2.3 装配运动机构模型

创建运动机构模型是指在零件设计完成后，采用“连接”的方式来装配零件模型。如果将一个元件以机械约束的方式添加到机构模型中，则该元件相对于依附元件具有某种运动的自由度。

添加连接元件的方法与添加固定元件大致相同。进入装配环境后，首先选择下拉菜单命令，并打开一个元件，系统弹出图2.3.1所示的“元件放置”操控板。在操控板的“约束集”列表框中，可看到系统提供了多种“连接”类型（如刚性、销钉和滑动杆等），各种连接类型允许不同的运动自由度，每种连接类型都与一组预定义的放置约束相关联。

在向机构装置中添加一个“连接”元件前，应知道该元件与装置中其他元件间的放置约束关系、相对运动关系和该元件的自由度。

“连接”的意义在于：

◆ 定义一个元件在机构中可能具有的运动方式。

◆ 限制主体之间的相对运动，减少系统可能的总自由度。

向装配件中添加连接元件与添加固定元件的相似之处为：

◆ 两种方法都使用Pro/ENGINEER的装配约束进行元件的放置。

◆ 装配件和子装配件之间的关系相同。

向装配件中添加连接元件与添加固定元件的不同之处为：

◆ 向装配件中添加连接元件时，定义的放置约束为不完全约束模型。系统为每种连接类型提供了一组预定义的放置约束（如销钉连接的约束集中包含“轴对齐”和“平移”两个约束），各种连接类型允许元件以不同的方式运动。

◆ 当为连接元件的放置选取约束参考时，要反转平面的方向，可以进行反向，而不是配对或对齐平面。

◆ 添加连接元件时，可以为一个连接元件定义多个连接。在一个元件中增加多个连接时，第一个连接用来放置元件，最后一个连接认为是环连接。

◆ Pro/ENGINEER将连接的信息保存在装配件文件中，这意味着父装配件继承了子装配件中的连接定义。

下面以图2.3.2所示的连杆机构为例，说明创建运动机构模型的一般过程。

步骤 01 新建装配模型

步骤 01将工作目录设置至D：\Proefj5\work\ch02.03。

步骤 02单击“新建”按钮，在弹出的“新建”对话框中进行下列操作：

（1）选中选项组下的单选项。

（2）选中选项组下的单选项。

（3）在文本框中输入文件名linkage_mech。

（4）通过取消复选框中的“√”号，来取消“使用缺省模板”。

（5）单击该对话框中的按钮。

步骤 03在系统弹出的“新文件选项”对话框（图2.3.3）中进行下列操作：

（1）选取适当的装配模板。在模板选项组中选取模板命令。

（2）对话框中的两个参数DESCRIPTION和MODELED_BY与PDM有关，一般不对此进行操作。

（3）复选框一般不用进行操作。

（4）单击该对话框中的按钮。

完成这一步操作后，系统进入装配模式（环境），此时在图形区可看到三个正交的装配基准平面（图2.3.4）。

步骤 04隐藏装配基准。

（1）设置模型树的显示项目。在模型树界面中选择命令；在弹出的“模型树项目”对话框中选中复选框，然后单击对话框中的按钮。

（2）隐藏基准平面。在模型树中选取基准平面ASM_RIGHT、ASM_TOP、ASM_FRONT并右击，从快捷菜单中选择命令。

步骤 02 增加第一个固定元件：基座（base）零件

步骤 01引入基座零件。

（1）在图2.3.5和图2.3.6所示的下拉菜单中选择命令。

菜单下的几个命令的说明如下。

◆ ：将已有的元件（零件、子装配件或骨架模型）装配到装配环境中。用“元件放置”对话框，可将元件完整地约束在装配件中。

◆ ：选择此命令，可在装配环境中创建不同类型的元件：零件、子装配件、骨架模型及主体项目，也可创建一个空元件。

◆ ：选择此命令，可将元件不加装配约束地放置在装配环境中，它是一种非参数形式的元件装配。关于元件的“封装”详见后面的章节。

◆ ：选择此命令，可在活动组件中包括未放置的元件。

◆ ：选择此命令，可以向所选的组件添加挠性元件（如弹簧）。

（2）此时系统弹出文件“打开”对话框，选择基座零件模型文件base.prt，然后单击按钮。此时系统弹出“元件放置”操控板，并在图形区中显示图2.3.7所示的模型。

