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基于SolidEdge的轴承专用设备运动仿真刘静;李炜【摘要】本文主要介绍基于SolidEdge软件自带的三维运动仿真技术。
【期刊名称】《金属加工：冷加工》【年(卷),期】2010(000)009【总页数】2页(P76-77)【关键词】SolidEdge软件;轴承专用设备;运动仿真;仿真技术;三维运动【作者】刘静;李炜【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TP391.72本文主要介绍基于Solid Fdge软件自带的三维运动仿真技术。
1.运动仿真概述首先生成SolidEdge装配件模型，完成各部件、零件的约束。
SolidEdge运动仿真模块（Simply Motion）主要分为三个阶段来完成仿真：生成运动模型、模拟运动、查看结果。
通过“智能运动构建器”（Intellimotion Builder）使整个过程自动进行，也可通过操作菜单来设置运动参数完成仿真。
2.轴承专用设备的运动仿真以某轴承专用磨床的自动上下料部件为例，如图1所示，使用SolidEdge的仿真模块来生产该产品的运动仿真过程，并将仿真结果存为动画文件。
图1中虚线所示为机械手部件运动到位时的位置，要求机械手的运动轨迹如下：在磨床加工完成磨削以后，机械手退回到图示起始位置。
此时开始运动，首先旋转臂开始逆时针旋转，同时伸缩臂液压缸慢慢地伸出伸缩活塞杆，带动载料杆部件和轴承套圈绕旋转臂旋转的同时也随旋转臂逆时针旋转。
当转到设定的下料位置后，旋转臂停止转动，伸缩臂液压缸也停止工作，此时整个机械手部件被推出，从而实现套圈下料步骤。
（1）进入装配模块环境打开产品装配件并进入装配模块环境，调入加工装配件（初始运动位置）。
图1 机械手的运动轨迹（2）启动运动仿真模块在SolidEdge运动环境中，启动“运动仿真”命令，弹出简单运动分析对话框询问将零部件自动分解为静止或运动，本例选择自己定义。
（3）设置运动选项单击运动仿真工具条上“运动选项命令”进入“简单运动分析选项”对话框，选择各种力学单位选项。
1绪论1.1课题研究的目的和意义目前人类使用的行走机构有足式行走机构，轮式行走机构、履带式行走机构、蠕动式行走机构，其中前三种行走机构较常用。
履带式行走机构的优点为耐用，驱动性佳，着力强，野外作业能力强，如在阿富汗和伊拉克战场上使用的战地机器人PACKBOTS采用的就是履带式行走机构，它能够在崎岖不平的地形表面行走，可以在建筑物里执行搜救任务、抛掷手榴弹等。
但缺点为行走速度慢，不能在混凝土地面过硬路面山上急转弯，否则将引起带体扭曲。
本机底盘低，石子和异物容易进入履带和底架之间，且机动性差。
轮式行走机构在平坦的硬质地面上运动具有履带式和足式行走机构无法比拟的优点，在目前的移动机构中应用最多，如美国斯坦福大学的斯坦利(STANLEY)无人驾驶汽车、用于火星表面探测的“勇气号”和“机遇号”以及大多数足球机器人等，都是采用的轮式行走机构。
足式行走机构最大的优点是对路况要求不高，在不连续的地形条件下具有很大优势，运动灵活，适应复杂地形的能力强，但其控制和设计难度较大，相关技术还不是很成熟，目前大多处于实验室研制阶段。
目前研究较多的足式机构有双足、四足和六足机构。
四足结构与双足机构相比具有更好的稳定性和承载能力，与六足、八足机构相比机构更简单。
日本东京工业大学机器人课题组从事采用足式机构的四足机器人研究已有20多年历史，他们从实用性、机构的复杂度、稳定性等方面考虑，认为四足是足式机器人最佳的结构形式。
