【導(dǎo)讀】使用"機械設(shè)計"可定義某個機構(gòu)，使其移動，并分析其運動。通過引入"機械設(shè)計動態(tài)選項"，現(xiàn)在"機械設(shè)計"中。可在零件間創(chuàng)建連接以建立具有所需自由度的組件，要分析運動時，可觀察并記錄分析，或測量諸如位置、速度、加速度或力等量，然后用圖形表示這些測量。創(chuàng)建軌跡曲線和運動包絡(luò)，以用物理方法描述運動。如果不考慮施加的力而研究機構(gòu)的運動，即運。輪副、連接限制、伺服電動機和連接軸零點。但"機械動態(tài)"中包括的建模圖元，包括彈簧、阻尼器、力/扭矩負(fù)。荷和重力等，不能傳遞到"設(shè)計動畫"中。在"機械設(shè)計"中，使用菜單命令或按鈕可完成大多數(shù)任務(wù)。析運行失敗時"機械設(shè)計"將采取的操作。例如，如果要為圓柱接頭上的旋轉(zhuǎn)連接軸定義伺服電動機，可加亮該旋。轉(zhuǎn)連接軸的名稱，然后右鍵單擊并選取"伺服電動機"來打開"伺服電動機定義"對話框。果"列中的對話框或消息框。

　　

【正文】 動機中運行速度分析 檢查速度約束作為一個組是否有效。 關(guān)于質(zhì)量屬性 為了能夠在 機械動態(tài) 中運行動態(tài)和靜態(tài)分析，需要為機構(gòu)指定質(zhì)量 屬性。質(zhì)量屬性可在 Proe或 機械動態(tài) 中指定。如果在 Proe中未指定質(zhì)量屬性，可在 機械動態(tài) 中通過 機構(gòu) 質(zhì)量屬性 命令來指定。 質(zhì)量屬性將確定應(yīng)用力時機構(gòu)如何阻礙其速度或位置的任何改變。機構(gòu)的質(zhì)量屬性由其密度、體積、質(zhì)量、重心及慣性矩組成。選取 機構(gòu) 質(zhì)量屬性 命令時， 質(zhì)量 屬性 對話框 打開，用戶可選取零件、組件或主體以指定或查看其質(zhì)量屬性。 ? 對零件，可指定其質(zhì)量、重心及慣量。如零件的體積非零，則可指定其密度， 機械動態(tài) 將相應(yīng)進行質(zhì)量計算。 ? 對于組件，只能指定要進行計算的質(zhì)量塊的密度。 ? 如果選取主體，則只能查看其質(zhì)量屬性，卻無法對其進行編輯。 在 機械動態(tài) 中定義的質(zhì)量屬性信息僅在 機械動態(tài) 中有效，并會覆蓋 機械動態(tài) 進程中的 Proe質(zhì)量定義。 質(zhì)量屬性對話框 使用此對話框可指定機構(gòu)的質(zhì)量屬性或查看在 Pro/ENGINEER 中指定的質(zhì)量屬性。要訪問此對話框，請單擊 機構(gòu) 質(zhì)量屬性 。 利用對話框中的下列字段，可選取要指定或查看其質(zhì)量屬性的機構(gòu)類型。還可選取用來指定它們的方法。 ? 參照類型 用于從下拉菜單中選取以下圖元之一： o 零件 可在組件中選取任意零件（包括子組件的元件零件）以指定或查看其質(zhì)量屬性。 o 組件 可從模型窗口或 模型樹 選取元件子組件或頂級組件。利用 機械動態(tài) ，可指定質(zhì)量屬性或?qū)ΜF(xiàn)有質(zhì)量屬性進行編輯。 o 主體 機械動態(tài) 不允許對所選主體的質(zhì)量屬性進行編輯。只能查看它們。 ? 定義屬性 用于選取定義質(zhì)量屬性的方法。隨著先前選擇參照類型的變化，選項也相應(yīng)發(fā)生變化。 o 缺省 此選項可用于所有三種參照類型。如果選取此選項，所有輸入字段將保持非活動狀態(tài)。對話框根據(jù)在 Pro/ENGINEER 中定義的密度或質(zhì)量屬性文件來顯示質(zhì)量屬性值。如果在 Pro/ENGINEER 中既未指定密度，也未指定質(zhì)量屬性， 機械動態(tài) 將為模型顯示缺省值。 o 密度 如果已選取了零件或組件作為參照類型，則此選項可用。使用此選項用密度定義質(zhì)量屬性。