点击浏览书籍内容:
solidwroks2012入门到精通 solidwroks2013入门到精通 solidwroks2013曲面实例 solidwroks2012曲面实例 solidwroks2012工程图 solidwroks2012钣金展开技术手册 solidwroks2012入门 solidwroks2011高级曲面
solidwroks2014产品造型118招 solidwroks2014自学视频教程 solidwroks2014基础教程 solidwroks2014钣金技巧 solidwroks2014管道与布线 solidwroks2013零件与装配 solidwroks2014模具设计 solidwroks2014运动仿真

solidworks教程:建议范例源文件、书籍pdf、配套视频结合学习(浏览下载页面)
第2章  建立运动模型及其后处理
学习目标

视频教程如下:



以上视频高清版下载: solidworks教程大全
 
2.1  生成本地配合
    在Solid Works中创建的配合可直接用作SolidWorks Motion中的运动分析。如果零部件在Solid Works
中没有配合,或希望检验SolidWorks Motion的不同连接类型,可以在Solid Works Motion分析中添加或修
改配合。
 
2.2实例:曲柄滑块分析
    木章将为曲柄滑块模型建立一个机钩,如图2-1所示。通过SolidWorks的配合来近似地表示真实的
机构连接。曲柄滑块模型有着广泛的工程应用,例如在燕汽机或内燃机的气缸中。下面将对曲柄零件
添加一个马达并运行仿真,然后进行后处理以得到一些结果,进而评估所需的力矩。
曲柄滑块模型
2.2.1 问题描述
 曲柄以恒定转度(60r/min )进行驭动.确定转动曲柄零件所需的力矩。
2.2.2 关键步骤
   ·生成一个运动算例
   ·前处理:在激活运动算例的前提下对装配体添加本地配合。
   ·运行仿真:计算这个运动。
   ·后处理:图解并分析结果。
操作步骤
 
2.3 配合
 配合用来约束通过物理连接的一对刚性物体的相对运动。
提示
    配合可以划分为两大类:
    ·用来约束通过物理连接的一对刚性物体的相对运动的配合。例如:铰链、同轴、重合、固定、
螺旋、凸轮等。
    ·用于加强标准几何约束的配合。例如:距离、角度、平行等。
    下面列出了一些最常用的配合类型。如果想全面了解所有配合,请参考SolidWorks帮助文件。
    (1)同轴心配合  同轴心配合允许一个刚体相对于另一个刚体同时做相对旋转运动和相对平移。
同轴心配合的原点可以位于轴线上的任何位置,而刚体之间可以相对于该轴线进行转动和平移。
例如:在气缸内活塞的滑动及转动,如图2-3所示。
同轴心配合
    (2)铰链配合  铰链配合在本质上就是两个零部件之间移动受限的同轴心配合。
    在SolidWorks Motion中,使用校链配合而不是采用同轴心加上重
合组合,因为机构的接头为一个铰链。用户可以在配合ProperlyManager的【机械配合】选项卡中找到铰
链配合,如图2-4所示。
    (3)点对点重合配合  这类配合允许一个刚体绕着两个刚体的共同点相对于另一个刚体进行自由
旋转。配合的合原点位置决定了这个共同点,使得刚体可以按此为中心点彼此之间进行自山旋转,例
如球形关节。如图2-5所示。
铰链配合点对点重合配合
    (4)锁定配合  锁定配合将两个刚体锁定在一起,使得彼此之间无法移动。对于一个锁定配合而
言.原点位置及方向不会影响到仿真结果。将两个零件连到一起的焊接便属于锁定配合,如图2-6
所示。
    (5)面对面的重合配合该配合允许一个刚体相对子第二个刚体沿特定路径发生平移。刚体彼此
之间只能平移,不能旋转。
    平移接头相对千刚体的原点位里不会影响两个实体的运动,但是会影响到反作用力或支承负载,
如图2-7所示。
锁定配合面对面的重合配合
    (6)万向节配合万向节配合能够将旋转从一个刚体转移至另一个刚体。这个配合用于在转角处
传递旋转运动,或在两个相连的并允许在连接处成一定角度的扦件(例如汽车的传动轴)之间传递旋转
运动时非常有效。
    万向节配合的原点位里表现为两个刚体的连接点。两根轴线确定了由万向节连在一起的
两个刚体的中心线。清注意SolidWorks Motion使用的转轴平行于用户指定的转轴.但是会穿
过万向节配合的原点,如图2-8所示。
万向节配合
    (7)螺旋配合螺旋配合是指一个刚体相对另一个刚体在平移的同时进行旋转运动。当
定义一个螺旋配合时,用户可以定义距离(螺距)。距离是指第一个刚体绕第二个刚体一整圈
所平移的相对位移。第一个刚体相对于第二个刚体的位移是第一个刚体的旋转关于转轴的函数。每
转一整圈.相对于第二个刚体沿轴线平移的第一个刚体的位移等于距离的值.如图2-9所示。
    (8)点在轴线上的重合配合  此类配合允许一个零件相对于另一个零件拥有一个平移和三个旋转
运动。两个零件之间的平移运动受制于轴线的方向。点用于定义轴线上初始的位置,如图2-10所示。
螺旋配合点在轴线上的重合配合
    (9)平行配合平行配合只允许一个零件相对于另一个零件进行平移.绝不允许旋转。
    在下图中,蓝色的X-part可以相对于地面沿x方向运动。红色的Y-part可以相对于X-part沿Y方
向运动。Z-part可以相对于Y-part沿Z方向运动。最终.Z-part上的红、黄、蓝方块相对于地面会产生
一个曲线运动,但也总保持平行,如图2-11所示。
    (10)垂直配合垂直配合允许一个零件相对于另一个零件进行平移和旋转。它在零部件上限制为
一个旋转约束,因此零部件的轴线保持垂直。这个配合关系允许沿着任何一个Z轴进行旋转,但不允
许在垂直于这两个z轴的方向发生相对旋转,如图2-12所示。
平行配合
垂直配合
提示
 
