1、第八章 產(chǎn)品裝配與運(yùn)動(dòng)仿真,學(xué)習(xí)目的： 各種裝配約束類型 裝配連接類型的概念 零件裝配與連接的基本方法 組件分解圖的建立方法 組件的裝配間隙與干涉分析 學(xué)習(xí)重點(diǎn)： 產(chǎn)品的裝配方法 機(jī)械運(yùn)動(dòng)仿真的建立,完成零件設(shè)計(jì)后，將設(shè)計(jì)的零件按設(shè)計(jì)要求的約束條件或連接方式裝配在一起才能形成一個(gè)完整的產(chǎn)品或機(jī)構(gòu)裝置。利用Pro/E提供的“組件”模塊可實(shí)現(xiàn)模型的組裝。在Pro/E系統(tǒng)中，模型裝配的過程就是按照一定的約束條件或連接方式，將各零件組裝成一個(gè)整體并能滿足設(shè)計(jì)功能的過程。 8.1 元件放置操控板 模型的裝配操作是通過元件放置操控板來(lái)實(shí)現(xiàn)的。單擊菜單【文件】【新建】命令，在打開的對(duì)話框中選擇“組件”，如圖

2、所示。單擊【確定】按鈕，進(jìn)入“組件”模塊工作環(huán)境。,在組件模塊工作環(huán)境中，單擊按鈕 或單在彈出的打開對(duì)話框中選擇要裝配的零件后，單擊【打開】按鈕，系統(tǒng)顯示如圖12-2所示的元件放置操控板。,8.2 裝配約束類型 零件的裝配過程，實(shí)際上就是一個(gè)約束限位的過程，根據(jù)不同的零件模型及設(shè)計(jì)需要，選擇合適的裝配約束類型，從而完成零件模型的定位。一般要完成一個(gè)零件的完全定位，可能需要同時(shí)滿足幾種約束條件。Pro/E提供的約束類型有： 1.匹配 所謂“匹配”就是指兩零件指定的平面或基準(zhǔn)面重合或平行（當(dāng)偏移值不為零時(shí)兩面平行，當(dāng)偏移值為零時(shí)兩面重合）且兩平面的法線方向相反。,如圖所示為使用“匹配”約束方式且偏

3、移值為0的兩面配合情況（選擇圓臺(tái)的上端面和直角模型底座的上表面，如圖中箭頭所示）。,匹配時(shí)偏移值為0時(shí)的兩面配合情況,匹配時(shí)偏移值不為0時(shí)的兩面配合情況,2對(duì)齊 使兩零件指定的平面、基準(zhǔn)面、基準(zhǔn)軸、點(diǎn)或邊重合或共線。如圖所示為“對(duì)齊”方式且偏移值為0時(shí)兩面配合情況,對(duì)齊時(shí)偏移值為0時(shí)的兩面配合情況,對(duì)齊時(shí)偏移值不為0時(shí)的兩面配合情況,3插入 “插入”約束使兩零件指定的旋轉(zhuǎn)面共旋轉(zhuǎn)中心線，具有旋轉(zhuǎn)面的模型有圓柱、圓臺(tái)、球等。如圖所示為“插入”約束方式的一個(gè)例子，在選定“插入”約束后，分別選擇直角模型中孔特征的內(nèi)表面和圓柱模型側(cè)表面即可完成“插入”約束組裝。,4坐標(biāo)系 使零件裝配的坐標(biāo)系與其裝配零

4、件的坐標(biāo)系對(duì)齊，從而完成裝配零件的放置。,5相切 在兩個(gè)進(jìn)行裝配的零件中，各自指定一個(gè)曲面或一個(gè)為平面，另一個(gè)為曲面，使其相切。如圖所示，選中圖中箭頭指示的兩個(gè)面完成相切方式的約束。,6線上點(diǎn) 在一個(gè)零件上指定一點(diǎn)，然后在另一零件上指定一條邊線，使該點(diǎn)在這條邊線上。如圖所示，為兩次使用“線上點(diǎn)”約束方式的一個(gè)例子。具體操作：選擇左邊模型的一個(gè)角點(diǎn)，然后選擇右邊模型箭頭指示的邊線；選擇左邊模型的另一個(gè)角點(diǎn)，然后選擇右邊模型箭頭指示的邊線，結(jié)果兩點(diǎn)在箭頭指示的邊線上。,7曲面上的點(diǎn) 在一個(gè)零件上指定一點(diǎn)，然后在另一個(gè)零件上指定一個(gè)面，則指定的面和點(diǎn)相接觸。如圖所示，選擇直角模型上的基準(zhǔn)點(diǎn)“APNT

5、O”，然后選擇圓柱模型中箭頭指示的面，結(jié)果如右圖所示。該選項(xiàng)常配合“對(duì)齊”、“匹配”等選項(xiàng)一起使用。,8曲面上的邊 在一個(gè)零件上指定一條邊，然后在另一個(gè)零件上指定一個(gè)面，則指定的邊位于指定的面上。該選項(xiàng)常配合“對(duì)齊”、“匹配”等選項(xiàng)一起使用。如圖所示，選擇直角模型中箭頭指示的一條邊，然后選擇圓柱模型下端面，結(jié)果如右圖所示。,提示： 在進(jìn)行“匹配”或“對(duì)齊”操作時(shí)，對(duì)于要配合的兩個(gè)零件，必須選擇相同的幾何特征，如平面對(duì)平面，旋轉(zhuǎn)曲面對(duì)旋轉(zhuǎn)曲面等。 “匹配”或“對(duì)齊”的偏移值可為正值也可為負(fù)值。若輸入負(fù)值，則表示偏移方向與模型中箭頭指示的方向相反。,8.3 裝配連接類型 在Pro/E中，元件的放置

