第三章-任务一-火星探测车齿轮运动演示

Pro/E野火版使用教程第三章运动仿真任务一火星探测车齿轮箱运动演示

许多产品设计中同时涉及到静态和动态的元件。使用

Pro/ENGINEERWildfire时，可利用多种连接类型装配动态元件。还可添加动态实体（如电动机），它可用来在产品设计时分析运动。在此创建的机构模型可引入Pro/MECHANICA中，以便进行进一步的力学分析；也可带入“设计动画”中创建更为完善的动画。导入

任务一火星探测车齿轮箱运动演示任务目标任务分析任务实施操作步骤

知识解析

任务一火星探测车齿轮箱运动演示

任务目标完成发动机缸体的机构连接使用连接（如接头和齿轮）装配元件创建机构实体（如电动机）来模拟组件中的运动任务分析火星探测车机械结构极为复杂，设计限制极为苛刻。要求能够折叠在一个狭小的罐状空间内，能承受宇宙飞船火箭发射和火星降落的冲击，尽量轻的重量、能在降落后自己从折叠状态展开并开始行走、能灵活伸展、转动探测机械手进行排除路障、钻探、采样工作（受力下工作，比5轴CNC还要自由度、关节多得多，能承受温差200度的环境）。这些苛刻要求和复杂功能要靠极为巧妙的机械结构、运动机构才能完成，比所有汽车的结构都复杂。该任务的工作是进行火星探测车的齿轮箱的运动装配和仿真。必须使用接头连接装配运动元件，然后运行分析，以便“质保人员”能在以后进行干涉检查。任务一火星探测车齿轮箱运动演示

火星探测车齿轮箱运动演示步骤五、装配六、创建齿轮连接

三、使用接头连接装配齿轮组1

四、使用接头连接装配齿轮组2一、打开火星探测车的齿轮箱GEARBOX．ASM二、使用接头连接装配齿轮

七、运行机构

八、回放

任务一操作步骤

九、退出“机构”模式提示

在零件装配之前将组件模型中的某些零件隐藏，可简化装配过程中的图面，便于捕捉要进行约束的对象。零件装配时必须合理选择第一个装配零件，一般选择整个模型中最为关键的零件。针对不同装配要求合理选择约束类型，借助“自动”选项，系统可自动选择合适的约束类型，有利于加快装配操作。任务一操作步骤一、打开火星探测车的齿轮箱GEARBOX．ASM

1．如果Pro/ENGINEERWildfire已经打开，请关闭所有窗口，并从内存中拭除所有元件。否则，请启动Pro/ENGINEERWildfire。2．将工作目录设置为火星探测车所在文件夹。3．打开GEARBOX．ASM，如图3-2所示。

图3-2打开GEARBOX．ASM

任务一操作步骤

4．添加DRIVE_GEAR．PRT→单击“连接”，将连接类型设置为“圆柱”，如图3-3所示→设置“轴对齐”约束（选取DRIVE_GEAR．PRT上轴的圆柱曲面，然后选取ELECTRIC_MOTOR．PRT上的电机伸出轴曲面，如图3-4所示）。二、使用接头连接装配drive_gear．prt

图3-3设置“圆柱”连接图3-4设置“轴对齐”约束

任务一操作步骤

5．进入“放置”界面→“新设置”→连接类型“平面”→选取DRIVE_GEAR．PRT上右端平面，然后选取ELECTRIC_MOTOR．PRT上的电机伸出轴右端平面。如图3-5所示→完成元件放置→使用模型树，确认DRIVE_GEAR．PRT是否位于GEARBOX．ASM内。图3-5设置“平面”连接任务一操作步骤三、使用接头连接装配GEAR_SET01．ASM

6．参照步骤4、5，装配GEAR_SET01．ASM。“圆柱”

连接时选取GEAR_SET01．ASM上齿轮轴的外圆面，再选取GEARBOX_SIDEPLATE01．PRT上第二个孔的内孔曲面，如图3-6所示；对于“平面”约束，请选取GEARBOX_SIDEPLATE01．PRT的右端平面，然后选取GEAR_SET01．ASM上的阶梯轴的轴肩平面。如图3-7所示。

任务一操作步骤图3-6设置“轴对齐”约束图3-7设置“平面”约束

任务一操作步骤四、使用接头连接装配GEAR_SET02．ASM

7．参照步骤4、5，装配GEAR_SET02．ASM。“圆柱”

