论文空间传动机构运动仿真及关键件运动特性分析
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机构运动分析范文机构运动分析是研究机构在运动中的性能、特点、力学模型等方面的学科。
机构是由若干个构件通过连接件组成的一种刚性机械系统,广泛应用于各个领域,如机械工程、土木工程、航空航天工程等。
了解机构运动分析对于优化设计、改进运动效能、提高机构性能等都具有重要意义。
在机构运动分析中,常常会考虑到机构的运动学、静力学和动力学方面的问题。
首先,机构的运动学分析是研究机构构件之间相对运动的学科。
它关注构件之间的几何关系、速度、加速度等参数,通过数学方法描述机构的运动状态。
常见的运动学分析方法包括坐标法、矩阵法、几何法等。
在机构运动学分析中,常常使用平面机构和空间机构这两种类型进行研究。
平面机构是指机构构件在平面内运动的机构,而空间机构是指机构构件在三维空间内运动的机构。
其次,机构的静力学分析是研究机构在受到外力或外力矩作用下的平衡条件和力学特性的学科。
在机构的静力学分析中,常常使用静力平衡方程、杆件的材料力学性质等来求解机构的内力分布、受力大小等问题。
静力学分析能够帮助工程师了解机构的结构强度、稳定性等方面的问题,为机构的设计和优化提供重要依据。
最后,机构的动力学分析是研究机构在运动中的力学特性和性能的学科。
它关注机构在运动过程中的惯性力、动力学特性和能量转换等问题。
动力学分析可以通过构建机构的动力学模型,使用牛顿第二定律、运动学方程等进行分析,从而了解机构的惯性反应、动力传递等特性。
动力学分析对于优化机构的运动路径、减小振动和噪音等问题具有重要意义。
总结起来,机构运动分析包括运动学分析、静力学分析和动力学分析三个方面,是研究机构性能、特点和力学模型等内容的学科。
它在优化机构设计、改进机构性能、提高机构运动效能等方面有着重要的应用价值。
机械运动仿真与动力学特性分析随着现代科技的发展,机械运动仿真与动力学特性分析的重要性日益凸显。
这一技术不仅在工程领域发挥重要作用,还在医学、航天等多个领域有着广泛的应用。
本文将就机械运动仿真的概念、技术以及动力学特性分析的方法进行探讨,并对其应用进行一定的探索。
机械运动仿真是指通过计算机模拟机械系统的运动过程。
它通过建立数学模型,利用仿真软件模拟物体的运动状态和行为,为工程师提供全面的设计、分析和优化的能力。
机械运动仿真的过程分为几个关键步骤:建立模型、设定初始条件、确定仿真算法、进行仿真计算以及结果分析与评估。
首先,建立准确的模型是机械运动仿真的基础。
在建立模型时,我们需要考虑物体的几何形状、质量分布、运动约束等因素。
通过采集实验数据或利用CAD软件进行绘图,我们可以获得准确的物体几何形状。
接着,我们需要考虑力学性质,包括刚度、弹性、阻尼等因素。
最后,我们还需要根据具体问题设定物体的运动约束,例如固定支点、限制运动范围等。
然后,确定初始条件是进行机械运动仿真的关键一步。
确定初始条件可以是物体的初始位置、速度、角度等。
根据实际情况,我们可以选择合适的初始条件,以便更好地模拟物体的运动过程。
初始条件的准确设置将直接影响到仿真结果的准确性和可靠性。
确定仿真算法是机械运动仿真的另一个重要步骤。
常用的仿真算法包括欧拉法、中点法和龙格-库塔法等。
这些算法根据物体的运动方程和动力学特性,通过数值计算的方法模拟物体的运动过程。
选择合适的仿真算法对于准确模拟物体的运动行为至关重要。
进行仿真计算是机械运动仿真的核心内容。
在进行仿真计算时,我们需要将建立的模型、确定的初始条件以及选择的仿真算法带入仿真软件中,并进行计算。
仿真软件会根据输入的数据自动进行计算,并输出物体在给定时间内的运动状态。
通过对仿真结果的观察和分析,我们可以了解物体在不同条件下的运动行为,并对设计进行评估和优化。
最后,结果分析与评估是机械运动仿真的重要环节。
传动方案的分析及论证报告范文传动方案的分析及论证报告范文一、引言传动方案的分析及论证是在产品设计和制造过程中不可或缺的一环。
一个合理的传动方案可以有效地提高产品的性能和可靠性。
本报告将对传动方案的分析和论证进行详细的讨论和研究。
二、背景传动方案是指在机械系统中用于传递动力和运动的一种方案。
它涉及到传动装置的选择、布置以及传动比的确定等问题。
一个合理的传动方案可以确保机械系统的正常运行,并满足设计要求。
三、传动方案的分析1. 传动装置的选择传动装置的选择是传动方案中最关键的一步。
