前言 CATIA软件是法国达索飞机制造公司首先开发的。它具有强大的设计、分析、模拟加工制造、设备管理等功能。其设计工作台多达60多个，就足以说明软件功能的强大。 本书是作者在出版系列CATIA软件功能介绍后，专门针对某一项功能写的实例教程。在讲解示例的过程中，作者也注意了将某些快捷功能插入进来，进行讲解。比如在装配设计工作台对零件进行重新设计，比如在装配图中直接导入或者插入新的零件。在同类的图书中，很难涉及到这些快捷功能。 本书是基于CATIA V5 R16写成的，在完成本书时，已经有R17版本了，读者在更高的版本上也可以使用此书。读者在阅读本书，使用软件时，需要反复练习，才能熟练运用本书所讲解的一些功能。可以根据本书的步骤，做一些自己学习和工作中遇到的模型，也可以拿机械设计的标准件来做练习实例。 本书适合做机械设计的专业人员和机械相关专业的学生使用。本书也同样适合想学习CATIA软件的其他读者。本书前面20章都是讲解某一项铰的设计方法，最后一章是综合前面各章内容做的一个实例。本书编写过程中考虑到了初学者可能对CATIA机械零件设计的功能还不是很熟悉，因此，对于各章所涉及到的零件，模型建立方法都做了详细的介绍。对于已经熟悉CATIA基本设计功能的读者，可以略读这部分内容，直接阅读各章最后一节的内容。对于只想了解CATIA 机械零件设计的读者，可以仔细阅读每章前面各节的内容，把本书作为机械设计的详细教程，未尝不可。 感谢我的家人，他们给了我很大的支持，使我能抽出时间完成此书。感谢我的单位领导对工作的支持，特别是反应堆结构室的领导和各位同仁，他们的鼓励和帮助，使我坚持下来完成此书，并使我受益匪浅。 本书由盛选禹和盛选军主编。 冯志江老师参加了本书第1、第2、第3章的编写工作。王存福同志参加了第6、第7、第8章的编写工作 参加本书编写工作的还有张宏志，王玉洁，孙新城，盛选贵，曹京文、陈树青、王恩标、于伟谦、盛帅、候险峰、盛硕、陈永澎、盛博、曹睿馨、张继革、刘向芳、富晶、孟庆元、宗纪鸿、唐守琴。 由于时间比较仓促，认识水平有限等，不能避免有错误出现，读者在阅读时发现错误，请通知编者，不胜感激。也希望就CATIA软件的问题和广大读者继续探讨。作者联系电子邮件：xuanyu@https://www.doczj.com/doc/bc15787538.html,。 编者 2006年12月于北京
机构仿真是PROE的功能模块之一。PROE能做的仿真内容还算比较好，不过用好的兄弟不多。当然真正专做仿真分析的兄弟，估计都用Ansys去了。但是，Ansys研究起来可比PROE麻烦多了。所以，学会PROE的仿真，在很多时候还是有用的。我再发一份学习笔记，并整理一下，当个基础教程吧。希望能对学习 仿真的兄弟有所帮助。 术语 创建机构前，应熟悉下列术语在PROE中的定义：主体(Body) - 一个元件或彼此无相对运动的一组元件，主体内DOF=0。 连接(Connections) - 定义并约束相对运动的主体之间的关系。 自由度(Degrees of Freedom) - 允许的机械系统运动。连接的作用是约束主体之间的相对运动，减少系统可能的总自由度。 拖动(Dragging) - 在屏幕上用鼠标拾取并移动机构。 动态(Dynamics) - 研究机构在受力后的运动。 执行电动机(Force Motor) - 作用于旋转轴或平移轴上(引起运动)的力。 齿轮副连接(Gear Pair Connection) - 应用到两连接轴的速度约束。 基础(Ground) - 不移动的主体。其它主体相对于基础运动。 机构(Joints) - 特定的连接类型（例如销钉机构、滑块机构和球机构）。 运动(Kinematics) - 研究机构的运动，而不考虑移动机构所需的力。 环连接(Loop Connection) - 添加到运动环中的最后一个连接。 运动(Motion) - 主体受电动机或负荷作用时的移动方式。 放置约束(Placement Constraint) - 组件中放置元件并限制该元件在组件中运动 的图元。 回放(Playback) - 记录并重放分析运行的结果。 伺服电动机(Servo Motor) - 定义一个主体相对于另一个主体运动的方式。可在机构或几何图元上放置电动机，并可指定主体间的位置、速度或加速度运动。LCS - 与主体相关的局部坐标系。LCS 是与主体中定义的第一个零件相关的缺 省坐标系。 UCS - 用户坐标系。 WCS - 全局坐标系。组件的全局坐标系，它包括用于组件及该组件内所有主体 的全局坐标系。 运动分析的定义 在满足伺服电动机轮廓和机构连接、凸轮从动机构、槽从动机构或齿轮副连接的要求的情况下，模拟机构的运动。运动分析不考虑受力，它模拟除质量和力之外的运动的所有方面。因此，运动分析不能使用执行电动机，也不必为机构指定质量属性。运动分析忽略模型中的所有动态图元，如弹簧、阻尼器、重力、力/力矩以及执行电动机等，所有动态图元都不影响运动分析结果。
