ProE 运动仿真参考文档
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Pro/ENGINEER 专业模块培训
运动仿真
Version 1.1
1
一、关于运动仿真
Mechanism Design eXtension（MDX，机构设计扩展，俗称运动仿真）是Pro/ENGINEER包 含的运动分析模块，能够对设计进行模拟仿真的校验，例如运动仿真显示、运动干涉检测、运 动轨迹、速度、加速度等等。MDX所创建的运动机构，即可以导入Pro/MECHANICA Motion 中进行进一步分析，也可以引入动画（Animation）模块中以创建更完善的仿真动画。
直接点击按钮 （拖动）或下拉式菜单 “Mechanism” → “拖动” 进行操作。
对齐 匹配 定向 连接轴参数 主体锁定 禁用连接 删除 再生
拍下当前快照 点拖动
主体拖动
显示快照 快照构建
更新 使快照用于绘图
删除
12
三、建立运动模型
5. 伺服电机
伺服电动机能够为机构提供驱动。通过伺服电动机可以实现旋转及平移运动，并且能以函数 的方式定义运动轮廓。
④ 柱面
轴对齐
具有一个旋转自由度和一个沿轴向的平移自 由度，使用“轴对齐”的约束限制其他4个自由度。
⑤ 平面
具有两个平移自由度和一个旋转自由度，使 用“平面”约束限制其他3个自由度。
7
三、建立运动模型
1. 运动连接
⑥球 具有3个旋转自由度，使用“点对齐”约束来限制3个平移自由度。
⑦ 焊接 6个自由度被完全限制，使用“坐标系（重合）”约束所有自由度。
拉
式
菜
单
命
令
按
钮
模 型 树
4
三、建立运动模型
1. 运动连接
连接能够限制主体的自由度，仅保留所需的自由度， 以产生机构所需的运动类型。
连接在“装配”环境中建立，点击元件放置对话框 中的“连接”选项即可进入连接设置状态，Pro/E提供了 10种连接模式。
连接的建立过程需要配合“约束”去限制主体的某 些自由度，如上图所示。而常规的装配则限制了元组件 所有的自由度。
从动机构点
槽曲线
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
属性选项卡能够为槽 从动机构设置恢复系数。
18
2. 槽
实例演练：自动改锥
四、运动副
附件４
19
四、运动副
3. 齿轮
使用齿轮运动副可以控制两个连接轴之间的速度关系。点击 按钮 或下拉式菜单“Mechainsm”→ 齿轮 → 新建，建立齿轮运动 副。
齿轮运动副通过两个元件进行定义，彼此间无需相互接触。
⑧ 轴承
点对齐
具有3个旋转自由度和一个平移自由
度，相当于“球”连接的基础上再加一
个平移自由度，使用“点与轴线对齐”
来限制其他两个自由度。
8
三、建立运动模型
1. 运动连接
连接类型
刚性（Rigid） 销钉（Pin） 滑动杆（Slider） 圆柱（Cylinder） 平面（Plannar） 球（Ball） 焊接（Weld） 轴承（Bearing）
5
三、建立运动模型
1. 运动连接
① 刚性 6个自由度被完全限制。
② 销钉 仅有一个旋转自由度，使用“轴对齐”和 “平移”两个约束来限制其他5个自由度 。
③ 滑动杆 仅有一个沿轴向的平移自由度，使用“轴对 齐”和“旋转”两个约束限制其他5个自由度。
轴对齐 平移
旋转
轴对齐
6
三、建立运动模型
1. 运动连接
平移 0 0 1 1 2 0 0 1
自由度 旋转 0 1 0 1 1 3 0 3
约束
完全 轴对齐；平面或点对齐 轴对齐；平面或点对齐 轴对齐 平面匹配/对齐 点与点对齐 坐标系对齐 点与边或轴线对齐
9
三、建立运动模型
2. 质量属性
运动模型的质量属性包括密度、体积、质量、重 心和惯性矩。对于不需要考虑“力”的情况，例如纯 粹的机械运动，可以不设置质量属性。
演示
2
二、工作流程及指令架构
1. 工作流程
建立连接 连接轴设置 运动副 伺服电机
运动学 动态 静态 力平衡 重复组件
建立运动模型 设置运动环境 分析运动机构 获取分析结果
重力 执行电机 弹簧 阻尼 力/扭矩 初始条件
回放
运动干涉检测 运动包络
测量 轨迹曲线
3
二、工作流程及指令架构
2. 指令架构
下
通过点击下拉式菜单“Mechanism”→ 质量属性， 对质量属性进行设置，或直接按下快捷按钮 。