根据不同的需求,可以选择齿轮传动、带传动、链传动等不同的传动方式。
需要考虑的因素包括传动效率、传动比、传动扭矩、传动精度等。
2. 传动装置的布置传动装置的布置是指将不同的传动装置组合在一起,形成一个完整的传动系统。
在布置传动装置时,需要考虑传动装置的空间限制、传动装置之间的配合关系以及传动装置与其他部件的连接方式等。
3. 传动比的确定传动比的确定是传动方案中的一个重要环节。
传动比的选择直接影响到机械系统的运动特性和性能。
在确定传动比时,需要综合考虑功率传递、速度要求、扭矩传递等因素。
四、传动方案的论证1. 动态分析通过动态分析可以了解传动方案在不同负载情况下的运动特性和性能。
可以通过建立传动系统的数学模型,运用动力学原理和计算方法,进行传动方案的动态仿真分析,从而评估其可行性和可靠性。
2. 强度分析强度分析是对传动方案进行力学计算和强度校核的过程。
通过考虑传动装置的受力情况、材料的强度特性以及工作条件等因素,对传动方案的强度进行论证和验证,以确保传动装置能够承受设计要求的工作负载。
3. 效率分析效率分析是对传动方案的传动效率进行评估和论证的过程。
通过理论计算和实验验证,可以了解传动装置在传递动力过程中的能量损失情况,评估传动方案的效率,并进行优化改进。
五、案例分析以一台工业机械设备的传动方案为例,展开具体的分析和论证过程。
运动机构动力学建模与仿真分析运动机构动力学建模与仿真分析随着科技的不断发展,机械运动控制系统已经成为了许多领域中必不可少的一部分。
在这些系统中,运动机构是最基本的部件之一。
运动机构的运动特性对于整个系统的性能和稳定性有着至关重要的影响。
因此,对于运动机构的动力学建模和仿真分析已经成为了一个非常重要的研究方向。
运动机构的动力学建模是指将机构的运动特性转化为数学模型,并通过模型来描述机构在运动过程中所受到的各种力学作用。
这些力学作用包括惯性力、重力、弹性力、摩擦力等等。
通过建立数学模型,可以更加深入地研究机构在运动过程中的各种特性,比如速度、加速度、力矩等等。
同时,对于机构的控制和优化也有着重要的意义。
在动力学建模的过程中,最常用的方法是拉格朗日方程。
拉格朗日方程是一种基于能量守恒原理的数学方法,它可以将机构的动力学特性转化为一组微分方程。
通过求解这组微分方程,可以得到机构在运动过程中各个时刻的状态和特性。
除了动力学建模之外,仿真分析也是非常重要的一个环节。
仿真分析是指通过计算机模拟机构在运动过程中的各种特性,比如速度、加速度、力矩等等。
通过仿真分析可以更加直观地展示机构的运动特性,并且可以对机构进行各种优化和改进。
在进行仿真分析时,最常用的方法是多体动力学仿真。
多体动力学仿真是一种基于牛顿定律的数值计算方法,它可以对机构在运动过程中所受到的各种力学作用进行仿真计算。
通过仿真分析,可以得到机构在不同工况下的运动特性,并且可以对机构进行各种优化和改进。
总之,运动机构的动力学建模和仿真分析是非常重要的研究方向。
通过建立数学模型和进行仿真分析,可以更加深入地研究机构的运动特性,并且可以对机构进行各种优化和改进。
这对于提高机械控制系统的性能和稳定性具有非常重要的意义。
机械传动系统的运动特性建模与仿真引言:机械传动系统是现代工业中不可或缺的重要组成部分。
通过传递和转换动能,机械传动系统可以实现不同工艺和运动要求。
准确地建模和仿真机械传动系统的运动特性,可以为系统设计与优化提供有力的支持。
本文将探讨机械传动系统的运动特性建模与仿真的方法和应用。
一、机械传动系统的基本原理机械传动系统由传动装置、传送带、轴承、齿轮等组成,通过各个零部件之间的相互作用,实现能量的传递和转换。
在机械传动系统中,常见的传动方式包括直线传动、旋转传动和连续传动等。
1. 直线传动直线传动是指传动装置通过直线运动实现动能的传递和转换。
这种传动方式广泛应用于输送带、链条传动等。
在建模和仿真直线传动系统时,需考虑传动装置受力、摩擦和阻力等因素对系统运动特性的影响。
2. 旋转传动旋转传动是指传动装置通过转动实现能量的传递和转换。
这种传动方式常见于齿轮传动、皮带传动等。
在建模和仿真旋转传动系统时,需考虑齿轮啮合、轴承摩擦、离心力等因素对系统的动力学响应和稳定性的影响。
3. 连续传动连续传动是指传动装置通过连续的动力学过程实现能量的传递和转换。
例如,汽车的传动系统就是一种连续传动系统。
在建模和仿真连续传动系统时,需要考虑系统中各个部件之间的动力学相互作用和能量损耗,以实现系统动态特性的准确预测。