在CATIA V5中建立零部件库的方法 CATIA作为当前一种主流的CAD三维设计软件，广泛应用于航空、汽车、船舶及其他制造业。它之所以如此多地受到越来越多企业的青睐，除了其所具备的强大的三维建模功能外，很大程度上由于其提供给用户的友好的二次开发接口，用户可以根据自己的需求开发出自身需要的界面，以及建立随时可以调用的模型库，方便设计者进行设计。在当前竞争日益加剧的形势下，谁先推出新的符合大众需求的产品，谁就占据了商机。对于设计者来说，从产品概念设计到产品的批量生产的过程中，经历了不断的设计、测试、更改;再设计、再测试、再更改的过程。而这种更改经常只是一些小的方面的更正，例如尺寸上的稍加改动，而总的产品外形是不变的，如果重复性地做这种更改，会带来设计时间上的浪费。为了减少这种时间上的浪费，提高设计效率，同时节约投入上的成本，对于一些标准件、常用件以及企业的一些同类型、尺寸不同的产品，有必要将其参数化，建立相应的零部件库，待到需要时，只需从库中调出所需的参数化零件，或者在定制的界面中输入用户所需的参数，就可以快速在CATIA环境中生成模型，这样很大程度上缩短了建模时间，提高了建模效率，而且方便了模型的更改。 基于当前为了提高建模效率，降低重复性建模次数的要求，本文讨论了关于CATIA 中建立参数化零件库的方法，以及它们相应的建立步骤。 一、CATIA中建立零件库的方法简介 作为一款成熟的CAD软件，CATIA拥有强大的建模功能，友好的界面，同时它也嵌入了装配建模时所需的一些标准件，如螺栓、螺母和垫圈等的参数化标准件库。但这些都不能满足不同企业生产过程中的要求，因为这些自带的标准件是CATIA软件开发公司根据通用零件标准建立的，不具备特殊性。一般的企业都有自己的一些常用件，这些常用件又是设计过程中经常用到的，并且很多情况下这些零件是同类不同尺寸，若反复建立这些模型，会导致时间上的浪费，因此CATIA提供了参数化零件库的二次开发功能。 目前，在CATIA中建立参数化零件库的方法主要有以下两种：①运用CATIA软件本身自带的智能工程模块建立零部件库;②运用编程的方式建立参数化零件库。第二种方法需要用户具备一定的计算机编程方面的知识，使用的方法可分为进程内和进程外的编程。进程内的开发主要是使用宏命令录制或编写，使用到的语言有VBScript、CATScript和
基于Matlab/Simulink的槽轮机构间歇运动特性的分析与仿真 摘要：将槽轮机构转换为倒置曲柄滑块机构，建立了槽轮机构的运动数学模型，利用Matlab计算了槽轮机构的运动参数并绘制了相应的动态曲线，该方法直观精确，提高了设计效率。 关键词：槽轮机构间歇运动Matlab/Simulink 运动特性 Geneva mechanism based on Matlab/Simulink intermittent motion characteristics analysis and simulation Abstract ：Converse geneva mechanism for inverted slider-crank mechanism，the geneva machanism motion mathematical model is established，using Matlab to calculate the dynamic movement parameters of the geneva mechanism and draw the corresponding curve，the method is accurate，intuitive improves the design efficiency Key words：the geneva mechanism intermittent motion Matlab / Simulink movement characteristics 0引言： 槽轮机构能将主动件连续旋转运动转换成从动件有规律的运动和停歇，是实现周期性运动和停歇的典型机构。槽轮机构的结构简单，外形尺寸小，效率高，并能较平稳地、间歇地进行传位，在现代机械设备中得到了广泛的应用，但因传动时尚存在柔性冲击，故常用于速度不高的场合。本文将针对槽轮机构的间歇运动，使用Matlab软件中的仿真工具箱Simulink进行运动学仿真，通过仿真得到从槽轮的运动变化曲线，并对槽轮机构的运动特性进行分析。 1槽轮机构的物理模型转换 图1 外槽轮机构简图图2 曲柄滑块机构 1-槽轮；2-拨盘1-滑块；2-曲柄；3-摇杆 在如图1所示为外槽轮机构简图，图2所示为倒置的曲柄滑块机构。当销子和轮槽结合时图2中倒置曲柄滑块构造形式与图1中槽轮机构类似。其中图1中带销子的拨盘2可视为连杆2，而槽轮可视为连杆3，滑块1代表销子。 2槽轮机构的数学建模 整个系统的运动过程可分为两个状态，即销子和轮槽结合与分离的两个状态
