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Proe Creo教程资料:
9.6  牛头刨床机构仿真


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范例概述:
    本范例将介绍牛头刨床机构运动仿真的操作过程。该仿真实例中综合运用了多种常见机构,有齿轮机构、蜗轮蜗杆机构、间歇机构、带传动机构、急回机构、摆动机构、凸轮连接和3D接触连接等,是一个较为全面的综合范例,在学习时应细心体会。机构模型如图9.6.1所示,读者可以打开视频文件D:\creo3.l6\work\ch09.06\ok\ SHAPER_ASM.mpg查看机构运行状况。
 牛头刨床机构
    Task1.创建电动机子装配
    Step1. 将工作目录设置至D:\creo3.16\work\ch09.06\。
    Step2. 新建文件。新建一个装配模型,命名为motor_asm,选取模板。
    Step3. 引入第一个元件MOTOR_BODY.prt,并使用约束完全约束该元件。
    Step4. 引入第二个元件MOTOR_WHEEL.prt,并将其调整到图9.6.2所示的位置。
    Step5. 创建MOTOR_BODY和MOTOR_WHEEL之间的销连接。
 (1)在“元件放置”操控板的机械连接约束列表中选择选项。
(2)定义“轴对齐”约束。单击操控板中的按钮,分别选取图9.6.2中的两个柱面为“轴对齐”约束参考,如图9.6.3所示。
创建销(Pin)连接
定义“轴对齐”约束

 
(3)定义“平移”约束。选取图9.6.2中的两个平面为“平移”约束的参考,如图9.6.4所示。
定义“平移”约束
(4)单击操控板中的按钮,完成连接的创建,如图9.6.5所示。
完成连接的创建
 
Step6.再生机构模型,然后保存机构模型,最后关闭模型。

Task2.创建工作台子装配
Step 1.新建文件。新建一个装配模型,命名为table_asm,选取模板。
Step2.引入第一个元件TABLE_BODY.prt,并使用约束完全约束该元件。
Step3.引入第二个元件TABLE_GEAR.prt,并将其调整到图9.6.6所示的位置。
Step4.创建MOTOR_BODY和MOTOR_WHEEL之间的销连接。
(1)在“元件放置”操控板的机械连接约束列表中选择选项。
(2)定义“轴对齐”约束。单击操控板中的按钮,分别选取图9.6.6中的两个柱面为“轴对齐”约束参考,如图9.6.7所示。
创建销(Pin)连接
定义“轴对齐”约束

 
(3)定义“平移”约束。分别选取图9.6.6中的两个平面为“平移”约束的参考,如图9.6.8所示。
定义“平移”约束
(4)单击操控板中的按钮,完成连接的创建,如图9.6.9所示。
完成连接的创建
 
Step5.再生机构模型,然后保存机构模型,最后关闭模型。
 
Task3.创建平移机构子装配
Step1.新建文件。新建一个装配模型,命名为translation_mech_asm,选取模板。
Step2.引入第一个元件TRANSLATION_ MECH_BASE.prt,并使用约束完全约束该元件。
Step3.引入第二个元件TRANSLATION_ MECH_SLIDER.prt,并将其调整到图9.6.10所示的位置。
 创建滑块(Slider)连接
Step4.创建TRANSLATION_ MECH_BASE和TRANSLATION_ MECH_SLIDER之间的滑块连接。
(1)在连接列表中选取选项,此时系统弹出“元件放置”操控板,单击操控板菜单中的选项卡。
(2)定义“轴对齐”约束。分别选取图9.6.10所示的两条边线为“轴对齐”约束参考,此时界面如图9.6.11所示。
 