2.4本地配合
    在SolidWorks中创建的配合可以转移到SolidWorkeMotion分析中,并被作为机械连接使用。如果在
Solid Works的装配体中没有配合.或者希望定义区别于SolidWorks配合的连接,则可以直接在运动算例
中添加本地配合。本地配合只应用于添加了这些本地配合的算例中。
    要想添加本地配合.需要确保一个运动算例处于活动状态井添加配合。当运动算例处于活动状态
时.任何添加的配合只会加载到这个运动算例中。
步骤3步骤8步骤9添加配合1添加配合3步骤17
2.4. 1函数编制程序
  函数编制程序可用于对马达和力建立函数方程式。
知识卡片操作方法
提示输入数据点
2.4. 2输入数据点
    使用愉人的数据点,用户可以使用自己的运动教据来控制运动的位移、速度或加速度。可以输人
到Solid Works Motion的数据点必须是文本文件(*.txt )或以逗号分隔的文件(*. esv)格式。文件的每
一行应当只对应一个数据点。数据点包含两个数俏,即时间和该时间点对应的值。逗号或空格可以用
于分隔两个值。除了这些限制以外,这个文件在本质上是自由格式的。SolidWorks Motion允许使用不限
数量的数据点。数据点的最小值为4,
    数据点模板中.第一列【Independent variable(x)】通常为时间.但是也可以使用其他参数,例如循
环角度、角位移等。第二列【Value (Y)】可以设为位移、速度或加速度。这些数据可以手工输入,也可
以直接导入。
    除了线性插值外,还有两个样条匹配选项来分析数据:Akima样条曲线(AKISPL)和立方样条曲线
(CCBSPL),我们推荐用户使用立方样条曲线,因为即使是用户的数据点分布不均,仍然可以得到较好
的结果。Akima样条曲线生成的速度更快.但是当数据点分布不均匀时效果不好。
步骤21步骤23步骤24
 
2.5 能量
    能量(功率)是指功消耗的比率.或在1s内消耗的功的总量。力产生的功作用在距离、力矩、角位
移上。对于旋转马达而言.播要保证下面的关系
                              P[W]=M[N·m]xw[rad/s]
    可以轻松解读前面生成的能旦图解。最大力矩为ION·mm =0.OIN·m
                                          w=360°/s =2πrad/s
    可以通过生成角速度的图解来轻松验证这一点。最终的最大能星为:
                                  P=(0.01 x2π)W=0.063 W
    图中显示的能且为0.06W,这是因为默认只使用2位有效数字的精度。
    通常电子马达的额定值可以由最大功率和力矩的表达式求得。单位换算也被频繁使用。
    如果角速度单位为r/min ,则

如果使用horsepower(马力),则将使用下面的转换
                          1hp=330001b·ft/min=745.7 W
当使用英制单位表示mechanical hon epower(机械马力)时.计算功率的公式为

    mechanical horsepower(机械马力)在美国的某些行业巾应川非常普遍,除此之外主要用于欧洲和亚
洲。还有Metric horsepower(米制马力),米制马力的定义如下
                                        lhp=735.5W
    由于定义马力的方式比较模糊.现在已经不再推荐使用马力了。
步骤25步骤27步骤28右视图结果
 