连接时选取GEAR_SET02．ASM上齿轮轴的外圆面，再选取GEARBOX_SIDEPLATE01．PRT上第二个孔的内孔曲面，如图3-8所示；对于“平面”约束，选取GEARBOX_SIDEPLATE01．PRT的右端平面，然后选取GEAR_SET02．ASM上的阶梯轴的轴肩平面。如图3-9所示。

任务一操作步骤图3-8设置“轴对齐”约束图3-9设置“平面”约束

任务一操作步骤五、装配AXLE_RETAINER．PRT

8．装配AXLE_RETAINER．PRT。选取AXLE_RETAINER．PRT的内孔曲面和GEAR_SET02．ASM上齿轮轴的外圆面，如图3-10所示→选取AXLE_RETAINER．PRT的右端面，再选取GEARBOX_SIDEPLATE02．PRT的左端面，如图3-11所示→完成装配，如图3-1所示。

任务一操作步骤图3-10设置“插入”约束图3-11设置“匹配”约束

任务一操作步骤

9．使用工具栏按钮选取滚轴上的一点，以拖动DRIVE_GEAR．PRT，如图3-12所示。此时GEAR_SET01．ASM和GEAR_SET02．ASM仍然保持固定状态。图3-12拖动DRIVE_GEAR．PRT

任务一操作步骤六、创建齿轮连接

10．单击“应用程序”→“机构”，启用“机构”模式。11．单击右工具箱按钮→出现“齿轮副定义”对话框→定义齿轮1：选取DRIVE_GEAR．PRT上的圆柱连接，输入节圆直径5，如图3-13所示→定义齿轮2：单击“齿轮2”选项卡，选取GEAR_SET01．ASM上的圆柱连接，输入节圆直径23.5。如图3-14所示→“确定”，完成第一对齿轮定义。12．参照步骤9，拖动DRIVE_GEAR．PRT。请注意，现在GEAR_SET01．ASM可平稳地转动。完成后单击中键。13．定义第二个齿轮副。定义齿轮1（Gear1）：选取GEAR_SET01．ASM上的圆柱连接，输入节圆直径5→定义齿轮2（Gear2）：选取GEAR_SET02．ASM上的圆柱连接，输入节圆直径23．5→完成第二对齿轮定义，并拖动DRIVE_GEAR．PRT，此时GEAR_SET01．ASM和GEAR_SET02．ASM均可平稳地转动。

14．保存模型。

任务一操作步骤图3-13定义齿轮1图3-14定义齿轮2

任务一操作步骤七、运行GEARBOX．ASM机构

15．单击右工具箱按钮→打开“伺服电动机定义”对话框，如图3-15所示→输入名称Gearbox→选取DRIVE_GEAR．PRT上的“圆柱”连接作为被驱动“运动轴”，结果显示如图3-16所示→单击“反向”(Flip)，使指明转到方向的洋红色箭头指向GEARBOX．ASM，如图3-17所示。图3-15伺服电机定义1图3-16选取运动轴

任务一操作步骤

16．选取“轮廓”

选项卡→将“规范”

设置为“速度”→输入90作为恒定模值（度/秒），如图3-18所示→完成电动机定义。

图3-17反向转到方向图3-18伺服电机定义2

反向任务一操作步骤

17．单击右工具箱“机构分析”按钮→打开“分析定义”对话框，如图3-19所示→输入名称Run_Gearbox→输入终止时间10→单击“运行”(Run)→分析运行结束→单击“确定”，完成分析。图3-19分析定义

任务一操作步骤八、回放

18．单击右工具箱“回放”按钮→打开“回放”对话框，如图3-20所示（也可以使用模型树展开“回放”

节点）→选取Run_Gearbox

并单击右键→单击“播放”

，弹出“动画”对话框，如图3-20所示→将速度增加到最大→播放动画。19．完成后停止动画并关闭“动画”

对话框。20．使用模型树选取Run_Gearbox

回放并单击右键，然后选取“保存”

。

图3-20“回放”和“动画”对话框任务一操作步骤九、退出“机构”模式

21．单击“应用程序”→“标准”

，返回GEARBOX_CHUCK．ASM窗口。22．保存模型→关闭窗口→拭除内存中的所有模型。

任务一操作步骤

知识解析一、连接方式

二、机构模式下的右工具箱任务一知识解析

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