PROE运动仿真分析报告
基于ProE的连杆机及运动仿真分析
湖北文理学院毕业设计（论文）正文题目基于Pro/E的连杆机及运动仿真分析专业机械设计制造及其自动化姓名王鑫军班级机制0812学号2010516015指导李梅副教授老师基于PRO/E的连杆机构设计及远动仿真分析摘要连杆机构是机械中常见的一种机构，是往复式内燃机的主要工作机构。
曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要远动零件。
虚拟装配与远动仿真是根据产品的形状特征.精度特性，利用计算计图形学和仿真技术，在计算机上模仿产品的实际装配过程.仿真模拟机器的远动过程。
通过对曲柄连杆机构进行有关运动学和理论分析与计算机仿真分析，利用PRO/E软件的装配功能，将曲柄连杆机构的各组成零件装配成活塞组件.连杆组件和曲柄组件，从而完成内燃机曲柄连杆机构的虚拟装配与运动仿真。
在内燃机的开发设计阶段应用这种方法可以大大缩短产品的开发周期，减少样机实验次数，快速的对市场做出反应，降低产品的成本，提高企业的竞争力。
关键词：曲柄连杆机构：虚拟装配：运动仿真；装配功能Based on Pro/E internal combustion engine connecting rod assembly and motion simulation of the virtualAbstractThe crank is a common machinery, reciprocating internal engine is the main working body. Crank the engine duty to achieve of the main moving parts of energy. Virtual and motion simulation based on tee shape of product precision features the use of computer graphics and simulation technology, the product on the computer to imitate the actual assembly process the movement of the machine Crank through the relevant kinematics and dynamics of the theoretical analysis and computer simulation analysis, the use of Pro/E, assembly features, the crank assembly of the constituent parts into a piston, connecting rod assemblies and crankshaft components, to complete the internet combustion engine connecting rod assembly and motion simulation of the virtual. The development of internal combustion engine design using this method can greatly shorten the product development cycle and reduce prototype test times, respond quickly to market, lower product costs and improve the competitiveness of enterprises.Keywords: crank Vrtual assembly; Motion simulation；assembly features目录1绪论 (5)1.1本课题研究的目的和意义 (6)1.2国内外的研究现状及发展趋势 (7)2设计的方案 (9)2.1研究的基本内容 (9)2.1.1连杆机构的结构设计 (9)1手压抽水机的结构特点 (9)2手压抽水机的设计 (9)3连杆机构的装配 (13)3.1手压抽水机的装配 (13)3.2伺服电动机定义 (22)3.3运动分析定义 (23)4本文总结 (24)5参考文献 (25)6致谢 (26)1绪论1.1本课题研究的目的和意义基于虚拟现实的产品虚拟拆装技术在新产品开发、产品的维护以及操作培训方面具有独特的作用。
proe仿真分析特例——自卸汽车举升机构的动态仿真设计
图2 车厢某点速度的仿真测量定义
三、结论
通过对加伍德举升机构运动仿真的具体实践，实现了运动学、动力学分析及装配干涉、运动协调性的验证。揭示了运动仿真的特点、方法、对象和主要应用范围，论证了仿真运动分析对机构设计的指导作用。特别是仿真测量分析，对获得机构运动位置、速度、运动副之间相互关系及机构零件载荷情况的综合数据有着创造性的重要意义。使设计者能够直接在计算机上修改模型参数，达到机构优化的目的。
【参考文献】
[1]黄圣杰，等．Pro/ENGINEER.2001高级开发实例[M]．北京：电子工业出版社，2002.