“定义属性”有三个选项：“缺省”、“密度” 和“质量属性”。一般只需要对“密度”进行设置即 可；如果不指定相关设置，系统则会指派“缺省”的 设置。
“主体”是内部没有自由度的运动单元，可以是 零件也可以是组件。
16
1. 凸轮
实例演练：槽轮机构
四、运动副
附件3
17
四、运动副
2. 槽
槽从动机构能够实现两个主体之间的点-曲线约束。可以通 过点击按钮 或下拉式菜单“Mechainsm”→ 齿轮 → 新建，建立槽 运动副。
槽机构的定义需要指出“从动机构点”和“槽曲线”，可以 使用“槽端点”选项指定从动机构点的运动范围。
20
四、运动副
3. 齿轮
齿轮类型分为标准（两个齿轮）、齿条与齿轮。 对于标准类，需对每一个齿轮选取连接轴，并指出相 对于接头的两个主体中，哪一个是齿轮，哪一个是机架。 传动比一般都采用齿数比的方式予以确定。 对于齿条类，齿条的定义通常需要指出“滑动杆”连 接轴，传动比定义一般使用 mm/rev，即齿轮旋转一周，齿 条前进的距离。
15
四、运动副
1. 凸轮
凸轮运动副通过两个元件进行定义，可以使用指定曲面或曲线的方式来定义凸轮及凸轮的 工作区域。如果勾选“自动选择”，那么在选取一个曲面后，系统会自动选取包含此曲面在内 的所有相切曲面。
曲线
曲线
曲面
曲面
“属性”选项卡能够控制凸轮之间是否分离和摩擦系数，如 果勾选了“启用分离”，那么两个凸轮将会在运动过程中分开。
直接点击按钮 或点击下拉式菜单“Mechanism”→伺服电动机→新建，进行伺服电机的创建。
连接轴设置
图 形 显 示
13
6. 实例演练
三、建立运动模型
牛头刨床主运动机构 附件1，2
插齿机主运动机构 14
四、运动副
1. 凸轮
直接点击按钮 或下拉式菜单“Mechanism”→ 凸轮， 可从弹出的对话框中对凸轮机构进行新建、编辑、删除 的操作，大部分Mechainsm所创建的对象都使用此种方 式予以管理）。
10
三、建立运动模型
3. 连接轴设置
对运动组件的连接完成以后，可以通过“连接轴设 置”功能对连接进行一系列的设定。
Mechanism 环 境 中 ， 使 用 下 拉 式 菜 单 “Mechanism”→ 连接轴设置，可以打开连接轴设置对话 框。
11
三、建立运动模型
4. 拖动及快照
拖动功能可以在允许的运动范围内移动元 组件，快照功能可以保存当前运动机构的位置 状态。
运动仿真
Version 1.1
1
一、关于运动仿真
Mechanism Design eXtension（MDX，机构设计扩展，俗称运动仿真）是Pro/ENGINEER包 含的运动分析模块，能够对设计进行模拟仿真的校验，例如运动仿真显示、运动干涉检测、运 动轨迹、速度、加速度等等。MDX所创建的运动机构，即可以导入Pro/MECHANICA Motion 中进行进一步分析，也可以引入动画（Animation）模块中以创建更完善的仿真动画。
直接点击按钮 （拖动）或下拉式菜单 “Mechanism” → “拖动” 进行操作。
对齐 匹配 定向 连接轴参数 主体锁定 禁用连接 删除 再生
拍下当前快照 点拖动
主体拖动
显示快照 快照构建
更新 使快照用于绘图
删除
12
三、建立运动模型
5. 伺服电机
伺服电动机能够为机构提供驱动。通过伺服电动机可以实现旋转及平移运动，并且能以函数 的方式定义运动轮廓。
④ 柱面
轴对齐
具有一个旋转自由度和一个沿轴向的平移自 由度，使用“轴对齐”的约束限制其他4个自由度。
⑤ 平面
具有两个平移自由度和一个旋转自由度，使 用“平面”约束限制其他3个自由度。
7
三、建立运动模型
1. 运动连接
⑥球 具有3个旋转自由度，使用“点对齐”约束来限制3个平移自由度。
⑦ 焊接 6个自由度被完全限制，使用“坐标系（重合）”约束所有自由度。
拉
式
菜
单
命
令
按
钮
模 型 树
4
三、建立运动模型
1. 运动连接
连接能够限制主体的自由度，仅保留所需的自由度， 以产生机构所需的运动类型。
连接在“装配”环境中建立，点击元件放置对话框 中的“连接”选项即可进入连接设置状态，Pro/E提供了 10种连接模式。
连接的建立过程需要配合“约束”去限制主体的某 些自由度，如上图所示。而常规的装配则限制了元组件 所有的自由度。
从动机构点
槽曲线
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
属性选项卡能够为槽 从动机构设置恢复系数。
18
2. 槽
实例演练：自动改锥
