基于Solid Edge的高级机构运动仿真
SolidWorks三维设计及运动仿真实例教程 实例22 曲柄滑块机构分析
三维设计及运动仿真实例教程
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实例22 曲柄滑块机构分析 -认识SolidWorks Motion
22.1问题导入 22.2仿真分析
22.3机构仿真步骤
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实例22 曲柄滑块机构分析 -认识SolidWorks Motion
问题导入 仿真分析 机构仿真步骤
打开装配体进入仿真模块 工具栏按钮 模型设计树按钮 时间线视图区按钮
设置曲轴驱动力参数 仿真计算
14、力按钮 :单击它,为零部件添加力或 者力矩。
15、接触按钮 :单击它,为选定的多个零
查看结果
部件定义接触。
16、引力按钮 :单击它,开启运动算例的引力,数值及方向可自行设定。 17、结果和图解按钮 :单击它,添加运动算例的计算结果图解。 18、运动算例属性按钮 :单击它,为设计算例设定仿真属性。 19、视图切换按钮 :单击它,可在基于事件的运动视图和时间线视图 之间切换。 20、折叠MotionManager按钮 :单击它,可将MotionManager界 面最小化;再次单击该按钮,还原到MotionManager先前的界面。
打开装配体进入仿真模块 设Байду номын сангаас曲轴驱动力参数 仿真计算 查看结果
Solid Edge运动仿真的应用
⑧ 球 面关 节 可 使 两 个 零 件 围绕 公 共 点 相 互 参 照
着 进行 旋转 。 ④ 万 向节 可 使 两 个 零 件 围 绕 两 个 正 交 轴 相 互 参 照 着旋 转 。 ⑤ 平 面 关 节 可 使 两 个 零 件 在 公 共 平 面 内相 互 参
照着 进 行旋转 和 平移 。
第2卷 3
第 1 期
电 脑 开 发 与 应 用
文 章 编 号 : 0 3 5 5 ( 0 0 O — 0 90 1 0 — 8 0 2 1 ) 10 3 — 2
Sl g oi Ed e运 动仿 真 的应 用 d
Ap i a i n o o i g o M o i n S m ul to plc to f S ld Ed e t to i a in
2 2 关 节 .
1 运 动 仿 真 的概 念
运动 仿 真是一 种 可在 S l d e装 配件 上执 行 运 oi E g d
动模 拟 的最方 便快 捷 的方法 。 动仿 真可 直接 从 S l 运 oi d
关 节是 零件 与零 件之 间 的连接 。关节 包括 : ① 旋 转接 点 可使 两 个 零 件 围绕 公 共 轴 相 互 参 照 着 旋转 。
KEYWORDS mo insmu ain,p r ,jit p ig,moin b i e ,fu — a ik g to i lt o a t on ,s rn to ul r o rb rl a e d n
基于SolidWorks的连杆机构的运动分析与仿真
第1期(总第146期)
2008年2月机械工程与自动化
MECHANICAL ENGINEERING & AUTOMATION No 11Feb 1
文章编号:167226413(2008)0120077202
基于SolidWorks 的连杆机构的运动分析与仿真
卫江红
(德州学院机电工程系,山东 德州 253015)
摘要:研究了在SolidWorks 平台上进行连杆机构运动分析与仿真的方法。以型转化及广义型转化理论为运动分析的理论基础,采用VC ++610编程语言,利用SolidWorks 提供的API 接口,实现了三维实体构件的建模、机构的分解和分析仿真的自动化。
关键词:运动分析;仿真;SolidWorks ;连杆机构中图分类号:TH 13315∶TP 39119 文献标识码:A
收稿日期:2007205209;修回日期:2007209217作者简介:卫江红(19802),女,山西运城人,助教,硕士。
0 引言
