第一篇：UG教程,齒輪設(shè)計(jì),運(yùn)動(dòng)仿真,仿真加工

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及制造

三次作業(yè)練習(xí)

班 級(jí)：機(jī) 妍 15 姓 名：左 海 濤 學(xué) 號(hào)：5220150233 指導(dǎo)老師：曹 建 樹(shù)

目 錄

一、深溝球軸承自頂向下裝配設(shè)計(jì)............................................................................3

1.問(wèn)題描述.............................................................................................................3 2.實(shí)現(xiàn)過(guò)程.............................................................................................................4

2.1新建裝配和組件.......................................................................................4 2.2設(shè)計(jì)輪廓圖...............................................................................................6 2.3設(shè)計(jì)軸承外圈...........................................................................................6 2.4設(shè)計(jì)軸承內(nèi)圈...........................................................................................9 2.5設(shè)計(jì)保持架.............................................................................................10 2.6設(shè)計(jì)滾珠.................................................................................................13 2.7設(shè)計(jì)完成.................................................................................................15

二、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真....................................................................................................17 1.問(wèn)題描述........................................................................................................17 2.實(shí)現(xiàn)過(guò)程...........................................................................................................17 2.1新建運(yùn)動(dòng)仿真.........................................................................................17 2.2新建連桿.................................................................................................18 2.3新建運(yùn)動(dòng)副.............................................................................................19 2.4新建傳動(dòng)副.............................................................................................22 2.5新建3D接觸...........................................................................................23 2.6開(kāi)始仿真.................................................................................................24

三、餐具加工..............................................................................................................27 1.問(wèn)題描述...........................................................................................................27 2.實(shí)現(xiàn)過(guò)程...........................................................................................................27 2.1整體粗加工.............................................................................................27 2.2外表面精加工.........................................................................................36 2.3內(nèi)表面精加工.........................................................................................42

一、深溝球軸承自頂向下裝配設(shè)計(jì)

1.問(wèn)題描述

試設(shè)計(jì)如下圖所示深溝球軸承，具體尺寸如下所示，要求采用自頂向下的裝配設(shè)計(jì)方法。

圖1 軸承裝配圖

圖2 軸承尺寸圖 2.實(shí)現(xiàn)過(guò)程

2.1新建裝配和組件

（1）打開(kāi)NX8.5軟件：開(kāi)始→程序→NX8.5。

（2）新建裝配：點(diǎn)擊“新建”，出來(lái)“新建”對(duì)話框，類型為“裝配”，修改新文件名里的“名稱”和“文件夾”，注意更改的文件夾路徑為英文目錄下才有效，點(diǎn)擊“確定”，如圖3所示。

圖3 新建裝配

（3）點(diǎn)擊菜單欄“裝配”→組件→新建組件。

（4）在彈出的“新組件文件”對(duì)話框里，名稱為“模型”，注意修改“新文件名”的名稱及文件夾路徑，路徑應(yīng)該與開(kāi)始新建的“裝配”一致，如圖4所示。（3）按此步驟新建五個(gè)組件，分明命名為lunkuo、waiquan、neiquan、baochijia、gunzhu”，如圖5所示。

圖4 新建組件

圖5 整體結(jié)構(gòu)

2.2設(shè)計(jì)輪廓圖

（1）在“裝配導(dǎo)航器”里雙擊“輪廓”，如圖6所示。

圖6 激活輪廓

（2）創(chuàng)建草圖：點(diǎn)擊菜單欄“插入”→草圖，彈出“創(chuàng)建草圖”對(duì)話框，選擇YZ平面，點(diǎn)擊“確定”進(jìn)入草圖繪制界面。（3）繪制如圖7所示的草圖。

圖7輪廓草圖

2.3設(shè)計(jì)軸承外圈

（1）在裝配導(dǎo)航器里，雙擊“裝配”文件進(jìn)行激活，右鍵點(diǎn)擊“l(fā)unkuo”→替換引用集→整個(gè)部件。此時(shí)設(shè)計(jì)界面內(nèi)會(huì)顯示已設(shè)計(jì)完成的“骨架”圖，如圖8所示。

圖8 輪廓圖

（2）在裝配導(dǎo)航器里，雙擊“waiquan”進(jìn)行激活，點(diǎn)擊“插入”→關(guān)聯(lián)復(fù)制→WAVE幾何鏈接器。

（3）彈出“WAVE幾何鏈接器”，選擇右側(cè)的“矩形框”和“圓”如圖9所示。

圖9 關(guān)聯(lián)外圈

（4）點(diǎn)擊“回轉(zhuǎn)”，彈出“回轉(zhuǎn)”對(duì)話框；點(diǎn)擊“創(chuàng)建草圖”，彈出“創(chuàng)建草圖”對(duì)話框，選擇“YZ平面”；按照“關(guān)聯(lián)復(fù)制”的矩形和圓繪制如圖10所示的外圈回轉(zhuǎn)草圖。

圖10 外圈回轉(zhuǎn)草圖

（5）點(diǎn)擊“完成草圖”回到“回轉(zhuǎn)”對(duì)話框，選擇回轉(zhuǎn)軸為“Z軸”，點(diǎn)擊“確定”完成軸承外圈的設(shè)計(jì)，如圖11所示。

圖11 軸承外圈

2.4設(shè)計(jì)軸承內(nèi)圈

內(nèi)圈的設(shè)計(jì)步驟參考外圈的設(shè)計(jì)步驟，步驟一致，只是回轉(zhuǎn)草圖的不同，在“關(guān)聯(lián)復(fù)制”是注意選擇的是左邊矩形和圓。內(nèi)圈的回轉(zhuǎn)草圖如圖12所示，內(nèi)圈設(shè)計(jì)完成圖如圖13所示。

圖12 內(nèi)圈回轉(zhuǎn)草圖

圖13 軸承內(nèi)圈

2.5設(shè)計(jì)保持架 由于保持架上有滾珠孔，先設(shè)計(jì)沒(méi)有滾珠孔的保持架，其步驟與外圈的設(shè)計(jì)步驟一樣，沒(méi)有滾珠孔的保持架設(shè)計(jì)完成圖如圖13所示。

圖13 沒(méi)有滾珠孔的保持架

設(shè)計(jì)保持架上的滾珠孔，步驟如下：

（1）在裝配導(dǎo)航器里，雙擊“baochijia”進(jìn)行激活，點(diǎn)擊“插入”→關(guān)聯(lián)復(fù)制→WAVE幾何鏈接器，選擇“圓”。

（2）點(diǎn)擊“回轉(zhuǎn)”，彈出“回轉(zhuǎn)”對(duì)話框；點(diǎn)擊“創(chuàng)建草圖”彈出“創(chuàng)建草圖”對(duì)話框，選擇“YZ平面”；繪制與球相同直徑的圓，點(diǎn)擊“完成草圖”回到“回轉(zhuǎn)”框，創(chuàng)建球體，與保持架求差。

圖14 回轉(zhuǎn)求差

圖15 一個(gè)孔

（3）點(diǎn)擊插入→關(guān)聯(lián)復(fù)制→陣列特征，“選擇特征”保持架上的孔，旋轉(zhuǎn)軸為“Z軸”，“布局”為圓形，“角度方向”間距數(shù)量和跨距，數(shù)量 10，點(diǎn)擊“確定”，保持架設(shè)計(jì)完成效果如圖16所示。

圖16 保持架

2.6設(shè)計(jì)滾珠

（1）在裝配導(dǎo)航器里，雙擊“滾珠”進(jìn)行激活，點(diǎn)擊“插入”→關(guān)聯(lián)復(fù)制→WAVE幾何鏈接器，選擇“圓”。點(diǎn)擊“插入”→關(guān)聯(lián)復(fù)制→WAVE幾何鏈接器，選擇“圓的中心線”。