(3)定义“旋转”约束。分别选取图9.6.10所示的两个平面为“旋转”约束参考,此时界面如图9.6.12所示。
“放置”界面
“放置”界面
 
(4)将元件TRANSLATION_ MECH_SLIDER移动到图9.6.13所示的大致位置。
 调整模型位置
(5)单击操控板中的按钮,完成滑块连接的创建。
 
Step5.再生机构模型,然后保存机构模型,最后关闭模型。
 
Task4.创建机构总装配
Step1.新建文件。新建一个装配模型,命名为shaper_asm,选取模板。
Step2.引入第一个元件body.prt,并使用约束完全约束该元件。
Step3.引入电动机子组件motor_asm.asm,并将其调整到图9.6.14所示的位置。
 创建刚性(Rigid)连接
Step4.创建BODY和MOTOR_ASM之间的刚性连接。
(1)在连接列表中选取选项,此时系统弹出“元件放置”操控板,单击操控板菜单中的选项卡。
(2)定义“重合”约束(一)。在下拉列表中选择选项,选取图9.6.14所示的两个平面为“重合”约束(一)的参考,此时界面如图9.6.15所示。
“放置”界面
 
(3)定义“重合”约束(二)。在界面中单击,在下拉列表中选择选项,选取图9.6.14中的两个平面为“重合”约束(二) 的参考,此时界面如图9.6.16所示。
“放置”界面
 
(4)定义“重合”约束(三)。参考步骤(3)选取图9.6.14中的两个平面为“重合”约束(三)的参考,此时界面如图9.6.17所示。
 “放置”界面
(5)单击操控板中的按钮,完成刚性连接的创建,如图9.6.18所示。
完成连接
 
    Step5.引入元件COUPLING_ WHEEL.prt,并将其调整到图9.6.19所示的位置。
    Step6.创建COUPLING_ WHEEL和BODY之间的销连接。
(1)在“元件放置”操控板的机械连接约束列表中选择选项。
(2)定义“轴对齐”约束。单击操控板中的按钮,分别选取图9.6.19中的两个柱面为“轴对齐”约束参考,如图9.6.20所示。
创建销(Pin)连接
定义“轴对齐”约束

 
(3)定义“平移”约束。分别选取图9.6.19所示的两个平面为“平移”约束参考,如图9.6.21所示。
定义“平移”约束
 
(4)设置旋转轴参考。在界面中单击选项,选取COUPLING_WHEEL中的基准平面DTM3和BODY中的基准平面DTM2为旋转轴参考。
(5)设置位置参数。在界面右侧区域下的文本框中输入值0,并按Enter键确认,然后单击按钮;选中复选框,如图9.6.22所示。
设置位置参数
 
 (6)单击操控板中的按钮,完成连接的创建,如图9.6.23所示。
 完成连接的创建
 
 
    Step7.引入元件COUPLING_ GEAR.prt,并将其调整到图9.6.24所示的位置。
    Step8.创建COUPLING_ GEARL和BODY之间的销连接。
(1)在“元件放置”操控板的机械连接约束列表中选择选项。
(2)定义“轴对齐”约束。单击操控板中的按钮,分别选取图9.6.24中的两个柱面为“轴对齐”约束参考,如图9.6.25所示。
创建销(Pin)连接
定义“轴对齐”约束
 
(3)定义“平移”约束。分别选取图9.6.24所示的两个平面为“平移”约束参考,如图9.6.26所示。
定义“平移”约束
 
(4)设置旋转轴参考。在界面中单击选项,选取COUPLING_WHEEL中的基准平面DTM4和BODY中的基准平面DTM2为旋转轴参考。
(5)设置位置参数。在界面右侧区域下的文本框中输入值0,并按Enter键确认,然后单击按钮;选中复选框,如图9.6.27所示。
设置位置参数
 
(6)单击操控板中的v按钮,完成连接的创建,如图9.6.28所示。
完成连接的创建
 
Step9.引入元件SPLINE.prt,并将其调整到图9.6.29所示的位置。
创建圆柱(Cylinder)连接
 
Step10.创建SPLINE和BODY之间的圆柱连接。
 
(1)在连接列表中选取选项,此时系统弹出“元件放置”操控板,单击操控板菜单中的选项卡。
(2)定义“轴对齐”约束。分别选取图9.6.29所示的两个柱面为“轴对齐”约束参考,此时界面如图9.6.30所示。
“放置”界面
 