[2]王雄，谢金元．自卸车倾卸机构设计的研究[J]．汽车技术，1992，(10)．
2．创建阻尼器：当运动分析必要时，可在各连接轴上及两主体摩擦面之间设定阻尼要素，建立相应的运动阻尼力。通过点击菜单Mechanism→阻尼器→新建，在阻尼器定义对话框中，选择建立阻尼器的方式，设定阻尼器系数的大小。
3．创建外力和外力矩：通过点击下拉菜单Mechanism→力/力矩 →新建，来模拟机构运动的外部环境。其类型有“点力”与“主体扭矩”，必须指出“模”和“方向”，要特别注意。
（七）执行动力学仿真分析
定义完成后，点击“运行”按钮，系统就会根据运动模型和运动环境对机构进行分析，通过分析反馈信息，完善运动模型，变化运动环境，最终使结果趋向满意。
（八）定义分析测量特征
加伍德举升机构设计主要仿真分析的对象为：三角臂总成与车箱底板铰接座、拉杆前端销孔、联轴节销轴之间的位移、速度、加速度与净负荷。点击菜单Mechanism→测量，弹出“测量结果”对话框，选定位移、速度与加速度、净负荷等测量对象，输入相关零件欲求点的相应分量或直接选定某一轴确定后，即可获得仿真测量定义物理量的相关图显，如图2所示。返回测量结果集。在结果集中单击“分析定义名”，在测量选项的名称后可显示测量分析的数值。再单击“测量名称”和“测量”钮，系统弹出“图形工具”框，显示特指测量对象的动态曲线图。通过上述仿真分析测量，获得机构零件各模块运动学、动力学过程各计算要素的精确参数。
proe模拟仿真心得
4、凸轮连接失败是运行分析最 主要的原因，如何避免？
5、其它还有很多，只要你做了， 想了，会问很多问题的。希望大 家共同探讨
经过自己实际做了一遍后，发现 用PROE进行仿真模拟确实有很多 不明确和不明白的地方。我认为 用PROE仿真至少以目前的软件环 境是不可信的。
1、仿真当中改变下初使速度、重 力加速度、质量、密度等物理参 数时，对于分析结果就会相差很 大，有时候分析根本就不能正常 进行。小车会卡到基座上或者直 接往下掉了，还有小球也会穿过 基座，这些在定义好凸轮连接的 基础上都是不符合物理定律的。
经过多次试验后，似乎小车的质 量不能太重，而且小车的初使速 度不能太给球的速度过大，球也会冲出边 缘（也就是说定义好的凸轮连接 失去了作用），不知道是什么原 因。
增多偶尔还会导致其中某个或某 几个凸轮连接失效的问题。这可 能与电脑的计算能力有关系，在 分析中每次有凸轮接触时，就会 卡住一会，电脑要计算在接触后 每个球的速度和运动方向，当连 接多了，多个连接同时计算就造 成电脑计算崩溃，返回的数值失 效或丢失，所以定义好的凸轮连 接就失去了作用。这可以从减少 球的数量进行分析而不会出现凸
proe模拟仿真心得
提出了下面的几个问题和看法：
mj88rk8o 虚拟仿真
1、不知能否有什么简单的方法 实现？
2、采用多个凸轮连接，彼此相 关，在运动中的仿真是否可信？
3、我发觉采用我的这种方法做， 在做分析时，几乎什么都不变的 情况下，运行时几乎每次结果都 不同。是否有方法，比如定义什 么关系/关联，让仿真结果唯一
4、在台球中，球多次碰壁后的运 动轨迹不符合基本的物理定律。 据推测，设置的凸轮连接，球与 壁的接触点并不一定在就在壁表 面，而是进入壁内有一个很小的 深度。这使的球反弹后路线与计 算路线有一微小偏差。
proe产品建模与仿真-运动仿真范例
实验报告课程名称产品建模与仿真实验项目实体模型运动仿真实验仪器计算机、Pro/Engineer学院机电工程学院专业机械设计制造及其自动化班级/学号学生姓名实验日期成绩指导教师一、实验目的（1）了解当前流行的计算机辅助设计软件及其特点；（2）通过上机实验，掌握实体模型运动仿真方法；（3）根据所学的专业知识，学会应用计算机辅助设计软件（如Pro/E）进行实体模型的运动仿真。
二、实验内容（1）根据给定零件的三维模型零件进行运动仿真。
三、操作步骤1，选择“文件”/“新建”菜单命令，选择新建类型为“组件”，取消“使用缺省模板”，文件名为0903--104，确定，在“新文件选项”对话框中选择模板为“mmns_asn_disign”确定。
2，选择“添加元件”工具，在对话框中选择ground.prt，打开，选择约束类型为自动，确定。
3，选择“添加元件”工具，在对话框中选择qubing.prt，打开，连接类型选择“销钉”，择约束类型为对齐，依次选择QUBING的A_3轴与GROUND的A_2轴，第二约束类型为平移，依次选择QUBING与GROUND的两曲面，第三约束类型为旋转轴。
4，选择“添加元件”工具，在对话框中选择liangan.prt，打开，连接类型选择“销钉”，择约束类型为对齐，依次选择LIANGAN的A_2轴与GROUND的A_1轴，第二约束类型为平移，依次选择LIANGAN与GROUND的两曲面，第三约束类型为旋转轴。
