【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 面”繞“回轉(zhuǎn)中心線”旋轉(zhuǎn) 90/Z度。 （ 6） 使用鏡像基準(zhǔn)平面 鏡像 得到 漸開線輪廓 2。 齒 特征 （ 1）草繪 齒輪 體如 圖 ： 圖 齒輪體 點(diǎn)擊“工具 / 關(guān)系”中直接添加參數(shù)間的關(guān)系式以確定尺寸關(guān)系，三個(gè)尺寸分別為：上邊 B，左邊 *H，右邊 H。 然后拉伸實(shí)體，使用“旋轉(zhuǎn)”命令，旋轉(zhuǎn) 360度。 （ 2）創(chuàng)建齒槽。用“掃描混合 /切口”實(shí)現(xiàn)。 （ 3）列陣齒槽。 以“回轉(zhuǎn)中心線”為陣列中心，陣列齒輪的槽數(shù)，角度為 360/Z 6． 錐齒輪參數(shù)菜單的設(shè)計(jì) 由于需多次調(diào)用錐齒輪，希望能將其做成模板，以便于提高效率，現(xiàn)介紹其設(shè)計(jì)過程：點(diǎn)擊“工具 /程序 /編輯程序”，在彈出來的記事本中的“ INPUT”和“ END INPUT”之間添加如下程序： M NUMBER “ M:” Z NUMBER “ Z:” Z_AM NUMBER “ Z_AM:” B NUMBER “ B:” ALPHA NUMBER “ ALPHA:” HAX NUMBER “ HAX:” CX NUMBER “ CX:” C NUMBER “ C:” 調(diào)用 錐齒輪 時(shí)，只需點(diǎn)擊“再生模型 /輸入”選擇需要修改的參數(shù)，完成參數(shù) 的修改，就能生成需要的 錐齒輪 模型 ，再進(jìn)行軸孔、倒角等特征。 的三維設(shè) 計(jì) 帶輪的設(shè)計(jì)主要使用旋轉(zhuǎn)命令實(shí)現(xiàn)。 其結(jié)構(gòu)及建模過程 如圖 所示。工程圖如圖 所示： 圖 帶輪的結(jié)構(gòu)圖 圖 帶輪的工程圖 利用 拉伸，剪切、倒圓角 完成連桿的三維設(shè)計(jì)，其建模過程如圖 所示，工程圖 所示： 圖 連桿結(jié)構(gòu)圖 圖 連桿工程圖 其結(jié)構(gòu)及建模過程如圖 2. 58所示。工程圖如圖 ： 圖 彎針驅(qū)動(dòng)凸輪的結(jié)構(gòu)圖 圖 彎針驅(qū)動(dòng)凸輪工程圖 其建模過程如圖 : 圖 帶輪結(jié)構(gòu)圖 圖 帶輪軸的三維設(shè)計(jì) 利用 拉伸，剪切、 完成三維設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)圖和工程圖 如下： 圖 機(jī)針驅(qū)動(dòng)凸輪 其結(jié)構(gòu)圖 : 圖 彎針驅(qū)動(dòng)球組件結(jié)構(gòu) 圖 圖彎針驅(qū)動(dòng)球組件工程圖 其建模過程和工程圖 如下 :： 圖 的結(jié)構(gòu) 2． 5 本章小結(jié) 本章是對(duì) PRO/E 三維建模特征工具的綜合運(yùn)用。確定創(chuàng)建實(shí)體特征的方法是創(chuàng)建實(shí)體特征的前提。設(shè)計(jì)人員通過對(duì)模型結(jié)構(gòu)的分析，選擇一種創(chuàng)建實(shí)體特征的方法，然后再去考慮如何創(chuàng)建實(shí)體特征。選擇的創(chuàng)建實(shí)體特征的方法的正確與否，直接關(guān)系著模型設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度、可修改型的好壞甚至設(shè)計(jì)的裝配形狀。 3 繡花機(jī)的總體裝配 裝配概述 機(jī)構(gòu)的裝配過程主要分為兩大類：以約束條件裝配固定不動(dòng)的原件和以連接條件裝配可移動(dòng)的原件。 