第16章 CATIA 运动分析 16.1 曲轴连杆运动分析 四缸发动机曲轴、连杆和活塞的运动分析是较复杂的机械运动。曲轴做旋转运动，连杆左做平动，活塞是直线往复运动。在用CATIA作曲轴、连杆和活塞的运动分析的步骤如下所示。 （1）设置曲轴、连杆、活塞及活塞销的运动连接。 （2）创建简易缸套机座。 （3）设置曲轴与机座、活塞与活塞缸套之间的运动连接。 （4）模拟仿真。 （5）运动分析。 16.1.1 定义曲轴、连杆、活塞及活塞销的运动连接 1.新建组文件 (1)点击“开始”选取“机械设计”中的“装配件设计”模块，如图16-1所示。 图16-1 进入“装配件设计”模块 （2）进入装配件设计模块后，点击添加现有组件图标，再点击模型树上的Product1图标，此时会出现文件选择对话框，按住Ctrl键，分别选取“Chapter16/huo-sai-xiao.CATPart、huo-sai.CATPart 、lianganzujian.CATproduct、quzhou.CATpart”，将这些零件体载入到Product1中。 （3）此时，零件体载入后重合到一起，点击分解图标，出现分解对话框如图16-2所示。然后点击模型树上的Product1,点击确定，此时弹出警告对话框，如图16-3所示，警告各零件的位置会发生变，点击警告对话框的按钮“是”，我们会发现各个零件分解开来。
图16-2 分解对话框 图16-3 警告对话框 （3）由于连杆体零件是装配体，各部分之间存在约束，点击“全部更新”按钮，我们会发现连杆体组件恢复装配后的样子。 （4）点击“约束”工具栏中的“相合约束”图标，分别选择活塞销中心线及活塞 孔中心线，如图16-4所示。然后点击“约束”工具栏中的“偏移约束”图标，选择活塞销的一个端面及活塞孔一侧的凹下去细环端面，如图16-5所示，此时出现“约束属性”对话框，如图16-6所示。将对话框中的“偏移”一栏改为“3.75mm”，点击“确定”按钮， 完成活塞销端面和活塞内凹孔细环端面之间的偏移约束关系。点击“全部更新”按钮，完成活塞与活塞销之间的约束，如图16-7所示。自此完成添加零部件工作。
院系电子信息工程学院班级姓名学号 实训名称典型环节动态特性的仿真实训日期 一、实训目的 1、掌握典型环节仿真结构图的建立方法； 2、通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，熟悉各种典型环节的响应曲线。 2、定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。 3、初步了解MATLAB中SIMULINK 的使用方法。 二、实训内容 掌握比例、积分、一阶惯性、实际微分、振荡环节的动态特性。 [例] 观察实际微分环节的动态特性 (1)连接系统, 如图所示: (2)参数设置: 用鼠标双击阶跃信号输入模块，设置信号的初值和终值，采样时间sample time 和阶跃 时间step time；用鼠标双击实际微分环节,设Kd=1,Td=1；用鼠标双击示波器,设置合适的示波器参数； (3)在simulation/paramater中将仿真时间(Stop Time )设置为10秒； (4)仿真:simulation/start，仿真结果如图1-1所示； (5)改变Td、Kd，观察仿真结果有什么变化。 图1-1 实际微分环节的动态特性图 第 1 页共 7 页指导教师签名
院系电子信息工程学院班级姓名学号 实训名称典型环节动态特性的仿真实训日期 ①惯性环节 建立如下图1所示的仿真结构图，K值为1，并保持不变；T值依次为1,2和3，运行得到阶跃响应曲线（图2）： 图1 惯性环节仿真结构图 T值不同 图2 惯性环节T值不同的阶跃响应曲线 建立如下图2所示的仿真结构图，T值为1，并保持不变；K值依次为1,2和3，运行得到阶跃响应曲线（图3）： 图3 惯性环节仿真结构图 K值不同 第 2 页共 7 页指导教师签名
常用机构的运动仿真 一名资深机构设计师的话： 机构设计是机械设计中的灵魂，一种独特、新颖的机构设计体现了设计者的智慧与创新的精神。谁掌握、了解的机构越多，在研发设计新产品时就越主动，越有办法。 但是，熟练的掌握各种机构的设计并非易事，并非一日之功。它又是一种“隐性知识”，不是刚刚毕业就可以掌握的知识。需要日积月累，不断从实践、生活中学习，结合理论不断的总结，才能逐步地掌握。 但对于那些刚刚从事机械设计的人，才走上机械设计岗位的人，是否有一条稍微快捷的办法呢？我想尝试下面所述的方法：利用三维软件的运动仿真技术，把在实践中用到的、见到的以及在书本上学到的，常用的机构，绘制成三维模型仿真运动，让那些枯燥的平面图形变成实物一样的机构模型，并让他“动”起来，像看动画片一样。轻松地、在较短的时间里了解各种机构的运动原理，并大大地加深印象和记忆，用这样的办法来“缩短”掌握机构的时间。在老师的帮助下，首先完成了下面几个常用机构的仿真运动并作了简单的说明，方法是否可行？等候读者的消息。