(3)设置平移轴参考。在界面中单击选项,选取图9.6.29所示的两个平面为平移轴参考。
 
(4)设置位置参数。在界面右侧区域下的文本框中输入值63(如果方向相反则为负值),并按Enter键确认;然后单击按钮;选中复选框,此时界面如图9.6.31所示。
“放置”界面
 
(5)设置旋转轴参考。在界面中单击选项,在模型树中选取SPLINE中的基准平面DTM1和BODY中的基准平面DTM2为旋转轴参考。
(6)设置位置参数。在界面右侧区域下的文本框中输入值0,并按Enter键确认,然后单击按钮;选中复选框,此时界面如图9.6.32所示。
“放置”界面
 
(7)单击操控板中的按钮,完成圆柱连接的创建。
Step11.引入元件BAR.prt,并将其调整到图9.6.33所示的位置(在模型树中隐藏元件SPLINE、COUPLING_WHEEL和COUPLING_GEAR)。
Step 12.创建BAR和BODY之间的销连接。
(1)在“元件放置”操控板的机械连接约束列表中选择选项。
(2)定义“轴对齐”约束。单击操控板中的按钮,分别选取图9.6.33中的两个柱面为“轴对齐”约束参考,如图9.6.34所示。
创建销(Pin)连接
定义“轴对齐”约束
 
(3)定义“平移”约束。分别选取图9.6.33所示的两个平面为“平移”约束参考,如图9.6.35所示。
定义“平移”约束
 
(4)设置旋转轴参考。在界面中单击选项,选取BAR中的基准平面DTM1和BODY中的基准平面DTM2为旋转轴参考。
(5)设置位置参数。在界面右侧区域下的文本框中输入值0,并按Enter键确认,然后单击按钮;选中复选框,如图9.6.36所示。
 设置位置参数
(6)单击操控板中的按钮,完成连接的创建,如图9.6.37所示。
完成连接的创建
Step13.引入元件slider.prt,并将其调整到图9.6.38所示的位置(在模型树中隐藏元件BODY和MOTOR_ASM,取消隐藏元件SPLINE、COUPLING_ WHEEL和
COUPLING_GEAR)。
创建滑块(Slider)连接
 
 Step 14.创建SLIDER和BAR之间的滑块连接。
(1)在连接列表中选取选项,此时系统弹出“元件放置”操控板,单击操控板菜单中的选项卡。
(2)定义“轴对齐”约束。分别选取图9.6.38所示的两条边线为“轴对齐”约束参考,此时界面如图9.6.39所示。
“放置”界面
 
(3)定义“旋转”约束。分别选取图9.6.38所示的两个平面为“旋转”约束参考,此时界面如图9.6.40所示。
“放置”界面
 
Step15.创建SLIDER和COUPLING_ WHEEL之间的圆柱连接。
 (1)在界面下方单击“新建集”字符,在“元件放置”操控板的机械连接约束列表中选择选项。
 (2)定义“轴对齐”约束。单击操控板中的按钮,分别选取图9.6.41所示的两个柱面为“轴对齐”约束参考,此时界面如图9.6.42所示。
创建圆柱(Cylinder)连接
“放置”界面
 
(3)单击操控板中的按钮,完成连接的创建。
 
 Step 16.引入元件RAM.prt,并将其调整到图9.6.43所示的位置(在模型树中取消隐藏元件BODY)。
创建滑块(Slider)连接
 
 Step 17.创建BAR和BODY之间的滑块连接。
(1)在连接列表中选取选项,此时系统弹出“元件放置”操控板,单击操控板菜单中的选项卡。
(2)定义“轴对齐”约束。分别选取图9.6.43所示的两条边线为“轴对齐”约束参考,此时界面如图9.6.44所示。
“放置”界面
 
 (3)定义“旋转”约束。分别选取图9.6.43所示的两个平面为“旋转”约束参考,此时界面如图9.6.45所示。
“放置”界面
(4)单击操控板中的按钮,完成连接的创建。
 