（2）點(diǎn)擊“回轉(zhuǎn)”，彈出“回轉(zhuǎn)”對(duì)話框；點(diǎn)擊“創(chuàng)建草圖”彈出“創(chuàng)建草圖”對(duì)話框，選擇“YZ平面”；按照關(guān)聯(lián)復(fù)制所得的圓繪制滾珠草圖，回轉(zhuǎn)軸選擇關(guān)聯(lián)復(fù)制所得的圓的中心線，生成滾珠如下圖所示。

圖17 生成滾珠

（3）點(diǎn)擊插入→關(guān)聯(lián)復(fù)制→陣列特征，“選擇特征”為滾珠，旋轉(zhuǎn)軸為“Z軸”，“布局”為圓形，“角度方向”間距數(shù)量和跨距，數(shù)量 10，點(diǎn)擊“確定”，完成滾珠的設(shè)計(jì)，如圖18所示。

圖18 軸承滾珠

2.7設(shè)計(jì)完成

在裝配導(dǎo)航器里，雙擊“裝配”文件進(jìn)行激活，依次右鍵點(diǎn)擊“各個(gè)組件”→替換引用集→整個(gè)部件，把隱藏的全部顯示，完成軸承的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)完成效果如圖19所示。

圖19 深溝球軸承

二、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真

1.問(wèn)題描述

試對(duì)如下圖所示機(jī)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。

圖20 整體結(jié)構(gòu)圖

2.實(shí)現(xiàn)過(guò)程

2.1新建運(yùn)動(dòng)仿真

依次點(diǎn)擊“開(kāi)始”-“運(yùn)動(dòng)仿真”，在導(dǎo)航器里選中仿真文件，右擊“新建仿真”，如下圖所示。

圖21 新建仿真

2.2新建連桿

（1）選中“motion_1”右擊“新建連桿”，如下圖所示，依次創(chuàng)建連桿，其中L001為固定連桿，其他為活動(dòng)連桿。

圖22 新建連桿

（2）這里需要注意把大齒輪和與它相連的桿件作為一個(gè)連桿處理，如下圖所示。

圖23 創(chuàng)建連桿三

（3）總共創(chuàng)建了9個(gè)連桿，如下圖所示。

圖24 9個(gè)連桿

2.3新建運(yùn)動(dòng)副

（1）選中“motion_1”,右擊選擇“新建運(yùn)動(dòng)副”，選擇“旋轉(zhuǎn)副”，出現(xiàn)創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)副對(duì)話框，對(duì)小齒輪創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)副，并施加驅(qū)動(dòng)。

圖25 新建旋轉(zhuǎn)副

圖26 小齒輪的旋轉(zhuǎn)副 圖27 施加驅(qū)動(dòng)（2）創(chuàng)建滑動(dòng)副，如下圖所示創(chuàng)建滑輪的滑動(dòng)副，嚙合連桿選擇“L005”,創(chuàng)建后的滑動(dòng)副如下圖29所示。

圖28 創(chuàng)建滑動(dòng)副

圖29 創(chuàng)建后的滑動(dòng)副（3）依次創(chuàng)建大齒輪的旋轉(zhuǎn)副，大齒輪機(jī)構(gòu)與滑塊的旋轉(zhuǎn)副，四個(gè)小支撐的旋轉(zhuǎn)副，創(chuàng)建后的旋轉(zhuǎn)副如下圖所示。

圖30 創(chuàng)建后的運(yùn)動(dòng)副

2.4新建傳動(dòng)副

選中“motion_1”，右擊選擇“新建傳動(dòng)副”-“齒輪副”，進(jìn)入新建齒輪副對(duì)話框，依次選中大小齒輪的旋轉(zhuǎn)副，比率選擇2/3，如圖31所示，點(diǎn)擊確定。

圖31 新建齒輪副

圖32 齒輪副效果圖

2.5新建3D接觸

選中“motion-1”，右擊選擇“新建連接器”-“3D接觸”，進(jìn)入對(duì)話框，依次選擇大滑塊與下側(cè)的小轉(zhuǎn)輪，如下圖所示，點(diǎn)擊應(yīng)用。接著建立另一個(gè)3D接觸。

圖33 建立3D接觸 至此所有的與運(yùn)動(dòng)相關(guān)的連桿，運(yùn)動(dòng)副，穿動(dòng)副，連接器都已建完，如下圖所示。

圖34 運(yùn)動(dòng)導(dǎo)航器

2.6開(kāi)始仿真

（1）選中“motion-1”,右擊“新建解算方案”彈出解算方案對(duì)話框，時(shí)間選擇10，步數(shù)100，點(diǎn)擊確定，如下圖所示。

圖35 解算方案

（2）選中解算方案“solution-1”右擊“求解”，點(diǎn)擊“動(dòng)畫(huà)”按鈕，彈出動(dòng)畫(huà)對(duì)話框，如圖所示，即完成動(dòng)畫(huà)仿真。

圖36 仿真運(yùn)動(dòng)中

三、餐具加工

1.問(wèn)題描述

試加工如下圖所示盤(pán)體，要求分三次加工。

圖37 餐具實(shí)體圖

2.實(shí)現(xiàn)過(guò)程

2.1整體粗加工

（1）進(jìn)入加工環(huán)境：點(diǎn)擊工具欄中的開(kāi)始，在下拉菜單中選擇加工。由于第一部是外輪廓加工，是型腔銑，所以類型為：mill-contour，名稱可以自己定義，也可以默認(rèn)。點(diǎn)擊確定。在窗體左側(cè)工序?qū)Ш狡髦芯蜁?huì)出現(xiàn)新的工序。

圖38 創(chuàng)建新工序

（2）點(diǎn)擊進(jìn)入創(chuàng)建到具對(duì)話框，如下圖所示，類型為：mill-contour，刀具子類型：，名稱為了與其他區(qū)別，可以自己定義，此處定義為T(mén)1D14R1。點(diǎn)擊確定，進(jìn)入銑刀參數(shù)設(shè)置對(duì)話框，如上圖所示，在工具中的尺寸中，設(shè)置直徑為14，下半經(jīng)為1，其它默認(rèn)，點(diǎn)擊確定。

圖39 創(chuàng)建刀具 圖40 刀具參數(shù)設(shè)置

（3）點(diǎn)擊創(chuàng)建幾何體，進(jìn)入創(chuàng)建幾何體對(duì)話框。類型：mill-contour，名稱：MCS-1。點(diǎn)擊確定，進(jìn)入MCS創(chuàng)建對(duì)話框，機(jī)床坐標(biāo)系：默認(rèn)，安全設(shè)置，安全設(shè)置選項(xiàng)：平面，選擇加工零件的上表面，安全距離：10，點(diǎn)擊確定。

圖41 創(chuàng)建幾何體

圖42 設(shè)置安全距離

（4）再次點(diǎn)選創(chuàng)建幾何體，選擇WORKPIECE，位置中的幾何體選擇剛才創(chuàng)建的坐標(biāo)系MCS-1，名稱：WORKPIECE_1，點(diǎn)擊確定，進(jìn)入工件參數(shù)設(shè)置對(duì)話框。

圖43 創(chuàng)建工件

在幾何體中的指定部件：點(diǎn)擊“指定部件”，進(jìn)入部件幾何體對(duì)話框，在窗體中框選整個(gè)部件，如下圖所示。

圖44 指定部件

在幾何體中的指定毛坯：點(diǎn)擊“指定毛培”，進(jìn)入毛坯幾何體對(duì)話框，類型：包容快，限制：XM-6，XM+6，YM-6，YM+6，ZM-0.0，ZM+6，點(diǎn)擊確定，返回到工件對(duì)話框。點(diǎn)擊確定。

圖45 指定毛培

（5）點(diǎn)擊創(chuàng)建方法，進(jìn)入創(chuàng)建方法對(duì)話框，類型;mill-contour,名稱：MILL_METHOD。點(diǎn)擊確定，進(jìn)入銑削方法對(duì)話框，部件余量：2，其他默認(rèn)。

