AUTODESKINVENTOR2008機械設(shè)計實戰(zhàn)教程16運動仿真(陳伯雄)

1、AIP2008實戰(zhàn)教程-16 AIP2008實戰(zhàn)教程-16 #AIP2008實戰(zhàn)教程-16 #AIP2008實戰(zhàn)教程-16 1.基本情況InventorProfessional運動仿真，能夠完成裝配卜的零部件運動和載荷條件卜的動態(tài)仿真。也可以在任何運動狀態(tài)卜將載荷條件輸出到應(yīng)力分析中；能展示運動過程以及某瞬間的動態(tài)載荷。運動仿真處理僅在裝配環(huán)境卜使用，包括：可引用運動連接約束庫，實施多J;Inventor自身裝配約束的約束?？啥x外力和力矩?？筛鶕?jù)與時間和關(guān)的位置、速度、加速度、扭矩以及外載荷等工況，實施運動仿真?？蓜?chuàng)建運動軌跡，表達運動結(jié)果?？蓪⒔Y(jié)呆數(shù)據(jù)輸出成圖表或者Exc表?？蓪⑦\動瞬間的

2、工況結(jié)果傳遞到應(yīng)力分析模塊或ANSYSWorkbencho可解析運動中力平衡所產(chǎn)生的條件力。可將Inventor裝配約束中符合條件的設(shè)置，轉(zhuǎn)換成運動仿真中対應(yīng)的連接約束?？稍诙x運動連接時，使用與時間相關(guān)的摩擦.阻尼、彈簧等條件。交互使用動態(tài)零件運動將動力應(yīng)用于連接仿真。按照Inventor自己的解釋，運動分析將依據(jù)卜列規(guī)則：只能在Inventor裝配環(huán)境進行操作。使用與每個零件關(guān)聯(lián)的物理特性。瀏覽器中抑制或未激活的零件處空閑”狀態(tài)，不能參與仿真。原始坐標(biāo)系原點與仿真坐標(biāo)系原點重合。默認情況廠零件之間沒有運動連接。非柔性子部件被視為單個剛體。包含子部件的單個零件也是剛體，不能在非柔性子部件的應(yīng)

3、用程序窗口険）耍&部件XIC交換|1運動警U-10C.圖16-1進入界而零件之間定義運動連接。因為零件是剛體，且在連接中處空閑狀態(tài)，所以可以刈機械裝置進行過約束。例如，如果指定約束一個自由度，而該自由度已經(jīng)受到另一個現(xiàn)有連接的約束。進入Inventor運動仿真模塊需作如卜操作：打開一個需要進行運動仿真的裝配文件，在“應(yīng)用程序”菜單卜選擇“運動仿真S即可進入Inventor運動仿真界而。參見圖16-1所示。在切換到運動仿真壞境中之后，一般要設(shè)置一些基礎(chǔ)參數(shù)。先點擊工具面板上的“運動仿真設(shè)置”按鈕，會彈出對話框，參見圖16-2。當(dāng)“自動更新已轉(zhuǎn)換的連接”處激活狀態(tài)時，Inventor會在進入運動仿

4、真模塊后，自動把裝配約束轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)連接，但同時用戶也不能再添加標(biāo)準(zhǔn)連接了，也就是不能添加后而所講的“基本運動約束”。如果通過清除該框來禁用“自動更新己轉(zhuǎn)換的連接”，系統(tǒng)會顯示一條消息警告用戶將刪除所有己轉(zhuǎn)換的連接，此后用戶可以添加標(biāo)準(zhǔn)連接，如果有裝配約束，也可以通過“轉(zhuǎn)換裝配約束”手動轉(zhuǎn)換裝配約束。點擊也按鈕，之后在圖16-2的界面中將角速度輸入規(guī)則改變成“rpm”鼠綱，這才是機械設(shè)計中最為常用的單位制?！叭S框架”的“Z軸人小”是用來設(shè)置三軸架在圖形區(qū)中的顯示大小，一般設(shè)置成20比較合適。在條件設(shè)置中，這個三軸架是個很重耍的參考，其中有綠色和黃色兩套，分別代表未來操控中經(jīng)常見到的藍色和黃色零

5、件；三軸架上，一個箭頭是X方向，兩個和三個箭頭是Y和Z方向。圖16-2運動仿真設(shè)代3基本運動約束錨入連接k三口在運動仿真中，Inventor默認情況卜會自動將裝配中的約束轉(zhuǎn)換成基本運動約束，但卻不能再添加基本運動約束。因此讀者在看這節(jié)時，可以把運動仿真設(shè)置中的“自動更新己轉(zhuǎn)換的連接”禁用，這樣就可以手動添加基本運動約束。1旋轉(zhuǎn)運動(Revolution)參見圖16-3,參見16-OIC.IAMo其中:約束特點：零部件4零辭2叵IMZ珀辺屋原點原點畫誦定恥消1圖16-3旋轉(zhuǎn)運動名總：旋轉(zhuǎn);被約束的自由度數(shù)：5；約束要素：Z軸：指定這個零件運動坐標(biāo)系的z軸?？梢允枪ぷ鬏S，也可以是任何可能確定一根軸