目前,国外机构运动分析方面的软件在人机交互、图形图像处理和可视化方面做的比较好,但在运动分析时一般采用非线性方程组迭代求解,速度慢,特别是对于比较复杂的机构就更慢,有时甚至不能收敛;国内这方面的软件在运动分析及受力分析方法方面已达到世界先进水平,但大多是用二维符号表示传动类型和机构结构类型[1],一般也仅着眼于数值计算,缺乏与三维CAD 技术的紧密结合,不适合一般工程技术人员使用。因此,以强大的三维实体造型软件为支撑软件,结合国内先进的分析方法,
开发连杆机构参数化实体运动分析和仿真系统是十分有意义的。1 连杆机构运动分析与仿真系统的实现
基于SolidWorks的机构运动仿真研究
指导教授:郗向儒(副教授) 答辩时间:2004 年 3 月 摘 要
本文针对机构运动创新设计实验的需要, 研究了在 SolidWorks 平台上进行机构运 动仿真与分析的方法。对使用 Visual C++开发运动仿真系统需要解决的实体建模、数 据库操作、数据处理、参数曲线输出、屏幕运动仿真等关键技术进行了研究。开发了 机构运动仿真软件,实现了三维实体机构的运动仿真。 首先,研究了在 SolidWorks 平台上进行参数化实体建模的方法。本文对两种不同 的参数化建模方法进行了比较,选择了其中一种通过修改模型参数实现参数化建模的 方法,实现了简单零件的三维参数化建模,简化了建模过程,提高了建模效率。 其次,针对不同机构的特点,采用了三种不同的算法来处理运动仿真数据,在此 基础上, 提出了在数据处理部分使用 MATLAB C++数学函数库进行求解的方法, 简化 了求解的过程。通过这种方法计算出了各构件的位置、速度和加速度等运动学参数。 建立了 Access 数据库对数据统一进行管理, 并将所有构件的运动学参数保存在数据库 中。 再次, 将运动分析与 SolidWorks 软件相结合, 利用其提供的 API 接口, 在 VC++6.0 开发环境对下对 SolidWorks 进行了二次开发, 实现了简单机构的实体运动仿真和多机 构组合的实体运动仿真。 最后, 利用 MATLAB 软件的图形显示功能, 将运动学分析结果进行了可视化处理, 并以图表的方式显示出来,取得了较好的直观效果。
基于SolidWorks的机构运动仿真研究
基于SolidWorks的机构运动仿真研究
基于SolidWorks的机构运动仿真研究
摘要:本文以SolidWorks为工具,通过对机构运动仿真
的研究,深入探讨了机构运动学的基本理论和仿真方法。首先介绍了SolidWorks的基本功能和使用方法,然后结合实际案例,详细分析了机构运动仿真的关键问题和解决方法。最后,通过运动仿真实验,验证了所提出的方法的可行性和准确性。 1. 引言
机构运动学是机械设计领域的重要基础理论,通过对机构的运动学性能进行分析和优化,可以提高机器人和机械装置的运动精度和效率。而SolidWorks作为一种广泛应用的CAD软件,
具有强大的建模和仿真功能,对机构运动建模和仿真提供了有效的工具和方法。
2. SolidWorks的基本功能和使用方法
SolidWorks是一种基于约束关系进行设计和建模的三维CAD
软件,具有强大的建模、装配和仿真功能。在SolidWorks中,用户可以通过绘图、装配、运动和分析等功能,对机构进行全面的建模和仿真。同时,SolidWorks还可以对机构进行各种
参数化设计和优化,提高设计的灵活性和效率。
3. 机构运动仿真的关键问题和解决方法
机构运动仿真是机构运动学研究的重要内容,主要包括机构的运动规律、速度、加速度和位置分析等。在SolidWorks中,
可以通过约束关系、关键点和运动学驱动等功能来模拟机构的运动行为。同时,还可以通过添加传感器和测量工具等功能,对机构的运动参数进行实时监测和分析,从而得到准确的运动学性能指标。
4. 案例分析
通过一个简单的四杆机构来说明在SolidWorks中实现机构运
基于SolidEdge的轴承专用设备运动仿真
基于SolidEdge的轴承专用设备运动仿真
刘静;李炜
【摘要】本文主要介绍基于SolidEdge软件自带的三维运动仿真技术。
