UG運(yùn)動分析教程(中文版)運(yùn)動仿真

1、運(yùn)動仿真本章主要內(nèi)容：z 運(yùn)動仿真的工作界面 z 運(yùn)動模型管理z 連桿特性和運(yùn)動副z 機(jī)構(gòu)載荷z 運(yùn)動分析9.1 運(yùn)動仿真的工作界面本章主要介紹 UG/CAE 模塊中運(yùn)動仿真的功能。運(yùn)動仿真是UG/CAE ( Computer AidedEngin eeri ng)模塊中的主要部分，它能對任何二維或三維機(jī)構(gòu)進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)動學(xué)分析、動力 分析和設(shè)計仿真。 通過 UG/Modeling 的功能建立一個三維實(shí)體模型， 利用 UG/Motion 的功能 給三維實(shí)體模型的各個部件賦予一定的運(yùn)動學(xué)特性，再在各個部件之間設(shè)立一定的連接關(guān)系 既可建立一個運(yùn)動仿真模型。 UG/Motion 的功能可以對運(yùn)動機(jī)構(gòu)進(jìn)

2、行大量的裝配分析工作、 運(yùn)動合理性分析工作，諸如干涉檢查、軌跡包絡(luò)等，得到大量運(yùn)動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動參數(shù)。通過對 這個運(yùn)動仿真模型進(jìn)行運(yùn)動學(xué)或動力學(xué)運(yùn)動分析就可以驗(yàn)證該運(yùn)動機(jī)構(gòu)設(shè)計的合理性，并且 可以利用圖形輸出各個部件的位移、坐標(biāo)、加速度、速度和力的變化情況，對運(yùn)動機(jī)構(gòu)進(jìn)行 優(yōu)化。運(yùn)動仿真功能的實(shí)現(xiàn)步驟為：1建立一個運(yùn)動分析場景；2進(jìn)行運(yùn)動模型的構(gòu)建，包括設(shè)置每個零件的連桿特性，設(shè)置兩個連桿間的運(yùn)動副和 添加機(jī)構(gòu)載荷；3進(jìn)行運(yùn)動參數(shù)的設(shè)置，提交運(yùn)動仿真模型數(shù)據(jù)，同時進(jìn)行運(yùn)動仿真動畫的輸出和運(yùn) 動過程的控制； 4運(yùn)動分析結(jié)果的數(shù)據(jù)輸出和表格、變化曲線輸出，人為的進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動特性的分析。9.1.1 打開

3、運(yùn)動仿真主界面在進(jìn)行運(yùn)動仿真之前，先要打開 UG/Motion (運(yùn)動仿真)的主界面。在 UG 的主界面中 選擇菜單命令【Application】宀【Motion】，如圖9-1所示。ApplicatioQ Window tlelpModeing.aCtrl+MShape 和如.Drafting.ManJiCturirig.Ctrl+Afc+MtrurtureSi.-Moldflow Part Adviser.Motion. iSheet MetalMoldWzardRoubng#Wire Harnfrss.n# AssembyesCtrl+M+WGateway.,Ctrl+WUser Inte

4、rface Styfer.,.圖9-1打開UG/Motion操作界面選擇該菜單命令后，系統(tǒng)將會自動打開UG/Motion的主界面，同時彈出運(yùn)動仿真的工具欄。9.1.2運(yùn)動仿真工作界面介紹點(diǎn)擊Application/Motion后UG界面將作一定的變化，系統(tǒng)將會自動的打開UG/Motion的主界面。該界面分為三個部分：運(yùn)動仿真工具欄部分、運(yùn)動場景導(dǎo)航窗口和繪圖區(qū)，如圖9-2所示。圖9-2 UG/Motion 主界面運(yùn)動仿真工具欄部分主要是UG/Motion各項(xiàng)功能的快捷按鈕，運(yùn)動場景導(dǎo)航窗口部分主要是顯示當(dāng)前操作下處于工作狀態(tài)的各個運(yùn)動場景的信息。運(yùn)動仿真工具欄區(qū)又分為四個模 塊：連桿特性和運(yùn)動

5、副模塊、載荷模塊、運(yùn)動分析模塊以及運(yùn)動模型管理模塊，如圖9-3所示。Force Object載荷模塊Motion Analysis局慮4翼瞬"運(yùn)動分析模塊Mcidwl PriepMHaticm麻t裁匕 護(hù)I少遢 例十運(yùn)動模型管理模塊圖9-3四個運(yùn)動仿真工具欄區(qū) 運(yùn)動場景導(dǎo)航窗口顯示了文件名稱，運(yùn)動場景的名稱、類型、狀態(tài)、環(huán)境參數(shù)的設(shè)置以 及運(yùn)動模型參數(shù)的設(shè)置，如圖 9-4所示。運(yùn)動場景是 UG運(yùn)動仿真的框架和入口，它是整個 運(yùn)動模型的載體，儲存了運(yùn)動模型的所有信息。同一個三維實(shí)體模型通過設(shè)置不同的運(yùn)動場 景可以建立不同的運(yùn)動模型，從而實(shí)現(xiàn)不同的運(yùn)動過程，得到不同的運(yùn)動參數(shù)。圖9-4運(yùn)

6、動場景導(dǎo)9.2運(yùn)動模型管理打開UG/Motion的主界面之后，將會彈出運(yùn)動模型管理工具欄，如圖9-5所示。-i.i itit i-運(yùn)甯列莒E 標(biāo)憂首 幾邀寸編輯運(yùn)秀程 編輯仿真對舉9-5本節(jié)將對工具欄中的各個選項(xiàng)進(jìn)行說明。9.2.1場景導(dǎo)航窗口1.運(yùn)動場景的建立在進(jìn)行運(yùn)動仿真之前必需建立一個運(yùn)動模型，而運(yùn)動模型的數(shù)據(jù)都存貯在運(yùn)動場景之中,所以運(yùn)動場景的建立是整個運(yùn)動仿真過程的入口。利用UG/Modeling的功能建立了一個三維實(shí)體模型時必需將該模型設(shè)為一個運(yùn)動可控模 型（Master Model），完成幾何模型的創(chuàng)建之后，選擇【 Application】宀【Motion】菜單項(xiàng), 彈出運(yùn)動場景