5，选择“添加元件”工具，在对话框中选择huakuai.prt，打开，连接类型选择“销钉”，择约束类型为对齐，依次选择HUAKUAI的A_1轴与QUBING的A_6轴，第二约束类型为平移，依次选择HUAKUAI与QUBING的两曲面，第三约束类型为旋转轴。
新建约束集，连接类型选择“滑动杆”，约束类型为对齐，依次选择HUAKUAI的边与LIANGAN的边，第二约束类型为旋转，依次选择HUAKUAI与LIANGAN的两曲面，第三约束类型为平移轴。
运动仿真结果分析
运动仿真结果分析运动仿真结果分析文章标题：运动仿真结果分析——步骤思维分析导言：运动仿真在各个领域得到了广泛应用，如机器人、汽车和航空航天等。
本文通过步骤思维的方式，对运动仿真结果进行分析，以揭示其中的规律和优化方向。
第一步：收集数据在进行运动仿真之前，我们需要收集相关的数据，例如物体的质量、形状、运动轨迹等。
这些数据将作为仿真模型的输入，决定了仿真结果的准确性和可靠性。
第二步：建立模型基于收集到的数据，我们可以建立运动仿真模型。
模型的建立需要考虑运动物体的运动学和动力学特性，以及外部环境的影响因素。
通过建立准确的模型，我们可以更好地理解物体的运动规律。
第三步：仿真运行在模型建立完成后，我们可以进行仿真运行。
通过对模型进行计算和仿真，可以得到物体在不同时间点的运动状态。
仿真运行的结果将反映出物体的运动轨迹、速度、加速度等信息。
第四步：结果分析通过对仿真结果进行分析，我们可以得到以下几个方面的信息：1. 运动规律：通过观察物体的运动轨迹和速度变化，我们可以揭示物体的运动规律，例如匀速直线运动、抛体运动等。
这有助于我们对物体的运动特性进行深入理解。
2. 优化方向：通过对仿真结果进行比较和对比，我们可以找到物体运动中存在的问题和不足之处。
例如，如果物体的速度变化过大，可能需要优化其运动控制算法；如果物体的运动轨迹与预期不符，可能需要优化其外部环境的设置。
3. 参数调整：通过对仿真结果进行调整和分析，我们可以确定一些关键参数对于物体运动的影响程度。
这有助于我们对模型进行精确调整和优化，使仿真结果更加符合实际情况。
第五步：结论与展望通过对运动仿真结果的分析，我们可以得出一些结论和展望：1. 从仿真结果中我们可以得知物体的运动规律和特性，这有助于我们对物体的运动进行预测和控制。
2. 通过对仿真结果的优化，我们可以提高物体的运动效率和稳定性，从而提高系统的整体性能。
3. 运动仿真是一个不断发展的领域，未来我们可以进一步完善仿真模型和算法，使其更加准确和可靠。
基于ProE的凸轮机构运动仿真
本文将以凸轮机构为例介绍其运动仿真的过程， 该凸 轮机构由凸轮、连杆、摆杆 １、摆杆 ２、机架五个零件构成。
2 0 1 2. 0191 （ 中下 旬 刊 ）
观理察工
基于 Ｐｒｏ／Ｅ 的凸轮机构运动仿真分析
中 图 分 类 号 ：Ｇ７１２
郭丽
（南京信息职业技术学院 江苏·南京 210046）
文 献 标 识 码 ：Ａ
文章编号：１６７２－７８９４（ ２０１２） ３３－００９１－０２
摘 要 凸轮机构是各类机器中广泛使用的传动机构，本 文 通 过 Pro/E 软 件 对 凸 轮 机 构 的 实 体 建 模 和 运 动 仿 真 分 析，得到了摆杆的位移、速度、加速度的运动曲线，简化了设 计过程，提高了设计效率。 关键词 凸轮机构 Pro/E 运动仿真 运动分析 Motion Simulation Analysis of the Cam Mechanism with Pro/Engineer // Guo Li Abstract The cam mechanism is a kind of drive mecha－ nisms, is widely used in various types of machines. The ar－ ticle introduces the model and motion simulation analysis of the cam mechanism with the Pro/E software, gains the dis－ placement, speed and acceleration curves of rocker, simpli－ fies the design process, improves the design efficiency. Key words the cam mechanism;Pro/E;motion simulation;mo－ tion analysis Author＇s address Nanjing College of Information Technolo－ gy,210046,Nanjing,Jiangsu,China
