catia运动仿真模块讲析.pdf

产品研发一部产品研发一部 底盘室底盘室：：马学超马学超底盘室底盘室：：马学超马学超 题目：题目：CATIA的的DMU运动机构模块功能介绍运动机构模块功能介绍 CATIA—DMU 运动机构CATIADMU 运动机构 •对于产品的数字模型而言，进行准确的机构运动及状态分析，是 十分基本并且重要的功能在DMU运动机构系统中我们可以依照运十分基本并且重要的功能在DMU运动机构系统中，我们可以依照运 动学的原理，通过约束自由度的方式建立机构，并且分析机构的运动 态与轨状态与移动轨迹； •本文主要提供几种基本的结合使我们建立机构运动并且可以•本文主要提供几种基本的结合，使我们建立机构运动，并且可以 进行动态仿真，记录运动情形，制作成影片播放； CATIADMU 运动机构CATIA—DMU 运动机构 • 模块简介：• 模块简介： CATIA—DMU 运动机构CATIADMU 运动机构 功能键览• 功能键一览： CATIA—DMU 运动机构CATIADMU 运动机构 • 过程：过程： 将装配件导入DMU模块——建立机械装置——分析运动结合类型—将装配件导入DMU模块建立机械装置分析运动结合类型 —建立运动结合——约束固定件——设置驱动形式——（两种做法 运动仿真）运动仿真）： 1、使用命令进行模拟（可编辑传感器，导出数据，并绘制图 形）； 2、模拟（可生成自动播放动画，也可编辑传感器）——可通 过编译模拟，生成重放，——生成包络体； CATIA—DMU 运动机构CATIADMU 运动机构 运动结合点• 运动结合点： 从左至右结合类型依次为： ：旋转结合； ：棱形结合； ：圆柱结合； ：螺钉结合； ：球面结合 ：平面结合； ：刚性结合； ：点线结合； ：滑动曲线结合； ：滚动曲线结合； ：点面结合； ：通用结合； ：CV结合； ：齿轮结合；：架子结合；：电缆结合；：基于轴的结合； CATIA—DMU 运动机构CATIADMU 运动机构 •：旋转结合•：旋转结合 1、点击按钮，弹出右图1窗口； 图1 2、点击右上角“新机械装置”，弹出图2窗口； 3、单击“确定”按钮，弹出图1窗口 图2 图3 CATIA—DMU 运动机构CATIADMU 运动机构 4、图中“直线1”、“直线2”、“平面1”、 “平面2”依次选取螺栓轴线、螺母轴线、 螺栓一垂直轴线平面、螺母一垂直轴线平面，螺栓垂直轴线平面、螺母垂直轴线平面， 并点击“偏移”与“驱动角度”按钮， 如右图4显示，并单击“确定” 图4 CATIA—DMU 运动机构CATIADMU 运动机构 5、单击中的按钮， 弹出右图所示窗然后直接左键单击螺弹出右图所示窗口，然后直接左键单击螺 栓part，这时系统会出现“可以模拟机械 装置”提示，点击确定 CATIA—DMU 运动机构CATIADMU 运动机构 6在左侧树中双击图中高亮显示的“旋转”结合，6、在左侧树中双击图中高亮显示的旋转结合， 便会弹出如右图5所示窗口，在窗口‐360deg和 +360deg处可修改角度范围，修改完点击确定； （注意此时机械装置自由度（注意此时机械装置自由度=0，若不为，若不为0是不能仿真的，此项尤为重要，下是不能仿真的，此项尤为重要，下 述每个结合均是如此，不再反复强调）述每个结合均是如此，不再反复强调） 图5图5 CATIA—DMU 运动机构CATIADMU 运动机构 7、点击中的（使用点中使用 命令进行模拟）按钮，弹出右图6所示窗口， 点击“模拟”下的“立刻”按钮，便可拖动 上面的游标随意旋转；也可使用“按需要” 命令，修改一下右上角数字框中的数据，就 可点击下方的箭头标示使构件自行转动 图6 可点击下方的箭头标示，使构件自行转动； 图6 CATIA—DMU 运动机构CATIADMU 运动机构 棱形结合•：棱形结合 1单击（棱形结合）按钮弹出如右图1所示窗口1、单击（棱形结合）按钮，弹出如右图1所示窗口 图1 2、 点击右上角“新机械装置”按钮，弹出图2所示窗口 