7、導(dǎo)航窗口，該模型將自動的顯示于運(yùn)動場景導(dǎo)航窗口中，選種該模型按右鍵將 彈出一快捷菜單，如圖9-6所示。圖9-6彈岀快捷菜單如果在進(jìn)入運(yùn)動仿真界面后，運(yùn)動場景導(dǎo)航窗口沒有相應(yīng)的打開，用戶可以在運(yùn)動模型工具欄中單擊按鈕丄丄Scenario Navigator （場景導(dǎo)航），系統(tǒng)將會自動打開運(yùn)動場景導(dǎo)航窗口。 在模型的右鍵快捷菜單中選擇New Scenario菜單項(xiàng)，將建立一個新的運(yùn)動場景，默認(rèn)名稱為Seenario_1，類型為Motion，運(yùn)動仿真環(huán)境為靜態(tài)動力學(xué)仿真（ Statics & Dynamics），該信息將顯示在運(yùn)動場景導(dǎo)航窗口中，并且運(yùn)動仿真各運(yùn)動仿真工具欄項(xiàng)將變?yōu)榭刹僮鞯臓?/p>

8、態(tài)，如圖9-7所示。圖9-7建立一個新場景運(yùn)動場景建立后便可以對三維實(shí)體模型設(shè)置各種運(yùn)動參數(shù)了，在該場景中設(shè)立的所有的 運(yùn)動參數(shù)都將存儲在該運(yùn)動場景之中，由這些運(yùn)動參數(shù)所構(gòu)建的運(yùn)動模型也將以該運(yùn)動場景為載體進(jìn)行運(yùn)動仿真。重復(fù)該操作可以在同一個Master Model下設(shè)立各種不同的運(yùn)動場景,包含不同的運(yùn)動參數(shù)，實(shí)現(xiàn)不同的運(yùn)動。2 運(yùn)動場景的編輯運(yùn)動場景建立后可以對它進(jìn)行一定的編輯，包括運(yùn)動場景的重命名（Rename）、刪除（Delete）和復(fù)制（Clone ）。1）運(yùn)動場景的重命名選種某一運(yùn)動場景，單擊鼠標(biāo)右鍵將彈出一快捷菜單，如圖9-8所示。圖9-8彈岀運(yùn)動場景快捷菜單選擇快捷菜單中的 Re

9、n ame菜單項(xiàng)后，運(yùn)動場景導(dǎo)航窗口中的場景名稱將自動變?yōu)榭删?輯的狀態(tài)，如圖9-9所示。在該對話框中鍵入新的運(yùn)動場景名稱應(yīng)用后既可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動場景的 重命名。Hame t|J IgMaster空竺空丄匚mStaUcs &JDynamics圖9-9運(yùn)動場景的重命名2）運(yùn)動場景的刪除選擇快捷菜單中的 Delete菜單項(xiàng)既可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動場景的刪除。3）運(yùn)動場景的復(fù)制選擇快捷菜單中的 Clone菜單項(xiàng)既可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動場景的復(fù)制，復(fù)制后的運(yùn)動場景與原來的運(yùn)動場景的各個參數(shù)都相同，如圖9-10所示，通過分別選擇【seenario_1】f【Clone,scenario_2】 t【Clone, seenario

10、_3】【Clone】菜單項(xiàng)新建了三個與 seenario_1各項(xiàng)參數(shù)都相同的運(yùn)動 場景，分別默認(rèn)為 seenario_2、seenario_3 seenario_4。Scenario WaviaatorNameI TypeStasisEnvironmentM13303 i：-：曰Maser丸 enario_lMotion；匚enario 3sceriario 4MotionMotionStatics & DynamicsStatics & DynamicsStatics & Dynamicsnformator* E埒wt3.運(yùn)動場景參數(shù)的設(shè)置和信息的輸出10運(yùn)動場景的b

11、ztxw1）運(yùn)動場景環(huán)境參數(shù)的設(shè)置選種某一運(yùn)動場景，單擊鼠標(biāo)右鍵將彈出一快捷菜單，選擇Environment菜單項(xiàng)將彈出【運(yùn)動仿真環(huán)境類型設(shè)置】對話框，如圖 9-11所示。1嘆1ApplyC'snc：«lPynaroc圖9-11運(yùn)動仿真環(huán)境類型設(shè)置 該對話框中的各個選項(xiàng)說明如下：zKinematics :z Statics Dyn amics：通過不同的選擇可以將運(yùn)動仿真環(huán)境設(shè)置為運(yùn)動學(xué)仿真或者是靜態(tài)動力學(xué)仿真。2）運(yùn)動場景信息的輸出選種某一運(yùn)動場景，單擊鼠標(biāo)右鍵將彈出一快捷菜單，選擇【In formation】f【MotionConn ecti ons】菜單項(xiàng)將彈出顯示運(yùn)動

12、模型各項(xiàng)參數(shù)的設(shè)置的圖文框，它記載了運(yùn)動模型所有 的參數(shù)，如圖9-12所示。Infarmabon I Matlon ConnectionsExport圖9-13彈出運(yùn)動模型參數(shù)設(shè)置圖文框圖 9-12 選擇【Information 】f【Motion Connections】菜單項(xiàng) 彈出的運(yùn)動模型參數(shù)設(shè)置圖文框如圖9-13所示。9.2.2編輯模型幾何尺寸在建立了一個運(yùn)動場景之后，用戶仍然可以對運(yùn)動場景中幾何體的尺寸進(jìn)行修改。在UG/Motion運(yùn)動模型管理工具欄中選擇圖標(biāo)，系統(tǒng)將會自動打開一個【幾何模型尺寸 編輯】對話框，如圖9-14所示。Modell P覽 puration幾何模型特征列表特征