步骤 02完全约束放置基座零件。在图2.3.8所示的“元件放置”操控板中单击按钮，在下拉列表中选择选项，将元件按默认放置，此时操控板中显示的信息为，说明零件已经完全约束放置；单击操控板中的按钮。

步骤 03 添加第一个运动元件：连杆1（rod_1）

步骤 01引入连杆1。选择下拉菜单命令，打开名为rod_1.prt的零件，此时出现“元件放置”操控板。

步骤 02移动连杆1至合适位置。

（1）在元件放置操控板中单击按钮，系统弹出图2.3.9所示的“移动”界面。

（2）在下拉列表中选择选项。

（3）选取运动参考。在“移动”界面中选中单选项（在视图平面中移动元件）。

（4）在绘图区单击左键，并移动鼠标，可看到连杆1随着鼠标的移动而平移，将其从图2.3.10中的位置1平移到图2.3.11中的位置2后再次单击左键。

（5）调整连杆1的位置，将连杆1旋转到图2.3.13所示的方位。

步骤 03创建连杆1和基座之间的“销钉（Pin）”连接。

（1）在“元件放置”操控板的机械连接约束列表中选择选项，如图2.3.14所示。

（2）定义“轴对齐”约束。单击操控板中的按钮，分别选取图2.3.15中的两个圆弧面为约束参考，此时界面（一）如图2.3.16所示。

（3）定义“平移”约束。分别选取图2.3.15中的两个平面为约束参考，以限制连杆在安装轴上的平移自由度，此时界面（二）如图2.3.17所示。

步骤 04单击操控板中的按钮，完成“销钉（Pin）”连接的创建与连杆1的放置，如图2.3.19所示。

步骤 04添加第二个运动元件：连杆2（rod_2）

步骤 01引入连杆2。选择下拉菜单命令，打开名为rod_2.prt的零件，此时出现“元件放置”操控板。

步骤 02移动连杆2至合适位置。将其从图2.3.20中的位置1平移到图2.3.21中的位置2后单击左键。

步骤 03创建连杆2和基座之间的“销钉（Pin）”连接。

（1）在“元件放置”操控板的机械连接约束列表中选择选项。

（2）定义“轴对齐”约束。单击操控板中的按钮，分别选取图2.3.22中的两个圆弧面为约束参考，此时界面（一）如图2.3.23所示。

（3）定义“平移”约束。分别选取图2.3.22中的两个平面为约束参考，以限制连杆在安装轴上平移的自由度，此时界面（二）如图2.3.24所示。

步骤 04单击操控板中的按钮，完成“销钉（Pin）”连接的创建与连杆2的放置，如图2.3.25所示。

步骤 05添加第三个运动元件：连杆3（rod_3）

步骤 01引入连杆3。选择下拉菜单命令，打开名为rod_3.prt的零件，此时出现“元件放置”操控板。

步骤 02移动连杆3至合适位置。将其从图2.3.26中的位置1平移到图2.3.27中的位置2后单击左键。

步骤 03创建连杆3和连杆1之间的“销钉（Pin）”连接。

（1）在“元件放置”操控板的机械连接约束列表中选择选项。

（2）单击按钮，选取图2.3.28中的两个圆弧面为约束参考，此时界面（一）如图2.3.29所示。

（3）选取图2.3.28中的两个平面为约束参考，此时界面（二）如图2.3.30所示。

步骤 04创建连杆3和连杆2之间的“圆柱（Cylinder）”连接。

（1）在界面下方单击“新建集”字符，在“元件放置”操控板的机械连接约束列表中选择选项。

（2）选取图2.3.31中的两个圆弧面为约束参考，此时界面（三）如图2.3.32所示。

步骤 05单击操控板中的按钮，完成“销钉（Pin）”连接与“圆柱（Cylinder）”连接的创建以及连杆3的放置，如图2.3.33所示。

步骤 06验证机构连接

步骤 01拖动机构。按住Ctrl键和Alt键，拖动连杆1，可以观察机构的连接状况。

步骤 02再生模型。选择下拉菜单命令，再生机构模型。