【期刊名称】《金属加工:冷加工》
【年(卷),期】2010(000)009
【总页数】2页(P76-77)
【关键词】SolidEdge软件;轴承专用设备;运动仿真;仿真技术;三维运动
【作者】刘静;李炜
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.72
本文主要介绍基于Solid Fdge软件自带的三维运动仿真技术。
1.运动仿真概述
首先生成SolidEdge装配件模型,完成各部件、零件的约束。SolidEdge运动仿真模块(Simply Motion)主要分为三个阶段来完成仿真:生成运动模型、模拟运动、查看结果。通过“智能运动构建器”(Intellimotion Builder)使整个过程自动进行,也可通过操作菜单来设置运动参数完成仿真。
2.轴承专用设备的运动仿真
以某轴承专用磨床的自动上下料部件为例,如图1所示,使用SolidEdge的仿真
模块来生产该产品的运动仿真过程,并将仿真结果存为动画文件。
图1中虚线所示为机械手部件运动到位时的位置,要求机械手的运动轨迹如下:
在磨床加工完成磨削以后,机械手退回到图示起始位置。此时开始运动,首先旋转臂开始逆时针旋转,同时伸缩臂液压缸慢慢地伸出伸缩活塞杆,带动载料杆部件和轴承套圈绕旋转臂旋转的同时也随旋转臂逆时针旋转。当转到设定的下料位置后,旋转臂停止转动,伸缩臂液压缸也停止工作,此时整个机械手部件被推出,从而实现套圈下料步骤。
SolidWorks运动仿真完全教程
自由度数大于零
© 2007 SolidWorks Corp. Confidential.
4
Understanding Basics运动基础
▪ Mass and Inertia质量和惯性
– Newton’s First Law牛顿第一定律 – Conservation of momentum动力守恒
10
运动副基础知识(1)
Revolut源自文库铰接副
构件1 构件2
约束2个旋转,3个移动自由度
Cylindrical圆柱副
方向
原点
约束2个旋转,2个移动自由度
© 2007 SolidWorks Corp. Confidential.
11
运动副基础知识(2)
Translational 移动副
方向
原点
约束3个旋转,2个移动自由度
a Concentric joint.
– 一个正交同轴配合转化为同轴副
One Coincident and One Orthogonal Concentric mates in
SolidWorks becomes a Revolute joint.
– 一个重合和一个正交同轴配合转化为一个转动 副
One Point to Point coincident mate in SolidWorks
solidworks运动仿真案例
《SolidWorks2011中文版数字样机技术及其应用实例(入门与提高)》是2011年机械工业出版 社成本出版的图书。
solidwork运动仿真,可以直观、动态地表现结构件以及设备的运动状态
使用旋转命令绘制圆筒草图
拉伸圆筒实体,并保存圆筒实体零件, 更改显示模式,更加直观地看清楚圆 筒内部
《SOLIDWORKS Motion运动仿真教程(2020版)》是2020年机械工业出版社出版的图书,作者是 DS,SOLIDWORKS公司。
谢谢观看
《SolidWorks Motion运动仿真教程》是2012年机械工业出版社出版的图书,作者是陈超祥、胡 其登。
《SolidWorks2017机械设计完全实例教程(第3版)》是2017年10月机械工业出版社出版的图书, 作者是张忠将。
《SolidWorks 2014实用案例大全》是2014年8月电子工业出版社出版的图书,作者是北京兆迪 科技有限公司。
左图表示了本步骤的内容,以图片内 容为准。
左图表示了本步骤的内容,以图片内 容为准。
点击计算,完成计算运动算例,此时 点击播放符号,运动仿真的动画效果 就出来了
最后,点击保存,将动画保存成.avi, 运动仿真就完成了
添加力的时候,使用直线弹簧可实现活塞来回运动,有兴趣的,可以试一试!
