Inventor机械设计实战教程运动仿真

1、Jr1F7*2007. 8产品设计部汉略上海）信息技术有限公司AUtodeSk InVentOr PrOfeSSiOnal 2008 厶机械设计实战教程 16运动仿真AIP20实战教程 T6第16章运动仿真1. 基本情况InVen tor ProfeSSio nal运动仿真，能够完成装配下的零部件运动和载荷条件下的动态仿真。也可以在任何运动状态下将载荷条件输出到应力分析中；能展示运动过程以及某瞬间的动态载荷。运动仿真处理仅在装配环境下使用，包括:? 可引用运动连接约束库，实施多于InVen tor自身装配约束的约束。? 可定义外力和力矩。? 可根据与时间相关的位置、速度、加速度、扭矩以及外载荷

2、等工况，实施运动仿真。? 可创建运动轨迹，表达运动结果。? 可将结果数据输出成图表或者Excel表。? 可将运动瞬间的工况结果传递到应力分析模块或ANSYS WOrkbe nch。? 可解析运动中力平衡所产生的条件力。? 可将InVentor装配约束中符合条件的设置，转换成运动仿真中对应的连接约束。? 可在定义运动连接时，使用与时间相关的摩擦、阻尼、弹簧等条件。 ? 交互使用动态零件运动将动力应用于连接仿真。按照InVentor自己的解释，运动分析将依据下列规 则：？ 只能在InVentor装配环境进行操作。? 使用与每个零件关联的物理特性。f L t-lK. Iu浏览器中抑制或未激活的零件处

3、于“空闲”状态，不能参与仿真。 原始坐标系原点与仿真坐标系原点重合。 默认情况下，零件之间没有运动连接。非柔性子部件被视为单个刚体。包含子部件的单个零件也是刚体，不能在非柔性子部件的 零件之间定义运动连接。因为零件是刚体，且在连接中处于空闲状态，所以可以对机械装置 进行过约束。例如，如果指定约束一个自由度，而该自由度已经受 到另一个现有连接的约束。进入InVentor运动仿真模块需作如下操作：打开一个需要进行运动仿 真的装配文件，在 “应用程序”菜单下选择“运动仿真”，即可进入图16-1进入界面InVen tor 运动仿真界面。参见图16-1所示。2. 基础参数在切换到运动仿真环境中之后，一般

4、要设置一些基础参数。先点击工具面板上的“运动仿真设置”按钮，会弹出对话框，参见图16-2。当“自动更新已转换的连接”处于激活状态时，InVen tor会在进入运动仿真模块后，自动把»|装 配约束转换为标准连接，但同时用户也不能再添加标准连接了，也就是不能添加后面所讲的 “基本运动约束”。如果通过清除该框来禁用“自动更新已转换的连接”，系统会显示一条消息警告用 户将 删除所有已转换的连接，此后用户可以添加标准连接，如果有装配约束，也可以通过“转换 装配约束”手动转换装配约束。点击按钮，之后在图16-2的界面中将角速度输入规则改变成“ rpm”量纲，这才是机械设计中最为常用的单位制。“三

5、维框架”的“ Z轴大小”是用来设置三轴架在图形区中的显示大小，一般设置成20比较合适。在条件设置中，这个三轴架是个很重要的参考，其中有绿色和黄色两套，分别代表未来操控 中经常见到的蓝色和黄色零件；三轴架上，一个箭头是X方向，两个和三个箭头是 丫和Z方向。AIP20实战教程 T6U图16-2运动仿真设置图16-3旋转运动3. 基本运动约束在运动仿真中，In Ve ntor默认情况下会自动将 装配中的约束转换成基本运动约束，但却不能再添加 基本运动约束。因此读者在看这节时，可以把运动仿真设置中的“自动更新已转换的连接”禁用，这样就 可以手动添加基本运动约束。3.1 旋转运动(Revolution)