因為密度是機構(gòu)的質(zhì)量與其體積之比，所以只能選取體積大于零的零件或組件。 選取此選項時，除 密度(Density) 外的所有輸入字段將保持非活動狀態(tài)。 o 質(zhì)量屬性 此選項僅當(dāng)選取了零件作為參照類型時可用。使用此選項，可定義質(zhì)量、重心及慣性矩。 ? 坐標(biāo)系 用于選取零件或主體的坐標(biāo)系。如果選取組件作為參照類型，則此選項不可用。 對話框的外觀根據(jù)先前選擇的不同而變化。如果已選取主體作為參照類型，則下列項目將保持非活動狀態(tài)，只能對其進行查看。如果選取了組件，則只能在對話框中看到 密度 字段。當(dāng)更改下列任意字段中的條目時， 機械動態(tài) 將自動更新依賴于所更改條目的值。 ? 密度 用密度定義質(zhì)量時，使用此字段輸入所選零件或組件的密度值。 ? 體積 此字段顯示所選機構(gòu)的體積。不能對此條目進行編輯。 ? 質(zhì)量 用質(zhì)量屬性定義其質(zhì)量時，使用此字段輸入選定零件的質(zhì)量值。 ? 重心 使用此字段定義相對于指定坐標(biāo)系的重心位置。重心是為了便于某些計算而在機構(gòu)中假想的一個點，可認(rèn)為機構(gòu)的全部質(zhì)量均集中于此點上。 ? 慣量 使用此區(qū)域計算慣性矩。慣性矩是對機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)慣量進行的定量測量，換言之，也就是主體圍繞固定軸旋轉(zhuǎn)以反抗運動發(fā)生改變的這種趨勢。可選取以下位置之一作為所選機構(gòu)圍繞其旋轉(zhuǎn)的軸： o 在坐標(biāo)系原點 測量相對于當(dāng)前坐標(biāo)系的慣性矩。 o 在重心 測量相對于機構(gòu)的主慣性軸的慣性矩。 指定零件的質(zhì)量屬性 1. 單擊 機構(gòu) 質(zhì)量屬性 或單擊 。打開 質(zhì)量屬性 對話框 。 2. 從下拉菜單中選取 零件 。 3. 單擊 并在模型上選取零件。有關(guān) Pro/ENGINEER 選取方法的信息，請搜索 PTC 在線幫助系統(tǒng)。 4. 在 定義屬性 菜單中，選取下列方法之一： 缺省值 、 密度 、 質(zhì)量屬性 5. 選取坐標(biāo)系。 6. 如果用密度定義質(zhì)量屬性，則按以下步驟進行： a. 在 密度 字 段中輸入一個值。 b. 在 慣量 字段中，選取相對于當(dāng)前坐標(biāo)系或重心的慣性矩。 c. 單擊 應(yīng)用 。 機械設(shè)計 將更新質(zhì)量及慣性矩值。 7. 如果已從 定義屬性 菜單中選取了 質(zhì)量屬性 ，則按以下步驟操作： a. 在 質(zhì)量 字段中輸入值。 b. 在 重心 字段中，輸入重心位置的坐標(biāo)。 c. 在 慣量 字段中修改慣性矩值。 d. 單擊 應(yīng)用 。 8. 單擊 確定 關(guān)閉對話框。 指定組件的質(zhì)量屬性 1. 單擊 機構(gòu) 質(zhì)量屬性 或單擊 。打開 質(zhì)量屬性 對話框 。 2. 從下拉菜單中選取 組件 。 3. 單擊 并在模型上選取組件。有關(guān) Pro/ENGINEER 選取方法的信息，請搜索 PTC 在線幫助系統(tǒng)。 4. 在 定義屬性 菜單中，選取下列方法之一： 缺省值 、 密度 5. 單擊 并在模型上選取坐標(biāo)系。 6. 如果要用密度定義質(zhì)量屬性，則在 密度 字段中輸入值。 7. 單擊 確定 關(guān)閉對話框。 慣量 在 機械動態(tài) 中，慣性矩是機構(gòu)的一種質(zhì)量屬性，用來描述在旋轉(zhuǎn)加速中對運動改變的阻礙。慣性矩用主體密度乘以到軸距離的平方對體積的積分來表示。軸可位于坐標(biāo)系原點或機構(gòu)的重心。 質(zhì)量屬性 對話框的 慣量 區(qū)域有六個字段，可在其中輸入各種可能的慣性矩值。 ? Ixx 輸入與局部 X 軸對齊的慣性矩值。 ? Iyy 輸入與局部 Y 軸對齊的慣性矩值。 ? Izz 輸入與局部 Z 軸對齊的慣性矩值。 ? Ixy 輸入與局部 X 軸及 Y 軸對齊的慣性矩值。 ? Ixy 輸入與局部 X 軸及 Z 軸對齊的慣性矩值。 ? Iyz 輸入與局部 Y 軸及 Z 軸對齊的慣性矩值。 關(guān)于接頭連接 使用 元件放置 對話框中的 連接 選項，可指定 機械設(shè)計 用來在組件中放置元件的接頭連接類型。 接頭連接有三個目的： ? 定義 機械設(shè)計 將采用哪些放置約束在模型中放置元件 ? 限制主體之間的相對運動，減少系統(tǒng)可能的總自由度 ? 定義一個元件在機構(gòu)中可能具有的運動類型 主組件會從新元件繼承所有連接、電動機、彈簧、阻尼器、槽和凸輪定義 （基礎(chǔ)主體和運動定義除外）。 選取接頭前，應(yīng)先了解 機械設(shè)計 在定義運動中是如何使用放置約束及 自由度 (DOF) 的。使用此信息選取右接頭以確定機構(gòu)運動的方式。 每種接頭類型均與唯一的一組幾何 約束 （如點和基準(zhǔn)軸）相關(guān)。這些約束基于 Pro/ENGINEER組件 模式中使用的現(xiàn)有約束。所以，在 機械設(shè)計 中定義模型后，除元件未完全受約束之外，該模型的行為方式與 Pro/ENGINEER組件 模式中的任何其它模型是完全一樣的。這些元件被連接，但不認(rèn)為被固定。 每種接頭類型的一組約束都與指定的自由度相關(guān)聯(lián)。自由度根據(jù)平移和旋轉(zhuǎn)來定義允許的機構(gòu)系統(tǒng)運 動。 接頭連接與傳統(tǒng)的 Pro/ASSEMBLY 方法不同。主要區(qū)別概括如下： ? 根據(jù)所創(chuàng)建的接頭類型，限制允許的放置約束類型。 ? 將多個放置約束組合在一起來定義單個連接。例如，固定接頭允許在單一接頭中將一組有效放置約束組合在一起。 ? 定義的放置約束不完全約束模型。根據(jù)接頭類型，允許元件以特定方式運動。 ? 可以向一個元件中添加多個連接。這就是在系統(tǒng)中可以閉合一個環(huán)的方法。第一個連接用來放置元件，第二個連接認(rèn)為是環(huán)連接。 可使用 視圖 顯示設(shè)置 機構(gòu)顯示 命令打開或關(guān)閉機構(gòu)中連接圖標(biāo)的顯示。 添加帶有接頭連接的元件 使用連接給當(dāng)前組件添加元件時，可定義裝配零件所允許進行的運動類型。 1. 單擊 插入 元件 裝配 。 打開 對話框出現(xiàn)。 2. 選取或輸入要添加加到組件中的元件名。 3. 單擊 打開 。出現(xiàn) 元件放置 對話框。元件出現(xiàn)在組件窗口中。 4. 如果希望元件出現(xiàn)在單獨的窗口中，單擊 。 5. 單擊 連接 。對話框展開，顯示連接功能。 6. 缺省名稱 Connection_n 出現(xiàn)在 連接 列表中。如果要改變名稱，可加亮該連接名稱并對其進行編輯。 7. 在 類型 下，雙擊并選取希望用來將元件連接到組件的接頭類型。 8. 如果選擇 剛性 或 焊接 ，則執(zhí)行下列步驟： a. 通過選取 約束類型 來選擇接頭約束的方式。如果選擇 焊接 ，則只能將坐標(biāo)系約束到坐標(biāo)系。 b. 在元件和組件上各選取一個參照（不限順序）來定義放置約束。 有關(guān)約束類型的其它信息，請參閱 PTC 在線幫助系統(tǒng)中有關(guān) 元件放置 對話框的信息。 9. 如果選擇任何其它接頭類型， Proe將顯示相應(yīng)的 約束 供定義。進行此操作時， Proe根據(jù)約束自動更新 約束 框中的狀態(tài)列。如果已從 顯示元件 框中選擇了 組件 ，元件將在模型窗口內(nèi)移動來反映該約束。 當(dāng)向接頭中添加約束時，將更新 放置狀態(tài) 窗口以指明該接頭是否被完全約束。 10. 根據(jù)需要添加接頭數(shù)，以在組 件中放置元件。 