20个常用机构的运动仿真案例 1、风扇摇头机构 图1是风扇摇头机构的原理模型。该机构把电机的转动转变成扇叶的摆动。红色的曲柄与蜗轮固接，蓝色杆为机架，绿色的连架杆与蜗杆（电机轴）固接。电机带扇叶转动，蜗杆驱动蜗轮旋转，蜗轮带动曲柄作平面运动，而完成风扇的摇头（摆动）运动。机构中使用了蜗轮蜗杆传动，目的是降低扇叶的摆动速度、模拟自然风。 图 1 风扇摇头机构 2、用摆动扇形齿轮实现间接送料机构 图2 是一个曲柄摇杆机构。绿色的可调曲柄可作整周旋转。并驱动扇形齿轮（摇杆）摆动，扇形齿轮又使蓝色小齿轮正反转动，若小齿轮与电磁离合器或超越离合器结合可完成间歇转动，可完成间断送料。 图 2 摆动扇形齿轮机构
湖南农业大学工学院 课程设计说明书 课程名称：机械CAD/CAM课程设计 题目名称：槽轮机构运动学仿真 班级：20 11 级机制专业四班 姓名： 学号： 指导教师： 评定成绩： 教师评语： 指导老师签名： 20 年月日
目录 摘要 (1) 关键词 (1) 1 槽轮机构的结构组成和工作原理 (1) 2 零件三维实体模型建立的方法 (1) 2.1 主动转盘三维实体模型建立的方法 (1) 2.2 从动槽轮三维实体模型建立的方法 (3) 2.3 其他零件三维实体模型建立的方法 (4) 3 装配模型建立的方法和步骤 (6) 4 建立装配模型的运动仿真 (9) 5 装配模型的运动仿真分析 (13) 6 装配模型的运动仿真分析结论 (15) 7 装配模型图集 (16) 7.1 总成图 (16) 7.2 爆炸图 (16) 7.3 零件图 (17) 7.4 主动转盘工程图 (18) 8 总结 (19) 参考文献.......................................... (19)
槽轮机构运动学仿真 学生： (工学院，11-机制4班，学号) 摘要：槽轮机构是将主动拨盘的连续转动转化为从动槽轮的间歇转动，以达到间歇进给、转位和分度等工作要求。运用Pro/E软件对槽轮机构进行三维实体建模及装配，并运用模块进行运动仿真分析，得出机构的角速度、角加速度随时间变化的曲线。 关键词：槽轮机构；间歇运动；运动仿真 1、槽轮机构的结构组成和工作原理 槽轮机构由槽轮和圆柱销组成的单向间歇运动机构，又称马尔他机构。它常被用来将主动件的连续转动转换成从动件的带有停歇的单向周期性转动。槽轮机构有外啮合和内啮合以及球面槽轮等。外啮合槽轮机构的槽轮和转臂转向相反，而内啮合则相同，球面槽轮可在两相交轴之间进行间歇传动。槽轮机构典型结构由主动转盘、从动槽轮和机架组成。 2、零件三维实体模型建立的方法 2.1、主动转盘三维实体模型建立的方法 ②选择模板
槽轮机构的组成及其特点 newmaker (1) 槽轮的组成(Composition of Geneva Mechanism) 如右图所示，主动拨盘上的圆柱销进进槽轮上的径向槽以前，凸锁止弧将凹锁止弧锁住，则槽轮静止不动。圆柱销进进径向槽时，凸、凹锁止弧恰好分离，圆柱销可以驱动槽轮转动。当圆柱销脱离径向槽时，凸锁止弧又将凹锁止弧锁住，从而使槽轮静止不动。因此，当主动拨盘作连续转动时，槽轮被驱动作单向的间歇转动。 (2)槽轮的特点 构造简单，外形尺寸小； 机械效率高，并能较平稳地，间歇地进行转位； 但因传动时存在柔性冲击，故常用于速度不太高的场合。 槽轮机构的类型及应用 （1）槽轮机构的类型(Type of Geneva Mechanism) 外槽轮机构：运动时，拨盘与槽轮为异向回转。 内槽轮机构：运动时，拨盘与槽轮为同向回转。 两种机构均用于平行轴之间的间歇传动。 （2）槽轮机构的应用举例(Application Sample of Geneva Mechanism) 外槽轮机构被广泛应用于电影放映机中。
(3）球面槽轮机构(Sphere Geneva Mechanism) 当需要在两相交轴之间进行间歇传动时，可采用球面槽轮机构。右图为球面槽轮机构。 槽轮机构的运动系数及运动特性 (1)槽轮机构的运动系数k (Motion Factor of Geneva Mechanism) k=td／t 又因拨盘1一般为等速回转，因此时间的比值可以用拨盘转角的比值来表示。可得外槽轮机构运动系数的另一表达式： 由于运动系数k应大于零，所以由上式可知外槽轮径向槽的数目z应大于3。又由上式可知，
1.仿真之前的准备 将要仿真的模型所需的部件在装配模式下按照技术要求进行装配。装配时请注意，在能满足合理装配的前提下，尽量少用约束，以免造成约束之间互相干涉，影响下一步运动仿真。 2.运动仿真 通过“开始（S）”——“数字模拟”——“DMU Kinematics” 进入到运动仿真的模式下，开始进行仿真设置： （1）先建立一个新机制（New Mechanism）；命令在“插入（I）” 菜单下， （2）对装配部件进行约束设置，命令在旋转铰里面，点击其图标右下方的箭头，点击后，出现所有铰定义图标 按顺序分别是：旋转铰（Revolute joint），棱镜铰（prismatic joint），圆柱铰（Cylinderical joint），螺纹铰（Screw joint），球铰（Spherical joint），平面滑动铰（Planner joint）， 刚性连接（Rigid joint），点-线铰，滑动曲线铰，滚动曲线 铰，点-曲面铰，万向节铰，双万向节铰，齿轮铰，齿轮-齿条