《SolidWorks2017基础与实例教程》是2020年2月机械工业出版社出版的图书,作者是段辉。
基于SolidEdge的高级机构运动仿真
基于Solid Edge的高级机构运动仿真
本文以单、双万向联轴结机构为例,简述运用Solid Edge 三维造型和装配模块进行机构的装配、运动模拟及运动分析、动力分析的过程。
在机构设计中,分析输入/输出构件运动的相关性是比较困难和繁琐的,但若能方便地得到输入/输出构件及相关中间构件的运动曲线,解决这类问题就会容易许多。
Solid Edge 具有功能强大的三维造型模块和装配模块,而Dynamic Designer/Motion for Solid Edge实现了Dynamic Desinger和Solid Edge的无缝集成,用户不必离开自己所熟悉的Solid Edge界面,就可以对所设计的装配体进行运动仿真。
Dynamic Designer产品由Simply Motion、Motion和Professional组成,用户可以根据设计的复杂程度进行选择,也可以根据实际应用的情况逐步升级到更高一级的产品。在机构设计中,熟练使用以上模块,完成零件的三维实体造型,模拟整个机构的装配,分析装配干涉情况,进而实现运动模拟、运动干涉分析和动力分析,即可实现机构的精确设计,优化机器的性能和可靠性,从而减少从设计到产品的开发周期。
本文以单、双万向联轴结机构为例,简述了运用以上模块进行机构的装配、运动模拟及运动分析、动力分析的过程。
一、单万向联轴结机构的运动分析
图1是应用Solid Edge的Part模块制作的十字结、叉轴和支架。在支架的制作中要注意精确定位左右轴孔的位置及角度,以便准确安装。
图1 十字结、叉轴和支架的实体造型
SolidWorks三维设计及运动仿真实例教程 实例23 凸轮机构运动仿真
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实例23 凸轮机构运动仿真
23.2 零件造型
工作原理 零件造型 装配 仿真
工作原理 零件造型 装配 仿真
再插入滚子,在其与摆杆转动处添加同轴心配合,两者侧面添加重合配合, 如图所示。
工作原理 零件造型 装配 仿真
最后插入凸轮,在其与机架转动处添加同轴心配合,两者侧面添加重合配 合,如图所示。
工作原理 零件造型 装配 仿真
右击“摆杆与机架”的重合配 合,在弹出的菜单中选择“编辑特 征”,将其改为距离等于10mm的 “距离”配合。以确保滚子落在凸 轮上,且各零件均不发生干涉,如 图所示。
入,单击布局选项卡中的【运动算例1】, 在 MotionManager工具栏中的【算例类型】下拉列表中 选择“Motion分析”。
实体接触动力学仿真
单击MotionManager 工具栏中的“马达”按钮 ,为 凸轮添加一逆时针等速旋转 马达,如图所示,凸轮转速 n=72RPM = 432° /s,马达 位置为凸轮轴孔处。
工作原理 零件造型 装配 仿真
创建凸轮
启动SolidWorks,选择【新建】【模板】【零件】
solidedge仿真定义
solidedge仿真定义
Solid Edge仿真是Solid Edge CAD软件的一部分,它提供了一种强大的工具,用于对产品设计进行虚拟测试和验证。Solid Edge仿真允许工程师在设计阶段就能够评估产品的性能和行为,从而在产品进入实际制造之前发现和解决潜在的问题。Solid Edge仿真主要包括以下几个方面的定义:
1. 结构分析,Solid Edge仿真可以进行结构分析,评估零件和装配体的受力情况,包括静态和动态负载下的应力、变形、振动等。这有助于工程师了解产品在使用过程中的强度和稳定性,提前发现可能存在的结构问题。
2. 热分析,Solid Edge仿真还可以进行热分析,评估零件和装配体在热载荷下的温度分布、热应力等情况。这对于需要考虑温度影响的产品设计非常重要,比如电子设备、发动机零件等。
3. 流体分析,Solid Edge仿真还可以进行流体分析,评估液体或气体在零件或装配体中的流动情况,包括压力分布、速度分布等。这对于涉及液压、涡流、空气动力学等方面的产品设计非常有用。
4. 运动分析,Solid Edge仿真还可以进行运动分析,评估装配体中零件的运动情况,包括受力零件的位移、速度、加速度等。这对于机械装置、传动系统等产品设计具有重要意义。