proe运动仿真分析
在“连接”操作中，使用最广泛的连接是： 销钉，滑动杆，圆柱
不同连接的对比
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”功能对连接做参数设定，例如：主体的相对位 置、零位置参照、运动范围限制等。 •Mechanism环境中，使用下拉式菜单“Mechanism” 一连接轴设置，可以打开连接轴设置对话框 •可在“连接轴位置”处输入参数确定主体位置(旋 转轴的数值范围是-180到+180)，按回车键后可在屏 幕上看到相应结果，点击“生成零点”按钮后，其 他任何方位都以当前状态作为参照，点击“确定” 按钮后主体仍恢复为先前的位置； • “零参照”选项卡可为连接轴位置指定参照
• 对于“速度”和“加速度”所对应的轮廓 选项卡来说， 两者都可以对旋转主体指定 起始角度。在图形选项中，可以同时勾选 “位置”、“速度”和“加速度”，以便 同时显示出来；如果勾选“在单独的图形 中”，那么它们将会分别显示在不同的坐 标系当中。
应用举例
一、发动机 二、刨床 三、插齿机 四、凸轮机构 五、槽轮机构 六、齿轮传动 七、秒摆运动
MDX
• MDx是Pro／E能对模型进行模拟仿真校验， 如运动仿真，显示运动参数，检测干涉， 速度、加速度等等。MDx所创建的运动机 构，还可导入Pro／MECHANICA/Motion中 进行进一步分析，也可引入动画(Animation) 模块中以创建仿真动画。
MDX工作流程
Mechanism操作界面
• 一、刚性：6个自由度被完全限制。受刚性连接的 元组件属于同一主体。 • 二、销钉：仅有一个旋转自由度。使用“轴对齐” 和“平移”，限制5个自由度，最后只剩下一个转 动没有受约束
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。
Proe活塞机构运动仿真分析毕设
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ABSTRACTThe 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目录第一章绪论 (1)1.1 选题依据及其意义 (1)1.2 国外研究现状及发展趋势 (2)1.3 课题容 (3)第二章活塞机构简介 (5)2.1 活塞机构的基本构造 (5)2.2 工作原理 (7)2.3 本章小结 (7)第三章Pro/E的建模及装配 (9)3.1 Pro/E简介 (9)3.1.1 简介 (9)3.1.2 主要特性 (9)3.1.3 主要模块 (10)3.2 机构的建模与装配 (11)3.2.1 三维造型建模 (11)3.2.2 整体装配 (14)3.3 本章小结 (18)第四章运动仿真及分析 (19)4.1 Pro/E运动仿真 (19)4.1.1 Mechanism模型的构建 (19)4.1.2 运动仿真 (23)4.2 Simulink仿真 (26)4.2.1 Simulink模型的构建 (26)4.2.2 仿真 (30)4.3 仿真结果对比分析 (32)4.4 本章小结 (33)第五章总结与展望 (35)致 (37)参考文献 (38)第一章绪论1.1 选题依据及其意义在产品的开发过程中,有关产品的结构、功能、操作性能、生产工艺、装配性能，甚至维护性能等许多问题都需要在开发过程的前期解决。
ProE机构运动仿真设计及分析
活塞速度的测量结果，也可导出为EXCEL和文本格式
测量特征也可加入到运动分析中，进行结果查看，图形输出，如测量连杆大头最外边 与缸体裙部的距离。
应将测量保存为一个特征,然后才能进行测量分析
回放：轨迹曲线
轨迹曲线用来表示机构中某一元素相对于另一零件的运动。分为“轨迹曲线”与“凸轮 合成曲线”两种： “轨迹曲线”表示机构中某一点或顶点相对于另一零件的运动。 “凸轮合成曲线”表示机构中某曲线或边相对于另一零件的运动。 菜单：插入--->轨迹曲线
序号
1 2 3 4 5 6 7
8 9 10 11
名称
自由度 旋转 平移
0
0
1
0
0
1
1
1
1
2
说明
使用一个或多个基本约束，交元件与组件连接在一起，连接后，元件与组件成为一个 主体，相互间没有自由度。 由一个轴对齐约束加一个与轴垂直的平移约束组成。元件可以绕轴旋转，不能平移。 例如，活塞销，齿轮、曲轴等。 由一个轴对齐约束与一个旋转约束组成，元件可沿轴平移，但不能旋转。如活塞。 由一个轴对齐约束组成，元件可绕轴旋转同时可沿轴向平移。如挺柱、气门等。
定义并约束相对运动的主体之间的关系。
自由度（Degrees 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