6、参见图16-3 ,参见16-01C.IAM。其中：?约束特点：名称：旋转；被约束的自由度数：5;约束要素: 乙=乙O=Q? Z轴：指定这个零件运动坐标系的Z轴。可以是工作轴，也可以是任何可能确定一根轴的几何结构；例如： 圆柱面、圆锥面等?原点：在选定Z轴之后，指定这个零件运动坐标系的原 点位置。任何与Z轴不平行的平面或者可以定义一个点的几何要素都可用；例如：端面、平面、圆弧棱边? X轴：这不是旋转运动约束的必要条件，而是控制剩余自由度，两零件初始位置的条件，后来会用到 这个条件完成旋转运动的驱动设置?与InVentor的装配约束相关：插入，以及轴线+端面对准，可直接被继承为“旋转”。AIP20

7、实战教程 T6动，并非统称意义上的“在平面上作运动、包图16-4平移运动图16-5圆柱运动3.2 平移运动(PriSmatiC)参见图16-4 ,其中的图标按钮操作规则与旋转运动雷同。与通常的“平移”有所不同的是: 这里所说的平移，将是沿着所指定 Z轴方向的直线运 括可能的沿着曲线运动”；所以，精确的描述应当是“沿直线平移”。参见16-02c.IAM。?约束特点：名称：平移；被约束的自由度数：5;约束要素：XiYiZ1=X2Y2Z2 (坐标轴方向相同) ， Q落在。乙线上? Z轴：指定零件运动的直线轨迹位置的 Z轴。可以是工 作轴，也可以是任何可能确定一根轴的几何结构；例 如：圆柱面、圆锥面等

8、?原点：在选定Z轴之后，指定这个零件运动坐标系的原 点位置。任何与Z轴不平行的平面或者可以定义一个点的几何要素都可用；例如：端面、平面、圆弧棱 边? X轴：这不是平移运动约束的必要条件，而是控制剩余 自由度，两零件初始位置转角条件?与InVentor的装配约束相关:对于16-02.IAM这样的情况，就不容易直接使用运两个不平行的端面对准可以转换成平移运动。3.3 圆柱运动(Cylindrical)参见图16-5。?约束特点：名称：圆柱运动；被约束的自由度数：4;约束要素：乙=Z2? Z轴：指定这个零件运动坐标系的Z轴。可以是工作轴，也可以是任何可能确定一根轴的几何结构；例如： 圆柱面、圆锥面甚

9、至是棱边?原点：在选定Z轴之后，指定这个零件运动坐标系的原 点位置，这不是圆柱运动约束的必要条件。? X轴：这不是圆柱运动约束的必要条件，而是控制剩余 自由度，两零件初始位置转角条件?与InVentor的装配约束相关：参见16-03.IAM这样的情况，利用“线-线重合” 的约束结果，可以被解释成圆柱运动。3.4 球面运动(Spherical)参见图16-6。?约束特点：名称：平移；被约束的自由度数：3;约束要素：O=02可见，球面运动比柱面运动又减少一个自由度的约束。两者的约束点。? Z轴IX轴：这不是球面运动约束的必要条件，而是控制剩余自由度?与InVentor的装配约束相关：参见16-04.IAM 这样的情况，利用“点-点重合”的约束结果，可以被解释成球面运动；至于 到底是不是有“球面”介入并无关系4图16-6球面运动3.5平面运动(PIanar)图16-7平面运动参见图16-7。?约束特点：名称：平面运动；被约束的自由度数：3;约束要素：Y=Y和 O落在 OXZ面上这是典型的平动，包括移动和转动。实际上只有选定的两个平面的贴合。?平面：两者的贴合平面。?原点/X轴：这不是平面运动约束的必要条件，而是控制剩余 自由度?与InVentor的装配约束相关：参见16-05.IAM ,利用“面-面贴合”的约束结 果，可以被解释成平面运动。3.6 点-线运动(Poi