6、的兒何結(jié)構(gòu)；例如：圓柱而、圓錐面等原點：在選定z軸之后，指定這個零件運動坐標(biāo)系的原點位置。任何與Z軸不平行的平面或者可以定義一個點的幾何要素都可用；例如：端而、平面、圓弧棱邊X軸：這不是旋轉(zhuǎn)運動約束的必要條件，而是控制剩余自由度，兩零件初始位置的條件，后來會用到這個條件完成旋轉(zhuǎn)運動的驅(qū)動設(shè)置與Inventor的裝配約束相關(guān)：插入，以及軸線+端面対準(zhǔn)，可直接被繼承為“旋轉(zhuǎn)化2平移運動(Prismatic)參見圖16-4,其中的圖標(biāo)按鈕操作規(guī)則與旋轉(zhuǎn)運動雷同。與通常的“平移”有所不同的是:這里所說的平移，將是沿著所指定Z軸方向的直線運動，并非統(tǒng)稱意義上的“在平面上作運動.包括可能的沿著曲線運動”；

7、所以，精確的描述應(yīng)當(dāng)是“沿直線平移”。參見16-02c.IAMo約束特點：名稱：平移；被約束的自由度數(shù)：5：約束要素：X1Y1Z1=X2Y:Z2(坐標(biāo)軸方向相同)，02落在0憶1線上Z軸：指定零件運動的直線軌跡位置的z軸。可以是工作軸，也可以是任何可能確定一根軸的兒何結(jié)構(gòu)；例如：圓柱面、圓錐而等原點：在選定z軸之后，指定這個零件運動坐標(biāo)系的原點位置。任何與Z軸不平行的平面或者可以定義一個點的幾何要素都可用；例如：端而、平而.圓弧棱邊X軸：這不是平移運動約束的必要條件，而是控制剩余自由度，兩零件初始位置轉(zhuǎn)角條件與Inventor的裝配約束相關(guān)：圖16-4平移運動對J：16-02IAM這樣的情況，

8、就不容易直接使用運動關(guān)系了，因為不可能直接找到Z軸兩個不平行的端面対準(zhǔn)可以轉(zhuǎn)換成平移運動。3圓柱運動(Cylindrical)參見圖16-5。.約束特點：名矗：圓柱搭動；被約束的自由度數(shù)：4；約束要素：Z：=Z2Z軸：指定這個零件運動坐標(biāo)系的z軸。可以是工作軸，也可以是任何可能確定一根軸的幾何結(jié)構(gòu)；例如：圓柱而、圓錐面甚至是棱邊原點：在選定z軸Z后，指定這個零件運動坐標(biāo)系的原點位置，這不是圓柱運動約束的必要條件。X軸：這不是圓柱運動約束的必要條件，而是控制剩余自由度，兩零件初始位置轉(zhuǎn)角條件與Inventor的裝配約束相關(guān)：參見16-03.IAM這樣的情況，利用“線-線重合”的約束結(jié)果，可以被解

9、釋成圓柱運動。3.4球面運動(Spherical)參見圖16-6.約束特點：名稱：平移；被約束的自由度數(shù)：3；約束要素：圖16-5圓柱運動可見，球面運動比柱面運動又減少一個自由度的約束。點：兩者的約束點。Z軸/X軸：這不是球面運動約束的必要條件，而是控制剩余自由度與Inventor的裝配約束相關(guān)：參見16-04.IAM這樣的情況，利用“點-點重合”的約束結(jié)果，可以被解釋成球面運動：至于到底是不是有“球面”介入并無關(guān)系圖16-7平而運動圖16-6球而運動3.5平面運動(Planar)參見圖16-7。約束特點：名稱：平面運動；被約束的自由度數(shù)：3：約束要素：YlY三和0：落在(XXZ而上這是典型的

10、平動，包括移動和轉(zhuǎn)動。實際上只有選定的兩個平面的貼合。平面：兩者的貼合平面。原點/X軸：這不是平面運動約束的必要條件，而是控制剩余自由度與Inventor的裝配約束相關(guān)：參見16-05.IAM,利用“而-面貼合”的約束結(jié)果，可以被解釋成平面運動。3.6點-線運動(Point-Line)參見圖16-8o約束特點：名稱：點-線運動；被約束的自由度數(shù)：2；約束要素：0/客在0憶】線上即一個“點”沿著一條“直線”平動。Z軸/點：圖16-8點-線運動兩者運動的直線路徑和裝配到線的點。其他：這不是運動約束的必耍條件，而是控制剩余自由度與Inventor的裝配約束相關(guān)：參見16-06.IAM,在Invent

11、or中利用“點-線”的裝配約束結(jié)果同樣具有這種特性。3.7線面運動(Line-Plane)參見圖16-9。約束特點：名稱：線-面運動；被約束的自由度數(shù)：2；約束要素：0込落在QXZ面上零件上的一條直線，落在另一個零件的平面上平動。平面/Z軸：兩者運動的貼合面和貼在而上的直線。其他：這不是運動約束的必耍條件，而是控制剩余自由度與Inventor的裝配約束相關(guān)：參見16-07.IAM,在Inventor中利用“面-線”的裝配約束同樣具有這種特性，可以被解釋為線而運動。3.8點面運動(Point-Plane)參見圖16T0。約束特點：名稱：點-面運動；被約束的自由度數(shù)：1：約束要素：0：落在而0KZ