以約束條件裝配固定不動(dòng)的原件 : 在裝配機(jī)構(gòu)的原件時(shí)，若欲裝配的原件為固定不動(dòng)的原件，則操作者直接在現(xiàn)有的組件上及欲裝配的原件上選取點(diǎn)、線、面等幾何元素， Pro/E 系統(tǒng)即會(huì)自動(dòng)給定貼合、對(duì)齊、插入等約束條件，以將原件固定在現(xiàn)有的組件上，此外，操作者也可自行指定元件固定住的約束條件。 約束條件的類型共有 11 種，在這些約束條件中，固定及缺省只需點(diǎn)選其命令圖標(biāo)，即可完成元件的裝配，坐標(biāo)系僅需 1個(gè)約束條件，即可元件的裝配，其余的皆需給定 2個(gè)或 2個(gè)以上的約束條件，方能完成元件的裝配。其中還包括自動(dòng) 、匹配 、對(duì)齊、插 入、坐標(biāo)系、相切 、線上點(diǎn)、曲面上的點(diǎn)、曲面上的邊、固定、缺省等約束條件。 以連接條件裝配可移動(dòng)的原件： 在裝配元件的過程時(shí)，如此元件為機(jī)構(gòu)中可移動(dòng)的元件，則需設(shè)置適當(dāng)?shù)摹斑B接條件”，使此元件與現(xiàn)有組建上的元件連接在一起。不同的連接條件提供不同的自由度及不同的移動(dòng)機(jī)能，以使元件在機(jī)構(gòu)運(yùn)作時(shí)有正確的運(yùn)動(dòng)方式。 在進(jìn)行元件的裝配時(shí)，按主窗口右側(cè)增加元件至組件的圖標(biāo) ，打開一個(gè)零件或組件時(shí)，在儀表板的“連接條件”選項(xiàng)中，即可顯示眾多的連接條件，連接條件共有 11 種。分述如下：剛性（ rigid） 、銷釘（ pin）、 滑動(dòng)桿（ slide） 、圓柱（ cylinder）、平面（ planar）、球（ ball）、焊接（ weld） 、軸承（ bearing）、常規(guī)（ general）、 6DOF、槽（ slot）等連接條件。這些命令如下表 ： 表 連接類型 連接的類型 連接的符號(hào) 自由度 操作步驟 運(yùn)動(dòng)方式 旋轉(zhuǎn) 平移 剛性 (rigid) 0 0 由組件及元件選幾何圖元，直至完全約束住 將連個(gè)零件黏合在一起，形成一個(gè)缸體，其作用相當(dāng)于使用約束條件將元件固定住 銷釘 (pin) 1 0 選兩個(gè) 軸，再選兩個(gè)平面 元件繞著一個(gè)軸旋轉(zhuǎn) 滑動(dòng)桿 (slider) 0 1 選兩個(gè)邊或軸，再選兩個(gè)平面 元件沿著一個(gè)邊（或軸）平移 圓柱(cylinder) 1 1 選兩個(gè)軸 元件沿著一個(gè)軸平移，且繞著此軸旋轉(zhuǎn) 平面 (planar) 1 2 選兩個(gè)平面 元件沿著平面移動(dòng)，且繞著平面的垂直方向旋轉(zhuǎn) 球 (ball) 3 0 選兩個(gè)點(diǎn) 元繞著一個(gè)點(diǎn)任意方向旋轉(zhuǎn) 焊接 (weld) 0 0 選兩個(gè)坐標(biāo)系 將連個(gè)元件黏合在一起 軸承 (bearing) 3 1 選一個(gè)點(diǎn)及一個(gè)軸 元 件繞著一個(gè)點(diǎn)任意方向旋轉(zhuǎn)，且沿著一個(gè)軸平移 常規(guī) (general) 自由度和所選的圖元有關(guān) 選任意兩個(gè)圖元 元件的運(yùn)動(dòng)方式與所選的圖元有關(guān) 6DOF 3 3 選兩個(gè)坐標(biāo)系 元件可任意方向平移和旋轉(zhuǎn) 槽 (slot) 元件沿著線條運(yùn)動(dòng) 選元件的點(diǎn)，再選取組件的線條 元件沿著線條運(yùn)動(dòng) 繡花機(jī)的裝配過程 零件進(jìn)行裝配前，確定裝配路徑是有一定規(guī)律可循的，也就是必須裝配完一個(gè)零部件后再根據(jù)已裝配好的裝配體和進(jìn)一步需要裝配的零件的特點(diǎn)確定其裝配路徑。由此，我們對(duì)復(fù)雜裝配體的裝配形成了如下思路 ： 首先確定第一個(gè)進(jìn)行裝配的零件作為基準(zhǔn)零件，它將作為后續(xù)要裝配到其上的零件的基準(zhǔn)零件。在基準(zhǔn)零件中做出將要裝配到其上的零件 n(n1。