总的来说,Solid Edge仿真通过对产品的结构、热、流体和运动等方面进行虚拟测试和验证,帮助工程师更好地理解产品的行为特性,提前发现和解决潜在问题,从而提高产品的质量和性能。这些定义涵盖了Solid Edge仿真的主要功能和应用范围,希望能够对你有所帮助。
基于SolidWorks的连杆机构的运动分析与仿真共3篇
基于SolidWorks的连杆机构的运动
分析与仿真共3篇
基于SolidWorks的连杆机构的运动分析与仿真1
基于SolidWorks的连杆机构的运动分析与仿真
引言
机械工程是一门涵盖广泛领域的学科,而其核心是机械设计。机械设计在现代化社会中具有举足轻重的地位,是实现生产自动化、机械化和数字化的必不可少的手段。在机械设计中,连杆机构是一种非常重要的机械构件,因其能够将单向的直线运动转换为复杂的曲线运动。因此,了解和掌握连杆机构的运动特点对于机械工程师和设计师具有非常大的实用价值。本文将介绍基于SolidWorks的连杆机构的运动分析与仿真。
正文
SolidWorks是目前应用最广泛的三维计算机辅助设计(CAD)软
件之一,其主要功能是建立三维模型和进行工程分析。在SolidWorks中,连杆机构是一种常用的机构,在机械设计中
有着广泛的应用。通过 SolidWorks 可以进行连杆机构的建模、运动分析和仿真等全过程,以便更好地理解该机构的运动特点,为机械设计提供便利。
连杆机构是一种具有连杆、销轴和铰链等构件相互连接而成的
复杂机械结构。通过连杆机构可以将旋转运动和直线运动相互转换,实现有效的动力传递和力量转换。对于机械设计师而言,了解连杆机构的运动特点是非常重要的。
在SolidWorks中,连杆机构的建模首先需要考虑构件的建立。构件的建立应符合物理规律和机械原理,并使得机构具有合适的运动特性。比如,在连杆机构中,需要考虑杆件的长度、销轴的直径、铰链的设计等因素。在建模过程中,需要给予合适的参数设定,从而实现模型的运动模拟。模型建立完毕后,可进行三维建模、组装和运动仿真。通过连杆机构的仿真,可以深入地理解机械运动规律和性能特点,为机械设计提供便利。
基于SolidWorks的连杆机构的运动分析与仿真
卫江红:基于SolidWorks的连杆机构的运动分析与仿真
所以说以强大的三维实体造型软件为支撑软件结合国内先进的分析方法,开发具有 自主知识产权的连杆机构参数化实体运动分析和仿真系统的软件是十分有意义的。本文 采用的软件平台是SolidWorks,分析理论采用的是型转化理论12】和广义型转化理论【31。
导师签名:
2查年』五月_2乏日
大连理工大学硕士学位论文
1绪论
1.1选题依据及意义
i8世纪下半叶第一次工业革命促进了机械工程学科的迅速发展,机构学在原来的机 械力学基础上发展成为--i'-J独立的学科,通过对机构结构学、运动学和动力学的研究形 成了机构学独立的体系和独特的研究内容,18~19世纪产生的纺织机械、蒸汽机及内燃 机等的结构和性能的完善,对社会经济的发展起了极大的推动作用川。
再者,连杆机构以其形式多样、运动可靠、设计灵活、制造成本低廉并可实现多种 多样的运动轨迹和函数而在各类机械中得到非常广泛的应用。连杆机构的运动分析和动 力分析~直就是研究其机械性能的重要组成部分。通过机构的运动和动力分析,可以了 解已有机构的运动特性和动力性能,便于更合理有效地使用现有的各种机构,或者根据 机构的性能对某些机械提供改进设计的有关数据,使得机构改型时有所遵循。对于设计 新的机构来说,进行机构的运动和动力分析,是设计师在设计过程中,检查机构是否符 合设计要求的必要步骤。通过分析得到有关数据,才能切实说明设计满足使用要求,或 者尚存在不足,并以此为依据改进设计方案,修改原设计。由此可见连杆机构的运动和 动力分析也是现代机构设计中不可或缺的部分。
基于SolidWorks开发的机构运动方案设计虚拟实验系统
为了更好地实现实验目的,提高实验效率,作者以机构运动方案设计实验的要求、实验原理、方法为蓝本,用计算机虚拟实验技术,模拟仿真该实验的全过程,设计了一个机构运动方案设计虚拟实验系统.应用该系统,学生在实验前在计算机上对自己所设计方案的可行性、正确性进行可视化验证,然后再进行实际的拼接,提高了实验效率.
1 虚拟实验系统的功能
1)必须具备齐全的模型、而且尽量接近实物,这样才能对实验进行真实的模拟.
