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产品研发一部底盘室：马学超题目：基于CATIA运动仿真案列解析题目：基于CATIA运动仿真案列解析DMU案例讲析DMU—案例讲析运动分析证明带夹角十字轴不等速性•1、运动分析证明带夹角十字轴不等速性及一、三轴平行的等速性；及、三轴平行的等速性；单桥转向实转向特性曲线2、绘制单前桥转向的实际转向特性曲线；3、扫掠包络体和运动间隙、干涉校核；DMU案例讲析DMU—案例讲析•案例一：运动分析证明带夹角十字轴不等速性及一、三轴平行的等速性DMU案例讲析DMU—案例讲析本案例以通用结合为基础，先做运动仿真，模型如下；仿真步骤就不再赘述在蓝色零件和灰色零件之间的在蓝色零件和灰色零件之间的旋转结合设置驱动角度，其余两个设为从动件；由右下图的“十字销轴线方向”可以的十字销轴线方向可以看出通用结合是在两个旋转结合之间用默认的十字轴或是万向节连接，所以可以看成是传动轴之间的运动；接所以可以看成是传动轴间的动；DMU案例讲析DMU—案例讲析设置完成之后，点击（使用命令进行模拟）按钮，弹出如下图1所示窗口，并点击“激活传感器”，弹出如下图2所示窗口，依次将窗口中的三个旋转结合的传感器打开，“观察到”下方的“否”图1全部变为了“是”；此时用鼠标在图1 中拖动滚动条到个极限位置然后选中拖动滚动条到一个极限位置，然后选择“按需要”，并点击让其旋转两周；图2DMU案例讲析DMU—案例讲析旋转过两周之后，点击“传感器”窗口中的“图形”按钮，系统便会自动弹出如下图1所示窗口，图中左边窗口表示三个旋转左边窗口表示三个旋转结合的运动曲线图，横坐标表示步骤数，纵坐标表示瞬时角度值；标表示瞬时角度值；图1DMU案例讲析DMU—案例讲析由右两图可以分析出，红色线和黄色线完全重合色线和黄色线完全重合，表示旋转结合1和旋转结合3的瞬时角度值始终是相等的；黄色线和绿色线并未重合，而是随着的步相等的；黄色线和绿色线并未重合，而是随着的步骤数或是时间的变化，存在着大、小、相等关系的波动；由上可得结论：夹角相等的传动轴的角速度是时刻相等的，夹角不同的传动轴的角速度是不相等的；DMU案例讲析DMU—案例讲析•案例二：绘制单前桥转向的实际转向特性曲线首先对前桥产品中各个部件之间的结合关系进行分析（此处已将左轮毂与做轮胎合并为一个part，右轮毂与轮胎合并为个t）左轮与工字梁之间是旋转结合左轮与横拉杆之毂与轮胎合并为一个part）：左轮与工字梁之间是旋转结合，左轮与横拉杆之间是球头结合，右轮与横拉杆之间是球头结合，右轮与工字梁之间是旋转结合；按照分析，依次将各结合实施好；DMU案例讲析DMU—案例讲析按照分析将各个部位的结合类型约束好，按照分析将各个部位结类束好发现系统的自由度并不为0，不会提示“可以模拟机械装置”，那是因为横拉杆和左右车轮之间的两个球头结合并不能将横拉杆绕本身轴线转动的自由度约束住，所以不能模拟，此时我们可以将左端的球头约束处添加一个万向节，由球头约束转化成十字轴与万向节前后节叉之间的两个旋转结合再将前节叉与左轮之间的两个旋转结合，再将前节叉与左轮固连在一起，后节叉与横拉杆固连在一起，这样便能够约束住横拉杆的转动；十字轴的中点就是球头的中点；的中点就是球头的中点；DMU案例讲析DMU—案例讲析yxzxo一根杆本身具有6个自由度，分别为沿x、y、z三个轴的轴向移动，和绕三个轴的转动轴头处的两个球面结合能够将杆本身的沿三个轴的轴向移动约束住的转动，轴头处的两个球面结合能够将杆本身的沿三个轴的轴向移动约束住，绕y轴和z轴的转动自由度能够约束住，但是绕x轴，也就是本身球头中心点连线的