catia-第8讲_运动机构模拟解析

8.3.1 旋转接头（Revolute Joint） 通过旋转接头，可以让两个零件绕着一轴转动，这两个 零件在结合处必须各有一个轴线及一个与轴线正交的平面。 将两零件的轴线重合，设置两平面间的距离后，即成为具有 一个旋转自由度的旋转接头。 单击图标 ，弹出创建旋转接头对话框，内容如下： （ 1 ） Mechanism ： 接 头 隶 属 于 哪 一 个 运 动 机 构 ， 可 通 过”New Mechanism“按钮新建一个运动机构； （2）Joint Name：接头名称； （3）Line 1：第一个杆件的轴线；
8.3.6 平面接头（Planar Joint） 通过平面接头，可以让两个零件沿某平面相互移动，这 两个零件各有一个平面相结合，成为具有两个平移自由度的 平面接头。 单击图标 ，弹出创建平面接头对话框，内容如下： （ 1 ） Mechanism ： 接 头 隶 属 于 哪 一 个 运 动 机 构 ， 可 通 过”New Mechanism“按钮新建一个运动机构； （2）Joint Name：接头名称； （3）Plane 1：第一个杆件的平面； （4）Plane 2：第二个杆件的平面。
此接头不提供外部驱动功能，仅作
为杆件的连接。
8.3.14 齿轮接头（Gear Joint） 齿轮接头是以虚拟方式，利用圆盘代表齿轮，手动设置 减速比、旋转方向。不需要绘制齿轮模型即可进行仿真。齿 轮接头由两个旋转接头构成，每个旋转接头皆有一个固定转 轴与转动圆盘，圆盘间不一定需要相接触，两圆盘大小与齿 轮减速比亦无关系。 单击图标 ，弹出创建齿轮接头对话框，内容如下： （ 1 ） Mechanism ： 接 头 隶 属 于 哪 一 个 运 动 机 构 ， 可 通 过”New Mechanism“按钮新建一个运动机构； （2）Joint Name：接头名称；
此接头不提供外部驱动功能，仅作为杆件的连接。
8.3.7 刚体接头（Planar Joint） 通过刚体接头，可以使两个零件成为一个刚体，成为刚 体后，两零件彼此间相对位置将不改变。 单击图标 ，弹出创建刚体接头对话框，内容如下：
（ 1 ） Mechanism ： 接 头 隶 属 于 哪 一 个 运 动 机 构 ， 可 通 过”New Mechanism“按钮新建一个运动机构；
8.2 运动机构模拟环境 运动机构模拟通过DMU模块实现。选择菜 单 【Start】【Digital Mockup】【DMU Kinematics 】进入运动机构模拟环境。 如果进入前处于产品（Product）环境下， 则自动将模型导入到运动机构模拟环境下， 如果进入前处于其它环境（如 Part 、 Draft 等），则新建一个 CATProduct 文件，用户可 以将已有的子产品或部件插入到新建的产品 中。
销轴心位置，可设置与某个旋转轴正交或
自定义。 此接头不提供外部驱动功能，仅作
为杆件的连接。
8.3.13 CV接头（CV Joint） CV接头由两个万向接头所构成，可以传递旋转运动，且 输入的转轴需与输出转轴平行。 单击图标 ，弹出创建CV接头对话框，内容如下： （ 1 ） Mechanism ： 接 头 隶 属 于 哪 一 个 运 动 机 构 ， 可 通 过”New Mechanism“按钮新建一个运动机构； （2）Joint Name：接头名称； （3）Spin 1：第一个杆件上的轴线； （4）Spin 2：第二个杆件上的轴线； （5）Spin 3：第三个杆件上的轴线。
（4）Line 2：第二个杆件的方向；
（5）Angle driven：旋转自由度是否为外部驱动；
（6）Length driven：平移自由度是否为外部驱动。
8.3.4 螺旋接头（Screw Joint） 通过螺旋接头，可以让两个零件绕一轴转动，并沿此轴 向移动，这两个零件在结合处必须各有一个轴线。将两零件 的轴线重合，即成为具有两个自由度（旋转与平移）的螺旋 接头，与圆柱接头不同，螺旋接头的移动距离与旋转圈数有 一定的关系（即截距， pitch ），每转动一圈两零件间的距 离会沿着轴方向移动一个截距。 单击图标 ，弹出创建螺旋接头对话框，内容如下： （ 1 ） Mechanism ： 接 头 隶 属 于 哪 一 个 运 动 机 构 ， 可 通 过”New Mechanism“按钮新建一个运动机构；