 Step18.引入元件ROD.prt,并将其调整到图9.6.46所示的位置(在模型树中取消隐藏元件BODY)。
创建销(Pin)连接
 
Step19.创建BOD和BAR之间的销连接。
(1)在“元件放置”操控板的机械连接约束列表中选择选项。
(2)定义“轴对齐”约束。单击操控板中的按钮,分别选取图9.6.46中的两个柱面为“轴对齐”约束参考,如图9.6.47所示。
定义“轴对齐”约束
 
 (3)定义“平移”约束。分别选取图9.6.46所示的两个平面为“平移”约束参考,如图9.6.48所示。
定义“平移”约束
 
 Step20.创建ARM和ROD之间的圆柱连接。
(1)在界面下方单击“新建集”字符,在“元件放置”操控板的机械连接约束列表中选择选项。
(2)定义“轴对齐”约束。单击操控板中的按钮,分别选取图9.6.49所示的两个柱面为“轴对齐”约束参考,此时界面如图9.6.50所示。
创建圆柱(Cylinder)连接
“放置”界面
 
(3)单击操控板中的按钮,完成连接的创建,如图9.6.51所示。
完成连接的创建
 
Step21.引入元件gear.prt,并将其调整到图9.6.52所示的位置(在模型树中取消隐藏元件BODY)。
 
Step22.创建GEAR和BODY之间的销连接。
(1)在“元件放置”操控板的机械连接约束列表中选择选项。
(2)定义“轴对齐”约束。单击操控板中的按钮,分别选取图9.6.52中的两个柱面为“轴对齐”约束参考,如图9.6.53所示。
创建销(Pin)连接
定义“轴对齐”约束
 
(3)定义“平移”约束。分别选取图9.6.53所示的两个平面为“平移”约束参考,如图9.6.54所示。
定义“平移”约束
 
(4)设置旋转轴参考。在界面中单击选项,选取GEAR中的基准平面RIGHT和BODY中的基准平面DTM2为旋转轴参考。
(5)设置位置参数。在界面右侧区域下的文本框中输入值-5.3,并按Enter键确认,然后单击按钮;选中复选框,如图9.6.55所示。
)设置位置参数
 
(6)单击操控板中的按钮,完成连接的创建,如图9.6.56所示。
完成连接的创建
 
Step23.引入平移机构子组件TRANSLATION_MECH_ASM.asm,并将其调整到图9.6.57所示的位置。
创建刚性(Rigid)连接
 
Step24.创建BODY和TRANSLATION_ MECH_ASM之间的刚性连接。
(1)在连接列表中选取选项,此时系统弹出“元件放置”操控板,单击操控板菜单中的选项卡。
(2)定义“重合”约束(一)。在下拉列表中选择选项,选取图9.6.57所示的两个平面为“重合”约束(一)的参考。
 
 (3)定义“重合”约束(二)。在界面中单击,在下拉列表中选择选项,选取图9.6.57中的两个平面为“重合”约束(二) 的参考。
 
(4)定义“重合”约束(三)。参考步骤(3)选取图9.6.57中的两个平面为“重合”约束(三)的参考。
 
(5)单击操控板中的按钮,完成刚性连接的创建,如图9.6.58所示。
完成连接
 
Step25.引入元件syn_rod.prt,并将其调整到图9.6.59所示的位置。
创建滑块(Slider)连接
 
Step26.创建SYN_ROD和TRANSLATION_ MECH_SLIDER之间的滑块连接。
(1)在连接列表中选取选项,此时系统弹出“元件放置”操控板,单击操控板菜单中的选项卡。
(2)定义“轴对齐”约束。分别选取图9.6.59所示的两条边线为“轴对齐”约束参考,此时界面如图9.6.60所示。
“放置”界面
 
(3)定义“旋转”约束。分别选取图9.6.59所示的两个平面为“旋转”约束参考,此时界面如图9.6.61所示。
“放置”界面
 
 
 Step27.创建SYN_ROD和GEAR之间的圆柱连接。
(1)在界面下方单击“新建集”字符,在“元件放置”操控板的机械连接约束列表中选择选项。
(2)定义“轴对齐”约束。单击操控板中的按钮,分别选取图9.6.62所示的两个柱面为“轴对齐”约束参考,此时界面如图9.6.63所示。
创建圆柱(Cylinder)连接
“放置”界面
 