二、机械传动系统的运动特性建模方法机械传动系统的运动特性建模是机械工程领域中的一项重要任务。
它可以通过建立系统的数学模型,描述和分析系统在给定条件下的运动特性,为系统设计与优化提供重要的理论支持。
常见的机械传动系统运动特性建模方法包括经典数学建模方法和基于计算机仿真的建模方法。
1. 经典数学建模方法经典数学建模方法包括运动学和动力学建模两个方面。
在运动学建模中,可以通过定义系统中各个部件之间的几何关系,计算系统中部件的位移、速度和加速度等。
在动力学建模中,需考虑系统中部件之间的相互作用力、惯性力和外部载荷等因素,通过牛顿运动定律和能量守恒定律等原理,建立系统的运动学方程和动力学方程,并求解系统的运动变量。
毕业设计(论文)题目:空间3-RPS并联机构的运动分析与仿真题目类型:论文型学院:机电工程学院专业:机械工程及自动化年级:级学号:学生姓名:指导教师:日期: 2010-6-11摘要3-PRS并联机构是空间三自由度机构,该机构具有支链数目少、结构对称、驱动器易于布置、承载能力大、易于实现动平台大姿态角运动等特点,目前已在工程中得到成功应用。
本文基于空间机构学理论,对3-RPS并联机构进行了相关的运动学分析。
在对机构结构分析的基础上,对机构的输出位姿参数进行了解耦分析,得到了机构输出参数间的解耦关系式;用解析法推导了机构的位置反解方程;用数值法实现了机构的位置正解;依据驱动副行程、铰链转角、连杆尺寸干涉等限制因素确立约束条件,利用极限边界搜索算法搜索了3-PRS并联机构的工作空间,分析了该机构工作空间的特点,并进行了工作空间体积计算。
最后基于ADAMS软件平台,建立了3-RPS并联机构的三维实体简化模型,对3-RPS并联机构的运动进行了仿真。
本文的研究为3-RPS并联机构的结构设计与应用提供了参考。
关键词:3-PRS并联机构;位置正解;位置反解;工作空间;运动仿真ABSTRACT3-PRS parallel mechanism is a three degrees of freedom of space agencies, the agency has a small number of branched-chain, structural symmetry, the drive is easy layout, carrying capacity, easy to implement a large moving platform attitude angle motion and other characteristics, has been successfully applied in engineering . Based on the theory of space agencies, on the 3-RPS parallel mechanism was related to kinematics analysis. In the analysis of the structure, based on the position and orientation of the body of the output parameters of the decoupling analysis, the decoupling of the output parameters of the relationship; analytic method derived by inverse position equations institutions; achieved by numerical methods body forward position; based driver Vice trip, hinge angle, rod size interference and other constraints set constraints, using the limit boundary search algorithm for searching for the 3-PRS parallel mechanism of the working space, analysis of the sector space characteristics, and a working space of volume. Finally, based on