转动自由度没有约束住，所以自由度是没有约束完全的，所以要将其中的一处球面结合转化为其他形式的结合类型；处球面结合转化为其他形式的结合类型；DMU案例讲析DMU—案例讲析yzxo对于具有折弯的杆系，对其一端处球面结合类型的转化或添加其他形式的结合类型非常关键杆系绕球头中心点连线的轴线的转动角度如果失真的话会导致杆型非常关键，杆系绕球头中心点连线的轴线的转动角度如果失真的话，会导致杆系折弯处与周边零部件之间的干涉、间隙校核出现严重错误，经过一定量的实验经验验证，将一端处的球面结合转化为一个万向节的方式较为合理，没有太大出入并且理解操作较为简单入，并且理解、操作较为简单；DMU案例讲析DMU—案例讲析※将两个球头中个球头结合转化成万向节连接是个重点也是难点※将两个球头中一个球头结合转化成万向节连接是一个重点，也是难点，万向节的初始位置对仿真模拟的运动真实性有很大影响，尤其是在有多个万向节并用的时候，这个要在反复的尝试和经验的指导中寻找到比较合适的位置与状态；的位置与状态；DMU案例讲析DMU—案例讲析将万向节的结合设置好之后，系统便会提示将万向节结设好后统便会提示“可以模拟机械装置”，此时产品中的树的状态如右图所示，双击“旋转1”，弹出右下图所示窗口，对其中的角度进行设置，左转为‐45deg，右转为36deg，设置完成点击确定；DMU案例讲析DMU—案例讲析单击（使用命令进行模拟）按钮，弹出右上图所示窗口，点击“激活传感器”，弹出如右下图所示窗口，将其中“旋转1”、“旋转2”的传感器打开，其状态由“否”变为“是”；此时点击上图窗中的按钮让滚动条此时，点击上图窗口中的按钮，让滚动条滚动一圈，此时，点击下图窗口中的“图形”按钮，便会弹出下页中的曲线图；DMU案例讲析DMU—案例讲析系统自动生成右图曲线图为旋转1和旋转5即左轮和右轮的不同步骤时或是不同时刻时的角度值同时刻时的角度值；DMU案例讲析DMU—案例讲析点击右图中“文件”按钮，会弹出右下图所示窗口，此窗口为上页所右下图所示窗口，此窗口为上页所示曲线图的各个步骤时的对应的角度值的excel表格导出命令，将此表格文档命名为“texingquxian”，并保存；DMU案例讲析DMU—案例讲析双击，打开文档，文档中“C”列为左轮的瞬时文档中C列为左轮的瞬时转角值，“D”列为右轮的瞬时转角值，其所处表格格式为“文本”格式，先将其转化为文本格式，先将其转化为“数字”格式；DMU案例讲析DMU—案例讲析在excel中插入X Y（散点图），然后点击，弹出右下图，点击窗口中的“添加”按钮，弹出下页窗口DMU案例讲析DMU—案例讲析右图中“系列名称”填写“转向特性右图中系列名称填写转向特性曲线”，“X轴系列值”选择“C”列数据，“Y轴系列值”选择“D”列数据，点击确定，这时文档中图表据点击确定时文档中图表变为下图所示曲线，此便为以数模为基础的“实际转向特性曲线”通过“实际转向特性曲线”与“理论转向特性曲线”的比较，可分析“吃胎”问题分析“吃胎”问题；DMU案例讲析DMU—案例讲析此案例中的要点：案例中要点1、数模的准确性：数模中的主销倾角，横拉杆长度，梯形节臂，球头中心点位置的准确等；2、等效转换球头结合的万向节的节叉的初始位置的合适性；DMU案例讲析DMU—案例讲析•案例三：扫掠包络体和运动间隙、干涉校核将4181车型数模按照如图所示进将4181车型数模按照如图所示进行装配，零件有：车架（包含固定在车架上的方向机及转向操作机构，前悬架总成，前轴挡泥板）机构，前悬架总成，前轴挡泥板）转向垂臂，直拉杆，左转向轮，工字梁，横拉杆，右转向轮；DMU案例讲析DMU—案例讲析具体结合类型：转向垂臂和方向机之间为旋转