CREO 机构的运动仿真与分析

3．选项说明
“回放”对话框中的选项含义见表
选项
含义
播放当前结果集。
保存结果集，可在当前或以后的进程中检索此文件，以回放结果或计算测量值，保存为 pbk文件。
表示从磁盘中恢复结果集。
表示删除选中的结果集。
导出结果集，将信息导出到.fra文件。
“碰撞检测设 置”按钮
创建运动包络，表示机构在分析期间一个或多个元件的运动范围。单击此按钮，弹出 “创建运动包络”对话框，如图11-14所示。
11.3 动力学仿真与分析
11.3.1 质量属性的定义
1．执行方式 单击“机构”功能区“属性和条件”面板中的“质量属性”按钮 2．操作步骤 （1）执行上述方式后，系统弹出“质量属性”对话框。 （2）选择参考类型中“零件”、“组件”或“主体”中的一项，选择参考 类型后在绘图窗口中选择对应的参考（可在模型树中选择），单击“选择” 对话框中的“确定”按钮 （3）选择“定义属性”中“默认”、“密度”和“质量属性”中的一项， 编辑“基本属性”、“重心”和“惯量”等设置项，单击“确定”按钮， 完成质量属性的定义。
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。
（a）
（b）
（4）单击“机构”功能区“属性和条件”面板中的“质量属性”按钮，系 统弹出“质量属性”对话框。选择“huakuai.prt”元件，在“定义属性” 下拉列表中选择“密度”选项，并设置其密度为7.8e-9，单击“确定”按 钮。 （5）单击“机构”功能区“分析”面板中的“机构分析”按钮，系统弹出 “分析定义”对话框。在“类型”下拉列表中选择“动态”选项，在 “Duration”(持续时间)输入框中输入20，其它的参数接受默认值。 （6）单击“运行”按钮，可以看到滑块做加速运动。单击“确定”按钮， 完成模型的分析。 （7）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，保存分析结果到指 定的位置。 （8）在“回放”对话框中单击按钮，系统弹出“动画”对话框，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，并在“名称”输入 框中输入视频名称“110303.mpg”，单击“确定”按钮，然后在“捕获” 对话框中单击“确定”按钮，生成mpg视频文件。
（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。
模为力或力矩的大小，用函数来控制。函数的类型有以下几种
常量 表 用户定义
将模指定为常数值。
利用两列表格中的值生成模。第一列包含自变量x的值，它可与时间或 测量有关。第二列包含因变量的值，它表示力/扭矩的模。
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。
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。
3．选项说明
选项 “模”选项组 “方向”方向
含义 指重力的大小。 指重力的方向，系统默认的方向是Y轴的负方向。
11.3.3 力与扭矩
1．执行方式 单击“机构”功能区“插入”面板中的“力与扭矩”按钮 2．操作步骤 （1）打开文件，如图所示。然后进入运动仿真模块。
（2）执行上述方式后，系统弹出“力/力矩定 义”对话框。单击“类型”下拉列表，选择 “点力”，并且选择“huakuai.prt”上的PNT0 基准点。 （3）定义力的模与方向，选择“模”下拉列表 中的“常数”选项，在“常数”输入框中输入 模的大小为0.05，如图（a）所示。单击对话框 中的“方向”按钮，弹出“方向”选项卡，在 “定义方向”下拉列表中选择“键入的方向” 选项，X和Z方向输入0，Y输入1，勾选“基础” 选项，如图（b）所示，单击“确定”按钮，完 成力的定义。
3．选项说明
选项
“类型” 下拉列表
“函数” 下拉列表
“方向” 选项卡
含义
选择力与力矩的类型。
点力
选择主体上的一点和另一点或顶点作为参考图元。
主体扭矩
为通过质心的扭矩选择主体作为参考图元。
点对点力
选择位于不同主体上的两点或顶点作为参考图元而建立起来的一对作 用力和反作用力。力为负时两点相互吸引；力为正时两点相互排斥。
指定结果集回放中是否包含冲突检测，包含多少以及回放如何显示冲突检测。
“动画”对话框中的选项含义见表
选项 “帧”滑动条 “速度”滑动条
含义 拖动进度条上的滑块可以表示某一位置上的帧。 拖动进度条上的滑块可以调节动画播放的速度。 表示向后播放动画。 表示停止播放动画。 表示向前播放动画。 表示重置动画到开始。 表示显示前一帧。 表示显示后一帧 表示重复循环动画。 表示在结束时反转方向； 表示生成mpg格式的视频文件。
3．选项说明
选项 “参考类型”下拉列表 “定义属性”下拉列表 “惯量”选项组
含义
零件
可在组件中选择任意零件（包括子组件的元件零件）以指定或查看 其质量属性。
装配
可从图形窗口或模型树选择元件子组件或顶级组件。
主体
可以查看选定主体的质量属性，但不能对其进行编辑。
选择定义质量属性的方法。
默认
对于所有三种参考类型，此选项会使所有输入字段保持非活动状态。
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
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。
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
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。
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。
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