13、養(yǎng)數(shù)表達(dá)方式il>-valu»-0.100000持征養(yǎng)數(shù)數(shù)值持征參數(shù)義達(dá)式” |0_ 1血禹fxw圖9-14【幾何模型尺寸編輯】對話框在該對話框幾何模型特征列表中選中某一特征后，其各種特征參數(shù)表達(dá)式將在特征參數(shù) 列表中相應(yīng)的顯示，而在特征參數(shù)列表中選中該特征的某一參數(shù)時，其表達(dá)式和值將會相應(yīng) 的在下部顯示，此時用戶可以對該表達(dá)式的值進(jìn)行編輯。在特征參數(shù)數(shù)值文本輸入框中輸入 新的特征參數(shù)后，按回車鍵，同時該對話框中的Apply按鈕被激活，單擊 Apply既可完成該操作，從而改變模型的幾何外形。9.3連桿特性和運(yùn)動副利用UG/Modeling的功能建立了一個三維實(shí)體模型后，并不能直

14、接將各個部件按一定的 連接關(guān)系連接起來，必需給各個部件賦予一定的運(yùn)動學(xué)特性，即讓其成為一個可以與別的有 著相同的特性的部件之間相連接的連桿構(gòu)件（Link）。同時，為了組成一個能運(yùn)動的機(jī)構(gòu)，必需把兩個相鄰構(gòu)件（包括機(jī)架、原動件、從動件）以一定方式聯(lián)接起來，這種聯(lián)接必需是可動連接，而不能是無相對運(yùn)動的固接（如焊接或鉚 接），凡是使兩個構(gòu)件接觸而又保持某些相對運(yùn)動的可動連接即稱為運(yùn)動副。在UG/Motion中兩個部件被賦予了連桿特性后，就可以用運(yùn)動副（Joi nt）相聯(lián)接，組成運(yùn)動機(jī)構(gòu)。(Link)，系統(tǒng)將會打開Selection Steps931連桿特性的建立點(diǎn)擊運(yùn)動仿真工具欄區(qū)的連桿特性和運(yùn)動副

15、模塊中的圖標(biāo) 【連桿特性創(chuàng)建】對話框，如圖 9-15所示。瞬歩驟一A過痣器F*er編輯方向一質(zhì)壘特性自動用戶定史一無虧壘Edit OrientationMass Properties( |Jteer CtefiriedC NoneUp One LevelOK圖9-15連桿特性的建立該對話框中的各個選項(xiàng)說明如下：1. Selection Steps (選擇步驟)該選項(xiàng)給用戶提供了建立一個連桿特性的操作步驟。共包含五個步驟，其中可根據(jù)用戶 的要求省去幾項(xiàng)。各個步驟說明如下：1)窈 Link Geometry該選項(xiàng)用于選擇連桿特性的幾何模型。激活該圖標(biāo)后，在圖形窗口中選擇將要賦予該連 桿特性的幾何模

16、型。2) Mass該選項(xiàng)用于設(shè)置連桿的質(zhì)量特性。選擇該圖標(biāo)后，【連桿創(chuàng)建】對話框的界面將會發(fā)生變 化，變化后對話框的選項(xiàng)說明如圖9-16所示。LinkselKtloft Steps質(zhì)心位置設(shè)爲(wèi)質(zhì)量尢小Ipoin lite圖9-16【連桿創(chuàng)建】對話框3) 人J In ertia該選項(xiàng)用于設(shè)置連桿的慣性力。選擇該圖標(biāo)后，連桿創(chuàng)建對話框的界面將會發(fā)生變化, 變化后對話框的選項(xiàng)說明如圖9-17所示。Selection 5Up>www編輯方冋Morrimh uf Inertiaf xw各個產(chǎn)向的慣性矩I?yp.ooooooI2Z|3.00000(I琲b-OOCOOCIxzb.oooof盟linoc

17、ooo''Jeme11001IKX圖9-17【連桿創(chuàng)建】對話框4) Initial Translation Velocity該選項(xiàng)用于設(shè)置連桿的初始平移速度。選擇該圖標(biāo)后，連桿創(chuàng)建對話框的界面將會發(fā)生 變化，變化后對話框的選項(xiàng)說明如圖9-18所示。Selection73Vector Method構(gòu)建平移方向右式編輯方向Etft Orientaticrr|0. 000000MagnitudeReverse vectorMame圖 9-18z的如如謹(jǐn)?shù)状笮ocoao反轉(zhuǎn)缺鈾方向一里設(shè)OE Apply EpEk | Ctaw"平移謹(jǐn)度大卜 反轉(zhuǎn)平移方向一【連桿創(chuàng)建】對話框

18、【連桿創(chuàng)建】對話框Uit UritniaticTInitial Rotation Velocity選擇該圖標(biāo)后，連桿創(chuàng)建對話框的界 '19所示。圖 9-192. Mass Properties （質(zhì)量特性）5)該選項(xiàng)用于設(shè)置連桿的初始旋轉(zhuǎn)速度。 變化，變化后編輯方白一 加謹(jǐn)度竟型一 加速度會廳丸小一 加遠(yuǎn)度勺壘旳式一會發(fā)生XAngularTyp<»停 Figntud'CulrifjtjrehtaLinkUnkS&hcUo-T Stps寸1®二Vectot Method該選項(xiàng)用于設(shè)置連桿的質(zhì)量特性創(chuàng)建的方式，包含三個選項(xiàng):1) Automatic

19、 :由系統(tǒng)自動生成連桿的質(zhì)量特性。2)User Define :由用戶定義質(zhì)量特性, Inertia將被自動激活。選擇該選項(xiàng)后，選擇步驟中的圖標(biāo)3. Name (連桿名稱)該選項(xiàng)用于設(shè)置連桿的名稱。設(shè)置完了這些連桿特性參數(shù)后，該部件就具有了一定的運(yùn)動學(xué)特性，可以與別的連桿以 一定的連接方式相連接了，構(gòu)成運(yùn)動機(jī)構(gòu)。同時也可以對運(yùn)動模型進(jìn)行簡化，將連桿的質(zhì)量 特性設(shè)置為默認(rèn)值0,按OK鍵后該部件也將成為連桿。9.3.2連桿特性參數(shù)的編輯當(dāng)連桿特性參數(shù)設(shè)置有誤時，就必需對各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行修改，UG/Motion該項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)是通過運(yùn)動仿真工具欄區(qū)運(yùn)動模型管理模塊中的運(yùn)動模型部件編輯的功能來實(shí)現(xiàn)的。點(diǎn)擊運(yùn)