6、還有一種裝配方式連接裝配。使用連接裝配可利用Pro/Mechanism（機(jī)構(gòu)）模塊時(shí)直接執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析與仿真，它使用上一節(jié)講的各種約束條件來(lái)限定零件的運(yùn)動(dòng)方式及其自由度。操控面板如下圖所示。,使用該面板可以選擇和設(shè)置零件間的連接類型。對(duì)選定的連接類型進(jìn)行約束設(shè)定時(shí)的操作與8.2講述的相應(yīng)約束類型的操作相同，因此本節(jié)重點(diǎn)應(yīng)理解各連接類型的含義，以便在進(jìn)行機(jī)構(gòu)模型的裝配時(shí)正確選擇連接類型。 常用的連接類型： 1.剛性：剛性連接。自由度為零，零件裝配處于完全約束狀態(tài)。 2.銷釘：銷釘連接。自由度為1，零件可沿某一軸旋轉(zhuǎn)。 3.滑動(dòng)桿：滑動(dòng)連接。自由度為1，零件可沿某一軸平移。,4.圓柱：缸連接。

7、自由度為2，零件可沿某一軸平移或旋轉(zhuǎn)。 5.平面：平面連接。自由度為2，零件可在某一平面內(nèi)自由移動(dòng)，也可繞該平面的法線方向旋轉(zhuǎn)。該類型需滿足“平面”約束關(guān)系。 6.球：球連接。自由度為3，零件可繞某點(diǎn)自由旋轉(zhuǎn)，但不能進(jìn)行任何方向的平移。該類型需滿足“點(diǎn)對(duì)齊”約束關(guān)系。,8.4 零件裝配與連接 在完成各零件模型的制作之后，就可以把它們按設(shè)計(jì)要求組裝在一起，成為一個(gè)部件或產(chǎn)品。 零件裝配與連接的操作步驟如下： (1)新建一個(gè)“組件”類型的文件，進(jìn)入組件模塊工作界面。 (2)單擊按鈕 ，裝載零件模型。 (3)在元件放置操控板中，選擇約束類型或連接類型，然后相應(yīng)選擇兩個(gè)零件的裝配參照使其符合約束條件。

8、,(4)單擊新建約束，重復(fù)步驟(3)的操作，直到完成符合要求的裝配或連接定位，單擊按鈕 ，完成本次零件的裝配或連接。 （5）重復(fù)步驟 （2）-（4），完成下一個(gè)零件的組裝。 8.5 運(yùn)動(dòng)仿真實(shí)例,操作步驟： （1）創(chuàng)建一個(gè)裝配文件 （2）采用用缺省位置裝配殼體零件,（3）用銷釘連接方式裝配曲軸,（4）用銷釘連接方式連桿,（5）用放置方式裝配氣缸,（6）用圓柱連接方式活塞,（7）單擊【應(yīng)用】- 【機(jī)構(gòu)】切換至機(jī)構(gòu)模式。,（8）單擊【機(jī)構(gòu)】- 【伺服電機(jī)】，打開伺服電機(jī)定義對(duì)話框，接受系統(tǒng)缺省的名稱，在類型子對(duì)話框中選擇曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)箭頭為連接軸（圖1），在輪廓子對(duì)話框中連接軸設(shè)置選擇速度，模的數(shù)值為

9、100（圖2），最后點(diǎn)擊【確定】。,（9）單擊【機(jī)構(gòu)】- 【分析】，打開分析定義對(duì)話框。點(diǎn)擊【運(yùn)行】即可以進(jìn)行產(chǎn)品工伯的運(yùn)動(dòng)過程。,8.6 組件分解圖 在一些產(chǎn)品說(shuō)明書或需要進(jìn)行產(chǎn)品演示的場(chǎng)合，為了說(shuō)明產(chǎn)品的零件組成及其裝配結(jié)構(gòu)關(guān)系，經(jīng)常需要使用分解圖。在Pro/E組件工作環(huán)境中，單擊菜單【視圖】【分解】【分解視圖】選項(xiàng)，圖形窗口中的組件模型則呈分解狀態(tài)，調(diào)整各零件的位置，即可完成組件模型的分解圖。 操作方法： （1） 打開已有的組件模型，單擊菜單【視圖】【分解】【分解視圖】選項(xiàng)，圖形窗口中的組件模型按系統(tǒng)默認(rèn)的分解位置顯示分解圖。,（2）單擊菜單【視圖】【分解】【編輯位置】選項(xiàng)，打開分解位置

10、對(duì)話框。 （3）選定移動(dòng)參照，選擇零件并拖動(dòng)調(diào)整其位置完成分解圖。,8.7 建立偏距線 (1)打開組件模型分解圖，單擊菜單【視圖】【分解】【偏距線】【創(chuàng)建】選項(xiàng)，彈出圖元選取菜單。 (2)在圖元選取菜單中選擇確定偏距線參照方向的選項(xiàng)。 (3)按系統(tǒng)提示，分別選擇兩個(gè)零件的實(shí)體類型對(duì)象（如零件表面等）完成偏距線的建立。 (4)單擊菜單【視圖】【分解】【偏距線】【修改】選項(xiàng)，修改偏距線的位置及嚙合點(diǎn)數(shù)。 (5)單擊菜單【視圖】【分解】【偏距線】,【修改線體】選項(xiàng)，在打開的線體對(duì)話框中重新定義偏距線的顏色及線段類型。 實(shí)例 在組件模型中建立偏距線,8.8 課后練習(xí) 1思考題 （1）在裝配約束中“匹配”與“對(duì)齊”有何異同？ （2）試說(shuō)出5種以上常見裝配約束類型的名稱并解釋其具體含義？ （3）裝配連接一般用在什么場(chǎng)合？