2)灵活性强,零件的参数能根据需要随时进行调整,实现尺寸驱动功能,即改变其中一个零件的参数后,只需要重建模型,其它零件的相应点的位置会跟着发生改变,零件之间依然保持相应的联结关系,而不需重新进行装配.
3)对于机构运动的模拟仿真功能.
4)具有运动特性分析和动力特性分析的功能.
5)具有实验指导功能.系统的结构流程图如图1所示.
图1 系统的结构流程图
2系统开发方法
虚拟实验系统选用的平台是三维设计软件系统SolidWorks。SolidWorks它是基于Windows 的全参数化特征造型软件,可十分方便地实现复杂的三维零件实体造型、复杂装配和生成工程图,以参数化和特征建模的技术为核心,为设计人员提供了良好的设计环境,还可以方便地对SolidWorks进行二次开发.用户二次开发的应用程序,可直接挂在SolidWorks的菜单下,形成统一的界面.一般而言,开发人员首先需要在SolidWorks的界面上添加自己的菜单项,以此作为激活用户程序的接口,完成与用户的数据交换。
SolidWorks的API(Application Programming Interface应用编程接口)提供了两种接口方式:有OLE Automation的Idispatch和作为Windows基础的COM(Component Object model).Idispatch 的方法可用于VB、VBA或VC的开发环境,常作为快速开发的手段.本文开发的实验系统所使用的程序就是采用的Idispatch接口方法,用VC++6.0编写的.在程序编好后,编译即可形成DLL文件.不同的操作系统需要用不同的设置:Windows95/98采用"MBCS";WindowsNT/2000采用"Unicode";生成需要的3dll文件后,就可以使用SolidWorks 的"文件/打开"菜单,在过滤器中选择"AddIns(3.dll)",加载自己的DLL.若该DLL在注册表中注册成功,还可使用"工具/插件"菜单进行一次性加载,以后启动SolidWorks,就可自动加载该DLL,无须再进行加载操作,十分方便.
第10章 运动仿真
设置文本 样式及字高
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第9章 Solid Edge 二维工程图 章
零件序号和明细栏的自动生成 "零件列表属性"对话框 零件列表属性"
设置明细栏题头 的位置
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第9章 Solid Edge 二维工程图 章
第9章 Solid Edge 二维工程图 章
9.2 图纸设置
还可设置名 称和背景
图页设定: 1 图页设定:设置图纸尺寸
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第9章 Solid Edge 二维工程图 章
9.2 图纸设置
设置螺纹 的表达方 式
2 设置投影空间螺纹表达方法
第10章 Solid Edge 运动仿真与渲染 章 Solid Edge运动仿真与分析概述 运动仿真与分析概述 运动仿真( 运动仿真(Motion)是Solid Edge装配环境 ) 装配环境 内一个独立的功能,单击装配主菜单"环境" 内一个独立的功能,单击装配主菜单"环境" 中的"运动仿真"命令,便可进入" 中的"运动仿真"命令,便可进入"运动仿 环境. 真"环境. Solid Edge运动仿真可以检查零件的干涉情 运动仿真可以检查零件的干涉情 并且能够输出模拟的运动动画, 况,并且能够输出模拟的运动动画 运动仿 格式, 真结果输出文件可以是 AVI 格式,也可以是 VRML格式. 格式. 格式
SolidWorksMotion运动仿真教程
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运动仿真的应用领域:产品设计、性能分析、优化设计等。
运动仿真的定义:通过软件模拟机械系统的运动过程,预测其运动行为和性能。
运动仿真的基本步骤:建立模型、设置运动副、定义驱动、求解和后处理。
运动仿真的优点:节省时间和成本、提高设计效率、优化产品设计等。
03
SolidWorks Motion运动仿真的基本操作