20、 動模型管理模塊中的圖標(biāo)卜於(Edit Motion Object )將彈出一個【類選擇】對話框，要求選 擇將要進(jìn)行編輯的部件，這與 UG/Modeling中的類選擇方法類似。將【類選擇】對話框的選 擇類型設(shè)為Link ,選擇了某一連桿后將彈出連桿特性參數(shù)設(shè)置的對話框，如圖9-20所示，對各項(xiàng)參數(shù)的編輯與連桿建立時的參數(shù)設(shè)置操作完全相同。Link1 -Selection StepsfDr邑:沖封Filter MethodsFilterTypeOther| Jnside/CrOssRecLangle/Ptilygcn MetName圖9-20連桿特性參數(shù)的編輯9.3.3運(yùn)動副的類型在UG/Mot

21、ion中給用戶提供了 12種運(yùn)動副的類型，在連桿與運(yùn)動副工具欄中列出了其中的幾種運(yùn)動副，如圖 9-21所示。unikai92| % F圖9-21運(yùn)動副類型工具欄下面分別來介紹各種運(yùn)動副類型。1. Joi nt （鉸鏈連接）選擇該選項(xiàng)后將會彈出鉸鏈連接對話框，在該對話框中列出了七種鉸鏈連接的類型，如 圖9-22所示。Display Scaleb 器 fxwBackCancel圖9-22【鉸鏈連接】對話框 該對話框中的各種鉸鏈連接類型說明如下：9-23所示。1 ）合頁連接（Revolute）鉸鏈連接可以實(shí)現(xiàn)兩個相連件繞同一軸作相對的轉(zhuǎn)動，如圖它有兩種形式：一種是兩個連桿繞同一軸作相對的轉(zhuǎn)動，另一種

22、是一個連桿繞固定在機(jī) 架上的一根軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，如圖9-24所示。rionA HerniateRenilite圖9-24鉸鏈連接的兩種形式2）滑塊連接（Slider）滑塊連接是兩個相連件互相接觸并保持著相對的滑動，如圖9-25所示?？梢詫?shí)現(xiàn)一個部件相對與另一部件的直線運(yùn)動，它有兩種形式: 滑塊，在另一部件上產(chǎn)生相對滑動； 一種為滑塊連接在機(jī)架上， 所示。O rigjiri一種是滑塊為一個自由在靜止表面上滑動，如圖9-26fxwSluHer to (SrounA圖 9-26滑塊連接的兩種形式柱鉸連接(Cylindrical )柱鉸連接實(shí)現(xiàn)了一個部件繞另一個部件（或機(jī)架）的相對轉(zhuǎn)動，如圖9-27所示。

23、圖9-27柱鉸連接柱鉸連接也有兩種形式：一種是兩個部件相連，另一種是一個部件連接在機(jī)架上，如圖9-28所示。Fix<4 CslindriulCiniricAi柱鉸連接的兩種b4）螺桿連接（Screw）螺桿連接實(shí)現(xiàn)了一個部件繞另一個部件（或機(jī)架）作相對的螺旋運(yùn)動，如圖圖9-29螺桿連接Fisfpfl ScrtwScrew5）萬向接頭（Universal）萬向接頭實(shí)現(xiàn)了兩個部件之間可以繞互相垂直的兩根軸作相對的轉(zhuǎn)動，它只有一種形式必需是兩個連桿相連，如圖9-30所示。圖9-30萬向接頭VniviffM6）球鉸連接（Spherical）球鉸連接實(shí)現(xiàn)了一個部件繞另一個部件（或機(jī)架）作相對的各個自

24、由度的運(yùn)動，它只有 一種形式必需是兩個連桿相連，如圖9-31所示。Z7圖9-31球鉸連接7）平面連接（Planar）平面連接可以實(shí)現(xiàn)兩個部件之間以平面相接觸，互相約束，如圖9-32所示。2 .齒輪齒條連接圖9-32平面連接Rack and Pi nion)齒輪齒條連接可以實(shí)現(xiàn)兩個部件或者是部件與機(jī)架之間以齒輪與齒條嚙合的運(yùn)動形式進(jìn)行鉸接，如圖9-33所示。3 .齒輪連接（Gear）齒輪連接可以實(shí)現(xiàn)兩個部件或者是部件與機(jī)架之間以齒輪嚙合的運(yùn)動形式進(jìn)行相對運(yùn)動f XW的約束，如圖9-34所示。圖9-35點(diǎn)線連接4 .皮帶連接(皮帶連接可以使兩個部件之間實(shí)現(xiàn)以皮帶輪帶動皮帶進(jìn)行運(yùn)動的相對運(yùn)動形式。5

25、 .點(diǎn)線連接(Point on Curve)點(diǎn)線連接可以實(shí)現(xiàn)一個部件始終以其上的一點(diǎn)與另一個部件或者是機(jī)架進(jìn)行接觸，實(shí)現(xiàn) 相對運(yùn)動的約束，如圖 9-35所示。6 .線線連接(Curve on Curve -該約束是強(qiáng)迫兩個部件上的兩條曲線相互接觸，實(shí)現(xiàn)兩個部件的連接和運(yùn)動約束，如圖9-36所示。dciel aim圖9-36線線連接桿特性和運(yùn)動副模塊中的鉸鏈連接（Joi nt） 鏈連接的類型934運(yùn)動副的建立UG/Moti on中各種運(yùn)動副（Joi nt）的建立方法都是類似的，下面以鉸鏈連接中的合頁連 接（Revolute）為例介紹運(yùn)動副建立的整個過程。在建立了一個運(yùn)動場景和設(shè)置了連桿特性后，可

26、以開始進(jìn)行運(yùn)動副創(chuàng)建的操作。點(diǎn)擊連按鈕后，將彈出一個對話框要求用戶選擇鉸bzfxwLink and JomtJoint鐵雜連播糞型 I評智與另一連桿連接 廠Snap Ltiks選擇步驟Selection Steps：AFilter編輯方向運(yùn)動副限制上限Edit Orieration下眼運(yùn)動副嶇動力運(yùn)動副晝示比例 Display Sula運(yùn)動劃名稱ram|josi0E選擇鉸鏈連接的類當(dāng)用戶選擇不同的鉸鏈連接的類型后，該對話框?qū)l(fā)生變化。在該對話框中選擇鉸鏈e的類型連接的類型為合頁連接(Revolute),對話框中將會顯示創(chuàng)建合頁連接運(yùn)動副的各個選項(xiàng),這些選項(xiàng)功能的說明如下所述：1. Snap