图2 3、单击确定按钮，图1窗口变为图3所示窗口， 图3图3 CATIA—DMU 运动机构CATIADMU 运动机构 4、窗口中“直线1”、“直线2”、“平面1”、 “平面2”、分别选择螺栓轴线、螺母轴线、 螺栓中的zx平面、螺母中的zx平面（所选 平面必须与所选直线平行），并点选“驱 动长度”按钮，如右图4所示，并单击确定； 图4 CATIA—DMU 运动机构CATIADMU 运动机构 5、单击中的按钮， 弹出右图所示窗然后直接左键单击螺弹出右图所示窗口，然后直接左键单击螺 栓part，这时系统会出现“可以模拟机械 装置”提示，点击确定 CATIA—DMU 运动机构CATIADMU 运动机构 6、在左侧树中双击图中高亮显示的“棱形”结合， 便会弹出如右图 所示窗在窗和便会弹出如右图5所示窗口，在窗口‐100mm和 100mm处可修改长度范围，修改完点击确定； 图5图5 CATIA—DMU 运动机构CATIADMU 运动机构 7、点击中的（使用点中使用 命令进行模拟）按钮，弹出右图6所示窗口， 点击“模拟”下的“立刻”按钮，便可拖动 上面的游标随意移动；也可使用“按需要” 命令，修改一下右上角数字框中的数据，就 可点击下方的箭头标示使构件自行移动 图6 可点击下方的箭头标示，使构件自行移动； 图6 CATIA—DMU 运动机构CATIADMU 运动机构 圆柱结合•圆柱结合 1单击（圆柱结合）按钮弹出如右图1所示窗口 图1 1、单击（圆柱结合）按钮，弹出如右图1所示窗口 图2 2、点击右上角“新机械装置”按钮，弹出图2所示窗口 3、单击确定按钮，图1窗口变为图3所示窗口， 图3 CATIA—DMU 运动机构CATIADMU 运动机构 4、窗口中“直线1”、“直线2” 分别选择螺栓轴 线、螺母轴线，并点选“驱动角度”、“驱动 长度”按钮如右图 所示并单击确定圆长度”按钮，如右图4所示，并单击确定；（圆 图4 柱）结合从动件既可沿轴向转动，也可同时沿轴向移动）； 图4 CATIA—DMU 运动机构CATIADMU 运动机构 5、单击中的按钮， 弹出右图所示窗然后直接左键单击螺弹出右图所示窗口，然后直接左键单击螺 栓part，这时系统会出现“可以模拟机械 装置”提示，点击确定 CATIA—DMU 运动机构CATIADMU 运动机构 6、在左侧树中双击图中高亮显示的“圆柱面”结合， 便会弹出如右图 所示窗在窗和便会弹出如右图5所示窗口，在窗口‐100mm和 100mm处可修改长度范围，在窗口‐360deg和 360deg处可修改角度范围，修改完点击确定； 图5 CATIA—DMU 运动机构CATIADMU 运动机构 7、点击中的（使用点中使用 命令进行模拟）按钮，弹出右图6所示窗口， 点击“模拟”下的“立刻”按钮，便可拖动 上面的游标随意移动和转动；也可使用“按 需要” 命令，修改一下右上角数字框中的数 据就可点击下方的箭头标示使构件自行移动和转动 图6 据，就可点击下方的箭头标示，使构件自行移动和转动； 图6 CATIA—DMU 运动机构CATIADMU 运动机构 螺钉结合•螺钉结合 1单击（螺钉结合）按钮弹出如右图1所示窗口 图1 1、单击（螺钉结合）按钮，弹出如右图1所示窗口 图2 2、点击右上角“新机械装置”按钮，弹出图2所示窗口 3、单击确定按钮，图1窗口变为图3所示窗口， 图3 CATIA—DMU 运动机构CATIADMU 运动机构 4、窗口中“直线1”、“直线2” 分别选择螺栓轴 线、螺母轴线，并点选“驱动角度”、或“驱 动长度”按钮，如右图4所示，并单击确定；（ 螺钉结合可通过驱动角度和螺距的设置控制运螺钉结合可通过驱动角度和螺距的设置控制运 动也可通过驱动长度的设置控制运动）动，也可通过驱动长度的设置控制运动）； 图4 CATIA—DMU 运动机构CATIADMU 运动机构 5单击中的按钮，5、单击中的按钮， 弹出右图所示窗口，然后直接左键单击螺 