of Freedom)
总自由度。
执行电动机（ Force Motor）
作用于旋转轴或平移轴上（引起运动）的力。
机构（Joints）
特定的连接类型（例如销钉机构、滑块机构和球机构）
选取运动轴，曲柄连杆机构选 择曲轴的销钉连接图标 反向按钮改变旋向
定义轮廓，“规范”为位置时模选 项定义为斜坡曲轴旋转一圈360度， 图形中可以查看定义的轮廓，横坐 标为时间
PROE运动仿真分析
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瞧分析结果报告的生成与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”模块就是专门用来进行运动仿真与动态分析的模块。
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)与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。
也可创建轨迹曲线与运动包络,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,力与力矩,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,外界输入的力与力矩,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。
基于Pro-E的机械手抓取工件运动仿真分析-毕业论文名师教案与资料
毕业设计基于Pro/E的机械手抓取工件运动仿真分析姓名：学号：班级：专业：机械工程及自动化所在系：机械工程系指导老师:基于Pro/E的机械手抓取工件运动仿真分析摘要随着科学技术的发展，自动化应用的程度对工业生产效率的影响程度越来越高。
人工操作及旧有的固定式输送带为主的传统搬运方式，已无法满足高度的自动化操作的需要。
机械手是近年来发展起来的自动化操作设备，他可根据预先编制的程序完成预期的作业。
机械手工作的准确性及对工作环境适应能力，使其在工业生产中有着越来越广泛的应用。
Pro／E是美国参数化公司（PTC）推出的一款高端三维设计软件，其具有基于特征、关联、参数化等特征。
该软件集合了零件设计、产品装配、模具开发、加工制造、钣金件设计、铸造件设计、工业设计、逆向工程、运动仿真、机构分析、有限元分析、产品数据库管理等功能，从而使设计师极大地缩短了产品开发的时间并简化了开发的流程。
[1]本次设计根据设计任务书主要设计一种可抓取工件且具有多自由度的机械手。
在设计过程中采用Pro/E为设计平台，进行三维建模、产品装配并进行机构仿真，从而最终实现机械手的设计。
关键词：机械手；Pro/E；三维建模；机械仿真Manipulator Based on Pro/E to Grab Workpiece MovementSimulationABSTRACTWith the development of science and technology, the application of automation degree of the influence degree of the industrial production efficiency is higher and higher.Manual operation and the old traditional handling way, stationary belt have been unable to meet the needs of the high degree of automation.Manipulator is the automation equipment developed in recent years, he can according to the program in advance to complete the desired operation.The accuracy of the manipulator work and ability to adapt to working environment, make it has more and more widely used in industrial production.Pro/E is the parametric company (PTC) launched a high-end 3 d design software, it is based on feature, correlation and parametric feature.The software collection