27、Links選種這個單選項(xiàng)后，用戶所設(shè)置的運(yùn)動副為兩個連桿之間的連接，則在該對話框中要求 設(shè)置運(yùn)動副在各個連桿上的相關(guān)參數(shù)；空置該單選項(xiàng)時，用戶所設(shè)置的運(yùn)動副為連桿與假象 的機(jī)架之間的連接，只需設(shè)置運(yùn)動副在這個連桿上的參數(shù)既可。2. Selection Steps該選項(xiàng)給用戶提供了建立一個運(yùn)動副的操作步驟。共包含四個步驟，其中可根據(jù)用戶的 要求省去幾項(xiàng)，通過完成各個步驟，可以引導(dǎo)用戶完成運(yùn)動副參數(shù)的設(shè)置。各個步驟說明如 下：1)璧1 First Link該步驟要求用戶選擇將要進(jìn)行連接的第一個連桿，如果在 連桿將要與機(jī)架連接在一起。Snap Links單選項(xiàng)中空置則該2)在圖形窗口中選擇那將要進(jìn)行

28、連接的第一個連桿后，第二步圖標(biāo)將會被自動的激活，同時在【創(chuàng)建運(yùn)動副】對話框中的Edit Orientation選項(xiàng)被激活，系統(tǒng)在該對話框中自動顯示點(diǎn)創(chuàng)建的方式，如圖9-38所示。Orien tati on On First LinkJoint圖9-38設(shè)置運(yùn)動副在第一個連桿上的位置和方向在該步驟中要求用戶設(shè)置運(yùn)動副在第一個連桿上的位置和方向。運(yùn)動副的位置是指兩個連桿連接或者連桿與機(jī)架連接時關(guān)節(jié)點(diǎn)的所在，連桿將在此點(diǎn)與 機(jī)架或者連桿相連接。而不同的運(yùn)動副其方向的定義是不同的，轉(zhuǎn)動副的方向指的是連桿轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)軸，而移 動副的方向指的是連桿平移的方向。用戶可以選擇一定的點(diǎn)創(chuàng)建方式在第一個連桿上創(chuàng)建選

29、擇一點(diǎn)，作為運(yùn)動副在第一個連桿上的位置；同時，用戶可以選擇選項(xiàng)Edit Orientation （編輯方向），系統(tǒng)將會自動打開一個坐標(biāo)系創(chuàng)建對j 該坐標(biāo)系的Z即為!J在該對話框中用申以以一定的方式創(chuàng)建一個坐標(biāo)系， 連桿上的方向。UOK Apply BackCSYS ConstructorDelta-xDelta-YDelta-ZInferredFilthA o.ooool 0000| D.QOOOShow/Edit ConstjraintsOKCancel圖9-39設(shè)置方向3）Seco nd Link當(dāng)Snap Links單選項(xiàng)被選中時，在設(shè)置完了運(yùn)動副在第一個連桿上的相關(guān)參數(shù)后，第三 步圖標(biāo)

30、將會被自動激活，此時要求用戶在圖形窗口中選擇與第一個連桿以合頁運(yùn)動副連接的 第二個連桿。3) 丿-"Orie ntation On Seco nd Link在圖形窗口中選擇那將要進(jìn)行連接的第二個連桿后，第四步圖標(biāo)將會被自動的激活，同 時在創(chuàng)建運(yùn)動副對話框中的 Edit Orientation選項(xiàng)被激活，系統(tǒng)在該對話框中自動顯示點(diǎn)創(chuàng)建 的方式。與運(yùn)動副在第一個連桿上參數(shù)的設(shè)置方法類似，用戶可以完成運(yùn)動副在第二個連桿 上參數(shù)的設(shè)置。3 運(yùn)動副的驅(qū)動力運(yùn)動副的驅(qū)動力是給運(yùn)動副設(shè)置的初始的外在驅(qū)動，是該連桿運(yùn)動的原動力。在該選項(xiàng) 的下拉菜單中列出了 UG/Motion給用戶提供的五種驅(qū)動力的

31、類型，如圖9-40所示。JointMotion DriverNone呻lluntConstantHlarmonlcLBn已陽1ArtlcJaticnDlspky 5c«lsNam肺ply | Back Cancel |嶇動力類型圖9-40【驅(qū)動力選擇】對話框選擇不同的驅(qū)動力類型，對話框中將顯示不同的驅(qū)動力設(shè)置選項(xiàng)。下拉菜單中的各個選 項(xiàng)說明如下：1) None選擇該菜單項(xiàng)后，該運(yùn)動副將沒有原始的驅(qū)動力，其將在其他零件的作用力下進(jìn)行運(yùn)動。2) Constant該選項(xiàng)用于給運(yùn)動副添加一個不變的原始驅(qū)動力。選擇該菜單項(xiàng)后，在對話框中將會顯 示設(shè)置不變的原始驅(qū)動力的各個選項(xiàng)，如圖9-41所示

32、。JointMotion Driverant|運(yùn)動副位移值A(chǔ) Displa匚呂meet|o. 000000運(yùn)動制速度VeksityoToooooo運(yùn)動制加遽度>-AccelerationoTooddoq ,Display StAle|l. 000000Name|JO89圖9-41不變的原始驅(qū)動力3) Harmonic該選項(xiàng)用于給運(yùn)動副添加一個諧振變化的原始驅(qū)動力。選擇該菜單項(xiàng)后，在對話框中將Motion DriverirasEMzJ運(yùn)動副諧扳振|苗Amplitude|o. oooooo運(yùn)動副諧振頻軍Frequency|0, 000000 |運(yùn)動副諧振相位角一Phase Anglelo.o

