機構(gòu)設(shè)計與運動仿真實踐教程

目 錄
第1章 概 述 1
1．1 NX9．0運動仿真簡介 1
1．1．1 NX9．0運動仿真主界面 1
1．2．1運動方案的建立與參數(shù)設(shè)置 3
1．2 裝配建模 5
1．2．1 NX裝配方法 5
1．2．2 WAVE幾何鏈接器 8
第2章 平面連桿機構(gòu)數(shù)字化設(shè)計與仿真 11
2．1平面連桿機構(gòu)簡介 11
2．1．1平面四桿機構(gòu)的特點和基本類型 11
2．1．2平面連桿機構(gòu)運動設(shè)計的基本問題 15
2．2連桿 15
2．2．1創(chuàng)建連桿 15
2．2．2連桿屬性 17
2．3運動副 20
2．3．1運動副的定義 20
2．3．2運動副的類型 20
2．3．3Gruebler數(shù)與自由度 20
2．3．4旋轉(zhuǎn)副 21
2．3．5滑動副 23
2．4運動驅(qū)動 24
2．5仿真解算與結(jié)果輸出 25
2．5．1解算 25
2．5．2動畫的播放及輸出 26
2．5．3圖表功能 27
2．6平面連桿機構(gòu)運動學(xué)分析 29
2．6．1分析要求 29
2．6．2平面機構(gòu)數(shù)字化模型的建立 30
2．6．3運動分析方案的建立 31
2．6．4運動方案分析 32
2．6．5運動結(jié)果分析 36
2．7砂箱翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的設(shè)計及仿真 37
2．7．1設(shè)計要求 37
2．7．2平面機構(gòu)數(shù)字化設(shè)計及模型的建立 38
2．7．3運動方案的建立并分析 39
2．8牛頭刨床機構(gòu)的設(shè)計及仿真 41
2．8．1設(shè)計要求 41
2．8．2平面機構(gòu)數(shù)字化設(shè)計及模型的建立 42
2．8．3運動方案的建立并分析 43
2．9曲柄滑塊機構(gòu)的設(shè)計及仿真 45
2．9．1設(shè)計要求 45
2．9．2平面機構(gòu)數(shù)字化設(shè)計及模型的建立 46
2．9．3運動方案的建立并分析 47
第3章 凸輪機構(gòu)數(shù)字化設(shè)計與仿真 50
3．1凸輪機構(gòu)簡介 50
3．1．1 凸輪機構(gòu)的組成 50
3．1．2 凸輪機構(gòu)的分類 50
3．1．3從動件常用運動規(guī)律 52
3．2 凸輪機構(gòu)數(shù)字化設(shè)計 53
3．2．1 凸輪機構(gòu)設(shè)計的主要問題 53
3．2．2 凸輪機構(gòu)的計算機輔助設(shè)計 53
3．2．3參數(shù)化曲線 54
3．3 凸輪機構(gòu)運動副定義 56
3．3．1點在線上副 56
3．3．2線在線上副 57
3．4 對心直動滾子從動件凸輪機構(gòu)設(shè)計 59
3．4．1凸輪機構(gòu)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)及運動規(guī)律的確定 59
3．4．2建立凸輪機構(gòu)的運動簡圖 59
3．4．3 建立凸輪機構(gòu)的裝配模型 62
3．4．4 直動盤形凸輪機構(gòu)的運動仿真 62
3．5 繞線機凸輪機構(gòu)建模與仿真 65
3．5．1凸輪機構(gòu)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)及運動規(guī)律的確定 66
3．5．2建立凸輪的輪廓曲線 66
3．5．3凸輪機構(gòu)裝配模型的建立 68
3．5．4 凸輪機構(gòu)的運動仿真 68
3．6 自動送料凸輪機構(gòu)的建模與仿真 71
3．6．1凸輪機構(gòu)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)及運動規(guī)律的確定 72
3．6．2圓柱凸輪數(shù)字化模型的建立 72
3．6．3圓柱凸輪機構(gòu)裝配模型的建立 74
3．6．4圓柱凸輪機構(gòu)的運動仿真 75
第4章 齒輪機構(gòu)及輪系數(shù)字化設(shè)計與仿真 78
4．1 齒輪機構(gòu)概述 78
4．1．1齒輪機構(gòu)的類型 78
4．1．2齒輪機構(gòu)的特點 79
4．2 輪系概述 80
4．2．1輪系的類型 80
4．2．2輪系的特點 81
4．3 齒輪機構(gòu)運動副定義 82
4．3．1齒輪副 82
4．3．2齒輪/齒條副 83
4．4直齒錐齒輪機構(gòu)設(shè)計 84
4．4．1 參數(shù)計算 84
4．4．2 建立直齒錐齒輪機構(gòu)數(shù)字化模型 85
4．4．3 運動仿真 86
4．5 2K-H型行星輪系設(shè)計 87
4．5．1 行星輪系的設(shè)計 87
4．5．2 建立2K-H型行星輪系數(shù)字化模型 88
4．5．3 行星輪系的運動仿真 89
4．6 3K型行星輪系設(shè)計 90
4．6．1 參數(shù)計算 90