圖46 創(chuàng)建方法

（6）點(diǎn)擊創(chuàng)建工序，進(jìn)入創(chuàng)建工序?qū)υ捒?，類型選mill-contour，程序選擇剛才創(chuàng)建的程序PROCRAM，刀具選擇剛才創(chuàng)建的刀具，幾何體選擇剛才創(chuàng)建的幾何體，方法選擇剛才創(chuàng)建的方法，名稱：CAVITY_MILL_1。點(diǎn)擊確定，進(jìn)入型銑腔參數(shù)設(shè)置對(duì)話框，如下圖所示。

圖47 創(chuàng)建工序

（7）點(diǎn)擊指定切削區(qū)域，進(jìn)入切削區(qū)域?qū)υ捒?，幾何體：框選整個(gè)零件，點(diǎn)擊確定，返回到型銑腔參數(shù)設(shè)置對(duì)話框。

圖48 指定切削區(qū)域

（8）刀軌設(shè)置中的，點(diǎn)擊切削參數(shù)，進(jìn)入切削參數(shù)對(duì)話框，策略中切削，切削順序：選擇深度優(yōu)先。其它默認(rèn)。點(diǎn)擊確定，返回到型銑腔參數(shù)設(shè)置對(duì)話框。

圖49 切削參數(shù)設(shè)定

（9）點(diǎn)擊進(jìn)給率和速度，進(jìn)入進(jìn)給率和速度對(duì)話框，主軸速度：1000，其它默認(rèn)。點(diǎn)擊確定，返回到型銑腔參數(shù)設(shè)置對(duì)話框。

圖50 進(jìn)給率和速度

（10）在操作中點(diǎn)擊生成，操作界面會(huì)變化，點(diǎn)擊確認(rèn)。進(jìn)入刀軌可視化對(duì)話框。點(diǎn)選2D動(dòng)態(tài)，會(huì)出現(xiàn)加工動(dòng)畫(huà)。

圖51 生成刀軌

圖52 2D加工

2.2外表面精加工

這里不需要?jiǎng)?chuàng)建新程序。

(1)創(chuàng)建刀具，點(diǎn)擊進(jìn)入創(chuàng)建到具對(duì)話框，如下圖所示，類型為：mill-planar，刀具子類型：，名稱定義T2D10R1。點(diǎn)擊確定，進(jìn)入銑刀參數(shù)設(shè)置對(duì)話框，在工具中的尺寸中，設(shè)置直徑為10，下半經(jīng)為1，其它默認(rèn)，點(diǎn)擊確定。

圖53 創(chuàng)建刀具

（2）創(chuàng)建方法，如下圖所示，部件余量選擇0。

圖54 創(chuàng)建方法

（3）點(diǎn)擊創(chuàng)建工序，類型選mill-planar，位置處的程序選擇剛才創(chuàng)建的程序PROCRAM，刀具選擇剛才創(chuàng)建的T2D10R1，幾何體選擇上部創(chuàng)建的幾何體，方法選剛才創(chuàng)建的方法，名稱：FLOOR_WALL_2，點(diǎn)擊確定，進(jìn)入到平面輪廓銑對(duì)話框。

圖55 創(chuàng)建工序

（4）點(diǎn)擊指定切削區(qū)底面，在彈出的對(duì)話框中選擇上表面，如下圖所示。

圖56 指定切削區(qū)底面

（5）點(diǎn)擊切削參數(shù)，進(jìn)入切削參數(shù)對(duì)話框，設(shè)置切削方向：順銑，切削順序：深度優(yōu)先，其它默認(rèn)。

圖57 切削參數(shù)設(shè)定

（6）點(diǎn)擊進(jìn)給率和速度，進(jìn)入進(jìn)給率和速度對(duì)話框，設(shè)置主軸速度：1000，其它默認(rèn)。點(diǎn)擊確定，返回到平面輪廓銑對(duì)話框。

圖58 設(shè)定主軸速度

（8）在操作中點(diǎn)擊生成，再點(diǎn)擊確認(rèn)，進(jìn)入刀軌可視化界面，選擇2D狀態(tài)，點(diǎn)擊播放，結(jié)果如下圖所示。

圖59 生成刀軌

圖60 2D仿真加工

2.3內(nèi)表面精加工

這里仍然不需要?jiǎng)?chuàng)建新程序。

（1）創(chuàng)建刀具，點(diǎn)擊進(jìn)入創(chuàng)建到具對(duì)話框，如下圖所示，類型為：mill-contour，刀具選擇如下所示，名稱定義T3D8R0。點(diǎn)擊確定，進(jìn)入到銑刀參數(shù)對(duì)話框，在工具中的尺寸中，設(shè)置直徑為8，下半經(jīng)為0，其它默認(rèn)，點(diǎn)擊確定。

圖61 創(chuàng)建刀具

（2）創(chuàng)建方法，如下圖所示，部件余量選擇0。

圖62 創(chuàng)建方法

（3）點(diǎn)擊創(chuàng)建工序，進(jìn)入創(chuàng)建方法對(duì)話框，類型mill-contour，工序子程序?yàn)樯疃燃庸ぽ喞?。位置處的程序：選擇剛才創(chuàng)建的程序PROCRAM，刀具選擇剛才創(chuàng)建的T3D8R0，幾何體選擇剛才第一部的幾何體，方法選剛才創(chuàng)建的方法，名稱：ZLEVEL_PROFILE_3。點(diǎn)擊確定，進(jìn)入到深度加工輪廓銑對(duì)話框。

圖65 創(chuàng)建工序

圖66 切削區(qū)域選擇

（4）在刀軌設(shè)置里每刀的公共深度：殘余深度。點(diǎn)擊切削參數(shù)，進(jìn)入到切削參數(shù)對(duì)話框，在策略的切削中切削方向：順銑，切削順序:深度優(yōu)先。點(diǎn)擊確定，返回到深度加工輪廓銑對(duì)話框。

圖67 切削參數(shù)設(shè)定

（5）點(diǎn)擊進(jìn)給率和速度，進(jìn)入進(jìn)給率和速度對(duì)話框，主軸速度改為1000，點(diǎn)擊確定，返回到深度加工輪廓銑對(duì)話框。

（6）在操作中點(diǎn)擊生成，在點(diǎn)擊確認(rèn)，進(jìn)入到刀軌可視化對(duì)話框，選擇2D，點(diǎn)擊播放，結(jié)果如下圖所示。

圖68 生成的刀軌

圖69 2D仿真加工

（7）至此所有工序都完成了，導(dǎo)航器里會(huì)出現(xiàn)如下文件。

圖70 結(jié)果文件

第二篇：皮帶輪模擬運(yùn)動(dòng)仿真教程

皮帶輪模擬運(yùn)動(dòng)仿真教程~~（繼續(xù)圖文）

仿真的效果

第一步先畫(huà)皮帶輪和皮帶

要在皮帶的中間草繪條中心線

第二步畫(huà)個(gè)小圓柱，它的長(zhǎng)度比皮帶的寬度長(zhǎng)一點(diǎn)，直徑與皮帶厚度相同，用軸線和一個(gè)斷面為參照做一

個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)

第三步開(kāi)始裝配，先皮帶，用缺省或固定都可以

第四步做兩個(gè)基準(zhǔn)軸，等下放皮帶輪用

第五步放皮帶輪，用銷釘連接，這兩個(gè)簡(jiǎn)單就不仔細(xì)

說(shuō)明了

然后插入小圓柱，用槽連接

兩個(gè)對(duì)象分別為圓柱上的參照點(diǎn)和帶輪上草繪的曲線

選曲線的時(shí)候記得按ctrl把整條曲線都選上

第六步新設(shè)置一個(gè)平面連接，防止小圓柱亂動(dòng)