其中 n零件數(shù) )的裝配路徑草繪。使該零件裝配到構(gòu)件上，并保證所要求的自由度。以此類推，直至在所有的待裝配零件正確的裝配到構(gòu)件上。 繡花機(jī)主要由機(jī)頭組件，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，彎針操作組件 、 機(jī)架、帶輪軸、帶輪、皮帶輪滑動(dòng)軸軸套、上軸、彎針驅(qū)動(dòng)凸輪、 彎針操作連桿、線機(jī)旋轉(zhuǎn)齒輪軸、和線機(jī)旋轉(zhuǎn)齒輪軸相裝配的兩對(duì)錐齒輪、機(jī)針驅(qū)動(dòng)凸輪、機(jī)針驅(qū)動(dòng)凸輪 滾珠及 滾珠銷， 彎針驅(qū)動(dòng)球及球組件、機(jī)頭定位銷、機(jī)頭固 定螺釘、壓腳桿連接軸螺釘、針板、機(jī)頭軸套 等 部分 組成。每一部份確定一個(gè)基準(zhǔn)零件，其余各個(gè)零件通過由底向上的裝配路徑依次裝配到構(gòu)架上。 機(jī)頭組件裝配 在裝配 機(jī)頭組件的過程中，首先裝配機(jī)頭架， 選擇“用戶自定義”裝配， 其他的零件依下表編號(hào)順序裝配，約束類型如下表 ： 表 機(jī)頭組件 裝配 其中一對(duì)齒輪 嚙合 實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的換向，針桿提升導(dǎo)架與 針桿曲柄之間用凸輪連接將擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)換向?yàn)樨Q直運(yùn)動(dòng) 。 下圖為機(jī)頭組件裝配圖 所示 ： 圖 機(jī)頭組件裝配圖 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)裝配 先裝線機(jī)旋轉(zhuǎn)齒輪架固定件， 再使用“銷釘”命令裝入線機(jī)旋轉(zhuǎn)軸，使之能夠 在齒輪架上轉(zhuǎn)動(dòng)，用同樣的方法裝入線機(jī)旋轉(zhuǎn)齒輪架軸， 而 兩個(gè)齒輪，線機(jī)旋轉(zhuǎn)桿和七個(gè)螺釘都使用“用戶定義”和“插入”裝配，最后手把使用“銷釘”裝配， 其裝配如圖 所示： 圖 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)裝配圖 彎針操作組件裝配 在彎針操作組件裝配過程中， 同樣需先固定彎針操作曲柄架，彎針操作曲柄采用“銷釘”以便能夠擺動(dòng)，下軸導(dǎo)套 軸 與彎針操作曲柄架之間 也 采用“銷釘”，而下軸則采用“圓柱”以便能夠帶動(dòng)彎針操作曲柄擺動(dòng)，兩個(gè)彎針操作曲柄滑塊和彎針操作斜齒輪簧都使用“銷釘”約束 ， 彎針架采用“圓柱”約束， 其裝配如圖 所示 ： 圖 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)裝配 總裝配 裝配中用到了前面介紹的大部分命令 ，先裝配機(jī)架固定件 ,再 裝入機(jī)頭組件 ，然后固定轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)組件和彎針操作曲柄架組件，帶輪軸使用“銷釘”與機(jī)架連接， 再將帶輪與帶輪軸固定，上軸同樣要使用 “銷釘”連接，將彎針驅(qū)動(dòng)凸輪固定在上軸上，再將連桿與彎針驅(qū)動(dòng)凸輪使用 ”銷釘“連接，線機(jī)旋轉(zhuǎn)齒輪軸也是使用“銷釘”與機(jī)架連接，四個(gè)齒輪分別固定在兩個(gè)軸的端頭，插入機(jī)針驅(qū)動(dòng)凸輪滾珠銷， 滾珠則是銷釘連接，彎針驅(qū)動(dòng)球組件與彎針操作組件之間 也 用銷釘連 接，彎針驅(qū)動(dòng)球與之使用“球連接”，機(jī)頭定位銷，機(jī)頭固定螺釘，壓腳桿連接軸螺釘和針板都是使用“用戶定義”來裝配。虛擬轉(zhuǎn)向軸使用銷釘，布則采用平面連接，機(jī)頭軸套采用“用戶定義”和“插入”命令 裝配 。 