（4）Line 2：第二个杆件的方向；
（5）Plane 1：第一个杆件需对齐的平面；
（6）Plane 2：第二个杆件需对齐的平面； （7）Length driven：是否为外部驱动接头。
8.3.3 圆柱接头（Cylindrical Joint） 通过圆柱接头，可以让两个零件绕一轴转动，并沿此轴 向移动，这两个零件在结合处必须各有一个轴线。将两零件 的轴线重合，即成为具有两个自由度（旋转与平移）的圆柱 接头，这两个自由度各自独立，互不影响。 单击图标 ，弹出创建圆柱接头对话框，内容如下： （ 1 ） Mechanism ： 接 头 隶 属 于 哪 一 个 运 动 机 构 ， 可 通 过”New Mechanism“按钮新建一个运动机构； （2）Joint Name：接头名称； （3）Line 1：第一个杆件的方向；
8.3 运动机构创建 创建运动接头（Joint）是进行数字模型运动分 析的首要步骤。本单元共提供 17 种接头，可以模拟 大部分机构的运动方式，这些接头共分成四大类， 分别是： •实体接头：由实体零件所构成的接头。
•几何接头：利用几何图形（点、曲线、曲面）间的 关系所创建的接头。
•复合接头：为多自由度的运动接头，可以利用虚拟 的约束条件创建接头，不需要实际的几何关系。 •坐标对齐：利用对其坐标轴方式创建接头。
8.3.10 滚动曲线接头（Roll Curve Joint） 通过滚动曲线接头，可以让两个相切的曲线相互滚动， 两曲线分别位于不同的零件上，如此零件即可沿着曲线路径 滚动。使用此接头时，两曲线必须相切，因此需要先进行好 组装，再使用此接头。 单击图标 ，弹出创建滚动曲线接头对话框，内容如下： （ 1 ） Mechanism ： 接 头 隶 属 于 哪 一 个 运 动 机 构 ， 可 通 过”New Mechanism“按钮新建一个运动机构； （2）Joint Name：接头名称； （3）Curve 1：第一个杆件上的曲线； （4）Curve 2：第二个杆件上的曲线； （5）Length driven：是否为外部驱动。
8.3.11 点-曲面接头（Point Surface Joint） 通过点 - 曲面接头，可以让让一个点在曲面上移动，点 与曲面分别位于不同的零件上，如此零件（点）即可沿着曲 面移动。使用此接头时，点必须位于曲面上，因此需要先进 行好组装，再使用此接头。 单击图标 ，弹出创建点-曲面接头对话框，内容如下： （ 1 ） Mechanism ： 接 头 隶 属 于 哪 一 个 运 动 机 构 ， 可 通 过”New Mechanism“按钮新建一个运动机构； （2）Joint Name：接头名称； （3）Surface 1：第一个杆件上的曲面； （4）Point 1：第二个杆件上的点。 此接头不提供外部驱动功能，仅作 为杆件的连接。
运动机构模拟
航空学院 2009-2
目录
8.1 8.2 8.3 8.4 概述 运动机构模拟环境 运动机构创建 动态仿真
8.1 概述 对于产品的数字模型而言，进行准确的 运动状态分析，是十分基本且重要的功能。 在 数 字 模 型 运 动 机 构 模 拟 中 （ DMU Kinematics ）单元中，用户可以依照运动学 原理，通过约束自由度的方式，建立机构， 并且分析机构的运动状态与移动轨迹。 此单元中提供数种基本的接头（Joint）， 共用户建立机构，并且可以进行动态仿真， 记录运动情形，制作成影片播放。
8.3.12 万向接头（Unive百度文库sal Joint） 万向接头使用一个虚拟的销连接两杆件，可以传递旋转 运动，与旋转接头的区别是两杆件的轴心可以不重合。 单击图标 ，弹出创建万向接头对话框，内容如下： （ 1 ） Mechanism ： 接 头 隶 属 于 哪 一 个 运 动 机 构 ， 可 通 过”New Mechanism“按钮新建一个运动机构； （2）Joint Name：接头名称； （3）Spin 1：第一个杆件上的轴线； （4）Spin 2：第二个杆件上的轴线； （5）Cross-pin axis direction：连接