33、oaooo 二|Display Seal?|1. 000000Nlame|JO89DKApplyB&ck I Cancel 1圖9-42諧振變化的原始驅(qū)動力4) General該選項(xiàng)用于給運(yùn)動副添加一個一般的原始驅(qū)動力。選擇該菜單項(xiàng)后，在對話框中將會顯 示設(shè)置不變的原始驅(qū)動力的各個選項(xiàng)，如圖9-43所示。Display Scala11.000000Name1J089Apply |BackCancel圖9-43 一般的原始驅(qū)動力其中可以給運(yùn)動副外加根據(jù)方程變化的驅(qū)動力，在上圖中單擊運(yùn)動方程編輯按鈕就會彈 出運(yùn)動方程編輯對話框，如圖9-44所示。0KBackCancel圖9-44【運(yùn)動方程

34、】編輯對話框Function EditorMarneCi8$K)TI：0Firictlon | prHfefined三Filter *Corcioner | Linear M即litude耳-REfererra Frame -ft AbsofutsC RelabyieObservable4) Articulation該選項(xiàng)用于給運(yùn)動副添加一個鉸接的原始驅(qū)動力。該選項(xiàng)用于設(shè)置運(yùn)動副在圖形窗口中象征符號顯示的大小，設(shè)置合適的顯示比例可以使 用戶更好的查看兩個零件之間的連接關(guān)系。5. 運(yùn)動副名稱該選項(xiàng)用于設(shè)置運(yùn)動副的名稱，用戶可以直接在文本輸入框中輸入將要創(chuàng)建的運(yùn)動副的名稱，缺省值為J001、J00

35、2。設(shè)置完這些參數(shù)后，在運(yùn)動副參數(shù)設(shè)置對話框中單擊0K按鈕就可以將連桿按一定的連接方式機(jī)架連接起來了。具體操作如下例所述。6. 運(yùn)動副創(chuàng)建實(shí)例在本例中將要將兩個連桿鉸接在一起，首先點(diǎn)擊連桿特性和運(yùn)動副模塊中的鉸鏈連接(Joi nt)食J按鈕，系統(tǒng)將會自動打開一個對話框要求用戶選擇鉸鏈連接的類型，在該對話 框中選擇圖標(biāo)笑Revolute (合頁連接),對話框中將會顯示創(chuàng)建合頁連接運(yùn)動副的各個選項(xiàng)， 同時選擇步驟中的圖標(biāo)空J(rèn) First Link將自動被激活。在該對話框中選中 Snap Links單選項(xiàng), 同時在圖形窗口中選擇將要進(jìn)行連接的第一個連桿L001，如圖9-45所示。Ldnk and J

36、oint Display Scale |k 000000Name而tnBackCancel圖9-45選擇第一個連桿在圖形窗口中選擇完成將要進(jìn)行連接的第一個連桿后，第二步圖標(biāo)丿f Orientation OnFirst Link將會被自動的激活，同時在創(chuàng)建運(yùn)動副對話框中的Edit Orientation選項(xiàng)被激活，系統(tǒng)在該對話框中自動顯示點(diǎn)創(chuàng)建的方式。在點(diǎn)創(chuàng)建方式中選擇下拉菜單中的圖標(biāo)二J，同時在圖形窗口中選擇L001端面的圓心，如圖9-46所示。b zfxw.Joint一Selection StepsDisplay Scale|L000000Name|J001DK | .ipplyBatk |

37、 Cancel |圖9-46設(shè)置關(guān)節(jié)點(diǎn)后，選擇選項(xiàng)Edit Orientation （編輯方向），系統(tǒng)將會自動打開一個【坐標(biāo)系創(chuàng)建】對話框，如圖9-47所示，在該對話框中選擇圖標(biāo)，以三點(diǎn)方式創(chuàng)建一個坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系的Zc方向即為運(yùn)動副在第一個連桿上的方向。同時在圖形窗口中選擇上一步選擇的圓環(huán)的中心和 兩個象限點(diǎn)，則該孔特征的軸線方向即為運(yùn)動副在L001上的方向。pFlgl叫 X-Peintj Y-PoifttV *<z l* 唐 卞氐冬嚴(yán)囂sEdit OrierttatiaDelt-ZDisphyNara| PointDelta-XDelta-Ylo.oooooo|0. 00000U|(

38、L 0000005how/Edit ConstraintsBeckCtnctlBackCarLcelOK| Applr |JointCS¥5 Cuistrijctor圖9-47設(shè)置運(yùn)動副方向在設(shè)置完了運(yùn)動副在第一個連桿上的相關(guān)參數(shù)后，第三步圖標(biāo)AJ Seco nd Link將會被自動激活，此時要求用戶在圖形窗口中選擇與第一個連桿以合頁運(yùn)動副連接的第二個連桿， 如圖9-48所示，在圖形窗口中選擇 L002為與L001相連接的連桿。兩 Snap Links-5ete 匚 tion StepsDisplay Scale|l. OODOlDOName|jIOlQKApply |Cizictl

39、 I圖9-48選擇第二個連桿在圖形窗口中選擇完成將要進(jìn)行連接的第二個連桿后，第四步圖標(biāo)"I Orie ntation OnSecond Link將會被自動的激活，同時在創(chuàng)建運(yùn)動副對話框中的Edit Orientation選項(xiàng)被激活，系統(tǒng)在該對話框中自動顯示點(diǎn)創(chuàng)建的方式。在點(diǎn)創(chuàng)建方式中選擇下拉菜單中的圖標(biāo)二L同時在圖形窗口中選擇 L002內(nèi)端面的圓心，如圖9-49所示。Fil®廠 |f>oint jJ圖9-49設(shè)置關(guān)節(jié)點(diǎn)設(shè)置完了關(guān)節(jié)點(diǎn)后，選擇選項(xiàng)Edit Orientation （編輯方向），系統(tǒng)將會自動打開一個【坐標(biāo)系創(chuàng)建】對話框，如圖 9-50所示，在該對話框中選擇