ADAMS software platform, the establishment of the 3-RPS parallel mechanism of three-dimensional solid simplified model of 3-RPS parallel mechanism of the movement is simulated. This study for the 3-RPS parallel mechanism structure provides a reference design and application.Key word: 3-PRS parallel mechanism; forward position;inverse position;workspace ;motion simulation.目录摘要IIABSTRACT III前言VII第1章绪论1课题研究的意义 1并联机构简介 2并联机构的国内外发展现状 3少自由度机构介绍 6少自由度的研究意义 6少自由度并联机构的研究现状 (6)本文主要研究内容7第2章并联机构的组成原理及运动学分析 (9)引言9并联机构自由度分析9并联机构的组成原理10并联机构的研究内容11运动学分析11工作空间分析12本章小结13第3章3-PRS并联机构位置分析14引言14空间3-RPS并联机构14机构组成143-RPS并联平台机构的位姿描述 (15)3-RPS并联平台机构位姿解耦 (19)3-RPS并联平台机构的位姿反解203-RPS并联平台机构的位置正解23本章小结:25第4章3-RPS并联机构的工作空间分析 (26)引言263-RPS并联平台机构的工作空间分析 (26)机构的运动学约束263-RPS并联机构工作空间边界的确定 (28)工作空间分析算例29工作空间体积的计算方法29本章小结30第5章3-RPS并联机构的仿真与应用 313-RPS并联机构的的三维建模31ADAMS软件介绍313-RPS并联机构的建模313-RPS并联机构的运动仿真323-RPS并联机构的应用34本章小结37总结与体会38谢辞39参考文献40前言机构的发明与发展同人类的生产、生活息息相关,它促进着生产力的发展、生产工具的改进和人类生活水平的不断提高。
空间RSSR机构的分析与仿真陈伟;宋梅利;王晓鸣;姚文进;席渊明【摘要】针对空间连杆RSSR机构建立理论分析模型,利用空间机构运动分析理论,得到机构的输入输出位移方程.结合运动分析,通过建立静力平衡方程,求解运动副中的约束反力.建立机构三维模型,在仿真软件ADAMS中分析其转角关系和运动副受力情况,得出转角关系曲线图和运动副反力曲线图.分析结果表明,理论计算结果与仿真结果基本一致.%According to the theory of spatial linkage mechanism RSSR,the input and output displacement equations of the mecha-nism are obtained by using the motion analysis theory of space mechanism.In the aspect of force,the constraint reaction of the kine-matic pair is solved by establishing the static equilibrium equation. The three-dimensional model of the mechanism is established, and the force of its movement is analyzed in the simulation software ADAMS,and the force diagram of the kinematic pair is obtained. The results show that the results of theoretical calculation are basically the same as the simulation results.