11. 單擊 確定 接受接頭連接并關(guān)閉 元件放置 對話框。 注意 ：如果單擊 取消 ， Pro/ENGINEER 將取消此操作并從組件中刪除該元件。 當(dāng)接受該接頭連接并關(guān)閉對話框時，該軟件將運行連接分析，以驗證該連接是否有效。 接頭所需的約束類型 下表顯示了定義各接頭類型所需的幾何約束： 接頭類型 所需約束 可用選項 球 點與點對齊 軸承 點與邊或軸線對齊 圓柱 軸對齊 反向 (Flip) 銷釘 軸對齊 平面配對 /對齊或點對齊 反向配對 /對齊 平面配對 /對齊偏移 平面 平面對齊 平面偏移 反向配對 /對齊 剛性 * 一個或多個約束 滑塊 軸對齊 平面配對 /對齊以限制沿軸線旋轉(zhuǎn) 反向配對 /對齊 焊接 (Weld) 坐標(biāo)系對齊 *剛性接頭 非常獨特，因為它允許選擇要包括的放置約束。這種靈活性允許在一個種類下用任何或所有 Pro/ENGINEER 約束來建立連接。 比較 剛性 和 焊接 接頭 要連接兩個元件以使它們相互之間不產(chǎn)生移動，可選取剛性或焊接接頭。這些接頭看上去非常相似，都是將兩個元件連接在一起。但其根本的連接定義卻不同，故將兩種接頭應(yīng)用于正確場合是非常重要的。 ? 剛性接頭允許將任何有效的組件約束組聚合到一個接頭類型。這些約束可以是使裝配元件得以固定的完全約束集或部分約束子集。 ? 裝配零件、不包含連接的子組件或連接不同主體的元件時，可使用剛性接頭。 ? 焊接接頭的作用方式與其它接頭類型類似。但零件或子組件的放置是通過對齊坐標(biāo)系來固定的。焊接接頭允許 機械設(shè)計 調(diào)整子組件中開放的自由度。 ? 當(dāng)裝配包含連接的元件且同一主體需要多個連接時，可使用焊接接頭。焊接連接允許根據(jù)開放的自由度調(diào)整元件以與主組件匹配。 ? 如果使用剛性接頭將帶有 機械設(shè)計 連接的子組件裝配到主組件，子組件連接將不能運動。如果使用焊接連接將帶有 機械設(shè)計 連接的子組件裝配到主組件，子組件將參照與主組件相同的坐標(biāo)系，且其子組件的運動將始終處于活動狀態(tài)。 ? 自由度 ? 要想為機構(gòu)選取合適的接頭，了解自由度至關(guān)重要。在機構(gòu)系統(tǒng)中，自由度 (DOF) 的數(shù)量表示在系統(tǒng)中指定每個主體的位置或運動所需的獨立參數(shù)的數(shù)量。 ? 接頭連接的作用是約束或限制主體之間的相對運動，減少系統(tǒng)可能的總自由度。 ? 例如，完全取消約束的主體有六個自由度、三個平移自由度和三個旋轉(zhuǎn)自由度。如果將銷釘連接應(yīng)用于主體，限制主體的運動圍繞銷釘連接進行旋轉(zhuǎn)，則主體的自由度從六減為一。 ? 選取接頭將其應(yīng)用于模型之前，應(yīng)知道要對主體加以限制的運動及所允許的運動。下面是一張表格，描述可在 機械設(shè)計 中創(chuàng)建的接頭連接及每種類型的相應(yīng)自由度。 連接類型 自由度 說明 (Description) 旋轉(zhuǎn) 平移 銷釘 1 0 圍繞軸旋轉(zhuǎn)。 軸承 3 1 球形接頭和滑塊接頭的組合。 圓柱 1 1 沿指定的軸平移并繞該軸旋轉(zhuǎn)。 平面 1 2 通過平面接頭連接的主體在一個平面內(nèi)相對運動。相對于垂直該平面的軸旋轉(zhuǎn)。 球 3 0 球形窩中的球 接頭允許任何方向的旋轉(zhuǎn)。 焊接 (Weld) 0 0 將兩個零件焊接在一起。 剛性 0 0 在改變底層主體定義時將兩個零件粘結(jié)在一起。受剛性連接約束的零件構(gòu)成單一主體。 滑塊 0 1 沿軸平移。 ? 除連接約束外，還必須考慮應(yīng)用于模型的所有電動機。對電動機施加減少自由度的位移、速度及加速度。 ? 注意，僅應(yīng)用必需的連接來限制機構(gòu)的運動。如果對機構(gòu)進行過度約束，將會出現(xiàn) 冗余 ，