兩個(gè)面可以是圓柱上的端面和皮帶輪上的側(cè)面

出現(xiàn)連接失敗的時(shí)候把偏移里的重合改成偏距

這個(gè)小圓柱就定義好了，剛才說(shuō)讓圓柱的長(zhǎng)度大于皮帶的寬度就是為了看清楚點(diǎn)，防止被埋在里面

然后運(yùn)動(dòng)仿真 第七步選應(yīng)用程序里的機(jī)構(gòu)

然后選插入里的初始條件

第八步定義一個(gè)切向槽速度

選圓柱的那個(gè)槽連接，給它一個(gè)模，就是速度，這個(gè)

是線速度

第九步定義一個(gè)運(yùn)動(dòng)軸速度

選皮帶輪的銷釘連接

兩個(gè)皮帶輪都要定義

這些速度都要算一下，與上面的切向槽速度要匹配

第十步就可以分析了

選動(dòng)態(tài)和初始條件

運(yùn)行就可以了

第三篇：運(yùn)動(dòng)仿真總結(jié)

一.用于變形物體或特殊軌跡運(yùn)動(dòng)的物體

1.做關(guān)聯(lián)動(dòng)畫(huà)時(shí)，注意“會(huì)變形的零件”要在“裝配體中”（插入新零件）建模得到，好讓新零件與其他零件相應(yīng)部位關(guān)聯(lián)，從而使改變這些原有零件的位置重新建模后可以實(shí)現(xiàn)新零件的變形。

2．我們可以做個(gè)類似帶軌道的相機(jī)撬，然后讓動(dòng)作物體跟這個(gè)撬聯(lián)系，再讓撬動(dòng)起來(lái)，則物體相應(yīng)的就動(dòng)了起來(lái)。

3.做牽引塊帶動(dòng)的動(dòng)畫(huà)時(shí)，一般要先給個(gè)牽引塊的目標(biāo)鍵碼點(diǎn)，然后拖動(dòng)牽引塊到所需位置，右鍵替換這個(gè)鍵碼點(diǎn)，最后重新建模，才會(huì)出現(xiàn)動(dòng)畫(huà)效果。比如：在制作壓縮彈簧動(dòng)畫(huà)時(shí)，壓蓋就是牽引塊，要先給它個(gè)目標(biāo)鍵碼（時(shí)間線可以不到這里），然后拖動(dòng)牽引塊到目標(biāo)地點(diǎn)，替換鍵碼點(diǎn)，然后再重建模型。

4． 牽引快可以是跟裝配體無(wú)關(guān)的一個(gè)附加零件，作為輔助對(duì)象，提供一些裝配體其他零件不能提供的關(guān)聯(lián)關(guān)系，在錄制動(dòng)畫(huà)時(shí)隱藏就行了。比如：瓶子裝水。

5.在裝配體里，F(xiàn)eaturesManager的裝配體項(xiàng)右鍵單擊，在樹(shù)顯示下選擇查看配合與從屬關(guān)系，設(shè)計(jì)樹(shù)中顯示每個(gè)零件的配合，特征打包放置。

6.移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以通過(guò)添加尺寸約束，然后通過(guò)編輯尺寸值來(lái)實(shí)現(xiàn)，可以取代有些馬達(dá)。此操作要在動(dòng)畫(huà)窗口的模型樹(shù)中更改，否則無(wú)效。

7.要實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)可以通過(guò)編輯尺寸和馬達(dá)在同一段時(shí)間添加不同的運(yùn)動(dòng)，然后點(diǎn)擊計(jì)算運(yùn)動(dòng)算例圖標(biāo)。

8.關(guān)聯(lián)動(dòng)畫(huà)制作需更改模型樹(shù)中的東西時(shí)，要在動(dòng)畫(huà)窗口的模型樹(shù)中更改。要拖動(dòng)某零件時(shí)，也要在動(dòng)畫(huà)模式下拖動(dòng)，不能再模型模式下拖動(dòng)，否則做過(guò)的動(dòng)畫(huà)將出現(xiàn)零點(diǎn)不重合現(xiàn)象而報(bào)廢。

二.錄制技巧

1.錄制動(dòng)畫(huà)時(shí)采取默認(rèn)的設(shè)置效果還可以，并且視頻不大，用“全幀非壓縮”出來(lái)文件太大，播放不流暢。錄制時(shí)可以改變場(chǎng)景顏色，并將屏幕菜單欄都隱藏了，效果最好。三.鍵碼點(diǎn)

1.鍵碼點(diǎn)代表了零件的各種狀態(tài)，包括視圖鍵碼點(diǎn)也是，如果復(fù)制一個(gè)鍵碼點(diǎn)到一個(gè)位置，當(dāng)動(dòng)畫(huà)到這里時(shí)，相應(yīng)零件就是這個(gè)狀態(tài)。通過(guò)”復(fù)制粘貼“我們可以省掉好多重復(fù)性的工作，比如：我們可以讓一個(gè)東西轉(zhuǎn)一圈，再讓他轉(zhuǎn)好多圈，最后還能回到最初狀態(tài)。2.另外也可以讓它從不精確的狀態(tài)再恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)。比如我們壓縮彈簧，然后將彈簧壓縮，然后復(fù)制它原來(lái)的狀態(tài)到后面，那么就會(huì)形成伸展彈簧的效果。四.我們可以用一個(gè)機(jī)器的裝配體拆開(kāi)的過(guò)程“反過(guò)來(lái)錄制”讓它顯示裝配的過(guò)程，同時(shí)在加入零件的單個(gè)展示，最后將零件拋出視野。視野我們可以用相機(jī)視圖，就可以改變視角，加特寫(xiě)遠(yuǎn)近景等，使動(dòng)畫(huà)多樣化。四.相機(jī)撬

1.我們可以用相機(jī)撬來(lái)拉動(dòng)相機(jī)，從而展示一些模型或建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可以做某些部件的跟蹤拍攝。相機(jī)撬我們可以限制它的自由度從而使它的運(yùn)動(dòng)規(guī)則化，視角穩(wěn)定性大大提高。如果視角不好，我們還可以再次編輯相機(jī)撬，讓它有適當(dāng)?shù)奈恢谩?.相機(jī)撬要做成半個(gè)正方體，中間打三個(gè)相交圓孔，從而我們可以通過(guò)他們的軸線或邊線移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)相機(jī)撬，規(guī)則的控制其六個(gè)自由度。

3.只要相機(jī)撬運(yùn)動(dòng)軌跡做好了，切換到“相機(jī)視圖”隱藏相機(jī)撬，則視角就是相機(jī)拍攝視角。在做相機(jī)撬的運(yùn)動(dòng)軌跡期間，要“禁止視圖和屏幕”。做相機(jī)撬時(shí)要固定相機(jī)與其的三個(gè)關(guān)聯(lián)。

4.我們可以給相機(jī)撬做一個(gè)軌道，讓相機(jī)撬沿軌跡（道）走。五.光源

1.我們還可以在要特寫(xiě)的地方給出“線光源”，從而使特寫(xiě)更清楚，（多）點(diǎn)光源也可以用來(lái)做特殊的照明。六.相機(jī)及視圖

1.相機(jī)直接拍攝時(shí)注意要“禁用視圖和屏幕”選項(xiàng)，每次在一個(gè)需要改變視角的時(shí)候就對(duì)motion菜單欄里右鍵“相機(jī)n”，選“屬性”來(lái)編輯視角。也同時(shí)需要在“視圖和光源”上右鍵選擇“相機(jī)視圖”。2.我們可以用多個(gè)相機(jī)做鏡頭切換。

3.做動(dòng)畫(huà)時(shí)可以建立一系列視圖，然后做動(dòng)畫(huà)時(shí)一一選用，節(jié)省時(shí)間，增強(qiáng)效果。4.對(duì)于相機(jī)視圖，在一個(gè)鍵碼點(diǎn)處修改相機(jī)屬性，則修改后的視圖就屬于此鍵碼點(diǎn)，并不屬于全部鍵碼點(diǎn)。