铰，缆绳铰，坐标系铰。 各个铰接的的方法见文献《CATIA 机械运动分析与模拟实例》，上有很详细的介绍。 （3）设置固定件，点击固定零件图标，点击后出现New Fixed Part（新固定零件）对话框 ，不用理它，在图形区选择要固定的零件即可。 各种铰链设置合理，系统会自动提示： ，也就是说，机制可以仿真了。 (a.)仿真使用“命令模拟”时，点击，就会出现运动模拟对话框，在对话框内拖动鼠标，由大到小或有小到大改变角和实数的范围，然后点击下面的黑色开始键，就可以看到仿真运动了。对话框示例如下
proe机构运动仿真教程 典型效果图 1.1机构模块简介 在进行机械设计时，建立模型后设计者往往需要通过虚拟的手段，在电脑上模拟所设计的机构，来达到在虚拟的环境中模拟现实机构运动的目的。对于提高设计效率降低成本有很大的作用。Pro/ engineer中“机构”模块是专门用来进行运动仿真和动态分析的模块。 PROE的运动仿真与动态分析功能集成在“机构”模块中，包括Mechanism design（机械设计）和Mechanism dynamics （机械动态）两个方面的分析功能。 使用“机械设计”分析功能相当于进行机械运动仿真，使用“机械设计”分析功能来创建某种机构，定义特定运动副，创建能使其运动起来的伺服电动机，来实现机构的运动模拟。并可以观察并记录分析，可以测量诸如位置、速度、加速度等运动特征，可以通过图形直观的显示这些测量量。也可创建轨迹曲线和运动包络，用物理方法描述运动。 使用“机械动态”分析功能可在机构上定义重力，力和力矩，弹簧，阻尼等等特征。可以设置机构的材料，密度等特征，使其更加接近现实中的结构，到达真实的模拟现实的目的。
如果单纯的研究机构的运动，而不涉及质量，重力等参数，只需要使用“机械设计”分析功能即可，即进行运动分析，如果还需要更进一步分析机构受重力，外界输入的力和力矩，阻尼等等的影响，则必须使用“机械设计”来进行静态分析，动态分析等等。 1.2总体界面及使用环境 在装配环境下定义机构的连接方式后，单击菜单栏菜单“应用程序”→“机构”，如图1-1所示。系统进入机构模块环境，呈现图1-2所示的机构模块主界面：菜单栏增加如图1-3所示的“机构”下拉菜单，模型树增加了如图1-4所示“机构”一项内容，窗口右边出现如图1-5所示的工具栏图标。下拉菜单的每一个选项与工具栏每一个图标相对应。用户既可以通过菜单选择进行相关操作。也可以直接点击快捷工具栏图标进行操作。 图1-1 由装配环境进入机构环境图 图1-2 机构模块下的主界面图 图1-3 机构菜单图1-4 模型树菜单图1-5 工具栏图标图1-5所示的“机构”工具栏图标和图1-3中下拉菜单各选项功能解释如下：
产品研发一部 底盘室：马学超 题目：基于CATIA运动仿真案列解析
DMU DMU—案例讲析 ?1、运动分析证明带夹角十字轴不等速性运动分析证明带夹角十字轴不等速性 及、三轴平行的等速性； 及一、三轴平行的等速性； 2、绘制单前桥转向的实际转向特性曲线； 单桥转向实转向特性曲线 3、扫掠包络体和运动间隙、干涉校核；
DMU—案例讲析 DMU ?案例一：运动分析证明带夹角十字轴不等速性 及一、三轴平行的等速性
DMU—案例讲析 DMU 本案例以通用结合为基础，先做运动仿真，模型如下；仿真步骤就不再赘述在蓝色零件和灰色零件之间的 旋转结合设置驱动角度，其余 两个设为从动件；由右下图 的十字销轴线方向可以 的“十字销轴线方向”可以 看出通用结合是在两个旋转 结合之间用默认的十字轴或是万向节 接所以可以看成是传动轴间的动； 连接，所以可以看成是传动轴之间的运动；
DMU DMU— 案例讲析 设置完成之后，点击（使用命令进行 模拟）按钮，弹出如下图1所示窗口，并 点击“激活传感器”，弹出如下图2所示 窗口，依次将窗口中的三个旋转结合的 传感器打开，“观察到”下方的“否” 图1全部变为了“是”；此时用鼠标在图1 中拖动滚动条到个极限位置然后选 中拖动滚动条到一个极限位置，然后选 择“按需要”，并点击 让其旋转两周； 图2
DMU—案例讲析 DMU 旋转过两周之后，点击“传感器”窗口中的“图形” 按钮，系统便会自动弹出 如下图1所示窗口，图中 左边窗口表示三个旋转 结合的运动曲线图，横 坐标表示步骤数，纵坐 标表示瞬时角度值； 图1
技术测量及运动学、力学分析能力训练 典 型 机 构 的 运 动 学 分 析 年级： 班级： 学号： 姓名：