栓part，这时系统会出现“可以模拟机械 装置”提示，点击确定；装提示点击确定； CATIA—DMU 运动机构CATIADMU 运动机构 6、在左侧树中双击图中高亮显示的“螺钉”结合， 便会弹出如右图 所示窗在窗“螺距”处便会弹出如右图5所示窗口，在窗口“螺距”处 可修改螺栓螺母的螺距，在窗口‐360deg和360deg 处可修改角度范围，修改完点击确定； 图5 CATIA—DMU 运动机构CATIADMU 运动机构 7、点击中的（使用点中使用 命令进行模拟）按钮，弹出右图6所示窗口， 点击“模拟”下的“立刻”按钮，便可拖动 上面的游标随意移动和转动；也可使用“按 需要” 命令，修改一下右上角数字框中的数 据就可点击下方的箭头标示使构件自行移动和转动 图6 据，就可点击下方的箭头标示，使构件自行移动和转动； 图6 CATIA—DMU 运动机构CATIADMU 运动机构 球面结合•球面结合（球头连接） 1单击（螺钉结合）按钮弹出如右图1所示窗口 图1 1、单击（螺钉结合）按钮，弹出如右图1所示窗口 图2 2、点击右上角“新机械装置”按钮，弹出图2所示窗口 3、单击确定按钮，图1窗口变为图3所示窗口， 图3 CATIA—DMU 运动机构CATIADMU 运动机构 4在窗口中，点1点选球头面，自动识别球心；4、在窗口中，点1点选球头面，自动识别球心； 点2点选球套面，自动识别球心位置，如右点2点选球套面，自动识别球心位置，如右 图4所示，也可先在part中建立球心点，图 所示可先在p中建球点 然后点选时只需直接选取点就行，选 前后 选取完之后点击确定，点击确定之后， 两球心会相合在一起； 图4图 CATIA—DMU 运动机构CATIADMU 运动机构 5、单击中的按钮， 此时系统并未自动弹出“可以模拟机械装此时系统并未自动弹出“可以模拟机械装 置”窗口，在树中打开“机械装置”，发 现此时的自由度=3，并不等于0，所以只有 “球面结合”和“固定件”的情况下是球面结合和固定件的情况下，是 不能进行仿真的，“球面结合”必须和其 他带有驱动性质的结合一起使用； CATIA—DMU 运动机构CATIADMU 运动机构 平面结合•平面结合 平面结合和球面结合的步骤基本一样，并且只是约束平面结合和固定件的话 机械装置的自由度也不为需要和别机械装置的自由度也不为0，需要和别 的带有驱动性质的结合在起使用的带有驱动性质的结合在一起使用； CATIA—DMU 运动机构CATIADMU 运动机构 刚性结合•刚性结合 刚性结合是指将零件与已经具有运动形式的零件刚性结指将零件具有动式零件 固定在一起，与其做相同的运动，或是与固定件 绑定在一起不做运动；窗口中的“零件1”选择 已经具有运动形式零件，“零件2”选择要与之 刚性结合的零件； CATIA—DMU 运动机构CATIADMU 运动机构 点曲线结合•点曲线结合 点曲线结合是指个t以本身的个点与另外各t点曲线结合是指一个part以本身的一个点与另外一各part 中的一条曲线连接点沿着曲线方向移动中的一条曲线连接，点沿着曲线方向移动； CATIA—DMU 运动机构CATIADMU 运动机构 将曲线固定后，这时系统并不会提示“可以 模拟机械装置”，如右图所示，机械装置的 自由度=3，并不为0，因为点所在的part并没 限制本身的旋转自由度，所以点曲面结合也 需要与其他具有驱动特性的结合配合使用； CATIA—DMU 运动机构CATIADMU 运动机构 •滑动曲线结合滑动曲线结合 滑动曲线结合，顾名思义就是一条 曲线沿着另一条曲线滑动但仅仅曲线沿着另一条曲线滑动，但仅仅 约束滑动结合，机械装置的自由度 还不为0，必须要与其他形式的结合 配合使用；配合使用； CATIA—DMU 运动机构CATIADMU 运动机构 •滚动曲线结合滚动曲线结合 滚动曲线结合，顾名思义就是一条 曲线沿着另一条曲线滚动但仅仅曲线沿着另一条曲线滚动，但仅仅 约束滚动结合，机械装置的自由度 还不为0，必须要与其他。