(3)单击操控板中的按钮,完成连接的创建。
Step28.引入元件wheel.prt,并将其调整到图9.6.64所示的位置。
创建销(Pin)连接
 
Step29.创建WHEEL和BODY之间的销连接。
(1)在“元件放置”操控板的机械连接约束列表中选择选项。
(2)定义“轴对齐”约束。单击操控板中的按钮,分别选取图9.6.64中的两个柱面为“轴对齐”约束参考,如图9.6.65所示。
定义“轴对齐”约束
 
(3)定义“平移”约束。分别选取图9.6.64所示的两个平面为“平移”约束参考,如图9.6.66所示。
定义“平移”约束
 
 Step30.创建WHEEL和SYN_ROD之间的圆柱连接。
(1)在界面下方单击“新建集”字符,在“元件放置”操控板的机械连接约束列表中选择选项。
(2)定义“轴对齐”约束。单击操控板中的按钮,分别选取图9.6.67所示的两个柱面为“轴对齐”约束参考,此时界面如图9.6.68所示。
创建圆柱(Cylinder)连接
“放置”界面
 
(3)单击操控板中的按钮,完成连接的创建。
Step31.引入元件screw.prt,并将其调整到图9.6.69所示的位置。
 创建销(Pin)连接
 
Step32.创建WHEEL和BODY之间的销连接。
(1)在“元件放置”操控板的机械连接约束列表中选择选项。
(2)定义“轴对齐”约束。单击操控板中的按钮,分别选取图9.6.69中的两个柱面为“轴对齐”约束参考,如图9.6.70所示。
定义“轴对齐”约束
 
(3)定义“平移”约束。分别选取图9.6.69所示的两个平面为“平移”约束参考,如图9.6.71所示。
定义“平移”约束
 
(4)单击操控板中的按钮,完成连接的创建。
 
Step33.引入工作台组件TABLE_ASM.asm,并将其调整到图9.6.72所示的位置(在模型树树中隐藏元件RAM)。
创建滑块(Slider)连接
 
Step34.创建TABLE_ASM和BODY之间的滑块连接。
(1)在连接列表中选取选项,此时系统弹出“元件放置”操控板,单击操控板菜单中的选项卡。
(2)定义“轴对齐”约束。分别选取图9.6.72所示的两条边线为“轴对齐”约束参考,此时界面如图9.6.73所示。
“放置”界面
 
(3)定义“旋转”约束。分别选取图9.6.72所示的两个平面为“旋转”约束参考,此时界面如图9.6.74所示。
“放置”界面
 
(4)设置平移轴参考。在界面中单击选项,选取图9.6.75所示的两个平面为平移轴参考。
设置平移轴参考
 
(5)设置位置参数。在界面右侧区域下的文本框中输入值-167,并按Enter键确认;然后单击按钮;选中复选框,如图9.6.76所示。
设置位置参数
 
(6)单击操控板中的按钮,完成滑块连接的创建。

Task5.定义仿真与分析
Step1.进入机构模块。单击功能选项卡区域中的“机构”按钮,进入机构模块。
Step2.定义凸轮连接1。
(1)调整元件SCREW至图9.6.77所示的大致位置。
(2)选择命令。单击区域中的“凸轮”按钮,此时系统弹出“凸轮从动机构连接定义”对话框。
(3)定义“凸轮1”的参考。选中对话框中的复选框,选取图9.6.77所示曲面1为“凸轮1”的参考,单击“选择”对话框中的按钮。
(4)定义“凸轮2”的参考。单击“凸轮从动机构连接定义”对话框中的选项卡,选中对话框中的复选框,选取图9.6.77所示曲面2为“凸轮2”的参考,单击“选择”对话框中的按钮。
定义“凸轮1”的参考
 