5．做動(dòng)畫(huà)時(shí)一般要先做動(dòng)畫(huà)內(nèi)容，后作視圖內(nèi)容。6.不容易切換的拍攝角度可以用兩個(gè)相機(jī)來(lái)切換。七.軌跡線運(yùn)動(dòng)

1.我們可以用一個(gè)零件上的一點(diǎn)（或n個(gè)點(diǎn)）于一條曲線重合，然后拖動(dòng)零件運(yùn)動(dòng)，則可沿著曲線運(yùn)動(dòng)。但是不要一次性把零件從起始位置拖動(dòng)到終止位置，容易出錯(cuò)，中間最好多放些鍵碼點(diǎn)，一段一段來(lái)。

2．放置鍵碼點(diǎn)：要先將零件拖動(dòng)到所需位置，再放置鍵碼點(diǎn)。如果這段沒(méi)問(wèn)題新鍵碼點(diǎn)就會(huì)和前一個(gè)綠線連接。成功放一個(gè)鍵碼點(diǎn)后，緊接著將時(shí)間線拖過(guò)來(lái)，再放下一個(gè)。最后要進(jìn)行計(jì)算運(yùn)動(dòng)算例。八． 草圖仿真

1.用草圖做“草圖塊”，然后用約束關(guān)系來(lái)約束這些草圖塊，拖動(dòng)就可以運(yùn)動(dòng)了。九． 特別注意

1.注意如果在制作拖動(dòng)動(dòng)畫(huà)中間要保存，那么一定要在模型界面中保存，若在運(yùn)動(dòng)算例中保存，則會(huì)引起數(shù)據(jù)不一，從而出問(wèn)題。

十、一般經(jīng)驗(yàn)

1.我們要做一個(gè)很長(zhǎng)很復(fù)雜的動(dòng)畫(huà)仿真，我們可以將其分為多個(gè)段，一個(gè)一個(gè)做，然后將其連接即可。這樣我們要用到運(yùn)動(dòng)算例的復(fù)制，從而使我們的視圖過(guò)渡自然。

2.在進(jìn)行動(dòng)畫(huà)制作過(guò)程中，不能改變模型，否則運(yùn)動(dòng)算例零點(diǎn)狀態(tài)跟隨改變，形成不必要的錯(cuò)誤。

第四篇：基于UG的平面四連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)與仿真

畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

題目: 基于UG的平面四連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真

專業(yè)名稱 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 畢業(yè)時(shí)間

機(jī)電設(shè)備維修與管理

李小軍 季祥 2011年7月

畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)

指導(dǎo)教師：季祥

一、設(shè)計(jì)題目用

基于UG的空間四連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真

二、設(shè)計(jì)的目的

1）掌握UG的基本使用方法。

2）掌握四連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及虛擬裝配的方法。3）掌握UG中運(yùn)動(dòng)仿真的方法。

三、設(shè)計(jì)要求

1）平面四連桿機(jī)構(gòu)的三維造型。2）平面四連桿機(jī)構(gòu)的虛擬裝配

3）UG中平面四連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真。4）仿真結(jié)果的分析

四、完成的任務(wù)

要求說(shuō)明詳細(xì)，字跡工整，原理正確，圖紙規(guī)范，圖形清晰，符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，線條均勻。

（1）設(shè)計(jì)與繪制平面四連桿機(jī)構(gòu)，建立運(yùn)動(dòng)仿真的模型。（2）畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（8000以上）1）設(shè)計(jì)題目

2）四連桿機(jī)構(gòu)原理說(shuō)明

3）四連桿機(jī)構(gòu)的三維造型設(shè)計(jì)及虛擬裝配 4）UG的四連桿運(yùn)動(dòng)仿真 5）設(shè)計(jì)總結(jié)及改進(jìn)意見(jiàn) 6）主要參考資料

五、參考文獻(xiàn)

機(jī)械設(shè)計(jì)

高等教育出版社 主編

濮良貴 紀(jì)名剛 機(jī)械原理

高等教育出版社 主編

孫恒 陳作模

UG NX5.0中文版從入門(mén)到精通

機(jī)械工業(yè)出版社 主編

胡仁喜、康士廷、劉昌麗

目錄

摘要..........................................................................................................4 第1章 緒論............................................................................................5

1.1 UG NX5的功能模塊.............................................................5

1.1.1 UG NX5用戶界面......................................................5 1.1.2主要功能.........................................................................6 1.2 UG NX5的工作環(huán)境.............................................................9 1.3 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一般過(guò)程...........................................................12 1.4 三維造型設(shè)計(jì)步驟...............................................................13 第二章平面連桿機(jī)構(gòu)..........................................................................15

2.1 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式...................................................15 2.2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中曲柄存在的條件.......................................16 2.3 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化.............................................................17 第三章平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性......................................................20

3.1 四桿機(jī)構(gòu)的極位...................................................................20 3.2 四桿機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的急回特性...............................................20 3.3 平面連桿機(jī)構(gòu)的傳力特性...................................................20 3.4 死點(diǎn)位置...............................................................................21 第四章 四連桿的三維造型..................................................................22

4.1 機(jī)架的三維造型...................................................................22 4.2 連架桿1的三維造型...........................................................26 4.3 連架桿2的三維造型...........................................................28 4.4 連桿的三維造型...................................................................28 第五章 四連桿的虛擬裝配..................................................................31

5.1 進(jìn)入裝配模塊.......................................................................31

5.2 添加組件機(jī)架.......................................................................31 5.3 裝配連架桿1........................................................................32 5.4 裝配連架桿2........................................................................34 5.5 裝配連桿...............................................................................35 第六章

平面四連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真................................................40

6.1 新建仿真...............................................................................40 6.2 新建連桿...............................................................................41 6.3 創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)副...........................................................................43 第七章

平面四連桿的運(yùn)動(dòng)仿真分析................................................46

7.1 運(yùn)動(dòng)副圖表分析...................................................................46 7.2 死點(diǎn)位置...............................................................................49 結(jié)

論....................................................................................................51 致

謝....................................................................................................52 參考文獻(xiàn)................................................................................................53

摘要

UG NX是集CADCAECAM于一體的三維參數(shù)化軟件，也是當(dāng)今世界最先進(jìn)的設(shè)計(jì)軟件，它廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造、機(jī)械電子等工程領(lǐng)域。還有在系統(tǒng)創(chuàng)新、工業(yè)設(shè)計(jì)造型、無(wú)約束設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)、工程圖設(shè)計(jì)等方面的功能。

平面四連桿機(jī)構(gòu)是由低副（轉(zhuǎn)動(dòng)副）聯(lián)接而成的機(jī)構(gòu)，其主要特點(diǎn)是：由于低副為面接觸，壓強(qiáng)低、磨損量少，而且構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的表面是圓柱面或平面，制造方便，容易獲得較高精度；又由于這類機(jī)構(gòu)容易實(shí)現(xiàn)常見(jiàn)的轉(zhuǎn)動(dòng)、移動(dòng)及其轉(zhuǎn)換，所以獲得廣泛應(yīng)用。

本課題詳細(xì)的介紹了UG NX的功能模塊、工作環(huán)境、產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一般過(guò)程、三維造型設(shè)計(jì)步驟；平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中曲柄存在的條件、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性，以及使用UG對(duì)平面四連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行三維造型、虛擬裝配及運(yùn)動(dòng)仿真的方法。

關(guān)鍵字：

UG 四連桿

裝配

仿真

第1章 緒論

UG NX是Unigraphics Solutions公司推出的CAD/CAM/CAE于一體的三維參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件，在汽車、交通、航空航天、日用消費(fèi)品、通用機(jī)械及電子工業(yè)等工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到了大規(guī)模的應(yīng)用。