创建复杂运动副的方法:通过选择相应的运动副工具,如“旋转-旋转”、“滑块-滑块”等,并按照向导步骤进行操作,即可创建出所需的复杂运动副。
调整复杂运动副参数:在创建完复杂运动副后,可以通过调整其参数来改变运动副的运动特性,如旋转角度、滑块行程等。
注意事项:在创建和调整复杂运动副时,需要注意运动副的正确性、可行性和实际应用性,以确保仿真结果的准确性和可靠性。
定义运动副和驱动
运动副:连接两个零件并定义其相对运动的机构
驱动:定义运动副的运动类型和参数,如旋转、平移等
创建运动副:在SolidWorks Motion中,选择要创建运动副的零件并定义其类型和参数
添加驱动:为运动副添加驱动,定义其运动类型和参数,以及运动范围和方向等
添加力和扭矩
在Motion分析中,选择“力和扭矩”选项
运动仿真的应用场景
机械设计验证:通过运动仿真验证机械设计的可行性和正确性。
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基于Solid Edge的高级机构运动仿真
在机构设计中,分析输入/输出构件运动的相关性是比较困难和繁琐的,但若能方便地得到输入/输出构件及相关中间构件的运动曲线,解决这类问题就会容易许多。
Solid Edge 具有功能强大的三维造型模块和装配模块,而Dynamic Designer/Motion for Solid Edge实现了Dynamic Desinger和Solid Edge的无缝集成,用户不必离开自己所熟悉的Solid Edge界面,就可以对所设计的装配体进行运动仿真。
Dynamic Designer产品由Simply Motion、Motion和Professional组成,用户可以根据设计的复杂程度进行选择,也可以根据实际应用的情况逐步升级到更高一级的产品。在机构设计中,熟练使用以上模块,完成零件的三维实体造型,模拟整个机构的装配,分析装配干涉情况,进而实现运动模拟、运动干涉分析和动力分析,即可实现机构的精确设计,优化机器的性能和可靠性,从而减少从设计到产品的开发周期。
本文以单、双万向联轴结机构为例,简述了运用以上模块进行机构的装配、运动模拟及运动分析、动力分析的过程。
一、单万向联轴结机构的运动分析
图1是应用Solid Edge的Part模块制作的十字结、叉轴和支架。在支架的制作中要注意精确定位左右轴孔的位置及角度,以便准确安装。
图1 十字结、叉轴和支架的实体造型
图2为装配后的单万向联轴结,装配中左右叉轴与支架、十字结的定位关系均为轴对齐、面对齐。
图2 装配后的单万向联轴结
如果让右侧叉轴作为输入轴并以60r/min匀速旋转,左侧叉轴作为输出轴,由于其输出转速是变速的,在Solid Edge集成的Simply Motion模块中无法对该输出轴进行速度和加速度分析。应用Dynamic Designer/Motion for Solid Edge,在Edge Bar中选中左侧叉轴,单击鼠标右键,选“绘制曲线”→“角速度”→“幅值”,如图3所示;重复上述操作,在Edge Bar中选中左侧叉轴,单击鼠标右键,选“绘制曲线”→“角加速度”→“幅值”,图4为将会出现在操作区中的输出叉轴的角速度和角加速度曲线。
图3 绘制输出曲线的操作
图4 输出曲线
图5为十字轴的角速度、角加速度幅值曲线,我们注意到这两条曲线是叠加在一个图上的,其中双波峰曲线为角加速度幅值曲线。
图5 十字轴输出曲线
二、双万向联轴结机构的运动分析
图6所示为双万向联轴结及其运动分析曲线,左侧图为中间叉轴的角速度、角加速度幅值曲线,右侧图为输入、输出十字轴角速度、角加速度幅值曲线,其中双波峰曲线均为角加速度幅值曲线。进一步分析输入、输出叉轴的角速度和角加速度,可以验证其运动和动力特征是一致的。
图6 双万向联轴结及其运动分析曲线
图7 对比曲线
上述结论的验证是在双万向联轴结输入、输出叉轴在同一平面内且输入、输出角相等的情况下得出的,图7所示的情况与图6雷同,我们可看到其中间叉轴、输入、输出叉轴的角速度、角加速度的幅值及其相位均是相同的。
三、结束语
通过以上的操作,我们可以看到在Solid Edge中嵌入Dynamic Designer/Motion模块后,可方便地绘制出输入构件、输出构件及中间相关构件和各类运动线图,从而方便地实现对复杂机构的运动模拟、运动分析和动力分析,这些对实现机构的优化设计具有重要意义。