（2）Joint Name：接头名称；
（3）Line 1：第一个杆件的轴线；
（4）Line 2：第二个杆件的轴线； （5）Angle driven：旋转自由度是否为外部驱动；
（6）Length driven：平移自由度是否为外部驱动；
（7）Pitch：截距，代表旋转一轴前进的距离，mm。
8.3.5 圆球接头（Spherical Joint） 通过圆球接头，可以让两个零件绕一圆心转动，这两个 零件在结合处必须各有一个圆心。将两零件的圆心重合，即 成为具有三个旋转自由度的圆球接头，此三自由度各自独立， 互不影响。 单击图标 ，弹出创建圆球接头对话框，内容如下： （ 1 ） Mechanism ： 接 头 隶 属 于 哪 一 个 运 动 机 构 ， 可 通 过”New Mechanism“按钮新建一个运动机构； （2）Joint Name：接头名称； （3）Point 1：第一个杆件的圆心； （4）Point 2：第二个杆件的圆心； 此接头不提供 外部驱动功能，仅 作为杆件的连接！
（2）Joint Name：接头名称；
（3）Part 1：第一个杆件；
（4）Part 2：第二个杆件。 此接头不提供外部驱动功能，仅作为杆件的连接。
8.3.8 点-曲线接头（Point Curve Joint） 通过点 - 曲线接头，可以让一个点沿着某曲线移动，点 与曲线分别位于不同的零件上，如此零件（点）即可沿着曲 线路径移动。设置此接头时，点必须位于曲线上，因此需要 先进行好组装，再使用此接头。 单击图标 ，弹出创建点-曲线接头对话框，内容如下： （ 1 ） Mechanism ： 接 头 隶 属 于 哪 一 个 运 动 机 构 ， 可 通 过”New Mechanism“按钮新建一个运动机构； （2）Joint Name：接头名称； （3）Curve 1：第一个杆件上的曲线； （4）Point 1：第二个杆件上的点； （5）Length driven：是否为外部驱动。
（4）Line 2：第二个杆件的轴线；
（5）Plane 1：第一个杆件需对齐的平面；
（6）Plane 2：第二个杆件需对齐的平面； （7）Null Offset/Offset：两平面的重合/偏移值；
（ 8 ）如果选中 Centered ，则需再选择 Plane 3 和 Plane 4 ， 其中 Plane 3 为第一个杆件上的平面， Plane 4 为第二个杆 件上的平面，最终两杆件相对位置确定为 Plane 1和Plane 3 的中值面和Plane 2和Plane 4的中值面重合的位置；
8.3.9 滑动曲线接头（Slide Curve Joint） 通过滑动曲线接头，可以让两个相切的曲线相互滑动， 两曲线分别位于不同的零件上，如此零件即可沿着曲线路径 移动。使用此接头时，两曲线必须相切，因此需要先进行好 组装，再使用此接头。 单击图标 ，弹出创建滑动曲线接头对话框，内容如下： （ 1 ） Mechanism ： 接 头 隶 属 于 哪 一 个 运 动 机 构 ， 可 通 过”New Mechanism“按钮新建一个运动机构； （2）Joint Name：接头名称； （3）Curve 1：第一个杆件上的曲线； （4）Curve 2：第二个杆件上的曲线。 此接头不提供外部驱动功能，仅作 为杆件的连接。
（9）Angle driven：是否为外部驱动接头。
8.3.2 滑动接头（Prismatic Joint） 通过滑动接头，可以让两个零件沿着平行某平面的一个 方向进行平移，这两个零件在结合处必须各有一个平面及一 个平行于平面的方向。将两零件的平面与移动方向重合，即 成为具有一个平移自由度的滑动接头。 单击图标 ，弹出创建滑动接头对话框，内容如下： （ 1 ） Mechanism ： 接 头 隶 属 于 哪 一 个 运 动 机 构 ， 可 通 过”New Mechanism“按钮新建一个运动机构； （2）Joint Name：接头名称； （2）Line 1：第一个杆件的方向；