2.6图解显示运动结果
    回顾第1章的内容.我们知道从结果的PropertyMnruger中可以得到很多愉出数据,包括绝对数值
或相对于装配体另一个零部件的相对数值。然而在大多数情况下.默认的输出是基于顶层装配体的全
局坐标系。数值可以很容易地转换到其他所选局部坐标系中。
2.6. 1绝对数值和相对数值的对比
    如果想在图解中得到绝对数值,则在【模拟单元】选项中选择成分(配合、马达、零件等),如图2-34
所示。
    如果姐在图解中得到相对数值,则在【模拟单元】选项中添加参考成分,如图2-35所示。
定义图解添加成分
提示
2.6.2输出坐标系
    通常悄况下.输出的结果是裁于装配体的全局坐标系。然而,对于某些仿真成分(例如配合与马
达),其默认的输出是基于所选零部件的局部系统。
    如果想要得到非狱认坐标系下结果的图解,则需要在【定义xYz方向的零部件】选项中选择所需的
零部件。则所有数低都将转换到所选零件的坐标系中,如图2-36所示。
提示
选择零部件局部坐标系
    在下一环节,我们将以四个图解来显示绝对及相对的结果,同时解释其在全局坐标系和局部坐标
系二者中的区别。
步骤30步骤31选择零部件查看线性位移图解二定义线性唯一图解2查看线性位移图解定义线性位移图解3查看线性位移图解4
2.6.3角位移图解
    生成角位移图解可以用来测反马达、配合、三点或一个零部件相对于另一个零部件的角位移。因
为角位移不是一个矢最,因此只能表示大小。
    前面的部分介绍了生成一个零部件运动结果图解的方法。在下面的步骤中,将对其他模拟单元(配
合、马达等)生成各种后处理的图解。对大多数模拟单元而言,默认的输出坐标系是单元的局部坐标系。
定义角位移图解1查看位移图解1查看结果步骤36步骤37
2.6.4  角速度及加速度图解
    与角位移类似,也可以对一个马达、配合及一个零部件相对于另一个零部件生成角速度图解,可
以使用幅值及所有三个坐标分量。
步骤38
 
2.7总结
    本章中我们分析T一个“3dcrankslider”装配体。SolidWorks和Solidworks Motion有很多方法使月
各种配合来建立装配体,本章的主要目的是利用运动分析帮助设计者生成装配体,在运动分析中我们
只关心运动结果(位移、速度、加速度等),将这类分析称为“运动分析”。接下来的“动力学分析”要
求对配合力及其在整个装配体中的分布进行仿真。这些分析可能是非常复杂的,因为需要理解和处理
冗余(冗余是本书后几章中的主题)。
    在构建运动装配体时,需要尽可能地接近真实的机械连接来建立配合,例如,所有现实中的机械
铰链都以铰链配合进行模拟,这是获取运动结果最合适的方法。本章还介绍了最常用的配合类型及本
地配合这一主题。本地配合位于SolidWorks运动算例的选项卡中,并不会影响原始的Solid Works装配体
及设计意图。在这种方式下,每个运动算例都能建立自身独立的配合特征。由于可以通过多种方法定
义马达和力的输入,本章还介绍了通过表格输入数据来调控数值。本章的第二部分介绍了各种可用的
结果数值.并详细地解释了它们的定义。
练习2-1  活塞
    本练习中.我们将手动创建本地配合,对一个只受重力作用的单缸发动机运行一次运动仿真。将
对结果生成图解,并检查装配体的于涉,如图2-52所示。
本练习将应用以下技术:
·生成本地配合。
·角位移图解。
活塞模型操作步骤浮动零部件移动零部件步骤6步骤8检查运动步骤11查看图解查看图解3查看图解4
    总结
    本练习中,通过分析一个小的活塞装配体,熟悉了只对运动结果感兴趣时的装配体建模过程,以
及用图解显示各种结果数据的方法。
 
练习2.2 跟踪路径
    在这个练习中,将使用表格中的数据驱动的马达控制笔式绘图机工作,如图2-64所示。
    本练习将应用以下技术:
    ·建立本地配合。
    ·输入数据点。
笔式绘图机
操作步骤定义马达定义图解提示
    总结
    在本练习中,我们分析了一个笔式绘图机。本练习是为了定义本地配合,并输入列表数据来控制
马达的数值。

文章分享:


上一篇:SolidWorks2014 Motion-运动仿真及力
下一篇:SolidWorks2014 motion运动仿真-接触、弹簧及阻尼简介

随机推荐



点击浏览:本站所有书籍的光盘文件及书籍pdf文件
solidworks书籍浏览
(点击图片浏览)


本站提供SolidWorks视频教程在线观看, SolidWorks破解版软件下载及软件配套的solidworks书籍视频全套教程  

solidworks教程更新