1.1 UG NX5的功能模塊

1.1.1 UG NX5用戶界面

圖 1-1 UG的用戶界面

圖 1-2 建模工作窗口

1.1.2主要功能

UG NX5軟件是由多個(gè)模塊組成的，主要包括CAD、CAM、CAE、注塑模、鈑金件、Web、管路應(yīng)用、質(zhì)量工程應(yīng)用、逆向工程等應(yīng)用模塊，其中每個(gè)功能模塊都以Gateway環(huán)境為基礎(chǔ)，它們之間既有聯(lián)系又相互獨(dú)立。

UG/Gateway UG/Gateway為所有UG NX產(chǎn)品提供了一個(gè)一致的、基于Motif的進(jìn)入捷徑，是用戶打開(kāi)NX進(jìn)入的第一個(gè)應(yīng)用模塊。Gateway是執(zhí)行其他交互應(yīng)用模塊的先決條件，該模塊為UG NX5的其他模塊運(yùn)行提供了底層統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)支持和一個(gè)圖形交互環(huán)境。它支持打開(kāi)已保存的部件文件、建立新的部件文件、繪制工程圖以及輸入輸出不同格式的文件等操作，也提供圖層控制、視圖定義和屏幕布局、表達(dá)式和特征查詢、對(duì) 6

象信息和分析、顯示控制和隱藏/再現(xiàn)對(duì)象等操作。

CAD模塊 1．實(shí)體建模

實(shí)體建模是集成了基于約束的特征建模和顯性幾何建模兩種方法，提供符合建模的方案，使用戶能夠方便地建立二維和三維線框模型、掃描和旋轉(zhuǎn)實(shí)體、布爾運(yùn)算及其表達(dá)式。實(shí)體建模是特征建模和自由形狀建模的必要基礎(chǔ)。

2．特征建模

UG特征建模模塊提供了對(duì)建立和編輯標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)特征的支持，常用的特征建模方法包括圓柱、圓錐、球、圓臺(tái)、凸墊及孔、鍵槽、腔體、倒圓角、倒角等。為了基于尺寸和位置的尺寸驅(qū)動(dòng)編輯、參數(shù)化定義特征，特征可以相對(duì)于任何其他特征或?qū)ο蠖ㄎ唬部梢员灰脧?fù)制，以建立特征的相關(guān)集。

3．自由形狀建模

UG自由形狀建模擁有設(shè)計(jì)高級(jí)的自由形狀外形、支持復(fù)雜曲面和實(shí)體模型的創(chuàng)建。它是實(shí)體建模和曲面建模技術(shù)功能的合并，包括沿曲線的掃描，用一般二次曲線創(chuàng)建二次曲面體，在兩個(gè)或更多的實(shí)體間用橋接的方法建立光滑曲面。還可以采用逆向工程，通過(guò)曲線/點(diǎn)網(wǎng)格定義曲面，通過(guò)點(diǎn)擬合建立模型。還可以通過(guò)修改曲線參數(shù)，或通過(guò)引入數(shù)學(xué)方程控制、編輯模型。

4．工程制圖

UG工程制圖模塊是以實(shí)體模型自動(dòng)生成平面工程圖，也可以利用曲線功能繪制平面工程圖。在模型改變時(shí)，工程圖將被自動(dòng)更新。制圖模塊提供自動(dòng)的視圖布局（包括基本視圖、剖視圖、向視圖和細(xì)節(jié)視圖等），可以自動(dòng)、手動(dòng)尺寸標(biāo)注，自動(dòng)繪制剖面線、形位公差和表面粗糙

度標(biāo)注等。利用裝配模塊創(chuàng)建的裝配信息可以方便地建立裝配圖，包括快速地建立裝配圖剖視、爆炸圖等。

5．裝配建模

UG裝配建模是用于產(chǎn)品的模擬裝配，支持“由底向上”和“由頂向下”的裝配方法。裝配建模的主模型可以在總裝配的上下文中設(shè)計(jì)和編輯，組件以邏輯對(duì)齊、貼合和偏移等方式被靈活地配對(duì)或定位，改進(jìn)了性能和減少存儲(chǔ)的需求。參數(shù)化的裝配建模提供為描述組件間配對(duì)關(guān)系和為規(guī)定共同創(chuàng)建的緊固件組和共享，使產(chǎn)品開(kāi)發(fā)并行工作。

MoldWizard模塊

MoldWizard是UGS公司提供的運(yùn)行在Unigraphics NX軟件基礎(chǔ)上的一個(gè)智能化、參數(shù)化的注塑模具設(shè)計(jì)模塊。MoldWizard為產(chǎn)品的分型、型腔、型芯、滑塊、嵌件、推桿、鑲塊、復(fù)雜型芯或型腔輪廓?jiǎng)?chuàng)建電火花加工的電極及模具的模架、澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)等提供了方便的設(shè)計(jì)途徑，最終可以生成與產(chǎn)品參數(shù)相關(guān)的、可用于數(shù)控加工的三維模具模型。

CAM模塊

UG/CAM模塊是UG NX的計(jì)算機(jī)輔助制造模塊，該模塊提供了對(duì)NC加工的CLSFS建立與編輯，提供了包括銑、多軸銑、車、線切割、鈑金等加工方法的交互操作，還具有圖形后置處理和機(jī)床數(shù)據(jù)文件生成器的支持。同時(shí)又提供了制造資源管理系統(tǒng)、切削仿真、圖形刀軌編輯器、機(jī)床仿真等加工或輔助加工。

產(chǎn)品分析模塊

UG產(chǎn)品分析模塊集成了有限元分析的功能，可用于對(duì)產(chǎn)品模型進(jìn)行受力、受熱后的變形分析，可以建立有限元模型、對(duì)模型進(jìn)行分析和對(duì)分析后的結(jié)果進(jìn)行處理。提供線性靜力、線性屈服分析、模擬分析和

穩(wěn)態(tài)分析。運(yùn)動(dòng)分析模塊用于對(duì)簡(jiǎn)化的產(chǎn)品模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。可以進(jìn)行機(jī)構(gòu)連接設(shè)計(jì)和機(jī)構(gòu)綜合，建立產(chǎn)品的仿真，利用交互式運(yùn)動(dòng)模式同時(shí)控制5個(gè)運(yùn)動(dòng)副，設(shè)計(jì)出包含任意關(guān)于注塑模中對(duì)熔化的塑料進(jìn)行流動(dòng)分析，以多種格式表達(dá)分析結(jié)果。注塑模流動(dòng)分析模塊用于注塑模中對(duì)熔化的塑料進(jìn)行流動(dòng)分析。具有前處理、解算和后處理的能力，提供強(qiáng)大的在線求解器和完整的材料數(shù)據(jù)庫(kù)。

1.2 UG NX5的工作環(huán)境

在初始界面中，單擊【標(biāo)準(zhǔn)】工具欄中的【新建】按鈕，或者選擇【文件】/【新建】選項(xiàng)，系統(tǒng)將彈出如圖1-1所示的【文件新建】對(duì)話框。

圖1-3 【文件新建】對(duì)話框

該對(duì)話框提供了3個(gè)選項(xiàng)卡：模型、圖紙和仿真。用戶可以根據(jù)需要選擇對(duì)應(yīng)的模板。首先選擇“模型”選項(xiàng)卡中的“模型”模板，然后在“新文件名”組框中的“名稱”文本框中輸入新文件名（UG NX5要求存盤(pán)目錄和文件名必須是英文字符），在“文件夾”文本框中選擇文件保存目錄，最后單擊【確定】按鈕，系統(tǒng)將彈出如圖1-2所示的NX5基

本界面。

圖1-4 UG的基本界面

NX5基本界面主要由標(biāo)題欄、菜單欄、工具欄、繪圖區(qū)、坐標(biāo)系圖標(biāo)、提示欄、狀態(tài)欄和資源導(dǎo)航器等部分組成。

1．標(biāo)題欄

標(biāo)題欄位于UG NX5用戶界面的最上方，用來(lái)顯示軟件名稱及版本號(hào)，以及當(dāng)前的模塊和文件名等信息，如果對(duì)部件已經(jīng)做了修改，但還沒(méi)進(jìn)行保存，其后面還會(huì)顯示“修改的”提示信息。

