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应用Pro/Engineer软件进行产品设计与制造仿真与动画模块丁淑辉1机构运动仿真与分析概述概述机构运动仿真实例使用预定义的连接集装配机构元件机构运动学仿真与分析机构动力学仿真与分析运动副：槽、凸轮机构、齿轮副、带连接1.1概述Pro/E的CAE功能：位置、运动、受力、受热等分析Pro/E的CAE模块：Pro/ENGINEERMechanicaSimulationAdvisorforPro/EMechanicaMechanismDesignandMechanismDynamicsDesignAnimation1.1概述Pro/EMDX(MechanismDesignExtension)机构设计（MechanismDesign）机构动力学（MechanismDynamics）功能：描述Pro/E组件模式下将组件创建为运动机构并分析其运动的过程内容：创建机构模型、测量、观察、分析在受力和不受力情况下机构的运动情况传送机构夹持机构交换机构1.1概述：机构仿真界面1.1概述：主体的概念运动模型的元件以主体为单位被分为若干组主体：运动机构模型中的一个元件或彼此间没有相对运动的一组元件1.2机构运动仿真实例建立零件并装配运动模型进入机构运动仿真界面添加伺服电动机进行运动分析查看分析结果装配10°/S1.3使用预定义的连接集装配机构元件连接集：MDX中预定义的约束集合，用于不完全约束模型，以允许元件以特定方式运动例如：“销钉”连接约束集合：“轴对齐”、“平移”连杆元件仅保留了绕轴线转动自由度允许其绕下部支撑元件回转1.3使用预定义的连接集装配机构元件刚性销钉滑动杆圆柱平面球焊接轴承常规6DOF槽装配轴对齐沿轴线移动绕轴线回转装配轴对齐旋转（两面对齐）可沿轴线移动装配平面（两面匹配）移动回转装配点对齐回转装配点与轴线对齐回转平移连接接头的显示预定义连接接头图标【视图】→【显示设置】→【机构显示】、【显示图元】对话框：控制连接接头图标的显示连接集销钉滑动杆圆柱平面球焊接轴承常规6DOF槽图标1.4机构运动学仿真与分析机构运动学仿真流程创建模型检测模型添加伺服电动机准备分析分析模型查看分析结果1.4.1机构运动学仿真流程创建模型：建立可运动装配模型、设置运动轴位置与限制检测模型：验证其运动添加伺服电动机：在运动轴或几何图元上定义机构运动，指定位置、速度或加速度准备分析：定义初始位置快照以及创建测量分析模型：运动学或位置分析、模拟机构运动过程查看分析结果：回放、查看、创建轨迹及运动包络1.4.2创建模型创建模型包含两部分内容：生成运动连接：建立装配机构，并保持组件内元件间的相对运动，以得到期望的运动定义运动轴设置两部分：建立运动机构的运动限制，以保证运动的正确性1.4.2创建模型在机构模型树中也可定义运动轴设置1.4.3检测模型运动模型创建完成后，应验证其可运动性检验定义的连接能否产生预期的运动命令：【视图】→【方向】→【拖动元件】1.4.4添加伺服电动机伺服电动机：机构的驱动器，用于控制机构中主体的平移或旋转运动在使用时通过将机构的位置、速度或加速度指定为时间的函数，来控制主体运动注意：伺服电动机只是对主体添加的运动约束，不是电动机的实体模型命令：【插入】→【伺服电动机】1.伺服电动机的类型运动轴伺服电机：选取移动轴、旋转轴或槽轴，可建立移动轴伺服电机、旋转轴伺服电机或槽电机几何伺服电机：指定几何图元建立的伺服电机，可创建复杂3D运动2.伺服电动机的描述（【轮廓】属性页）设置伺服电动机的运动类型位置速度加速度2.伺服电动机的描述（【轮廓】属性页）【图形工具】对话框：考察伺服电动机的位置、速度或加速度相对于时间的函数关系例：速度“模”为“常数”、A=10、B=5，2.伺服电动机的描述（【轮廓】属性页）机构模型树的“电动机”节点伺服电机的编辑：【编辑定义】1.4.5准备分析定义初始位置快照或创建测量定义初始位置快照：初始位置快照记录了机构内零件间的相对位置创建测量：若要使用“最大”、“最小”、“整数”、“平均”、“均方根”或“时间位置”等来测量位置，则必须首先创建测量1.4.6分析模型进行运动或位置分析，可模拟机构在伺服电动机作用下的运动运动模拟时，机构将在规定时间内，按照预定的形式运动命令：【分析】→【机构分析】1.4.6分析模型分析类型：位置分析或运动分析指定分析的开始时间、终止时间等编辑电动机添加电动机删除电动机修改电动机执行时间1.4.7查看分析结果动画回放动画捕获1.4机构运动