四、运动副
附件４
19
四、运动副
3. 齿轮
使用齿轮运动副可以控制两个连接轴之间的速度关系。点击 按钮 或下拉式菜单“Mechainsm”→ 齿轮 → 新建，建立齿轮运动 副。
齿轮运动副通过两个元件进行定义，彼此间无需相互接触。
⑧ 轴承
点对齐
具有3个旋转自由度和一个平移自由
度，相当于“球”连接的基础上再加一
个平移自由度，使用“点与轴线对齐”
来限制其他两个自由度。
8
三、建立运动模型
1. 运动连接
连接类型
刚性（Rigid） 销钉（Pin） 滑动杆（Slider） 圆柱（Cylinder） 平面（Plannar） 球（Ball） 焊接（Weld） 轴承（Bearing）
5
三、建立运动模型
1. 运动连接
① 刚性 6个自由度被完全限制。
② 销钉 仅有一个旋转自由度，使用“轴对齐”和 “平移”两个约束来限制其他5个自由度 。
③ 滑动杆 仅有一个沿轴向的平移自由度，使用“轴对 齐”和“旋转”两个约束限制其他5个自由度。
轴对齐 平移
旋转
轴对齐
6
三、建立运动模型
1. 运动连接
平移 0 0 1 1 2 0 0 1
自由度 旋转 0 1 0 1 1 3 0 3
约束
完全 轴对齐；平面或点对齐 轴对齐；平面或点对齐 轴对齐 平面匹配/对齐 点与点对齐 坐标系对齐 点与边或轴线对齐
9
三、建立运动模型
2. 质量属性
运动模型的质量属性包括密度、体积、质量、重 心和惯性矩。对于不需要考虑“力”的情况，例如纯 粹的机械运动，可以不设置质量属性。
演示
2
二、工作流程及指令架构
1. 工作流程
建立连接 连接轴设置 运动副 伺服电机
运动学 动态 静态 力平衡 重复组件
建立运动模型 设置运动环境 分析运动机构 获取分析结果
重力 执行电机 弹簧 阻尼 力/扭矩 初始条件
回放
运动干涉检测 运动包络
测量 轨迹曲线
3
二、工作流程及指令架构
2. 指令架构
下
通过点击下拉式菜单“Mechanism”→ 质量属性， 对质量属性进行设置，或直接按下快捷按钮 。
“定义属性”有三个选项：“缺省”、“密度” 和“质量属性”。一般只需要对“密度”进行设置即 可；如果不指定相关设置，系统则会指派“缺省”的 设置。
“主体”是内部没有自由度的运动单元，可以是 零件也可以是组件。
16
1. 凸轮
实例演练：槽轮机构
四、运动副
附件3
17
四、运动副
2. 槽
槽从动机构能够实现两个主体之间的点-曲线约束。可以通 过点击按钮 或下拉式菜单“Mechainsm”→ 齿轮 → 新建，建立槽 运动副。
槽机构的定义需要指出“从动机构点”和“槽曲线”，可以 使用“槽端点”选项指定从动机构点的运动范围。
20
四、运动副
3. 齿轮
齿轮类型分为标准（两个齿轮）、齿条与齿轮。 对于标准类，需对每一个齿轮选取连接轴，并指出相 对于接头的两个主体中，哪一个是齿轮，哪一个是机架。 传动比一般都采用齿数比的方式予以确定。 对于齿条类，齿条的定义通常需要指出“滑动杆”连 接轴，传动比定义一般使用 mm/rev，即齿轮旋转一周，齿 条前进的距离。
15
四、运动副
1. 凸轮
凸轮运动副通过两个元件进行定义，可以使用指定曲面或曲线的方式来定义凸轮及凸轮的 工作区域。如果勾选“自动选择”，那么在选取一个曲面后，系统会自动选取包含此曲面在内 的所有相切曲面。
曲线
曲线
曲面
曲面
“属性”选项卡能够控制凸轮之间是否分离和摩擦系数，如 果勾选了“启用分离”，那么两个凸轮将会在运动过程中分开。
直接点击按钮 或点击下拉式菜单“Mechanism”→伺服电动机→新建，进行伺服电机的创建。
连接轴设置
图 形 显 示
13
6. 实例演练
三、建立运动模型
牛头刨床主运动机构 附件1，2
插齿机主运动机构 14
四、运动副
1. 凸轮
直接点击按钮 或下拉式菜单“Mechanism”→ 凸轮， 可从弹出的对话框中对凸轮机构进行新建、编辑、删除 的操作，大部分Mechainsm所创建的对象都使用此种方 式予以管理）。
10
三、建立运动模型
3. 连接轴设置
对运动组件的连接完成以后，可以通过“连接轴设 置”功能对连接进行一系列的设定。
Mechanism 环 境 中 ， 使 用 下 拉 式 菜 单 “Mechanism”→ 连接轴设置，可以打开连接轴设置对话 框。
11
三、建立运动模型
4. 拖动及快照
拖动功能可以在允许的运动范围内移动元 组件，快照功能可以保存当前运动机构的位置 状态。