UG运动仿真 连杆特性和运动副

1、连杆特性和运动副利用UG/Modeling的功能建立了一个三维实体模型后，并不能直接将各个部件按一定的连接关系连接起来， 必需给各个部件赋予一定的运动学特性，即让其成为一个可以与别的有着相同的特性的部件之间相连接的连杆构件（Link ）。同时，为了组成一个能运动的机构，必需把两个相邻构件（包括机架、原动件、从动件） 以一定方式联接起来， 这种联接必需是可动连接， 而不能是无相对运动的固接 （如焊接或铆 接），凡是使两个构件接触而又保持某些相对运动的可动连接即称为运动副。在UG/Motion中两个部件被赋予了连杆特性后，就可以用运动副（Joi nt）相联接，组成运动机构。931 连杆特性的建立点

2、击运动仿真工具栏区的连杆特性和运动副模块中的图标 【连杆特性创建】对话框，如图9-15所示。点击运动仿真工具栏区的连杆特性和运动副模块中的图标【连杆特性创建】对话框，如图9-15所示。编辑方向质量特性自动 用戶定玄 无质童编辑方向自动上一个等紙上一个等紙Link），系统将会打开Link），系统将会打开I ink rinirl IroinllI ink rinirl Iroinll印图9-15连杆特性的建立 该对话框中的各个选项说明如下：1. Selection Steps （选择步骤）该选项给用户提供了建立一个连杆特性的操作步骤。共包含五个步骤，其中可根据用户的要求省去几项。各个步骤说明如下：

3、1） Link Geometry该选项用于选择连杆特性的几何模型。激活该图标后，在图形窗口中选择将要赋予该连杆特性的几何模型。2）Mass该选项用于设置连杆的质量特性。选择该图标后，【连杆创建】对话框的界面将会发生变化，变化后对话框的选项说明如图9-16所示。inkElectiDn Steos冃域|?3lntjJ质心位買设買一Point pfctbwd匚磺旦丸小| d. nocoNime|LOQ1OKApjslyEick 匚血寸3)In ertia图9-16【连杆创建】对话框该选项用于设置连杆的惯性力。选择该图标后，连杆创建对话框的界面将会发生变化,变化后对话框的选项说明如图9-17所示。作冃

4、占編辑方页图9-17【连杆创建】对话框4)In itial Tran slati on Velocity该选项用于设置连杆的初始平移速度。选择该图标后，连杆创建对话框的界面将会发生变化，变化后对话框的选项说明如图9-18所示。inkSflertiw 9ap 丄占區JFltfvc .-.u-Vector riethod| 图 9-18I重设一|LCO：NameOKApply平務谨匱大4、一 反蚌申移方向Frit加尸怜tF【连杆创建】对话框iU Initial Rotation Velocity5）该选项用于设置连杆的初始旋转速度。 变化，变化后对话框的选项说明如图9-19所示。选择该图标后，连杆

5、创建对话框的界面将会发生加谨度犬小反转旋转铀片向重设Ilodi图 9-19【连杆创建】对话框2. Mass Properties （质量特性）该选项用于设置连杆的质量特性创建的方式，包含三个选项:Mass 和1）Automatic :由系统自动生成连杆的质量特性。2）User Define :由用户定义质量特性，选择该选项后，选择步骤中的图标 亘）Inertia将被自动激活。3. Name （连杆名称）该选项用于设置连杆的名称。设置完了这些连杆特性参数后，该部件就具有了一定的运动学特性， 可以与别的连杆以 一定的连接方式相连接了， 构成运动机构。同时也可以对运动模型进行简化， 将连杆的质量 特

6、性设置为默认值 0,按OK键后该部件也将成为连杆。932连杆特性参数的编辑当连杆特性参数设置有误时，就必需对各项参数进行修改，UG/Motion该项功能的实现是通过运动仿真工具栏区运动模型管理模块中的运动模型部件编辑的功能来实现的。点击运动模型管理模块中的图标，“ |( Edit Motion Object )将弹出一个【类选择】对话框，要求选 择将要进行编辑的部件，这与UG/Modeli ng中的类选择方法类似。将【类选择】对话框的选择类型设为Link，选择了某一连杆后将弹出连杆特性参数设置的对话框，如图9-20所示,对各项参数的编辑与连杆建立时的参数设置操作完全相同。樽LinkResect