学仿真与分析：破碎机1.4机构运动学仿真与分析：钟表1.5机构动力学仿真与分析对机构添加重力、外部负载、弹簧以及阻尼器等要素，进行动力学、静态以及力平衡等分析机构动力学仿真与分析的内容质量属性、重力与动力学分析弹簧阻尼器力与扭矩执行电动机初始条件静态分析平衡分析1.5.1机构动力学仿真流程创建模型：定义主体与连接、设置元件质量属性检测模型添加建模要素：伺服电动机、执行电动机、弹簧、阻尼器以及定义力、力矩、重力准备分析分析模型：动力学、静态、力平衡分析查看分析结果：查看数据、创建轨迹曲线、创建运动包络1.5.2设置元件质量属性：单摆实例销钉连接刚性连接1.5.3弹簧与阻尼1.5.4力与扭矩、初始条件1.6连接副：槽机构1.6连接副：齿轮副1.6连接副：行星轮系1.6连接副：行星轮系1机构运动仿真与分析总结概述机构运动仿真实例使用预定义的连接集装配机构元件机构运动学仿真与分析机构动力学仿真与分析运动副：槽、凸轮机构、齿轮副、带连接2设计动画概述概述使用关键帧建立基本设计动画使用伺服电动机建立基本设计动画设计动画中定时视图的建立定时透明和定时显示2.1概述设计动画的功能机构运行可视化创建组件模型的装配或拆卸序列动画创建产品维护动画设计动画建立方法使用关键帧序列建立动画使用伺服电动机建立动画2.1概述设计动画简介设计动画界面建立设计动画的一般过程2.1.2设计动画界面2.1.3建立设计动画的一般过程单击【应用程序】→【动画】菜单进入动画模块新建一个动画定义主体拖动主体，并生成快照使用快照按照时间顺序建立关键帧序列添加定时视图、定时透明和定时显示启动、播放并保存动画2.2使用关键帧建立基本设计动画2.2.1使用关键帧建立设计动画的准备工作进入动画模块创建一个动画定义主体2.2.2定义快照并生成关键帧序列命令：【视图】→【方向】→【拖动元件】2.2.3基于分解状态创建关键帧序列Wildfire5.0增加了使用分解状态建立动画功能使用标准的分解状态作为关键帧，可快速建立产品装配动画或分解动画过程：命令：【动画】→【动画】、【新建】动画类型为分解、选取初始快照2.2.3基于分解状态创建关键帧序列2.2.4启动、播放并保存动画启动动画：【动画】→【启动】，执行过程系统将从时间线的开始运动到结束关键帧序列中定义的各快照将按照时间顺序依次出现各快照之间元件的状态将依次过渡回放动画：【动画】→【回放】保存动画：【捕获】按钮将动画存盘为.mpg格式2.2.5修改动画执行时间双击模型窗口下部时间线→【动画时域】：修改开始时间、终止时间以及帧间隔时间拖动关键帧序列符号【动画】→【关键帧序列】：【关键帧序列对话框】，编辑关键帧序列2.3使用伺服电动机建立基本设计动画打开组件文件，单击【应用程序】→【动画】新建动画定义主体建立并伺服电动机添加定时视图、定时透明和定时显示启动、播放并保存动画注意：若使用机构运动仿真结果建立设计动画，则跳过以上3、4步，直接借用运动仿真中的主体和伺服电动机定义，将所需的伺服电动机应用到设计动画中2.3使用伺服电机建立基本动画：实例2.3使用伺服电机建立基本动画：实例新建动画添加伺服电动机修改动画时域修改伺服电动机的时域启动并播放动画2.4设计动画中定时视图的建立命名视图的建立旋转装配动画的建立带有局部放大视图运动仿真动画的建立2.4.1命名视图的建立【视图】→【视图管理器】：【定向】属性页【新建】→【编辑】→【重定义】：【方向】对话框2.4.2旋转装配动画的建立动画播放过程中，模型命名视图分别经过不同的角度，将形成旋转视图的效果2.4.2旋转装配动画的建立：例题生成关键帧序列翻转为安装关键帧序列2.4.3带局部放大视图运动仿真动画的建立设计动画模型整体结构较大、某部件相对较小，视频不便观察定时视图功能：建立较小零部件局部放大命名视图观察模型的整体效果在特定时间观察较小运动部件的局部细节2.4.3带局部放大视图运动仿真动画的建立2.4.3带局部放大视图运动仿真动画的建立2.5定时透明和定时显示定时透明：特定时间建立透明效果定时显示：特定时间建立显示样式步骤：在“视图管理器”的“样式”属性页中建立要呈现在动画中的显示样式【动画】→【定时显示】：将选定显示样式应用于特定的时间上2.5定时透明和定时显示：步骤命名定时透明、选定元件并设定透明程度设定透明时间单击【应用】按钮应用修改定时透明选定元件设定透明度、时间修改定时透明应用定时透明后的时间线2.5定时透明和定时显示：实例本章总结概述使用关键帧建立基本设计动画使用伺服电动机建立基本设计动画设计动画中定时视图的建立定时透明和定时显示