12、上。零件上的一個點，落在另一個零件的平面上平動。平面/Z軸：兩者運動的貼合面和貼在而上的直線。其他：這不是運動約束的必耍條件，而是控制剩余自由度與Inventor的裝配約束相關(guān)：參見16-08.IAM,目前在Inventor中利用“點在面上”的約束結(jié)果雖然同樣具有這種特性,可以被解釋成點-而運動。圖16-9線-而運動圖16-10點面運動3.9自由運動(Spatial)參見圖16-iic約束特點：名稱：空間自由運動；被約束的自由度數(shù)：0：約束耍素：無零件間沒有約束。實體：選擇相對沒有任何約束的兩個零件。其他：這不是運動約束的必耍條件，而是控制剩余自由度與Inventor的裝配約束相關(guān)：參見16-

13、09.IAM,目前在Inventor中沒有這種裝配約束。只能在仿真中添加3.10固定(Welding)參見圖16T2。約束特點：名稱：焊接;被約束的自由度數(shù):6；約束要素:0XYZ=O2X2Y2Z2(坐標(biāo)系重合)零件間完全固定而不可相対運動。參見16-10.IAM,與Inventor的裝配約束相關(guān)：在Inventor中的全約束裝配，在運動仿真中彼解釋為“焊接”。圖16-11門山運動圖16-12|占|定4.機構(gòu)運動約束1齒輪齒條(R1CylinderonPlane)實際上是在添加“一個圓柱沿著一條直線/一個圓沿著一個平面/一個圓柱沿著一個平面滾動”的運動約束；可以理解為齒輪的節(jié)圓與齒條節(jié)線Z間的

14、運動關(guān)系，并不耍求一定是齒輪齒條構(gòu)造。參見16-11.IAM和圖16T3。約束特點：必須有一個運動約束確定兩者的基本位置，例如例子中的“平而運動S人多數(shù)情況卜需要使用“滾動+相切”的方式，否則另加相切約束。其中,名字前綴R1是Rolling（滾動）的意思。與Inventor的裝配約束相關(guān)：不能繼承Inventor中“運動約束”卜的“轉(zhuǎn)動-平動”裝配約束，雖然兩者應(yīng)當(dāng)是完全対應(yīng)的。否則出現(xiàn)圖16-14的提示。所以，只好在運動仿真中重新添加。圖16-13齒輪齒條運動運動仿直2外齒輪（RlCylinderonCylinder）實際上是在添加“一個圓柱沿著另一個圓柱（或者圓）滾動”的運動約束；可以理解

15、為兩個齒輪的節(jié)圓外切的運動關(guān)系，并不要求一定是齒輪構(gòu)造。參見16-12.IAM和圖16T5。必顏有一個搭動約束確定兩者的基本位置，例如例子中的中心距草圖；人多數(shù)情況卜需耍使用“滾動+相切”的方式，否則另加和切約束。與Inventor的裝配約束相關(guān)：不能繼承Inventor中“運動約束”卜的“轉(zhuǎn)動”裝配約束，雖然兩者應(yīng)當(dāng)是完全対應(yīng)的。所以，只好在運動仿真中重新添加。3內(nèi)齒輪（R1CylinderinCylinder）實際上是在添加“一個圓柱沿著另一個圓柱（或者圓）滾動”的運動約束；但不能理解為內(nèi)齒輪嚙合運動，它僅僅是內(nèi)圓柱在外圓柱內(nèi)滾動，而外圓柱不會運動?？梢詤⒁妶D16-16上的示意圖與16-1

16、3.IAMo圖16-14出錯提示圖16-15外齒輪嚙合運動因此這個所謂的內(nèi)齒輪嚙合運動并非是用戶所需耍的，可以這么說在Inventor運動仿真不能夠添加內(nèi)齒輪嚙合的運動約束。而這點卻可以在裝配環(huán)境卜做到，用戶可以使用“轉(zhuǎn)動”約束來模擬內(nèi)齒輪嚙合的運動，而且可以指定傳動比。約束特點必眞使外部對牛不能夠平面移動（轉(zhuǎn)動或固定），而內(nèi)部零件可以平而移動，這時候就可以添加這個運動約束。與Inventor的裝配約束相關(guān):AIP2008實戰(zhàn)教程-16 不能繼承Inventor中“運動約束”卜的“轉(zhuǎn)動一相切”裝配約束，所以，只好在運動仿真中重新添加。圖16-16內(nèi)齒輪嚙合運動AIP2008實戰(zhàn)教程-16 #AIP2008實戰(zhàn)教程-16 #4.4凸輪滾子運動(RlCylinderCurve)平而凸輪一圓柱滾子，這應(yīng)當(dāng)很容易理解。在后面的連接中也有一個凸輪一滾子運動。