7、ion StepsCnarReztanle/Polyaon Met | InfHkissFrwpe-ties 荷 Autamitc 广 Llw DsFnedC McneJp Chip hLpOn& LevelDiKrtl 5efe图9-20连杆特性参数的编辑933运动副的类型在UG/Motion中给用户提供了 12种运动副的类型，在连杆与运动副工具栏中列出了其中的几种运动副，如图9-21所示。護住崖摟 占a连摟 吐邕Ims拽图9-21运动副类型工具栏下面分别来介绍各种运动副类型。1. Joi nt (铰链连接)选择该选项后将会弹出铰链连接对话框,在该对话框中列出了七种铰链连接的类型，女口Il

8、inlk and InintiCoplayKaiwL图9-22【铰链连接】对话框图9-22所示。该对话框中的各种铰链连接类型说明如下:(Revolute)1）合页连接 9-23所示。铰链连接可以实现两个相连件绕同一轴作相对的转动，如图图9-23 铰链连接另一种是一个连杆绕固定在机它有两种形式：一种是两个连杆绕同一轴作相对的转动,Fixwl Ftenduie铰链连接的两种形式Rrvolute2）滑块连接（Slider）滑块连接是两个相连件互相接触并保持着相对的滑动，如图9-25所示。架上的一根轴进行旋转，如图9-24所示。图9-25滑块连接可以实现一个部件相对与另一部件的直线运动，它有两种形式：

9、一种是滑块为一个自由滑块，在另一部件上产生相对滑动；一种为滑块连接在机架上，在静止表面上滑动，如图9-26所示。图9-26滑块连接的两种形式3）柱铰连接（Cylindrical）柱铰连接实现了一个部件绕另一个部件（或机架）的相对转动，如图9-27所示。图9-27 柱铰连接柱铰连接也有两种形式：一种是两个部件相连，另一种是一个部件连接在机架上，如图9-28所示。CsHidricjl图528柱铰连接的两种形式4）螺杆连接（Screw）螺杆连接实现了一个部件绕另一个部件（或机架）作相对的螺旋运动，如图9-29所示。图9-29螺杆连接riictd Sat#5）万向接头（Universal ） 竺J万向

10、接头实现了两个部件之间可以绕互相垂直的两根轴作相对的转动，它只有一种形式必需是两个连杆相连，如图9-30所示。6）球铰连接（球铰连接实现了一个部件绕另一个部件（或机架）作相对的各个自由度的运动,它只有一种形式必需是两个连杆相连，如图9-31所示。图9-31 球铰连接9-32所示。7）平面连接（Planar）平面连接可以实现两个部件之间以平面相接触，互相约束，如图吋IOrigjzi = Arc Center图9-32平面连接2 .齿轮齿条连接（Rack and Pinion ）齿轮齿条连接可以实现两个部件或者是部件与机架之间以齿轮与齿条啮合的运动形式 进行铰接，如图9-33所示。3.齿轮连接（G

11、ear）齿轮连接可以实现两个部件或者是部件与机架之间以齿轮啮合的运动形式进行相对运 动的约束，如图9-34所示。4.皮带连接（皮带连接可以使两个部件之间实现以皮带轮带动皮带进行运动的相对运动形式。5.点线连接（Point on Curve ）点线连接可以实现一个部件始终以其上的一点与另一个部件或者是机架进行接触，实现相对运动的约束，如图 9-35所示。PnintiCur6.线线连接（Curve on Curve该约束是强迫两个部件上的两条曲线相互接触，实现两个部件的连接和运动约束，如图9-36所示。图9-36线线连接9.3.4运动副的建立UG/Moti on中各种运动副（Joi nt ）的建立

12、方法都是类似的，下面以铰链连接中的合页 连接（Revolute）为例介绍运动副建立的整个过程。在建立了一个运动场景和设置了连杆特性后，可以开始进行运动副创建的操作。点击连杆特性和运动副模块中的铰链连接（Joi nt）-按钮后，将弹出一个对话框要求用户选择铰链连接的类型，如图9-37所示。Lin k and Jont选择歩骤图9-37选择铰链连接的类型当用户选择不同的铰链连接的类型后，该对话框将会发生变化。在该对话框中选择铰链，对话框中将会显示创建合页连接运动副的各个选连接的类型为合页连接(Revolute)项，这些选项功能的说明如下所述：1. Snap Links选种这个单选项后，用户所设置的

13、运动副为两个连杆之间的连接，则在该对话框中要求设置运动副在各个连杆上的相关参数；空置该单选项时，用户所设置的运动副为连杆与假象的机架之间的连接，只需设置运动副在这个连杆上的参数既可。2. Selection Steps该选项给用户提供了建立一个运动副的操作步骤。共包含四个步骤，其中可根据用户的要求省去几项，通过完成各个步骤， 可以引导用户完成运动副参数的设置。各个步骤说明如下：1) First Link该步骤要求用户选择将要进行连接的第一个连杆，如果在Snap Links单选项中空置则该连杆将要与机架连接在一起。2) Orie ntatio n On First Link在图形窗口中选择那将要