4．6．2 建立3K型行星輪系裝配模型 93
4．6．3 3K型行星輪系運動仿真 94
第5章 間隙機構(gòu)數(shù)字化設(shè)計與仿真 96
5．1間隙機構(gòu)簡介 96
5．1．1 棘輪機構(gòu) 96
5．1．2 槽輪機構(gòu) 97
5．1．3凸輪式間歇運動機構(gòu) 98
5．1．4 不完全齒輪機構(gòu) 99
5．1．5間歇運動機構(gòu)設(shè)計的基本問題 99
5．2 棘輪機構(gòu)建模與仿真 100
5．2．1棘輪機構(gòu)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 100
5．2．2 建立凸輪機構(gòu)的裝配模型 100
5．2．3棘輪機構(gòu)運動仿真 102
5．3 槽輪機構(gòu)的設(shè)計與仿真 103
5．3．1槽輪機構(gòu)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 103
5．3．2繪制槽輪機構(gòu)草圖 105
5．3．3槽輪機構(gòu)裝配模型的建立 106
5．3．4 槽輪機構(gòu)的運動仿真 107
5．4 不完全齒輪機構(gòu)的設(shè)計 108
5．4．1主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 108
5．4．2不完全齒輪機構(gòu)裝配模型的建立 109
5．4．3不完全齒輪機構(gòu)的運動仿真 111
第6章 組合機構(gòu)數(shù)字化設(shè)計與仿真 113
6．1組合機構(gòu)簡介 113
6．1．1機構(gòu)的組合方式 113
6．1．2 組合機構(gòu)的類型及功能 114
6．2運動函數(shù) 115
6．2．1 Step函數(shù) 115
6．2．2余弦函數(shù)――簡諧運動 116
6．3封裝選項 117
6．4 凸輪-連桿組合機構(gòu)的設(shè)計與仿真 118
6．4．1設(shè)計依據(jù) 118
6．4．2 建立凸輪-連桿組合機構(gòu)的運動簡圖 119
6．4．3 心臟線凸輪-連桿組合機構(gòu)的運動仿真 120
6．5 齒輪-連桿組合機構(gòu)的設(shè)計 121
6．5．1單排內(nèi)嚙合式行星輪系-連桿組合機構(gòu)裝配模型的建立 121
6．5．2單排內(nèi)嚙合式行星輪系-連桿組合機構(gòu)的運動仿真 122
6．6 凸輪―齒輪組合機構(gòu)的設(shè)計 124
6．6．1 設(shè)計依據(jù) 124
6．6．2固定凸輪周轉(zhuǎn)輪系裝配模型的建立 125
6．6．3建立凸輪-齒輪組合機構(gòu)的裝配模型 126
6．6．4 凸輪-齒輪組合機構(gòu)運動仿真 127
第7章 萬向聯(lián)軸節(jié)與螺旋機構(gòu)的運動仿真 128
7．1 簡介 128
7．1．1 萬向聯(lián)軸節(jié)簡介 128
7．1．2 螺旋機構(gòu)簡介 128
7．2 運動副定義 129
7．2．1 萬向節(jié)副 129
7．2．2 螺旋副 130
7．2．3 柱面副 130
7．3 雙萬向聯(lián)軸節(jié)的建模與仿真 131
7．3．1 建立雙萬向聯(lián)軸節(jié)的裝配模型 131
7．3．2 建立雙萬向聯(lián)軸節(jié)的運動學(xué)仿真 133
7．4 手動夾爪機構(gòu)的建模與仿真 134
7．4．1手動夾爪機構(gòu)運動簡圖 134
7．4．2 建立手動夾爪機構(gòu)的裝配模型 135
7．4．2手動夾爪機構(gòu)的運動仿真 136
第8章 機構(gòu)動力學(xué)分析 139
8．1載荷 139
8．1．1標量力 139
8．1．2矢量力 142
8．1．3標量扭矩 145
8．1．4矢量扭矩 146
8．2 重力與摩擦力 147
8．2．1 重力 148
8．2．2 摩擦力 149
8．3 NX動力學(xué)仿真案例 152
第9章 機械運動方案設(shè)計綜合案例 156
9．1 機械運動方案設(shè)計過程 156
9．2 車床四方刀架體銑夾具設(shè)計 157
9．2．1 設(shè)計依據(jù) 157
9．2．2 運動方案設(shè)計 157
9．2．3結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 158
9．2．4結(jié)構(gòu)設(shè)計 159
9．2．5運動仿真、干涉檢查 159
附錄：實驗報告與實訓(xùn)報告 162
附錄A 《理論力學(xué)》實驗報告 162
A．1平面連桿機構(gòu)運動分析實驗報告 162
附錄B《機構(gòu)與零部件設(shè)計Ⅰ》實驗報告 166
B1 凸輪機構(gòu)數(shù)字化設(shè)計與仿真實驗報告 166
B2 牛頭刨床主體機構(gòu)設(shè)計與虛擬仿真實驗報告 170
B3 行星輪系的數(shù)字化設(shè)計與仿真實驗報告 173
附錄C 運動分析與動畫設(shè)計實踐 176
參考文獻 186