from the part design, product assembly, mold development, manufacturing, and processing sheet metal parts design, casting parts design, industrial design, reverse engineering, motion simulation, mechanism analysis, finite element analysis, product database management, and other functions, so that designers have greatly shortened product development time and simplify the development process.[1]This design according to the design plan descriptions of the main design of a grab workpiece and has many degrees of freedom manipulator.In the design process using Pro/E platform for design, 3 d modeling, product assembly and mechanism simulation, so as to achieve the design of the manipulator.Key Words: Manipulator; Pro/E; 3D modeling; Mechanical simulation目录第一章绪论 (1)1.1 前言 (1)1.2 机械手的概述 (1)1.2.1 机械手简介 (1)1.2.2 机械手结构组成 (2)1.3 机械手的分类 (4)1.4 机械手的发展历史 (5)1.5 本次设计拟采用的方法 (6)第二章机械手结构设计 (7)2.1 机械手功能分析 (7)2.2 工作台机构设计 (7)2.2.1 槽轮机构简介 (7)2.2.2 槽轮机构结构特点与应用 (8)2.2.3 槽轮机构性能改进措施 (8)2.2.4 工作台机构详细设计 (9)2.2 机械手机构设计 (11)2.3.1 连杆机构简介 (12)2.3.2 连杆机构分类 (13)2.3.3 机械手机构详细设计 (13)2.3 夹紧机构设计 (18)第三章基于Pro/E的机械手装配设计 (20)3.1 Pro/E简介 (20)3.2 装配思路分析 (20)3.3 工作台机构装配 (20)3.3 机械手机构装配 (23)3.3.1 行走座与机械臂组件装配 (23)3.3.2 手指主要组件装配 (26)3.3.3 机械手机构装配 (28)3.4 夹紧机构装配 (30)3.5 机械手工作装置整体装配 (30)第四章基于Pro/E的机械手仿真分析 (33)4.1 连接设置 (33)4.1.1 接头设置 (33)4.1.2 凸轮设置 (33)4.2 电动机设置 (34)4.2.1 伺服设置 (34)4.2.2 力设置 (35)4.3 弹簧设置 (35)4.4 机构分析 (36)结论 (36)参考文献 (38)致谢 (36)第一章绪论1.1前言伴随着机电一体化在各个领域的应用，机械设备的自动控制成分显得越来越重要，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危机生命。
proe机构仿真之运动分析
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。
基于PROE曲柄滑块机构的运动仿真及分析
图 １ 曲柄 滑 块 机 构 的 装 配
装 配 时 ， 弹出“ 件放 置” 口 ， 窗 口有 ３ 会 元 窗 此 个 页面 ：放置 ” 移 动 ‘ “ “ 连接 ” 。传 统 的装 配 元 件 方 法
是在“ 置 ” 放 页面 给元 件 加 入 各 种 固定 约 束 ， 元 件 将
的元 件可 以 自由移 动 或旋 转 ， 样 装 配 的 元件 可 用 这 于运 动分 析 。
冲床等 主机 构 中 。 本 文基 于 Ｐ ｏ Ｅ平 台下 ， 该 机构 进 行 装 配及 ｒ／ 对 运 动仿 真 的相关 设 置 ， 不 考虑 模 型系 统 作 用力 的 在 情 况下 ， 机构进 行 运 动 分 析 ， 量 主 体位 置 、 对 测 速度 的改变 ， 查元 件之 间 的关 系 ， 出运动 轨迹 和包络 检 输 图 ， 出机 构运 动 的规律 和与设 计相 关 的重要 数据 ， 得 使 原来 在 二维 图样 上难 以表 达和设 计 的运动 变得非 常直 观和 易于修 改 ， 大简 化 了机 构 的设计 开 发过 大 程 ， 短 了开 发 周 期 ， 少 了开发 费 用 ， 高 了产 缩 减 提