对心曲柄滑块机构的运动学分析 一、已知参数： 在图1所示的曲柄滑块机构中，已知各构件的尺寸分别L1=80mm,L2=120mm,ω=66rad/s, 试确定连杆2和滑块3的位移、速度和加速度，并绘制出运动线图。 图1 曲柄滑块机构 二、机构的工作机理 1、机构自由度计算 F=3n-2p l -p h =3x3-2x4-0=1 2、机构的拆分及级别 该机构由一个Ι机构和一个ΙΙ 机构组成 三、数学模型的建立： 1、位置分析 由图1可以得到偏置曲柄滑块机构的向量模型，如图2所示，从而可得该机构的闭环位移矢量方程： 图2 对心曲柄滑块机构向量模型 C S l l =+21 将该闭环位移矢量方程向X 轴和Y 轴进行分解，可得该矢量方程的解析式： s i n s i n c o s c o s 22112211=+=+θθθθl l S l l C (1)
由式（1）得： 2211cos cos θθl l S C += ； ??? ? ??-=2112sin arcsin l l θθ ........... （2） 2、速度分析： 对（1）式两边求时间的一阶导数，可得机构的速度运动学方程： C v l l l l =--=+222111222111sin sin 0cos cos θωθωθωθω (3) 为了便于编写程序，将（3）式改写成矩阵形式： ??? ???-=????????????-11 11122222cos sin . 0 cos 1 sin θθωωθθl l v l l C (4) 3、加速度分析： 对（3）式两边求时间的一阶导数，可得机构的加速度运动学方程（矩阵形式）： ? ?????--=????????????+????????????-11 11111222222222222sin cos 0 sin 0 cos 0 cos 1 sin θωθωωωθωθωαθθl l v l l a l l C C (5) 四、程序设计 1、主程序 %输入已经知道的数据 clear; l1=88; l2=102; e=0; hd=pi/180; du=180/pi; omega1=77; alpha1=0; %调用子函数 for n1=1:361 theta1(n1)=(n1-1)*hd; [theta2(n1),s3(n1),omega2(n1),v3(n1),alpha2(n1),a3(n1)]=slider_crank(theta1(n1),omega1,alpha1,l1,l2,e); end %绘制位移图 figure(1); n1=1:361; subplot(2,2,1); [AX,H1,H2]=plotyy(theta1*du,theta2*du,theta1*du,s3); set(get(AX(1),'ylabel'),'String','连杆角位移/\circ')
C A T I A运动仿真 D M U 空间分析
CATIA运动仿真DMU空间分析 CATIA的DMU空间分析模块可以进行设计的有效性评价。它提供丰富的空间分析手段，包括产品干涉检查、剖面分析和3D几何尺寸比较等。它可以进行碰撞、间隙及接触等计算，并得到更为复杂和详尽的分析结果。它能够处理电子样机审核及产品总成过程中经常遇到的问题，能够对产品的整个生命周期（从设计到维护）进行考察。DMU空间分析能够处理任何规模的电子样车，它适用于从日用工具到重型机械行业的各种企业。
X.1 相关的图标菜单 CATIA V5的空间分析模块由一个图标菜单组成： 空间分析(DMU Space Analysis) Clash: 干涉检查 Sectioning: 剖面观察器 Distance and Band Analysis: 距离与自定义区域分析 Compare Products: 产品比较 Measure Between: 测量距离和角度 Measure Item: 单项测量 Arc through Three Points: 测量过三点的圆弧 Measure Inertia: 测量惯量 3D Annotation: 三维注释 Create an Annotated View: 建立注释视图 Managing Annotated Views: 管理注释视图 Groups: 定义产品组 x.2 空间分析模块的环境参数设定 在开始使用CATIA V5的空间分析模块前，我们可以根据自身的习惯特点，合理地设定其环境参数。在菜单栏中使用下拉菜单Tools→Option→Digital Mockup打开DMU Space Analysis的环境参数设定界面，在此窗口中有六个标签，分别对应不同的参数设定。 x.2.1 干涉检查设置(DMU Clash)
一步步教你如何建立CATIA标准件零件库 by 郑子聪 ——written 在CATIA的建模中，常常用到螺栓螺母等一系列的标准件，但目前CATIA中只有 很少的标准件供你选择。为了方便日后建模的工作，建立一个自己的标准库十分重要， 如GB零件库，下面一步一步教你如何建立CATIA零件库。 1.明确你要画的标准件，查阅相关国标，以GB9074.4-88十字槽盘头组合螺钉为例， 其技术条件引用的是十字槽盘头螺钉GB818、弹簧垫圈GB9074.26和平垫圈 GB9074.24。至于十字槽可以采用简化的画法，没必要深究到底。 2.打开CATIA，新建一个part，并命名为GB9074.4十字槽盘头组合螺栓M6×16。先 根据GB818十字槽盘头螺钉中的规定，画出M6×16的螺钉形状（你也可以画M5 ×16等其他的组合螺钉，这里以M6×16为例，然后利用公式直接可以建立其他螺 钉的数模）。 先根据GB818中的规定，建立如下参数：dk、k、rt、r、d、l等。