2．菜單欄

菜單欄位于標(biāo)題欄的下方，包括了該軟件的主要功能，每一項(xiàng)對(duì)應(yīng)一個(gè)UG NX5的功能類別。它們分別是文件、編輯、視圖、插入、格式、工具、裝配、信息、分析、首選項(xiàng)、窗口和幫助。每個(gè)菜單標(biāo)題提供一個(gè)下拉式選項(xiàng)菜單，菜單中會(huì)顯示所有與該功能有關(guān)的命令選項(xiàng)。

3．工具欄

UG NX5有很多工具欄的選擇，當(dāng)啟動(dòng)默認(rèn)設(shè)置時(shí)，系統(tǒng)只顯示其中的幾個(gè)，工具欄是一行圖符，每個(gè)圖符代表一個(gè)功能。工具欄與下拉菜單中的菜單項(xiàng)相對(duì)應(yīng)，執(zhí)行相同的功能，可以使用戶避免在菜單欄中

查找命令的繁瑣，方便操作。UG各功能模塊提供了許多使用方便的工具欄，用戶還可以根據(jù)自己的需要及顯示屏的大小對(duì)工具欄圖標(biāo)進(jìn)行設(shè)置。

4．提示欄

提示欄主要用于提示用戶如何操作，是用戶與計(jì)算機(jī)信息交互的主要窗口之一。在執(zhí)行每個(gè)命令時(shí)，系統(tǒng)都會(huì)在提示欄中顯示用戶必須執(zhí)行的動(dòng)作，或者提示用戶的下一個(gè)動(dòng)作。

5．狀態(tài)欄

狀態(tài)欄位于提示欄的右方，顯示有關(guān)當(dāng)前選項(xiàng)的消息或最近完成的功能信息，這些信息不需要回應(yīng)。

6．對(duì)話框軌道及其軌道夾

在UG NX5中，幾乎所有對(duì)話框都打開(kāi)在對(duì)話框軌道的預(yù)定義位置上，用戶可拖動(dòng)對(duì)話框軌道將軌道夾放置在所需的目標(biāo)位置上，也可單擊軌道夾臨時(shí)隱藏一個(gè)打開(kāi)的對(duì)話框。另外，可以單擊軌道夾中的松開(kāi)按鈕松開(kāi)對(duì)話框，讓它們浮在屏幕上，反之單擊夾住，使其鎖緊在軌道夾位置處。

7．繪圖區(qū)

繪圖區(qū)是UG創(chuàng)建、顯示和編輯圖形的區(qū)域，也是進(jìn)行結(jié)果分析和模擬仿真的窗口，相當(dāng)于工程人員平時(shí)使用的繪圖板。當(dāng)光標(biāo)進(jìn)入繪圖區(qū)后，指針就會(huì)顯示為選擇球。

8．坐標(biāo)系圖標(biāo)

在UG NX5的窗口左下角新增了絕對(duì)坐標(biāo)系圖標(biāo)。在繪圖區(qū)中央有一個(gè)坐標(biāo)系圖標(biāo)，該坐標(biāo)系稱為工作坐標(biāo)系WCS，它反映了當(dāng)前所使用的坐標(biāo)系形式和坐標(biāo)方向。

9．資源導(dǎo)航器

資源導(dǎo)航器用于瀏覽編輯創(chuàng)建的草圖、基準(zhǔn)平面、特征和歷史記錄等。在默認(rèn)情況下，資源導(dǎo)航器位于窗口的左側(cè)。通過(guò)選擇資源導(dǎo)航器上的圖標(biāo)可以調(diào)用裝配導(dǎo)航器、部件導(dǎo)航器、操作導(dǎo)航器、Internet、幫助和歷史記錄等。

1.3 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一般過(guò)程

在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該養(yǎng)成一種良好的產(chǎn)品設(shè)計(jì)習(xí)慣，這樣可以節(jié)省設(shè)計(jì)時(shí)間，降低設(shè)計(jì)成本，提高產(chǎn)品的市場(chǎng)響應(yīng)能力。在使用UG NX5軟件進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，需要了解產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程。

1．準(zhǔn)備工作

（1）閱讀相關(guān)設(shè)計(jì)的文檔資料，了解設(shè)計(jì)目標(biāo)和設(shè)計(jì)資源。（2）搜集可以被重復(fù)使用的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。（3）定義關(guān)鍵參數(shù)和結(jié)構(gòu)草圖。（4）了解產(chǎn)品裝配結(jié)構(gòu)的定義。（5）編寫(xiě)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)說(shuō)明書(shū)。

（6）建立文件目錄，確定層次結(jié)構(gòu)。

（7）將相關(guān)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)存入相應(yīng)的項(xiàng)目目錄中。2．設(shè)計(jì)步驟

（1）建立主要的產(chǎn)品裝配結(jié)構(gòu)。用自上而下的設(shè)計(jì)方法建立產(chǎn)品裝配結(jié)構(gòu)樹(shù)。如果有些以前的設(shè)計(jì)可以沿用，可以使用結(jié)構(gòu)編輯器將其納入產(chǎn)品裝配樹(shù)中。其他的一些標(biāo)準(zhǔn)零件，可以在設(shè)計(jì)階段后期加入到裝配樹(shù)中。因?yàn)榇蟛糠诌@類零件需要在主結(jié)構(gòu)完成后才能定形、定位。

（2）在裝配設(shè)計(jì)的頂層定義產(chǎn)品設(shè)計(jì)的主要控制參數(shù)和主要設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)描述（如草圖、曲線和實(shí)體模型等），這些模型數(shù)據(jù)將被下屬零件所引用，以進(jìn)行零件細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。同時(shí)這些數(shù)據(jù)也將用于最終產(chǎn)品的控制和修 12

改。

（3）根據(jù)參數(shù)和結(jié)構(gòu)描述數(shù)據(jù)，建立零件內(nèi)部尺寸關(guān)聯(lián)和部件間的特征關(guān)聯(lián)。

（4）用戶對(duì)不同的子部件和零件進(jìn)行細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。

（5）在零件細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該隨時(shí)進(jìn)行裝配層上的檢查，如裝配干涉、重量和關(guān)鍵尺寸等。

此外，也可以在設(shè)計(jì)過(guò)程中，在裝配頂層隨時(shí)增加一些主體參數(shù)，然后再將其分配到各個(gè)子部件或零件設(shè)計(jì)中。

1.4 三維造型設(shè)計(jì)步驟

1．理解設(shè)計(jì)模型

了解主要的設(shè)計(jì)參數(shù)、關(guān)鍵的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)約束等設(shè)計(jì)情況。2．主體結(jié)構(gòu)造型

建立模型的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，如主要輪廓，關(guān)鍵定位孔確定關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)對(duì)于建模過(guò)程起到關(guān)鍵作用。

對(duì)于復(fù)雜的模型，模型分解也是建模的關(guān)鍵。如果一個(gè)結(jié)構(gòu)不能直接用三維特征完成，則需要找到結(jié)構(gòu)的某個(gè)二維輪廓特征。然后用拉伸旋轉(zhuǎn)掃描的方法，或者自由形狀特征去建立模型。

UG允許用戶在一個(gè)實(shí)體設(shè)計(jì)上使用多個(gè)根特征，這樣，就可以分別建立多個(gè)主結(jié)構(gòu)，然后在設(shè)計(jì)后期對(duì)它們進(jìn)行布爾運(yùn)算。對(duì)于能夠確定的設(shè)計(jì)部分，先造型，不確定的部分放在造型的后期完成。

設(shè)計(jì)基準(zhǔn)（Datum）通常決定用戶的設(shè)計(jì)思路，好的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)將會(huì)幫助簡(jiǎn)化造型過(guò)程并方便后期設(shè)計(jì)的修改。通常，大部分的造型過(guò)程都是從設(shè)計(jì)基準(zhǔn)開(kāi)始的。