中 图分 类 号 ： ９ ． ＴＰ ３ １ ９
文献标 志码 ： Ａ
ＺＨ ０ Ｕ ｉ ａ Ｐｅｘｉｎ
Ｍｏ ｉｎ Ａｎ ｌｓｓａ ｄ Ｅ ｌｔ ｎ ｏ ｈ ａ ｋ Ｓ ｉｅＭｅ ｈ ｎｓ ｂ ｓｄ ｏ ｒ ／ ｔｏ ａｙ ｉ ｎ ｍｕ ａｉ ｆｔ ｅＣｒｎ ｌ ｃ ａ ｉｍ ａ ｅ ｎ Ｐ ｏ Ｅ ｏ ｄ
品质 量 。
的 自由度减 少 到 ０ 因元 件 的位 置被 完 全 固定 ， 样 ， 这 装 配 的元件 不能 用 于运 动 分 析 ； 一种 装 配 元 件 的 另
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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：连接轴设置：打开“连接轴设置”对话框，使用此对话框可定义零参照、再生值以及连接轴的限制设置。
凸轮：打开“凸轮从动机构连接”对话框，使用此对话框可创建新的凸轮从动机构, 也可编辑或删除现有的凸轮从动机构。
槽：打开“槽从动机构连接”对话框，使用此对话框可创建新的槽从动机构，也可编辑或删除现有的槽从动机构。
齿轮：打开“齿轮副”对话框，使用此对话框可创建新的齿轮副，也可编辑、移除复制现有的齿轮副。
伺服电动机：打开“伺服电动机”对话框，使用此对话框可定义伺服电动机，也可编辑、移除或复制现有的伺服电动机。
执行电动机：打开“执行电动机”对话框，使用此对话框可定义执行电动机，也可编辑、移除或复制现有的执行电动机。
弹簧：打开“弹簧”对话框，使用此对话框可定义弹簧，也可编辑、移除或复制现有的弹簧。
阻尼器：打开“阻尼器”对话框，使用此对话框可定义阻尼器，也可编辑、移除或复制现有的阻尼器。
力/扭矩：打开“力/扭矩”(对话框，使用此对话框可定义力或扭矩。
也可编辑、移除或复制现有的力/扭矩负荷。
重力：打开“重力”对话框，可在其中定义重力。
初始条件：打开“初始条件”对话框，使用此对话框可指定初始位置快照，并可为点、连接轴、主体或槽定义速度初始条件。
质量属性：打开“质量属性”对话框，使用此对话框可指定零件的质量属性，也可指定组件的密度。
拖动：打开“拖动”对话框，使用此对话框可将机构拖动至所需的配置并拍取快照。
连接：打开“连接组件”对话框，使用此对话框可根据需要锁定或解锁任意主体或连接，并运行组件分析。
分析：打开“分析”对话框，使用此对话框可添加、编辑、移除、复制或运行分析。
回放：打开“回放”对话框，使用此对话框可回放分析运行的结果。
也可将结果保存到一个文件中、恢复先前保存的结果或输出结果。
测量：打开“测量结果”对话框，使用此对话框可创建测量，并可选取要显示的测量和结果集。
也可以对结果出图或将其保存到一个表中。
轨迹曲线：打开“轨迹曲线”对话框，使用此对话框生成轨迹曲线或凸轮合成曲线。
除了这些主要的菜单和工具外。
还有几个零散的菜单需要注意。
1.2.1“编辑”菜单在“编辑”菜单中与“机构”模块有关的菜单主要是：重定义主体：打开“重定义主体”对话框，使用此对话框可移除组件中主体的组件约束。
通过单击箭头选择零件后，对话框显示已经定义好的约束，元件和组建参照，设计者可以移除约束，重新指定元件或组件参照，如图1-6所示。
设置：打开“设置”对话框，使用此对话框可指定"机械设计"用来装配机构的公差，也可指定在分析运行失败时“机械设计”将采取的操作。
如是否发出警告声，操作失败时是否暂停运行或是继续运行等等，该配置有利于设计者高效率的完成工作。
如图1-7所示。
图1-6 重定义主体对话框图1-7 设置对话框1.2.2“视图”菜单在“视图”菜单中与“机构”模块有关的菜单主要是：加亮主体：以绿色显示基础主体。
显示设置：机构显示，打开“显示图元”对话框，使用此对话框可打开或关闭工具栏上某个图标的可见性。
去掉任何一个复选框前面的勾号，则该工具在工具栏上不可见。
图1-8 显示图元对话框1.2.3“信息”菜单：单击“信息”→“机构”下拉菜单，或在模型树中右键单击“机构”节点并选取“信息”，系统打开“信息”菜单，如图1-9所示。
使用“信息”菜单上的命令以查看模型的信息摘要。
利用这些摘要不必打开“机构”模型便可以更好地对其进行了解，并可查看所有对话框以获取所需信息。
在两种情况下，都会打开一个带有以下命令的子菜单。
选取其中一个命令打开带有摘要信息的 Pro/ENGINEER 浏览器窗口。
（1）摘要：机构的高级摘要，其中包括机构图元的信息和模型中所出现的项目数。
如图1-10 （2）详细信息：包括所有图元及其相关属性。
如图1-11所示。