(5) 定义凸轮连接属性。单击“凸轮从动机构连接定义”对话框中的选项卡设置图9.6.78所示的参数。
定义凸轮连接属性
 
(6)单击“凸轮从动机构连接定义”对话框中的按钮。
 
Step3.定义齿轮副。
(1)选择命令。单击功能选项卡区域中的“齿轮”按钮,系统弹出“齿轮副定义”对话框。
(2)定义“齿轮1”。在图9.6.79所示的模型上选取连接1为定义对象,输入齿轮1的节圆直径41.5。
(3)定义“齿轮2”。单击选项卡,在图9.6.79所示的模型上选取连接2为定义对象,输入齿轮2的节圆直径41.5。
(4)完成齿轮副定义。单击“齿轮副定义”对话框中的按钮。
 齿轮副设置
Step4.定义带传动。
(1)选择命令。单击功能选项卡区域中的“带”按钮,系统弹出“带”操控板。
(2)选择参考。选取图9.6.80所示的曲面1,按住Ctrl键,再选取曲面2为参考。
(3)单击“带”操控板中的按钮。
带传动设置
 
Step5.定义蜗轮蜗杆连接。
(1)选择命令。单击功能选项卡区域中的“齿轮”按钮,系统弹出“齿轮副定义”对话框。
(2)选择定义类型。在下拉列表中选择选项。
(3)定义“蜗轮”。在图9.6.81所示的模型上选取连接1为定义对象,输入蜗轮的节圆直径60。
(4)定义“齿轮2”单击选项卡,在图9.6.81所示的模型上选取连接2为定义对象。
(5)完成蜗轮蜗杆副连接。单击“齿轮副定义”对话框中的按钮。
齿轮副设置
 
Step6.定义3D接触1。
(1)选择命令。单击功能选项卡区域中的“3D接触”按钮,系统弹出“3D接触”操控板。
(2)选取定义对象。在机构中选取图9.6.82所示的曲面1和曲面2为参考对象。
(3)单击操控板中的按钮,完成连接的创建。
定义3D接触1
 
Step7.定义3D接触2。参考操作步骤Step6,依次选取图9.6.83所示的曲面3和曲面4为参考对象。
 定义3D接触2
Step8.定义伺服电动机。
(1)选择命令。单击区域中的“伺服电动机”按钮,系统弹出“伺服电动机定义”对话框。
(2)选取参考对象。选取图9.6.84所示的连接为参考对象。
(3)设置轮廓参数。单击“伺服电动机定义”对话框中选项卡,在“定义运动轴设置”按钮右侧的下拉列表中选择选项,在“模”下拉列表中选择选项,设置A=50。
(4)单击对话框中的按钮,完成伺服电动机的定义。
选取参考对象
Step9.再生模型。单击功能选项卡区域中的“重新生成”按钮,再生机构模型。
Step10.设置初始位置。
(1)选择拖动命令。单击区域中的“拖动元件”按钮,系统弹出“拖动”对话框。
(2)记录快照1。单击对话框区域中的按钮,即可记录当前位置为快照1(Snapshot1)。
(3)单击按钮,关闭“拖动”对话框。
Step11.定义动态分析。
(1)选择命令。单击区域中的“机构分析”按钮,系统弹出“分析定义”对话框。
(2)定义图形显示。在选项卡的文本框中输入值50,在文本框中输入值10。
(3) 定义初始配置。在区域中选择单选项,并在其后的下拉列表中选择快照“Snapshot1”。
(4)运行运动分析。单击“分析定义”对话框中的按钮,查看机构的运行状况。
(5)完成运动分析。单击完成运动分析。
Step12.保存回放结果。
(1)单击功能选项卡区域中的“回放”按钮,系统弹出“回放”对话框。
(2)在“回放”对话框中单击“保存”按钮,系统弹出“保存分析结果”对话框;采用默认的名称,单击按钮,即可保存仿真结果。
Step13.输出视频。
(1)单击“回放”对话框中的“播放当前结果集”按钮,系统弹出“动画”对话框。
(2)单击“回放”对话框中的“录制动画为MPEG文件”按钮,系统弹出“捕获”对话框,单击按钮,机构开始运行输出视频文件。
(3)在工作目录中播放视频文件“SHAPE_ ARM.mpg”查看结果。
(4)单击“动画”对话框中的按钮,系统返回到“回放”对话框,单击按钮关闭对话框。

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