40、圖標(biāo)，以三點(diǎn)方式創(chuàng)建一個坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系的Zc方向即為運(yùn)動副在第一個連桿上的方向。同時在圖形窗口中選擇上一步選擇的圓環(huán)的中心和兩個象限點(diǎn)，則該孔特征的軸線方向即為運(yùn)動副在L002上的方向。XT|0.000000OKBack Ctitcel葉少Y0.000000Display ScaleWameBackCancel/Show/Ed*圖9-50設(shè)置運(yùn)動副方向最后給該運(yùn)動副添加一定的原始驅(qū)動力，選擇Motion Driver下拉菜單中的Constant項(xiàng),在相應(yīng)顯示的不變驅(qū)動力設(shè)置選項(xiàng)中輸入Velocity為2,同時在該對話框中單擊Apply鍵，系統(tǒng)將會自動的將這兩個連桿以合頁連接的方式鉸接在一起，

41、并在圖形窗口中顯示該運(yùn)動副 的象征符合，如圖9-51所示。Juint麵 Snap LinksSelection Step$Filter| Paint刁Point MethodaEdit OrientationDisplay ScaleName|l. 000000OE完成運(yùn)動副的t建zfxw935WWW5i運(yùn)動副參數(shù)的編輯當(dāng)運(yùn)動副（Joi nt）的參數(shù)設(shè)置有誤時，就必需對各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行修改。與連桿特性（ Link ） 相類似，UG/Motion該項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)也是通過運(yùn)動仿真工具欄區(qū)運(yùn)動模型管理模塊中的運(yùn)動 模型部件編輯的功能來實(shí)現(xiàn)的。點(diǎn)擊運(yùn)動模型管理模塊中的圖標(biāo)0（ Edit Motion Obj

42、ect）將彈出一個類選擇對話框，要求選擇將要進(jìn)行編輯的部件，這與UG/Modeling中的類選擇方法類似。將【類選擇】對話框的選擇類型設(shè)為Joi nt,選擇了某一運(yùn)動副后將彈出運(yùn)動副參數(shù)設(shè)置的對話框，如圖9-52所示，對各項(xiàng)參數(shù)的編輯與運(yùn)動副建立時的參數(shù)設(shè)置操作完全相同。2J1 戸fMJointNameSelection屈2貞疹危沖器TypeLiOtherFilter MethodsColorRectangie/Pdlygon MethodJlnsidte/CrMsingOKBackp* Snap LinksDisplay Scat|1.000000Name|J0010KApplyCancel

43、圖9-52編輯運(yùn)動副參數(shù)9.4機(jī)構(gòu)載荷UG/MotiO的功能許用戶給運(yùn)動機(jī)構(gòu)添加一定的外載荷，使整個運(yùn)動模型工fl真實(shí)澱 工程狀態(tài)下，盡可能的使其運(yùn)動狀態(tài)與真實(shí)的情況相吻合。一個被應(yīng)用的力只能設(shè)置在運(yùn)動 機(jī)構(gòu)的兩個連桿之間，運(yùn)動副上或是連桿與機(jī)架之間，它可以被用來模擬兩個零件之間的彈 性連接，模擬彈簧和阻尼的狀態(tài)，以及傳動力與原動力等多種零件之間的相互作用。9.4.1機(jī)構(gòu)載荷的類型UG/Motion給用戶提供了 9種機(jī)構(gòu)載荷，涵蓋了大部分實(shí)際工程狀態(tài)中機(jī)構(gòu)的受力形式, 如圖9-53所示。Force Obiect;A*強(qiáng)黃力緩沖力標(biāo)壘力矢重力矢璽力矩<筒力三維碰握二維碰違圖9-53受力形式

44、工具欄下面來具體介紹各種載荷類型的特點(diǎn)。1 .彈簧力（Spring） -彈簧力顯示為兩個零件之間在特定的方向上一定距離的狀態(tài)下相互之間的載荷作用，相 當(dāng)于在兩個連桿之間或運(yùn)動副上添加了一個彈簧。2 .緩沖力（Damper）-緩沖力是一種粘滯的緩沖作用，可以被添加在兩個連桿之間，連桿與機(jī)架之間以及平動 的運(yùn)動副和轉(zhuǎn)動的運(yùn)動副上。3 .標(biāo)量力（Scalar Force標(biāo)量力是兩個連桿之間的直接作用力，只需設(shè)置力的大小，力的施加點(diǎn)和作用點(diǎn)分別在 兩個相互作用的連桿上。4 .標(biāo)量力矩（Scalar Torque）匸J外加的力矩，只能應(yīng)用于轉(zhuǎn)動副上。正的標(biāo)量力矩表示添加在轉(zhuǎn)動副上繞Z軸順時針旋轉(zhuǎn)的力矩。

45、5.矢量力（Vector Force）矢量力是作用在連桿上設(shè)定了一定的方向和大小的力。6 .矢量力矩（Vector Torque）矢量力矩是作用在連桿上設(shè)定了一定的方向和大小的力矩。7 .套筒力（Bushing）套筒力是作用在有一定距離的兩個零件之間的力，它同時起到力和力矩的效果。8.三維碰撞（3D Contact） 利用三維碰撞碰撞的效果。31功能可以實(shí)現(xiàn)一個球與連桿或是機(jī)架上選定的一個面之殳9.二維碰撞2D Co ntact二維碰撞結(jié)合了線線運(yùn)動副類型的特點(diǎn)和碰撞載荷類型的特點(diǎn)。根本上二維碰撞允許用 戶設(shè)置作用在連桿上的兩條平面曲線之間的碰撞載荷。9.4.2機(jī)構(gòu)載荷的創(chuàng)建本節(jié)主要通過講解幾

46、種常用的機(jī)構(gòu)載荷的創(chuàng)建過程來說明運(yùn)動機(jī)構(gòu)載荷添加的方法。1.彈簧力的創(chuàng)建在機(jī)構(gòu)載荷工具欄中點(diǎn)擊圖標(biāo)（Spring）,系統(tǒng)將打開【創(chuàng)建彈簧力】對話框，在該對話框中要求用戶設(shè)置彈簧力的類型，各選項(xiàng)說明如圖9-54所示。F<a w cibfect扭轉(zhuǎn)的彈簧力扭轉(zhuǎn)的彈簧力平移的弾籤力平移的弾籤力圖9-54【創(chuàng)建彈簧力】對話框選擇選項(xiàng)Torsional （扭轉(zhuǎn)的彈簧力），用戶可以設(shè)置作用于轉(zhuǎn)動副上的扭轉(zhuǎn)彈簧力。系統(tǒng)同時將會顯示彈簧力各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置的對話框，在該對話框中輸入Free Angle （彈簧自由伸長時的旋轉(zhuǎn)角度）值和 Rate （彈簧的彈性系數(shù)）值。緊接著將會彈出選擇轉(zhuǎn)動副的對話框，利 用選