【期刊名称】《机械制造与自动化》【年(卷),期】2018(000)002【总页数】4页(P104-106,113)【关键词】空间机构;RSSR;运动分析;受力分析;ADAMS【作者】陈伟;宋梅利;王晓鸣;姚文进;席渊明【作者单位】南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室,江苏南京210094;南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室,江苏南京210094;南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室,江苏南京210094;南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室,江苏南京210094;南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室,江苏南京210094【正文语种】中文【中图分类】TP391.90 引言空间连杆机构与平面连杆机构类似,可以实现刚体导引、再现函数和再现轨迹等功能。
空间连杆机构的运动仿真国内课题研究方案空间连杆机构具有高效、结构简洁、产品的表现力等优点,是工厂自动化技术中一个重要的组成部分。
由于空间连杆机构的特殊性,它的设计成功率较低,运行过程中可能存在一定的稳定性和性能方面的问题。
因此,为了更好地发挥空间连杆机构的性能,有必要研究如何模拟、仿真和分析其运动特性。
本文基于此,提出了一种运动仿真国内课题研究方案。
首先,本课题分析了空间连杆机构的基本结构和动力特性。
根据机构的关节特性,将其分为绳系、轴系和滑移系三种形式,分析绳系机构中的力传递机理,并提出了相应的力学模型。
同时,分析了轴系机构和滑移系机构中的力学行为,提出了针对性的力学模型。
其次,本课题考虑了空间连杆机构运动仿真及其仿真系统构建。
利用非线性数值解法,首先采用经典仿真模式,建立机构运动模型,并利用MBS(multibody system)解决方案,建立运动仿真模拟系统,分析和优化机构的运动特性。
此外,本课题考虑了真实环境场景下的仿真精度分析。
针对不同输入参数,采用实验设计的方法,确定机构的频率响应和轨迹的稳定性,并通过优化算法,确定机构最优参数,提高运行稳定性。
最后,本课题讨论了空间连杆机构的动力学参数最优化和控制。
针对机构动力学运动特性,考虑机构动力学模型,使用控制策略,设计最优化算法,实现机构部件参数的最优化,精确控制机构的运动特性。
总之,本课题根据空间连杆机构的结构特性,提出了一种基于MBS的运动仿真国内课题研究方案,结合实验设计的方法和最优化算法,研究了空间连杆机构的性能参数分析和最优控制策略。
通过建立空间连杆机构仿真模型,有效地分析和优化机构的性能,为空间连杆机构的应用提供了较好的理论指导。
毕业设计(论文)题 目 空间传动机构运动仿真及关键件运动特性分析 Movement simulation and Movement characteristics analysis of Spatial linkage姓 名 龚 樱学 号 3043119121专业班级 04机制4班指导教师 童森林(高级工程师)分 院 机电与能源工程分院完成日期 2008年 6月10日 宁波理工学院中文摘要在传统的二维设计模式下,零件不是以实体模型进行设计的,因此无法在计算机中对机构进行虚拟装配和运动仿真。
Pro/E是功能强大的软件,在Pro/E环境下,通过对空间传动机构的总体设计,实现相关零件的制作、装配和运动仿真,使机构运动形象生动。
建立了空间传动机构的分析模型,确定了空间机构连杆上沿任一直线作匀速运动的动点轨迹矢量方程.即动点轨迹方程,并进一步地对方程进行微分求出动点在任一瞬时时刻的速度和加速度。
关键词:Pro/E;空间传动机构;运动仿真;运动分析AbstractIn the traditional 2D design mode,parts are not designed as solid models,therefore the virtual assembly and motion simulation for machinery products are impossible.Pro/E is a powerful tool,The Spatial linkage was designed in general under the Pro/E environment,the related parts,assembling and movement of the linkage were succeeded to