（3）质量属性：列出机构的质量、重心及惯性分量。
如图1-12所示。
机构为“模型树”中每个“机械设计”图元都提供一个“信息”选项。
右键单击并为某个特定图元选中此选项后，会打开一个带有针对该图元的详细摘要的浏览器窗口。
图1-9 信息菜单中机构信息图图1-10 摘要信息图图1-11 详细信息图图1-12 质量属性信息图1.3机械设计模块的分析流程要进行机构运动仿真设计，必须遵循一定的步奏。
Pro/Engineer“机械设计”模块包括“机械设计运动”（运动仿真）和“机械设计动态”（动态分析）两部分，使用“机械设计”分析功能，可在不考虑作用于系统上的力的情况下分析机构运动，并测量主体位置、速度和加速度。
和前者不同的是“机械动态”分析包括多个建模图元，其中包括弹簧、阻尼器、力/力矩负荷以及重力。
可根据电动机所施加的力及其位置、速度或加速度来定义电动机。
除重复组件和运动分析外，还可运行动态、静态和力平衡分析。
也可创建测量，以监测连接上的力以及点、顶点或连接轴的速度或加速度。
可确定在分析期间是否出现碰撞，并可使用脉冲测量定量由于碰撞而引起的动量变化。
由于动态分析必须计算作用于机构的力，所以它需要用到主体质量属性。
两者进行分析时流程基本上一致：类型机械设计流程机械动态动流程创建模型定义主体生成连接定义连接轴置生成特殊连接定义主体指定质量属性生成连接定义连接轴设置生成特殊连接添加建模图元应用伺服电动机应用伺服电动机应用弹簧应用阻尼器应用执行电动机定义力/力矩负荷定义重力创建分析模型运行运动学分析运行重复组件分析运行运动学分析运行动态分析运行静态分析运行力平衡分析运行重复组件分析获得结果回放结果检查干涉查看测量创建轨迹曲线创建运动包络回放结果检查干涉查看定义的测量和动态测量创建轨迹曲线和运动包络创建要转移到 Mechanica 结构的负荷集表1.1 分析流程表1.4 机械设计运动分析详解了解了上面基本的分析过程后，下面通过具体的例子一步一步来进行具体的分析。
（1）将光盘文件复制到硬盘上，启动pro/engineer。
单击菜单“文件”→“设置工作目录”。
打开“选取工作目录”对话框工作，将目录设置为X：/example_1。
单击确定。
则系统工作在此目录下。
如图1-13所示。
（2）单击菜单“文件”→“新建”。
打开“新建”对话框，选择“组件”选项，将组件名改为asm。
去掉“使用缺省模版”复选框前面的勾号，单击“确定”按钮，系统打开“新文件选项”对话框，如图1-14所示。
(3) 在列表中选择mmns_asm_design为模板，单击确定。
（4）单击图标，打开“打开”对话框，如图1-15所示。
选取a.prt，单击“打开”按钮，系统弹出“元件放置”对话框。
单击按钮接受缺省约束放置，单击确定按钮。
这样系统自动定义此为基础主体。
如图1-16所示。
图1-13 选取工作目录对话框图1-14 新文件选项对话框图1-15 打开对话框图 1-16元件放置对话框图 1-16 元件放置后图（5）单击图标，打开“打开”对话框，选取b.prt，单击“打开”按钮，系统弹出“元件放置”对话框。
单击“连接”选项卡，对话框变成如图1-17所示，接受默认连接的名称为connnection_1，选择类型为销钉连接，按照图1-19选取a.prt的轴A1对齐b.prt的轴A1，平移选项选取轴端大端面和b.prt一个侧面，单击确定，完成后如图1-19所示。
在完成连接的过程中，可以通过如图1-20 所示的移动选项卡对话框调整机构位置。
可以平移，旋转元件到一定的位置。
便于观察和选取基准轴或面。
图1-17 连接中的轴对齐图图1-18 连接中的平移图1.4.1连接的作用Pro/E提供了十种连接定义。
主要有刚性连接，销钉连接，滑动杆连接，圆柱连接，平面连接，球连接焊接，轴承，常规，6DOF（自由度）。
最后两种是野火2.0新增加的。
连接与装配中的约束不同，连接都具有一定的自由度，可以进行一定的运动接头连接有三个目的：◊定义“机械设计模块”将采用哪些放置约束，以便在模型中放置元件；◊限制主体之间的相对运动，减少系统可能的总自由度 (DOF)；◊定义一个元件在机构中可能具有的运动类型；1．销钉连接此连接需要定义两个轴重合，两个平面对齐，元件相对于主体选转，具有一个旋转自由度，没有平移自由度。
如图示图 1-21 销钉连接示意图2．滑动杆连接滑动杆连接仅有一个沿轴向的平移自由度，滑动杆连接需要一个轴对齐约束，一个平面匹配或对齐约束以限制连接元件的旋转运动，与销连接正好相反，滑动杆提供了一个平移自由度，没有旋转自由度。
图 1-22 滑动杆连接示意图3．圆柱连接连接元件即可以绕轴线相对于附着元件转动，也可以沿着轴线相对于附着元件平移，只需要一个轴对齐约束，圆柱连接提供了一个平移自由度，一个旋转自由度。