47、擇球選取轉(zhuǎn)動副或是在該對話框的文本輸入框中輸入轉(zhuǎn)動副的名稱，點(diǎn)擊0K鍵，該載荷就添加完畢，系統(tǒng)將在屏幕上顯示該載荷，如圖9-55所示。圖9-55完成扭轉(zhuǎn)彈簧力的創(chuàng)建選擇選項(xiàng)Translational （平移的彈簧力），用戶可以設(shè)置作用于兩個連桿之間連桿與機(jī)架之間 或是運(yùn)動副上平動的彈簧設(shè)加的力。系統(tǒng)同時會打開彈簧參數(shù)設(shè)置對話框，在該對話框中輸 入Free Length （彈簧自由伸長時的長度）值和Rate（彈簧的彈性系數(shù)）值，單擊0K將會打開一個選擇對話框要求用戶選擇彈簧連接的對象，如圖9-56所示。Create Springr存祀由命廚.“0KSpring ParametersFree Le

48、ngth、 Torsional9-56選擇彈簧連接的以兩個連桿連接為例，選擇選項(xiàng)Link （連桿），在彈出的對話框中選擇第一個連桿，系統(tǒng)將同時打開一個點(diǎn)創(chuàng)建對話框，按照一定的方式選取一點(diǎn)作為彈簧在第一個連桿上的作用 點(diǎn)，如圖9-57所示。Point 匚onstructorNamei£Inferred Point天十Z 4" Oz o / a圖9-57選取力的作用點(diǎn)接著將會彈出第二個連接對象選擇對話框，選擇Link （連桿）選項(xiàng)，在彈出的對話框中選擇第二個連桿，系統(tǒng)將打開點(diǎn)創(chuàng)建對話框，以一定的點(diǎn)創(chuàng)建方式選取一點(diǎn)作為彈簧在第二 個連桿上的作用點(diǎn)。設(shè)置完后單擊0K鍵，系統(tǒng)將在屏幕

49、上自動顯示所設(shè)置的彈簧力即完成了兩個連桿之間的平移彈簧力的創(chuàng)建，如圖9-58所示。OKMamsHamePoint ConistructorBack j OKInferred PointJZ + z X ©厶 / :圖9-58完成兩個連桿之間的平移彈簧力的創(chuàng)建2 .標(biāo)量力的創(chuàng)建標(biāo)量力只能設(shè)置在兩個連桿上，單擊機(jī)構(gòu)載荷工具欄中的圖標(biāo)"(Scalar Force),系統(tǒng)將打開標(biāo)量力參數(shù)設(shè)置對話框，在該對話框中要求用戶輸入標(biāo)量力的大小，該對話框各個選 項(xiàng)的說明如圖9-59所示。它給用戶提供了兩種設(shè)置大小的方式，一種是在文本輸入框中輸入力的大小，另一種是選擇 Enter Force

50、Function (輸入力的方程)選項(xiàng)，在彈出的【方程編輯】對話框中設(shè)置力的方程。丁開【標(biāo)量力參數(shù)設(shè).勻9-對話框輸入力的方程zfxw按照一定的方式設(shè)置了力的大小后，將彈出力的作用對象選擇對話框，利用選擇球選取 第一個連桿作為力的施加者。系統(tǒng)同時將打開一個【點(diǎn)創(chuàng)建】對話框，按一定的點(diǎn)創(chuàng)建方式 選取一點(diǎn)作為力的起始點(diǎn)，如圖 9-60所示。MarnePoint ConstructorOKFix Ta GroundInferred Point天 + / b 2 2 o / aCl圖9-60選取作為力的起始點(diǎn)緊接著將再次彈出一個【力的作用對象選擇】對話框，利用選擇球選取第二個連桿作為 受力體。系統(tǒng)同時

51、將打開一個【點(diǎn)創(chuàng)建】對話框，按一定的點(diǎn)創(chuàng)建方式選取一點(diǎn)作為力的作 用點(diǎn)，系統(tǒng)將自動在屏幕上顯示所設(shè)置的標(biāo)量力即完成了兩個連桿之間標(biāo)量力的創(chuàng)建，如圖 9-61所示。Point ConstmctorName- inferred Point乳十/兀十 olixroi圖9-61完成兩個連桿之間標(biāo)量力的創(chuàng)建3 .矢量力的創(chuàng)建單擊機(jī)構(gòu)載荷工具欄中的圖標(biāo)上一I Vector Force,系統(tǒng)將會打開【矢量力創(chuàng)建】對話框。 當(dāng)在該對話框中選擇 Force CSYS （力的坐標(biāo)系）為 Absolute （絕對坐標(biāo)系）選項(xiàng)時，該對話 框及其各個選項(xiàng)的說明如圖 9-62所示。FdfcjE Ubjig匸tVector

52、 ForceSelection Steps去量力設(shè)苣的歩曝Fiber選擇的類型rceCfY5C User Definedf* Atraoluteb才芍xw«力的工作坐標(biāo)系Force NameIcon Scale FactorrOOL|1. 000000力的茗秫Z方向丈I的大小力圖標(biāo)顯示的大丁 病向力的大小 話向力的大小BackQIC圖9-62【矢量力創(chuàng)建】對話框在矢量力的創(chuàng)建過程中，用戶只需要根據(jù)Selection Steps （矢量力設(shè)置步驟）的提示，在圖形窗口中選擇施力連桿和受力連桿，以一定的點(diǎn)創(chuàng)建方式在該連桿上選擇力的作用點(diǎn)，同 時在各個文本框中分別輸入力的名稱，力圖標(biāo)的顯示大小和X、Y、Z方向力的大小，系統(tǒng)將會自動的如果在矢量力創(chuàng)建對話框中選擇Force CSYS （力的坐標(biāo)系）為User Defined （用