选择公式按钮，弹出如下对话框： 过滤器类型中选择“重命名参数”，新建类型参数选择“长度”，点击新建类型参数按钮，左边编辑栏输入“l”，右边编辑栏输入“16”，建立起螺钉长度l=16mm的参数，如下图： 继续新建dk=12mm、k=4.6mm、rt=10mm、r=0.25mm、d=6mm的长度参数。
选择yz平面进行草绘，根据GB818中的规定，画出头部的轮廓形状，如下： 对图示边框进行尺寸标识，在该尺寸上点击右键，在弹出的对话框中选择“对象-编辑公式”。 在弹出的公式编辑器中选择“重命名的参数”，在相对应的参数上双击，例如要编辑尺寸为6mm的边，找到参数dk并双击，则在上面公式编辑栏中出现dk，然后继续在编辑栏中输入“/2”（由于我们这里是采用旋转的方法来制作螺钉头，所以尺寸要除以2），如下图。
CATIA运动仿真小教程 1. 仿真之前的准备 将要仿真的模型所需的部件在装配模式下按照技术要求进行装配。装配时请注意，在能满足合理装配的前提下，尽量少用约束，以免造成约束之间互相干涉，影响下一步运动仿真。 2.运动仿真 通过“开始（S）”——“数字模拟”——“DMU Kinematics” 进入到运动仿真的模式下，开始进行仿真设置： （1）先建立一个新机制（New Mechanism）；命令在“插入（I）”菜单下， （2）对装配部件进行约束设置，命令在旋转铰里面，点击其图标右下方的箭头，点击后，出现所有铰定义图标 按顺序分别是：旋转铰（Revolute joint），棱镜铰（prismatic joint），圆柱铰（Cylinderical joint），螺纹铰（Screw joint），球铰（Spherical joint），平面滑动铰（Planner joint），刚性连接（Rigid joint），点-线铰，滑动曲线铰，滚动曲线铰，点-曲面铰，万向节铰，双万向节铰，齿轮铰，齿轮-齿条铰，缆绳铰，坐标系铰。 各个铰接的的方法见文献《CATIA 机械运动分析与模拟实例》，上有很详细的介绍。 （3）设置固定件，点击固定零件图标，点击后出现New Fixed Part（新固定零件）对话框 ，不用理它，在图形区选择要固定的零件即可。 各种铰链设置合理，系统会自动提示：
，也就是说，机制可以仿真了。 (a.)仿真使用“命令模拟”时，点击，就会出现运动模拟对话框，在对话框内拖动鼠标，由大到小或有小到大改变角和实数的范围，然后点击下面的黑色开始键，就可以看到仿真运动了。对话框示例如下 (b.)仿真采用“模拟”时，点击，即可进入 和
iNVENTOR运动仿真分析 第1章运动仿真 本章重点 应力分析的一般步骤 边界条件的创建 查看分析结果 报告的生成和分析 本章典型效果图 1.1机构模块简介 在进行机械设计时，建立模型后设计者往往需要通过虚拟的手段，在电脑上模拟所设计的机构，来达到在虚拟的环境中模拟现实机构运动的目的。对于提高设计效率降低成本有很大的作用。Pro/ engineer 中“机构”模块是专门用来进行运动仿真和动态分析的模块。 PROE的运动仿真与动态分析功能集成在“机构”模块中，包括Mechanism design（机械设计）和Mechanism dynamics（机械动态）两个方面的分析功能。 使用“机械设计”分析功能相当于进行机械运动仿真，使用“机械设计”分析功能来创建某种机构，定义特定运动副，创建能使其运动起来的伺服电动机，来实现机构的运动模拟。并可以观察并记录分析，
可以测量诸如位置、速度、加速度等运动特征，可以通过图形直观的显示这些测量量。也可创建轨迹曲线和运动包络，用物理方法描述运动。 使用“机械动态”分析功能可在机构上定义重力，力和力矩，弹簧，阻尼等等特征。可以设置机构的材料，密度等特征，使其更加接近现实中的结构，到达真实的模拟现实的目的。 如果单纯的研究机构的运动，而不涉及质量，重力等参数，只需要使用“机械设计”分析功能即可，即进行运动分析，如果还需要更进一步分析机构受重力，外界输入的力和力矩，阻尼等等的影响，则必须使用“机械设计”来进行静态分析，动态分析等等。 1.2总体界面及使用环境 在装配环境下定义机构的连接方式后，单击菜单栏菜单“应用程序”→“机构”，如图1-1所示。系统进入机构模块环境，呈现图1-2所示的机构模块主界面：菜单栏增加如图1-3所示的“机构”下拉菜单，模型树增加了如图1-4所示“机构”一项内容，窗口右边出现如图1-5所示的工具栏图标。下拉菜单的每一个选项与工具栏每一个图标相对应。用户既可以通过菜单选择进行相关操作。也可以直接点击快捷工具栏图标进行操作。 图1-1 由装配环境进入机构环境图 图1-2 机构模块下的主界面图