结合，垂臂和直拉杆之间为球头结合直拉杆和左转向轮的转向节臂之间为球头结合左转向轮为球头结合，直拉杆和左转向轮的转向节臂之间为球头结合，左转向轮和工字梁之间为旋转结合，左转向轮梯形臂和横拉杆之间为球头结合，横拉杆和右转向轮梯形臂之间为球头结合，右转向轮和工字梁之间为旋转结合设置车架为固定件工字梁和车架固连在一起左转向轮和工转结合，设置车架为固定件，工字梁和车架固连在一起，左转向轮和工字梁之间的旋转结合设置驱动角度；DMU案例讲析DMU—案例讲析由案例2知：连续的两个球头结合中，要将其中的一个球头结合转化为一个万向节的连接现在产品中导入万向节叉和十字轴将转向垂臂和直拉杆之万向节的连接，现在产品中导入万向节叉和十字轴，将转向垂臂和直拉杆之间的球头结合用一组万向节代替，前后节叉分别与十字轴之间设置旋转结合，前节叉与转向垂固连在一起，后节叉与直拉杆固连在一起，将左转向轮梯形臂和横拉杆之间的球头结合用一组万向节代替，前后节叉分别与十字轴之间臂和横拉杆之间的球头结合用组万向节代替，前后节叉分别与十字轴之间设置旋转结合，前节叉与左转向轮梯形臂固连在一起，后节叉与横拉杆固连在一起，此时系统会提示“可以模拟机械装置”；DMU案例讲析DMU—案例讲析各个部位的结合命令和刚性连接以及固定件都刚性连接以及固定件都设置好之后，模型树如右图所示；将左轮和工字梁之间的旋转结合设字梁之间的旋转结合设置驱动角度，范围‐45deg到36deg；DMU案例讲析DMU—案例讲析单击中的（模拟）按钮，弹出右边图1、图2两个窗口，将图1中滚动条拖动到一边极限位置，此时将图2窗口图1滚动条拖动到边极限位置，此时将图2窗口中“动画视点”和“自动插入”按钮激活，此时再用鼠标拖动图1中的滚动条来回滚动一遍，然后点击确定；图2图2DMU案例讲析DMU—案例讲析此时在左边的树中会显示如右图所示，会生成一栏“模拟”DMU案例讲析DMU—案例讲析接着点击中第二个（编译接着点击中第二个（编译模拟）按钮，弹出下图所示窗口，直接模拟）按钮，弹出下图所示窗口，直接点击“确定”，系统会自动生成“重放”点击确定系统会自动成放文件，在左边树中会增加如下图显示；DMU案例讲析DMU—案例讲析点击中的（模拟播放器）按钮，弹出下图所示窗口，此时在左边树中点击，播放器被激活，此时单击播放器窗口中的各个按钮，仿真运动会自动播放；DMU案例讲析DMU—案例讲析点击中的（扫掠包络体）按钮，弹出右图1所示窗口，点击“要扫掠的产品”后面的按钮弹出如下图窗口会显产品”后面的按钮，弹出如下图2窗口，会显示出所有要扫掠包络体的产品，这里只做左轮的包络体，单击确定；将图1中的“轮廓”项激活“过滤精度”改为1mm；单击预览；激活，过滤精度改为1mm；单击预览；图1图2图2DMU案例讲析DMU—案例讲析单击预览之后，系统会自动计算生成包络体，生成包络体过程比较慢；右下图所示便是左轮的扫掠包络体；DMU案例讲析DMU—案例讲析此时点击“扫掠包络体”窗口中的“保存”按钮，系统自动弹出生成包络体的保存窗口，其命名可根据需要进行更改，其格式只有四种供选择；这里选择cgr格式进行保存；DMU案例讲析DMU—案例讲析保存完之后，在“插入”中点击“现有部件”，找到刚才保存的左轮的包络体，插入到装配文件中，此时包络体被导入到装配文件中如右图显示件中，如右图显示；（保存的包络体文件）DMU案例讲析DMU—案例讲析本案例要点：1、关于万向节的引用，各个位置点必须做到与实际一致，并且在进行结合设置之前必须保证同轴和平面平行在进行结合设置之前，必须保证同轴和平面平行；2、扫掠包络体必须先进行“模拟”‐‐“重放”；（这里只介绍这一种，扫掠包络体还可以识别“追踪”）