catia运动仿真案列讲析

产品研发一部

底盘室：马学超

题目：基于CATIA运动仿真案列解析

DMU

DMU—案例讲析

•1、运动分析证明带夹角十字轴不等速性运动分析证明带夹角十字轴不等速性

及、三轴平行的等速性；

及一、三轴平行的等速性；

2、绘制单前桥转向的实际转向特性曲线；

单桥转向实转向特性曲线

3、扫掠包络体和运动间隙、干涉校核；

DMU—案例讲析

DMU

•案例一：运动分析证明带夹角十字轴不等速性

及一、三轴平行的等速性

DMU—案例讲析

DMU

本案例以通用结合为基础，先做运动仿真，模型如下；仿真步骤就不再赘述在蓝色零件和灰色零件之间的

旋转结合设置驱动角度，其余

两个设为从动件；由右下图

的十字销轴线方向可以

的“十字销轴线方向”可以

看出通用结合是在两个旋转

结合之间用默认的十字轴或是万向节

接所以可以看成是传动轴间的动；

连接，所以可以看成是传动轴之间的运动；

DMU

DMU—

案例讲析

设置完成之后，点击（使用命令进行

模拟）按钮，弹出如下图1所示窗口，并

点击“激活传感器”，弹出如下图2所示

窗口，依次将窗口中的三个旋转结合的

传感器打开，“观察到”下方的“否”

图1全部变为了“是”；此时用鼠标在图1

中拖动滚动条到个极限位置然后选

中拖动滚动条到一个极限位置，然后选

择“按需要”，并点击

让其旋转两周；

图2

DMU—案例讲析

DMU

旋转过两周之后，点击“传感器”窗口中的“图形”

按钮，系统便会自动弹出

如下图1所示窗口，图中

左边窗口表示三个旋转

结合的运动曲线图，横

坐标表示步骤数，纵坐

标表示瞬时角度值；

图1

DMU—案例讲析

DMU

由右两图可以分析出，红

色线和黄色线完全重合，

色线和黄色线完全重合

表示旋转结合1和旋转结

合3的瞬时角度值始终是

相等的；黄色线和绿色线并未重合，而是随着的步

骤数或是时间的变化，存在着大、小、相等关系的波

动；由上可得结论：夹角相等的传动轴的角速度是时刻相等的，夹角不同的传动轴的角速度是不相等的；

DMU—案例讲析

DMU

•案例二：绘制单前桥转向的实际转向特性曲线

首先对前桥产品中各个部件之间的

结合关系进行分析（此处已将左轮

毂与做轮胎合并为一个part，右轮

毂与轮胎合并为一个part）：左轮与工字梁之间是旋转结合，左轮与横拉杆之

毂与轮胎合并为个t）左轮与工字梁之间是旋转结合左轮与横拉杆之

间是球头结合，右轮与横拉杆之间是球头结合，右轮与工字梁之间是旋转结合；按照分析，依次将各结合实施好；

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DMU—案例讲析

按照分析将各个部位结类束好

按照分析将各个部位的结合类型约束好，

发现系统的自由度并不为0，不会提示“

可以模拟机械装置”，那是因为横拉杆和左右车轮之间的两个球头结合并不能将横拉杆绕本身轴线转动的自由度约束住，所以不能模拟，此时我们可以将左端的球头约束处添加一个万向节，由球头约束转化成十字轴与万向节前后节叉之间的两个旋转结合，再将前节叉与左轮

之间的两个旋转结合再将前节叉与左轮

固连在一起，后节叉与横拉杆固连在一起，

这样便能够约束住横拉杆的转动；十字轴

的中点就是球头的中点；

DMU

DMU—案例讲析

y

z

x

o

一根杆本身具有6个自由度，分别为沿x、y、z三个轴的轴向移动，和绕三个轴的转动，轴头处的两个球面结合能够将杆本身的沿三个轴的轴向移动约束住，的转动轴头处的两个球面结合能够将杆本身的沿三个轴的轴向移动约束住

绕y轴和z轴的转动自由度能够约束住，但是绕x轴，也就是本身球头中心点连线的转动自由度没有约束住，所以自由度是没有约束完全的，所以要将其中的一处球面结合转化为其他形式的结合类型；

DMU—案例讲析

DMU

y

z

x

o

对于具有折弯的杆系，对其一端处球面结合类型的转化或添加其他形式的结合类

型非常关键，杆系绕球头中心点连线的轴线的转动角度如果失真的话，会导致杆型非常关键杆系绕球头中心点连线的轴线的转动角度如果失真的话会导致杆

系折弯处与周边零部件之间的干涉、间隙校核出现严重错误，经过一定量的实验

经验验证，将一端处的球面结合转化为一个万向节的方式较为合理，没有太大出

入，并且理解、操作较为简单；

入并且理解操作较为简单

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DMU—案例讲析

※将两个球头中一个球头结合转化成万向节连接是一个重点，也是难点，将两个球头中个球头结合转化成万向节连接是个重点也是难点

万向节的初始位置对仿真模拟的运动真实性有很大影响，尤其是在有多个

万向节并用的时候，这个要在反复的尝试和经验的指导中寻找到比较合适

的位置与状态；

DMU—案例讲析

DMU

将万向节的结合设置好之后，系统便会提示

将万向节结设好后统便会提示

“可以模拟机械装置”，此时产品中的树的

状态如右图所示，双击“旋转1”，弹出右下

图所示窗口，对其中的角度进行设置，左转

为‐45deg，右转为36deg，设置完成点击确定；