14、进行连接的第一个连杆后， 第二步图标将会被自动的激活， 同 时在【创建运动副】 对话框中的Edit Orientation选项被激活，系统在该对话框中自动显示点 创建的方式，如图 9-38所示。Joint0KApply |BickCineol图9-38设置运动副在第一个连杆上的位置和方向在该步骤中要求用户设置运动副在第一个连杆上的位置和方向。运动副的位置是指两个连杆连接或者连杆与机架连接时关节点的所在, 机架或者连杆相连接。连杆将在此点与而不同的运动副其方向的定义是不同的, 动副的方向指的是连杆平移的方向。转动副的方向指的是连杆转动的旋转轴，而移用户可以选择一定的点创建方式在第一个连杆上创建选

15、择一点，作为运动副在第一个连杆上的位置；同时，用户可以选择选项Edit Orientation (编辑方向)，系统将会自动打开一个坐标系创建对话框，如图9-39所示，在该对话框中用户可以以一定的方式创建一个坐标系，该坐标系的Zc方向即为运动副在第一个连杆上的方向。厂 Snap UniFilerSdertlon Step?ortdr Orntati&n图9-39 设置方向3) . Second Link当Snap Links单选项被选中时，在设置完了运动副在第一个连杆上的相关参数后，第三步图标将会被自动激活，此时要求用户在图形窗口中选择与第一个连杆以合页运动副连接的 第二个连杆。第四步图标将会被

16、自动的激活， 系统在该对话框中自动显示点创建 用户可以完成运动副在第二个连杆4) Orien tati on On Second Link在图形窗口中选择那将要进行连接的第二个连杆后， 时在创建运动副对话框中的Edit Orientation选项被激活,的方式。与运动副在第一个连杆上参数的设置方法类似， 上参数的设置。3 运动副的驱动力运动副的驱动力是给运动副设置的初始的外在驱动，是该连杆运动的原动力。在该选项的下拉菜单中列出了 UG/Motion给用户提供的五种驱动力的类型，如图9-40所示。图9-40【驱动力选择】对话框下拉菜单中的各个选选择不同的驱动力类型， 对话框中将显示不同的驱动力设

17、置选项。 项说明如下：1) None选择该菜单项后，该运动副将没有原始的驱动力，其将在其他零件的作用力下进行运动。2) Constant该选项用于给运动副添加一个不变的原始驱动力。选择该菜单项后，在对话框中将会显示设置不变的原始驱动力的各个选项，如图9-41所示。Motion Dfivsr|i-订5how/Ecit 匚 onstrants J|i. nnorm图9-47设置运动副方向在设置完了运动副在第一个连杆上的相关参数后，第三步图标Second Link将会被自动激活，此时要求用户在图形窗口中选择与第一个连杆以合页运动副连接的第二个连杆,如图9-48所示，在图形窗口中选择L002为与L00

18、1相连接的连杆。在图形窗口中选择完成将要进行连接的第二个连杆后，第四步图标Orien tatio n OnSeco nd Link将会被自动的激活，同时在创建运动副对话框中的Edit Orie ntation选项被激活,系统在该对话框中自动显示点创建的方式。在点创建方式中选择下拉菜单中的图标 同时在图形窗口中选择L002内端面的圆心，如图 9-49所示。Juiril丽 Srap Idl-iks-seieaion 5iepsuiApplyEack图9-49设置关节点设置完了关节点后， 选择选项Edit Orientation （编辑方向），系统将会自动打开一个【坐标系创建】对话框，如图 9-50

19、所示，在该对话框中选择图标，以三点方式创建一个坐标系， 该坐标系的Zc方向即为运动副在第一个连杆上的方向。同时在图形窗口中选择上一步选择的圆环的中心和两个象限点，则该孔特征的轴线方向即为运动副在FritPPMCSVS ComstrLKtofIninf 0ran,X-PtBncH4t 汽怔W .ewerIxuucuuuDelta-KPotior Eri-e8Delta- XID.ODOOOODdltf-ZCuieelfdl I 已CuieelEhck0KAppjiy JCuKtlDisplay ScaihL002上的方向。图9-50设置运动副方向最后给该运动副添加一定的原始驱动力，选择Motion Driver下拉菜单中的 Constant项,在相应显示的不变驱动力设置选项中输入Velocity为2,同时在该对话框中单击Apply键，系统将会自动的将这两个连杆以合页连接的方式铰接在一起，并在图形