the simulate.The analytic model is established for spatial linkage mechanisms.T he track’s vector equation of one moving point is found out in any beeline on the link of the spatial mechanism,and the equation is done differential to figure out the instantaneous velocity and acceleration of the point.Keyword:Pro/E;spatial linkage mechanisms;movement simulation;movement analysis毕业设计(论文)任务书一、毕业设计(论文)题目空间传动机构的运动仿真和关键件的运动特性分析二、学生姓名龚樱学号3043119121专业班级04机制(4)班任务书发放日期2007年11月13日三、指导教师对毕业设计(论文)的进度安排及任务要求i.主要任务与目标a了解三维动态仿真设计技术应用现状及存在的问题;b了解三维动态仿真设计技术的发展趋势;c 掌握机构自由度的计算方法、机构的组成原理、结构分析方法、机构关键点速度与加速度及运动线图的求解方法等。
d主要利用Pro/E软件,按三维动态仿真要求设计三种以上指定机构及相关零件结构,并选取和计算相应参数,绘制相应的图表等;e完成各工况动态仿真设计、动态干涉检查和运动特征分析,f 完成虚拟拆装仿真设计,完成动画电影制作,完成成果文件集中管理界面设计。
g最后按照本科生毕业设计论文的要求,按期撰书写毕业设计论文和进行论文答辩。
应达到的目标:a完整的三维设计模型;b 完整的设计计算分析数据;c完成各工况动态仿真和干涉检查;d完成虚拟拆装仿真;e符合要求的毕业论文。
ii.主要内容与基本要求a参阅一定数量的国内外相关技术文献;b独立完成机构设计、计算、各工况动态仿真设计、动态干涉检查和虚拟拆装;c采用PRO/ENGINEER WILDFIRE 2.0以上版本软件;d完成本课题应具备的环境PC机(586以上、Vga模式的显示器)Window 2000或者Window xpiii.计划进度2007.11.23前:熟悉任务要求,熟悉PRO/ENGINEER WILDFIRE2.0造型、组装及机构运动仿真环境。
2007.11.28前:查阅文献8篇以上,阅读并翻译与课题有关的外文资料,译文字数不少于5000字。
2007.12.05前:文献综述:包括国内外现状、研究方向、进展情况、存在问题、参考依据等,文字数不少于5000字。
2007.12.23前:开题报告:包括选题的意义、可行性分析、研究的内容、研究方法、拟解决的关键问题、预期结果、研究进度计划等,文字应在5000字以上。
第1-4周:完成各机构的原理设计和计算分析。
第4-5周:书写论文提纲,原则上应包括选题的目的和立意、论文基本框架结构的拟定以及具体实施计划等,总字数不得少于2000字。
完成期限:4月1日前。
第2-6周:完成各工况动态仿真设计,选取和计算相应参数,完成机构及相关零件结构设计,完成运动特征分析,并绘制相应的图表等。
第7周:完成动态干涉检查。
第6-9周:完成虚拟拆装仿真设计,完成动画电影制作,完成成果文件集中管理界面设计。
第7-14周:撰写毕业论文,论文正文要求字数20000字以上,5月9号之前完成毕业论文初稿,5月22日之前完成毕业论文终稿。
务必每周向指导教师汇报毕业设计(论文)的进度。
独立完成毕业设计(论文)任务,如果弄虚作假或抄袭他人成果,一经调查核实,则毕业设计(论文)成绩以零分记。
iv.主要参考文献a维普全文期刊数据库b万方数据库:数字化期刊子系统c 中国学术会议论文全文数据库(中文版)d ProQuest学位论文全文检索系统CALIS镜像站e Pro/E中文野火版2.0教程詹友刚编著f 各类机构设计工具书g 机械原理h 机械设计起讫日期:07年11月13日至08年06 月08日指导教师签名童森林职称高级工程师2007 年11月10日四、分院审核意见负责人签名年月日毕业设计(论文)工作记录卡学生姓名:龚樱注:设计类工作记录卡写作环节一栏按括号内要求填写毕业设计(论文)工作指导卡目录中文摘要英文摘要第1章引言 (1)1.1国内外三维动态仿真设计的使用现状 (1)1.2空间传动机构运动分析的研究现状 (1)第2章国内外开发的三维动态仿真设计软件的使用现状 (3)2.1国外开发的三维设计软件的使用现状 (3)2.2国内开发的三维设计软件的使用现状 (4)第3章基于Pro/E软件机构的动态仿真 (5)3.1Pro/E软件的功能与特点 (5)3.2基于Pro/E机构的动态仿真 (6)3.2.1运动仿真技术概述 (6)3.2.2Pro/E动态仿真设计过程 (6)3.2.3Pro/E运动仿真的特点 (7)第4章空间传动机构结构分析和运动分析 (9)4.1空间传动机构的结构分析 (9)4.1.1空间机构的自由度计算 (9)4.2空间传动机构的运动分析 (11)4.2.1RSSR空间四连杆机构的运动分析计算 (12)4.2.2机构从动元件上一点的速度和加速度曲线 (16)第5章空间传动机构的三维动态仿真设计 (17)5.1单万向联轴节的三维动态仿真设计 (17)5.1.1单万向联轴节的零件设计 (18)5.1.2单万向联轴节的动态装配 (19)5.1.3单万向联轴节的动态仿真 (25)5.1.4动态干涉检查和修复的方法 (25)5.1.5影像录制 (26)5.1.6创建动态点轨迹曲线 (27)5.1.7关键点运动参数曲线 (28)5.2揉面机构的三维动态仿真设计 (30)5.2.1揉面机构零件设计 (30)5.2.2揉面机构的动态装配 (32)5.2.3揉面机构的动态仿真 (34)5.2.4动态干涉检查和修复的方法 (34)5.2.5影像录制 (34)5.2.6创建动态点轨迹曲线 (35)5.2.7关键点运动参数曲线 (35)参考文献 (37)附录38致谢43第1章引言随着计算机的广泛应用,三维动态仿真技术已经广泛应用于机械设计和研究中。
三维动态仿真设计摆脱了二维设计的枯燥、实体感和空间感不强的缺点,能为产品开发人员提供更先进的设计方法和设计手段,具有形象生动、快速响应等设计特点。
三维动态仿真设计能满足空间传动机构的设计要求,并对其位移、速度、加速度曲线进行运动分析,检验是否产生干涉,判断机构是否能够实现设计要求,可大大缩减设计者的设计时间和企业的资金投入,并提高机械系统的可靠性。
1.1 国内外三维动态仿真设计的使用现状国外开发的三维设计软件有:Pro/E,该软件已成为全世界及中国地区最普及的三维CAD/CAM系统的标准软件,广泛应用于电子、机械、模具、工业设计、汽车、航天、家电、玩具等行业;国内的相当多的中小型企业都在使用的Solidworks;多用于航空企业的UG和CATIA;应用于模具的生产制造业的Cimatron等。
国内开发的三维设计软件有:CAXA系统,是我国自主版权的计算机辅助设计绘图系统,广泛应用于机械、航空、航天、汽车、船舶、轻工、纺织等领域;目前在国内的市场中使用也较多的开目CAD等。
三维动态仿真设计可快速、简单的进行产品的三维立体造型,对其进行颜色和外观设置,装配零件后在模拟环境下进行动态仿真,以便发现设计中存在的问题并及时修改,还可生成逼真的多媒体动画来制作影视录像,该技术大大缩短了设计时间,减少产品生产的损失。
三维动态仿真设计技术已经广泛应用,国内外三维设计已逐步代替二维设计。
1.2 空间传动机构运动分析的研究现状机构是自由度大于零、各构件有确定相对运动的杆件组合体。
目前研究和应用较多的机构有:连杆机构、凸轮机构、齿轮机构及常用的间歇运动机构等。
空间连杆机构是各个构件不都在同一平面内或平行平面内运动,空间连杆机构在机器人、机械手机构中占着主导地位;空间齿轮机构传递两相交轴或两交错轴间的运动,两齿轮间的相对运动为空间运动,传递两交错轴间运动的有蜗杆机构和交错轴斜齿轮机构两种;空间槽轮机构是一种常用的间歇运动机构。
空间机构结构紧凑、运动多样、灵活可靠,且其在各种工作机械、某些发动机以及仪表等中得到了大量的应用,因此空间机构的运动分析也变得相当重要。
目前,对空间机构进行运动分析的最常用的方法是坐标变换矩阵法.利用它进行坐标变换,其原理较容易理解,但表达形式比较复杂,求解过程也相当地繁琐.其它的研究工具如:张量、二元数、四元数、旋量,虽然在某些场合可以简化分析过程,但仍局限于解决不很复杂的空间机构问题.第2章国内外开发的三维动态仿真设计软件的使用现状三维CAD/CAE技术,不仅使设计对象的几何形状和性能满足要求,而且使各方面的指标(强度、刚度、重量和成本等)达到最佳状态,随着三维动态仿真设计技术在设计及制造等领域的广泛应用,国内外开发出一系列相关的三维软件。