其總裝圖 如下： 圖 總裝配圖 本章小結(jié) 本章的主要內(nèi)容就是零部件之間的裝配。零件的裝配式依靠所選擇的面以及特征來約束空間的。在開始裝配之前，應(yīng)該決定哪一個(gè)零件用來作為裝配的基礎(chǔ)零件。該零件應(yīng)該是不能從裝配件中刪除，繡花機(jī)的裝配式將裝配分成三個(gè)子裝配，再將三個(gè)子裝配生成總裝配。 如何正確的選取裝配 的基準(zhǔn)零件及裝配關(guān)系是裝配過程的關(guān)鍵之所在，通過裝配能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問題，優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 4 繡花機(jī)的運(yùn)動(dòng)仿真 運(yùn)動(dòng)仿真的概述 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析模塊（ mechanism）是 Pro/E 中的一個(gè)集成運(yùn)動(dòng)仿真和機(jī)構(gòu)分析于一身的、功能強(qiáng)大的模塊。當(dāng)各個(gè)零件通過裝配模塊組裝成一個(gè)完整的機(jī)構(gòu)以后，就可以在 PRO/E 中直接啟動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析模塊，根據(jù)設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖定義機(jī)構(gòu)中的連接，設(shè)置伺服電機(jī)，運(yùn)行機(jī)構(gòu)分析，觀察機(jī)構(gòu)的整體運(yùn)動(dòng)軌跡和個(gè)零件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，檢測(cè)機(jī)械干涉，還可以進(jìn)行各種的測(cè)量，最后把分析的結(jié)果保存為影片的 形式 。 在 PRO/E 中創(chuàng)建一個(gè)機(jī)械裝置的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真的一般步驟如下： 新建裝配文件，選擇“組件”，輸入文件名，點(diǎn)擊“確定”按鈕。 進(jìn)入裝配模塊，建立一個(gè)裝配模型文件。模型裝配好以后，單擊菜單欄中“應(yīng)用”“機(jī)構(gòu) ” ,就可以進(jìn)入機(jī)械運(yùn)動(dòng)仿真模塊： (1) 這時(shí)菜單欄中出現(xiàn)一個(gè)“機(jī)構(gòu)”選項(xiàng)，右側(cè)工具條也出現(xiàn)了新的工具圖標(biāo)。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真模塊的大部分功能都由他們實(shí)現(xiàn)。 (2) 對(duì)機(jī)構(gòu)中的連接進(jìn)行定義。 (3) 在機(jī)構(gòu)中添加伺服電機(jī)。 (4) 建立機(jī)構(gòu)分析，保存分析結(jié)果，制作動(dòng)作仿真。 (5) 觀察機(jī)構(gòu)中的軌跡曲線和運(yùn)動(dòng)包絡(luò)。 (6) 對(duì)運(yùn)動(dòng)中的關(guān)鍵物理量進(jìn) 行測(cè)量。 運(yùn)動(dòng)分析不考慮受力，它模擬除質(zhì)量和力之外的運(yùn)動(dòng)的所有方面。運(yùn)動(dòng)分析忽略模型中的所有動(dòng)態(tài)圖元，如彈簧、阻尼器、重力、力 /力矩以及執(zhí)行電動(dòng)機(jī)等，所有動(dòng)態(tài)圖元都不影響運(yùn)動(dòng)分析結(jié)果。 