由于技术等原因，目前投入使用的采用足式机构的四足机器人较少，但是四足机器人具有很强的环境适应能力，可以在平坦硬质地、沙石地、雪地、松软地、草地等复杂地面行走，可以爬越一定角度的坡面，跨越一定宽度的障碍和沟壑，在不久的将来会在以下方面发挥重大作用: 例如有些农业机械如果安装足式机械底盘，就能够适应旱地，水田，梯田等不同环境，有些矿山机械如安装行走机械底盘，其适应松软路面，大坡度路面的能力就会增强；宇航方面，为星球探测机器人安装上“足”，必将大幅度增强其在星球上的移动能力；战场上的应用，运输、侦察、排雷等；危险及特殊环境下的作业，反恐中的排雷、排爆，星球表面的探测，地震等引发的灾后搜救，核工业中放射性原料的运输、处理等，狭小空间下的作业，废墟、山洞的探测，管道检测、维修等；娱乐、服务、导盲等，在日常生活中足式行走假肢也有很大的应用前景。
基于SolidEdge及ADAMS的牵引卷筒机构运动仿真
杜连明;昃向博;王玉增;王慧
【期刊名称】《南京航空航天大学学报》
【年(卷),期】2005(037)0z1
【摘要】介绍一种新型液压牵引机卷筒机构的虚拟样机仿真方法.利用具有基于特征的建模和装配功能的CAD工具--SolidEdge建立了卷筒机构的几何模型,然后通过一种通用数据格式导入到MSC.ADAMS环境中.利用ADAMS软件进一步简化模型并建立虚拟样机.通过该联合建模方法,对牵引机卷筒机构进行动力学仿真,并对两卷筒输出的角速度和角加速度进行对比分析.与传统利用物理样机实验的方法相比,该方法更经济高效,便于产品的优化设计.
【总页数】4页(P104-107)
【作者】杜连明;昃向博;王玉增;王慧
【作者单位】济南大学机械工程学院,济南,250022;济南大学机械工程学院,济南,250022;济南大学机械工程学院,济南,250022;济南大学机械工程学院,济
南,250022
【正文语种】中文
【中图分类】TH132
【相关文献】
1.基于SolidEdge及ADAMS的牵引卷筒机构运动仿真 [J], 杜连明;昃向博;王玉增;王慧
2.SolidEdge环境下的机构运动仿真 [J], 唐春龙
3.基于ADAMS的卷筒纸包装机凸轮机构仿真研究 [J], 杨玉霞; 李艳钰; 高清冉
4.基于Pro/E和ADAMS的背罐车翻转机构运动仿真及优化设计 [J], 陈子银;杨海峰;李瑞锋
5.基于Pro/E和ADAMS的背罐车翻转机构运动仿真及优化设计 [J], 陈子银;杨海峰;李瑞锋
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基于Solid Edge的高级机构运动仿真本文以单、双万向联轴结机构为例，简述运用Solid Edge 三维造型和装配模块进行机构的装配、运动模拟及运动分析、动力分析的过程。
在机构设计中，分析输入/输出构件运动的相关性是比较困难和繁琐的，但若能方便地得到输入/输出构件及相关中间构件的运动曲线，解决这类问题就会容易许多。
Solid Edge 具有功能强大的三维造型模块和装配模块，而Dynamic Designer/Motion for Solid Edge实现了Dynamic Desinger和Solid Edge的无缝集成，用户不必离开自己所熟悉的Solid Edge界面，就可以对所设计的装配体进行运动仿真。
Dynamic Designer产品由Simply Motion、Motion和Professional组成，用户可以根据设计的复杂程度进行选择，也可以根据实际应用的情况逐步升级到更高一级的产品。
在机构设计中，熟练使用以上模块，完成零件的三维实体造型，模拟整个机构的装配，分析装配干涉情况，进而实现运动模拟、运动干涉分析和动力分析，即可实现机构的精确设计，优化机器的性能和可靠性，从而减少从设计到产品的开发周期。
本文以单、双万向联轴结机构为例，简述了运用以上模块进行机构的装配、运动模拟及运动分析、动力分析的过程。
一、单万向联轴结机构的运动分析图1是应用Solid Edge的Part模块制作的十字结、叉轴和支架。
