07-CATIA（汽车摩托车企业-设计人员内部培训资料）重庆南方摩托(2)

DMU数字样车机构运动规范及方法论 使用CATIA DMU 机构分析模块进行驱动、运动副及固定件的创建，最终完成整个机构的运动创建。创建完成后，就可以进行整个机构的运动仿真及相关运动的分析。 3.1 运动副、驱动及固定件 3.1.1 运动副的创建 运动副是CATIA提供给用户的运动基础组成结构。根据常规机械运动机构，CATIA提供了如下运动副： 创建转动副（Creating Revolute Joints) ，释放一个自由度：旋转； 创建滑动副（Creating Prismatic Joints，释放一个自由度：平移； 创建同轴副（Creating Cylindrical Joints），释放两个自由度：平移和旋转； 创建球铰连接（Creating Spherical Joints），释放三个自由度：3个方向的旋转； 创建平动副（Creating Planar Joints），释放两个自由度，两个方向的平移； 创建刚性副（Rigid Joints），无释放自由度； 创建点-线副（Point Curve Joints），释放一个自由度，沿着曲线方向的平移； 创建曲线滑动副（Slide Curve Joints），释放一个自由度，沿着曲4 DMU数字样车机构运动规范及方法论 线方向的平移； 创建点-面副（Point Surface Joints），释放三个自由度，沿着曲面的两个方向的平移和曲面法向的旋转； 创建万向节（Universal Joints），释放两个自由度，沿着轴线方向的平移和旋转； 创建CV连接（CV Joints），释放一个自由度，平移； 创建齿轮副（Gear Joints），释放一个自由度，旋转； 创建滑动-转动复合运动副（Rack Joints），释放一个自由度，平移； 创建滑动-滑动复合运动副（Cable Joints），释放一个自由度，平移； 用坐标系法建立运动副（Creating Joints Using Axis Systems），自定义释放自由度； 根据运动零件的相对运动关系，选择CATIA提供的相关运动副，用以完成整个机构的运动仿真。注：CATIA提供全部是刚性运动副，对于弹性变形无法直接创建运动副。这时可以用万向节等运动副代替弹性运动，以完成整个机构的运动。 Step.1 点击插入下的“新机构装置”，在CATIA中定义一个新的机构，用来记录零件的运动相关信息。 5 DMU数字样车机构运动规范及方法论 Step.2 创建机构运动副。 该步骤机构运动的难点，需要根据各个零件间所固有的运动关系，以CATIA机构创建命令为手段，逐步创建整个机构所含有的所有运动副。 每个运动副都是整个机构运动的基础，创建时，可以根据零件的机械结构判断其运动副的种类，并使用CATIA提供的运动副逐个对机构运动部件实施运动副添加。这里可以通过自由度对机构运动副进行相关的判断。结合整个机构的自由度对整个机构实现全约束，即整个机构自由度为“零”（注意，若零件没有添加驱动，剩余自由度应该等于驱动的个数）。这样，就可以完成整个机构的运动创建。 运动副的产生是以装配的约束关系为基准的，也就是说，在创建运动副的同时也创建了零件之间的相互装配关系。如：旋转副是由一个同轴约束和一个平面平行/相合约束确定的，再创建旋转副的同时，也就自身创建了一个同轴和一个平面平行/相合约束。 自由度是判断机构运动副的捷径。如两个零件之间的运动关系为旋转副。那么其机构自由度为：6X2=12。而创建的旋转副限制5个自由度；固定件限制6个自由度；再加上一个驱动，整个机构就可以运动了。 利用CATIA提供的运动副，将整个机构的运动副全部创建完成。 6 DMU数字样车机构运动规范及方法论 3.1.2 固定件的创建 对于整个运动机构来说，必然存在一个固定的零件，该零件作为整个运动机构的参考。一般常用的固定件为运动机构的支撑部件。 添加固定的步骤为： Step.1 点击创建固定零件，选择需要固定的零件，点击确定，生成固定。 3.1.3 驱动的创建 对于一个运动机构，需要有一个或几个运动驱动作为本机构的运动输入。这里，就需要定义整个机构的运动输入驱动。 运动驱动应当添加在表达整个产品运动的驱动源头运动副中。可以通过给定该运动副的运动范围，来确定整个机构的运动情况。 添加运动驱动的方法为： Step.1 双击打开需要给定运动范围的运动副。 Step.2 在弹出的对话窗口中，根据运动副的类型，选择“Length Drive(长度驱动)”或者“Angle Drive(角度驱动)”，定义机构运动的驱动类型； Step.3 根据机构运动仿真的需要或者产品驱动源实际的运动范围，在运动范围选项中输入该运动副的运动范围。 Step.4 点击确定，生成驱动。 在机构运动副、驱动及固定件全部创建完成后，系统会自动弹出一个对话框，提示该机构可以仿真了。这样，就做完了整个机构的运动仿真。 7 DMU数字样车机构运动规范及方法论 若没有提示该对话框，表示创建的运动机构有问题。这时可以根据自由度来判断机构的运动副、驱动及固定件确定是否正确。需要对机构进行调整。直到出现该对话框为止。 3.2 运动仿真及运动检查 在机构运动的相关运动完成定义后，就可以进行运动的仿真了。CATIA提供了三种运动的仿真模式：使用命令进行模拟、用规则驱动仿真及模拟仿真。 3.2.1 使用命令进行模拟 是用命令驱动的方式对已创建的机构进行运动仿真，这种方法比较直接、简便，但不能记录下来。 Step.1点击图标,出现定义对话框； Step.2 在Mechanism选项的下拉菜单里选择相应的机构； Step.3 在Command.1选项里是第一个驱动命令数值的界限，和在创建驱动副时设置的界限同步； Step.4 激活仿真感应器（Activate Sensors）选项，详见其有关运动仿真的后处理对话框； Step.5当离开仿真对话框后，系统默认保留当前位置。点击Reset按钮返回到初始位置；(该步骤很重要，否则有可能导致整个机构运动的混乱) 8