使用運(yùn)動(dòng)分析可獲得以下信息 ： 幾何圖元和連接的位置、速度以及加速度元件間的干涉機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的軌跡曲線 通過機(jī)構(gòu)仿真 ,可以在進(jìn)行整體設(shè)計(jì)和零件設(shè)計(jì)后 ,對(duì)各種零件進(jìn)行裝配后模擬機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng) ,從而檢查機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)是否達(dá)到設(shè)計(jì)的要求 ,可以檢查機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)中各種運(yùn)動(dòng)構(gòu)件之間是否發(fā)生干涉。 同時(shí) ,可直接分析各運(yùn)動(dòng)副與構(gòu)件在某一時(shí)刻的位置、運(yùn)動(dòng)量以及各運(yùn) 動(dòng)副之間的相互運(yùn)動(dòng)關(guān)系及關(guān)鍵部件的受力情況。從而可以將整機(jī)設(shè)計(jì)中可能存在的問題消除在萌芽狀態(tài) ,減少試制樣機(jī)的費(fèi)用 ,并大大縮短機(jī)械產(chǎn)品的開發(fā)周期 整個(gè)裝配仿真操作的大體流程如圖 所示： 圖 仿真 流程圖 繡花機(jī)的運(yùn)動(dòng)仿真分析 當(dāng)對(duì)機(jī)構(gòu)的裝配完成以后，就可以進(jìn)入機(jī)構(gòu)仿真模塊，點(diǎn)選“機(jī)構(gòu)”，結(jié)果如圖 所示。 圖 繡花機(jī)的運(yùn)動(dòng)仿真分析圖 該圖所示出現(xiàn)了“銷釘” 、 “圓柱”和“滑動(dòng)桿”等連接符號(hào) 及 伺服電機(jī) 符號(hào) ，這些構(gòu)建之間的連接是可動(dòng)的連接。 繡花機(jī)運(yùn)動(dòng)干涉檢驗(yàn) 干涉檢驗(yàn)是進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿 真的最重要的檢測(cè)環(huán)節(jié)，如果出現(xiàn)干涉的現(xiàn)象， 從而可以將整機(jī)設(shè)計(jì)中可能存在的問題消除在萌芽狀態(tài) ,能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，減少試制樣機(jī)的費(fèi)用 ,并大大縮短機(jī)械產(chǎn)品的開發(fā)周期 。干涉檢驗(yàn)圖如圖 ： 圖 4..3 干涉檢驗(yàn)圖 通過選手動(dòng)拖動(dòng)按鈕可以直觀的顯示出所設(shè)計(jì)的繡花機(jī)是否存在干涉現(xiàn)象。 伺服電機(jī)的設(shè)定 伺服電動(dòng)機(jī)提供機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)所需的動(dòng)力源，我們可以直接將電動(dòng)機(jī)設(shè)置在“銷釘”、“滑動(dòng)桿”、“圓柱”、“平面”、“軸承”等連接對(duì)的軸線上，提供元件平移或旋轉(zhuǎn)所需的動(dòng)力；也可以指定驅(qū)動(dòng)圖元及參照?qǐng)D元，以設(shè)置元件之間的相 對(duì)運(yùn)動(dòng)，來設(shè)定電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)軸。 按伺服電動(dòng)機(jī)定義對(duì)話框的“輪廓”頁簽，即可描述伺服電動(dòng)機(jī)的概況，包括電動(dòng)機(jī)的位置、速度、或加速度的規(guī)格及其方程式的圖形。點(diǎn)選伺服電動(dòng)機(jī)的圖標(biāo)再分別點(diǎn)選兩個(gè)零件的相匹配的運(yùn)動(dòng)軸即可設(shè)置電機(jī)。 本文設(shè)有四個(gè)電機(jī)，主軸上的主軸電機(jī)，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上的 換