在支架的制作中要注意精确定位左右轴孔的位置及角度，以便准确安装。
图1 十字结、叉轴和支架的实体造型图2为装配后的单万向联轴结，装配中左右叉轴与支架、十字结的定位关系均为轴对齐、面对齐。
图2 装配后的单万向联轴结如果让右侧叉轴作为输入轴并以60r/min匀速旋转，左侧叉轴作为输出轴，由于其输出转速是变速的，在Solid Edge集成的Simply Motion模块中无法对该输出轴进行速度和加速度分析。
基于Solid Edge的高级机构运动仿真
在机构设计中，分析输入/输出构件运动的相关性是比较困难和繁琐的，但若能方便地得到输入/输出构件及相关中间构件的运动曲线，解决这类问题就会容易许多。
Solid Edge 具有功能强大的三维造型模块和装配模块，而Dynamic Designer/Motion for Solid Edge实现了Dynamic Desinger和Solid Edge的无缝集成，用户不必离开自己所熟悉的Solid Edge界面，就可以对所设计的装配体进行运动仿真。
Dynamic Designer产品由Simply Motion、Motion和Professional组成，用户可以根据设计的复杂程度进行选择，也可以根据实际应用的情况逐步升级到更高一级的产品。
在机构设计中，熟练使用以上模块，完成零件的三维实体造型，模拟整个机构的装配，分析装配干涉情况，进而实现运动模拟、运动干涉分析和动力分析，即可实现机构的精确设计，优化机器的性能和可靠性，从而减少从设计到产品的开发周期。
本文以单、双万向联轴结机构为例，简述了运用以上模块进行机构的装配、运动模拟及运动分析、动力分析的过程。
一、单万向联轴结机构的运动分析
图1是应用Solid Edge的Part模块制作的十字结、叉轴和支架。
在支架的制作中要注意精确定位左右轴孔的位置及角度，以便准确安装。
图1 十字结、叉轴和支架的实体造型
图2为装配后的单万向联轴结，装配中左右叉轴与支架、十字结的定位关系均为轴对齐、面对齐。
图2 装配后的单万向联轴结
如果让右侧叉轴作为输入轴并以60r/min匀速旋转，左侧叉轴作为输出轴，由于其输出转速是变速的，在Solid Edge集成的Simply Motion模块中无法对该输出轴进行速度和加速度分析。
应用Dynamic Designer/Motion for Solid Edge，在Edge Bar中选中左侧叉轴，单击鼠标右键，选“绘制曲线”→“角速度”→“幅值”，如图3所示；重复上述操作，在Edge Bar中选中左侧叉轴，单击鼠标右键，选“绘制曲线”→“角加速度”→“幅值”，图4为将会出现在操作区中的输出叉轴的角速度和角加速度曲线。
图3 绘制输出曲线的操作
图4 输出曲线
图5为十字轴的角速度、角加速度幅值曲线，我们注意到这两条曲线是叠加在一个图上的，其中双波峰曲线为角加速度幅值曲线。
图5 十字轴输出曲线
二、双万向联轴结机构的运动分析
图6所示为双万向联轴结及其运动分析曲线，左侧图为中间叉轴的角速度、角加速度幅值曲线，右侧图为输入、输出十字轴角速度、角加速度幅值曲线，其中双波峰曲线均为角加速度幅值曲线。
进一步分析输入、输出叉轴的角速度和角加速度，可以验证其运动和动力特征是一致的。
图6 双万向联轴结及其运动分析曲线
图7 对比曲线
上述结论的验证是在双万向联轴结输入、输出叉轴在同一平面内且输入、输出角相等的情况下得出的，图7所示的情况与图6雷同，我们可看到其中间叉轴、输入、输出叉轴的角速度、角加速度的幅值及其相位均是相同的。
三、结束语
通过以上的操作，我们可以看到在Solid Edge中嵌入Dynamic Designer/Motion模块后，可方便地绘制出输入构件、输出构件及中间相关构件和各类运动线图，从而方便地实现对复杂机构的运动模拟、运动分析和动力分析，这些对实现机构的优化设计具有重要意义。