% 内槽轮机构运动分析 dr=pi/180.0; % 角度与弧度的转换系数 % 销轮2转角范围:-f20 Catia链轮链条仿真运动教程 Panyf Catia DMU 运动机构分析——链条链轮运动仿真 网上关于catia做柔性零件的运动仿真的资料比较少，（也许我没找到吧） 链条的模拟有看到过，但是都是单独做链条的模拟，没有加上链轮的一起仿真的。下面做个链条与链轮一起运动的仿真教程，希望对不会的朋友有有些帮助。（做的不好也请见谅） （以下用两个链轮做例子） 首先确定所用链轮的参数——节距，滚子直径，齿数z1.z2。 确定链条的运动轨迹。将两链轮的分度圆定位好， 然后用各种线条连接成自己需要的运动轨迹。 1、如果只需要几节链条的模拟，那么只需在运动轨迹绘制几个点，（轨迹上的点与滚子中心点相合）每两个点之间的距离为所选链轮参数中的节距。这里强调一下，这里的距离是指两点间的直线距离。 2、如果需要安装整条链条，那就需要将整条运动轨迹标以节距为间距标注好n 个点，确保相邻两点间距为节距。（这里说一下，由于之前两链轮已经约束了，所有点都约束后会出现过分约束， 可以将其中一个链轮的其中一个约束去掉或者改为参考，比如将图中的103.165 删除或者，这样就可以确保每个点之间的距离都为节距） 制作好单节链条，一个内挡板，一个外挡板 ，两点为滚子中心，距离等于节距。（我做的比较简单，只是个样子，把滚子和内挡板做一块了） 进入装配设计，导入各个零件。将链条一内一外安装在轨迹上的点上，最后头尾相接。安装好链轮。如图所示 这里提醒下，做链条模拟每个链节都是独立的，都要进行接合定义，举个例子，如果你的整个链条由50节链节（即50个滚子）组成，那么你就得定义51个点曲线接合，49个旋转接合。选的越多接合越多，如果你电脑牛X，那可以选多点，如果电脑一般，就尽量少点吧。 进入DMU 运动机构建立各种接合。 首先选择固定件，把运动轨迹做为固定件。 选平面接合。选择内挡板与运动轨迹相合的两个面 CATIA环境下怎么建标准件库 伴随着产品研发体系的不断完善，知识的延续与再利用作为一种全新的设计理念应运而生。特别是在市场经济大潮的影响下，企业人才的流动较为频繁。如何保证在关键位置的人才流动后不至于给企业带来巨大的损失，同时制造业经验如何快速传授给新的工程师，从而加速设计开发的流程，CAD/CAM是技术创新的关键。 CATIA V5的知识工程模块较好地解决了困扰制造业及其他消费品行业的知识重用和保留的重要问题。它利用独一无二的先进软件架构——CATIA V5知识工程及专家系统（Knowledge Ware），可以将用户成熟的经验做成模板，使得相似的设计可重复使用；还可以通过运用CATIA的知识工程顾问模块，以产品知识为基础，参数化地建立零组件模型，再把零部件模型导入Catalog中实现各种标准件及典型零组件库的建立，用以指导产品的设计和加工。随着CATIA V5在国内企业的大量使用，关于建立符合国标、航标、企标等的三维标准件库的要求也越来越紧迫。通过使用标准件库以其达到减少重复劳动、提高设计效率的目的。 我们可以利用CATIA 的Formula、 Design Table和Catalog功能，在CATIA 环境下构造零件的基本特征，通过参数化 设计方法，数值驱动生成标准件库。 下面以HB1－101－1983六角头螺栓 为例，采用CAT1A V5R17快速建立标准件 库。图1为零件的二维图形，表1给出了 有关控制参数。 表1 HB1-101-1983六角头螺栓规范尺寸 从表1中可以看出独立参数有d、H、S、r、l、d、C和L八个尺寸．用这些尺寸来驱动生成螺栓的 库文件。 首先，需要建立一个六角头螺栓的零件，它将作为标准件库的母版，其他的同类零件(此处的同类指结构相同、参数不同，例如HB1－102－1983等)只需改变母版零件的相应参数即可。其步骤为： (1)启动CATIA V5R17，创建一个新的Part，改Part1为HB1-101。 (2)用f(x)工具建立d、H、S、r、l、d、C和L八个Length变量，默认值可暂取手册中的六角头螺栓中的任意一组值，例如：4，，7，，，12, 1, 。如图2。 (3)选取该part总体坐标系下YZ的平面，绘制如图3的草图，标注4个尺寸，并用公式按图1所示赋予这些尺寸相应的参数值。如图3所示，双击，然后右键选择Edit Formula，选择结构树上的参数H，OK确认，以此类推，处的公式为S/2，处的公式为S / sqrt(3)，见图4。 图2 图3 图4 (4)利用已建立的草图生成一个旋转体。 (5)拾取旋转体的顶部作为草图平面，选取旋转体直径较大的边作为参考几何，绘制内接正六边形见图3，约束正六边形的6个顶点在参考圆上。 (6)用已创建的草图对原实体进行Pocket操作，类型为Up to last。即得到六角头的螺栓头见图5。Catia链轮链条仿真运动教程
CATIA环境下怎么建标准件库
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