Playback) - 记录并重放分析运行的结果。 伺服电动机(Servo Motor) - 定义一个主体相对于另一个主体运动的方式。可在接头或几何图元上放置电动机，并可指定主体间的位置、速度或加速度运动。 LCS - 与主体相关的局部坐标系。LCS 是与主体中定义的第一个零件相关的缺省坐
ＰRＯE机构仿真之运动分析 关键词:PＲOE 仿真运动分析重复组件分析连接回放运动包络轨迹曲线术语 创建机构前，应熟悉下列术语在PＲOＥ中得定义: 主体(Body）-一个元件或彼此无相对运动得一组元件,主体内ＤOF=0。 连接(Cｏnnectｉons)- 定义并约束相对运动得主体之间得关系。 自由度(ＤegｒeｅｓoｆＦreeｄoｍ) -允许得机械系统运动。连接得作用就是约束主体之间得相对运动,减少系统可能得总自由度。 拖动(Dｒａgging) - 在屏幕上用鼠标拾取并移动机构。 动态（Ｄｙnamics）－研究机构在受力后得运动。 执行电动机(Force Ｍotｏｒ）- 作用于旋转轴或平移轴上(引起运动）得力。 齿轮副连接(GeaｒPaiｒCoｎneｃtioｎ) - 应用到两连接轴得速度约束。 基础(Ground) －不移动得主体。其它主体相对于基础运动。 接头(Ｊｏｉnｔｓ) - 特定得连接类型(例如销钉接头、滑块接头与球接头)。 运动（Kinematｉcｓ) －研究机构得运动,而不考虑移动机构所需得力。 环连接(Loop Ｃｏnneｃｔion）- 添加到运动环中得最后一个连接。 运动(Motiｏn) －主体受电动机或负荷作用时得移动方式。 放置约束(PlacemenｔConstraint) －组件中放置元件并限制该元件在组件中运动得图元。 回放(Playback）－记录并重放分析运行得结果。 伺服电动机(ＳervｏＭｏｔor) - 定义一个主体相对于另一个主体运动得方式。可在接头或几何图元上放置电动机,并可指定主体间得位置、速度或加速度运动。LCＳ- 与主体相关得局部坐标系。LCS 就是与主体中定义得第一个零件相关得缺
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基于Pro/E 3.0创建螺纹的三种方法 ——原创：哈尔滨工业大学翟万柱 笔者是Pro/E的初学者，在这里仅就个人在Pro/E学习中的点滴心得与大家分享，希望大家提出宝贵意见、多多批评，以求共同进步。 螺纹机构是机械行业普遍应用的一种机构，为创建螺纹的方便Pro/E中设立有强大的螺旋扫描功能，可以实现螺纹、弹簧等基于螺旋线多种特征，其中的变节距螺旋扫描功能更是为螺旋类特征的灵活创建提供的广阔的空间，本文最后将介绍变节距弹簧的建模过程。 在掌握直接应用内建功能实现螺旋特征创建的同时，笔者认为从理论原理出发，通过基础建模功能实现设想功能也是十分必要的。不但对其他三维软件学习起到借鉴作用，同时也可以在内建功能不能满足要求的时候通过基础功能的灵活运用达到目的，并可以对Pro/E3.0的基本功能和机械基础知识增进了解。 方法一： 首先，应用“插入”(Insert)>“扫描”(Sweep)>“伸出项”(Protrusion)功能进行普通梯形螺纹的建模。 想必大家对此功能都已熟悉，唯一值得讨论的地方也是重要的地方可能就是螺旋线的生成问题了。简单易行的方法就是用方程建立曲线，而且可以容易的与参数建立关系，使得生成特征具有通用性。 常用参数方程如下：（应用时注意坐标系的选择与类型的设定） 笛卡儿坐标下的螺旋线柱坐标下的螺旋线x = radia * cos ( t *(n*360)) r=radia y = radia * sin ( t * (n*360)) theta=theta0+t*(n*360) z = l*t z=t*l 其中：radia为半径；n为指定长度上螺旋线的圈数；l为设定长度。 n=l/螺距；多头螺纹生成需要多条螺旋线，注意生成其他螺旋线时须设定参数方程中角度的初始值；对于左旋螺纹参数方程中角度值取负 值。 生成螺旋曲线方法为：单击“插入”(Insert)>“模型基准”(Model Datum)> “曲线”(Curve)，或单击“基准”(Datum)工具栏上的按钮。然后选择“从方程”(From Equation)，接下来选择坐标系并指定坐标系类型后，既可在编辑窗口中输入相关参数方程，得到目的曲线。 此种方法虽然简单、快结，但需要熟悉参数方程，并熟练坐标系的设定。对于象笔者这样数学不佳，又相对懒惰的朋友，是否有更直观的方法可行呢？答案是肯定的。 下面笔者就以变截面扫描功能根据螺纹形成原理实现此目的，虽然步骤繁琐但容易理解，同时也可以为大家开拓思路，深刻的理解Pro/E基本功能。