CREO 机构的运动仿真与分析讲课稿

其常用函数的具体含义如下表
函数类型 常数 斜坡
余弦
摆线 抛物线
多项式
公式 y=A y=A+B*t
y=A*cos（2*Pi*t/T+B）+C
y=L*t/TL*sin(2*Pi*t/T)/2*Pi y=A*t+1/2B(t2)
y=A+B*t+C+t2+D*t3
含义 位置、速度、加速度恒定 位置、速度、加速度随时间线性变化
2．运动仿真与分析的一般过程 （1）创建约束：进入装配界面，对对象机构创建必要的固定元件、以及各构 件间的约束，并且检测机构的相关自由度是否符合要求。（此部分内容，已 在第6章详细陈述，故在此章节省略） （2）参数设置：在动力学里需要定义质量属性、重力、弹簧、阻尼器等力学 因素。 （3）添加动力源：为机构添加动力源，如伺服电动机、执行电动机等，为机 构的仿真做准备。
3．选项说明
选项
含义
“主体拖动”按钮
将主体拖动到关键的位置。默认的情况下，主体可以被自由地拖动， 也可以定义主体沿某一方向拖动。
“快照”按钮
拍下当前位置的快照。
“显示快照”按钮
显示指定的当前快照。
“删除快照”
如果不满意所拍得的快照，可以选定指定的快照后，单击此按钮，删 除快照。
11.2.3 机构分析与定义
“规范”选项组
设置电动机的位置、速度、加速度，可分别设置电动机的运动形式
“模”选项组 “图形”选项组
可以指定“模”的函数及参数，指定伺服电动机的位置、速度、加速 度的变化形式。常用函数的具体含义如下表11-2所示。
图形来表示位置、速度、加速度的变化，勾选“在单独图形中”复选 框，则一个图形表示一项参数量，否则一个图形表示多个参数量。
第11章 机构的运动仿真与分析
11.1 概述
1．模块简介 机构运动分析（Mechanism）模块是Creo Parametric 2.0中一个功能强大的模块。 该模块集运动仿真和机构分析于一身，可将已有的机构根据设计意图定义各构件 间的运动副、设置动力源，进行机构运动仿真，并能检查干涉以及测量各种机构 中需要的参数等。这样，大大提高了设计产品的效率以及可靠性。 运动学和动力学是运动仿真与分析中常用到的两个重点内容，运动学运用几何学 的方法来研究物体的运动，不考虑力和质量等因素的影响，即机构在不受力情况 下运动；而物体运动和力的关系，则是动力学的研究内容，即机构在受力情况下 运动。本章将分为运动学和动力学两种情况进行功能介绍，主要内容为添加动力 源、设置初始条件、机构分析与定义以及仿真结果测量与分析。
11.2 运动学仿真与分析
11.2.1 伺服电动机的定义
1．执行方式 单击“机构”功能区“插入”面板中的“ 伺服电动机”按钮 2．操作步骤 （1）打开文件。 （2）单击“应用”功能区“运动”面板中 的“机构”按钮，进入运动仿真模块。 （3）执行上述方式后系统弹出“伺服电动 机定义”和“选择”对话框。 （4）在“从动图元”中选择“运动轴”， 在绘图窗口中选择如图所示的 “Connection_4.axis_1”作为运动轴。
选择此轴
（5）单击“轮廓”选项卡，在“规范”下拉列表中选择“速度”选项，“模” 下拉列表中选择“常数”选项，在A输入框中输入速度值“500”，在“图形” 选项组中选中“位置”、“速度”、“加速度”，如图所示，单击“图形”中 的按钮，系统弹出“图形工具”对话框，如图所示，观察完后单击“关闭”按 钮，单击“确定”按钮，完成伺服电动机的定义，如图所示。
11.2.4 分析结果的查看
1．执行方式 单击“机构”功能区“分析”面板中的“回放”按钮 2．操作步骤 （1）打开文件，进入运动仿真模块。 （2）单击“机构树”下的前面的三角符号，在下拉列表的命令处右击鼠标， 在弹出的快捷菜单中单击“运行”命令，机构运行停止后单击“机构”功能 区“分析”面板中的“回放”按钮，系统弹出“回放”对话框。单击“回放” 对话框中的“保存”按钮，在指定的位置保存分析结果。 （3）单击对话框中的“碰撞检测设置”按钮，在弹出的“碰撞检测设置”对 话框中选中“无碰撞检测”按钮，单击“确定”按钮。 （4）在“回放”对话框中单击“回放”按钮，系统弹出“动画”对话框，单 击对话框中的，播放绘图窗口中的机构运动。 （5）机构播放结束后，单击对话框中的“捕获”按钮，系统弹出“捕获”对 话框，单击对话框中的“浏览”按钮，系统弹出“保存副本”对话框，指定 保存位置，“名称”输入框中输入视频名称“clcd.mpg” ，单击“确定”按 钮，然后在“捕获”对话框单击“确定”按钮，生成mpg视频文件。
1．执行方式 单击“机构”功能区“运动”面板中的“拖动” 按钮 2．操作步骤 （1）打开文件，然后进入仿真环境。 （2）执行上述方式，系统弹出“拖动”对话框和 “选择”对话框，如图所示。 （3）把模型调整到如图所示的位置，单击“快照” 按钮，单击“选择”对话框中的“确定”按钮， 单击“拖动”对话框中的“关闭”按钮，完成初 始位置快照的定义。
（4）设置初始条件：运用“快照”功能设置机构的起始位置。 （5）机构分析与定义：进行运动分析，设置运动仿真的运行时间、帧数、电 动机的运行时间以及外部载荷等因素。 （6）仿真结果测量与分析：演示机构的运动，进行碰撞等相关检测，并根据 之前的数据，将机构的运动用图片或影片的形式展示，而且可以测量机构的 仿真结果。
伺服电动机
3．选项说明 “伺服电动机定义”对话框中的选项含义见表
选项 “类型”选项卡
含义
“运动轴”单选钮
用于沿某一方向明确定义的运动，选择的运动轴可以为移动轴、旋转 轴或者由槽连接建立起的槽轴。
“几何单选钮
通过指定模型中的几何图元建立运动过程，用于创建复杂的三维运动。
设置伺服电动机的运动类型
“轮廓”选项卡
1．执行方式 单击“机构”功能区“分析”面板中的“机构分析”按钮 2．操作步骤 （1）打开文件，然后进入仿真环境。 （2）执行上述方式后，系统弹出“分析定义”对话框。 （3）接受默认的分析定义的名称，在“类型”复选框中选择“运动学”， 选择“长度与帧频”，“开始时间”输入0，“终止时间”输入10，“帧频” 输入10，选中“快照”选项，将“snapshot1”定为初始位置。 （4）单击“运行”按钮，可以看到两幅齿轮都运动起来，单击“确定”按 钮，完成模型的分析。
位置、速度、加速度随时间呈余弦变化
用于模拟一个凸轮轮廓输出 模拟电动机轨迹
用于一般的电动机轮廓
参数
A=常量 A=常量 B=斜率 A=振幅 B=相位 C=偏移量 T=周期 L=总上升量 T=周期 A=线性系数 B=二次项系数 A=常数项 B=线性项系数 C=二次项系数 D=三次项系数
11.2.2 初始条件设置