3．零件相關(guān)設(shè)計(jì)

UG允許用戶在模型完成之后再建立零件的參數(shù)關(guān)系，但更加直接的方法是在造型過(guò)程中直接引用相關(guān)參數(shù)。

困難的造型特征盡可能早實(shí)現(xiàn)。如果遇到一些造型特征實(shí)現(xiàn)較困難，盡可能將其放在前期實(shí)現(xiàn)，這樣可以盡早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并尋找替代方案。一般來(lái)說(shuō)，這些特征會(huì)出現(xiàn)在hollow、thicken、complex blending??特征上。

4．細(xì)節(jié)特征造型

細(xì)節(jié)特征造型放在造型的后期階段，一般不要在造型早期階段進(jìn)行這些細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，否則會(huì)大大加長(zhǎng)用戶的設(shè)計(jì)周期。

第二章平面連桿機(jī)構(gòu)

2.1 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式

鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)

所有運(yùn)動(dòng)副均為轉(zhuǎn)動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)稱為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，它是平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式，其他四桿機(jī)構(gòu)都可以看成是在它的基礎(chǔ)上演化而來(lái)的。選定其中一個(gè)構(gòu)件作為機(jī)架之后，直接與機(jī)架鏈接的構(gòu)件稱為連架桿，不直接與機(jī)架連接的構(gòu)件稱為連桿，能夠做整周回轉(zhuǎn)的構(gòu)件被稱作曲柄，只能在某一角度范圍內(nèi)往復(fù)擺動(dòng)的構(gòu)件稱為搖桿。在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，有的連架桿能做整周轉(zhuǎn)動(dòng)，有的則不能，兩構(gòu)件的相對(duì)回轉(zhuǎn)角為360 o的轉(zhuǎn)動(dòng)副稱為整轉(zhuǎn)副。整轉(zhuǎn)副的存在是曲柄存在的必要條件，按照連架桿是否可以做整周轉(zhuǎn)動(dòng)，可以將其分為三種基本形式，即曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，雙曲柄機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)。

曲柄搖桿機(jī)構(gòu)

鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的兩個(gè)連架桿中若一個(gè)為曲柄，另一桿為搖桿，則此機(jī)構(gòu)稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的功能是：將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為擺動(dòng)，或?qū)[動(dòng)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)動(dòng)。

圖 2-1 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)

(2)雙曲柄機(jī)構(gòu)

鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的兩個(gè)連架桿若都是曲柄，則為雙曲柄機(jī)構(gòu)。在雙曲柄機(jī)構(gòu)中，常見(jiàn)的還有正平行四邊形機(jī)構(gòu)（又稱正平行雙曲柄機(jī)構(gòu)）和反平行四邊形機(jī)構(gòu)（又稱反平行雙曲柄機(jī)構(gòu)）。雙曲柄機(jī)構(gòu)的功能是：將等速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為等速同向、不等速同向、不等速反向等多種轉(zhuǎn)動(dòng)。

圖2-2 平行四邊形機(jī)構(gòu)

圖 2-3 雙搖桿機(jī)構(gòu) 雙搖桿機(jī)構(gòu)

鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的兩個(gè)連架桿都是搖桿，則稱為雙搖桿機(jī)構(gòu)。雙搖桿機(jī)構(gòu)的功能是：將一種擺動(dòng)轉(zhuǎn)換為另一種擺動(dòng)。

圖 2-4 雙搖桿機(jī)構(gòu)

圖2-5 鶴式起重機(jī)

2.2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中曲柄存在的條件

在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，有的連架桿能做整周轉(zhuǎn)動(dòng)，有的則不能。兩構(gòu)件的相對(duì)回轉(zhuǎn)角為360o的轉(zhuǎn)動(dòng)副為整轉(zhuǎn)副。整轉(zhuǎn)副的存在條件是曲柄存 16

在的必要條件，而鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)三種基本形式的區(qū)別在于機(jī)構(gòu)中是否存在曲柄和有幾個(gè)曲柄，為此，需要明確整轉(zhuǎn)副和曲柄存在的條件。

（1）整轉(zhuǎn)副存在的條件——長(zhǎng)度條件

鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中有四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，其能否做整周轉(zhuǎn)動(dòng)，取決于四構(gòu)件的相對(duì)長(zhǎng)度。在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若最長(zhǎng)構(gòu)件長(zhǎng)度lmax與最短構(gòu)件長(zhǎng)度lmin之和小于或等于其余兩構(gòu)件長(zhǎng)度之和（其余兩構(gòu)件長(zhǎng)度分別為l1、l2）,則該機(jī)構(gòu)中必存在整轉(zhuǎn)副，且最短構(gòu)件兩端的轉(zhuǎn)動(dòng)副為整轉(zhuǎn)副。即整轉(zhuǎn)副存在的長(zhǎng)度條件為

lmax+lmin<=l1+l2 反之，若lmax+lmin>l1+l2，則機(jī)構(gòu)中沒(méi)有整轉(zhuǎn)副。（2）曲柄存在的條件

最短構(gòu)件與最長(zhǎng)構(gòu)件長(zhǎng)度之和小于或等于其余兩構(gòu)件長(zhǎng)度之和。連架桿與機(jī)架兩構(gòu)件中必有一個(gè)是四構(gòu)件中的最短桿。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的判別方法

在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中最短構(gòu)件與最長(zhǎng)構(gòu)件長(zhǎng)度之和小于或等于其余兩構(gòu)件長(zhǎng)度之和時(shí)：

a．取最短構(gòu)件相鄰的構(gòu)件作為機(jī)架，則該構(gòu)件為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)； b．若取最短構(gòu)件作為機(jī)架，則該機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)；

c．若取對(duì)短構(gòu)件對(duì)面的構(gòu)件作為機(jī)架，則該機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。②當(dāng)對(duì)短構(gòu)件與最長(zhǎng)構(gòu)件長(zhǎng)度之和大于其余兩構(gòu)件長(zhǎng)度之和時(shí)，則不論取那個(gè)構(gòu)件作為機(jī)架，機(jī)構(gòu)均為雙搖桿機(jī)構(gòu)。

2.3 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化

在實(shí)際應(yīng)用中還廣泛采用者滑塊四桿機(jī)構(gòu)，它是由鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)演化而來(lái)的，含有移動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)，稱為滑塊四桿機(jī)構(gòu)，常用的有曲柄 17

滑塊機(jī)構(gòu)，導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，搖塊機(jī)構(gòu)和定塊機(jī)構(gòu)幾種形式。

（1）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)

在如圖所示的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)曲柄1繞軸A轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鉸鏈C將往復(fù)擺動(dòng)。設(shè)將搖桿3做成滑塊形式，并使其沿原話導(dǎo)軌往復(fù)移動(dòng)，顯然其運(yùn)動(dòng)性質(zhì)并未發(fā)生改變；但此時(shí)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)已演化為曲線導(dǎo)軌的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。于是鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)將變?yōu)槌Ｒ?jiàn)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。

曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)中心至滑塊導(dǎo)路的距離e，稱為偏距，若e=0則將其稱為對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)；若e≠0則將其稱為偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。

設(shè)構(gòu)件AB的長(zhǎng)度為l1,構(gòu)件BC的長(zhǎng)度為l2，則保證桿AB桿成為曲柄的條件是：l1+e≤l2。

曲柄滑塊機(jī)構(gòu)用于轉(zhuǎn)動(dòng)與往復(fù)移動(dòng)之間的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換，廣泛應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)、空氣壓縮機(jī)、沖床和自動(dòng)送料機(jī)等機(jī)械設(shè)備中。

曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，若取不同構(gòu)件作為機(jī)架，則該機(jī)構(gòu)將演化為定塊機(jī)構(gòu)、搖塊機(jī)構(gòu)或?qū)U機(jī)構(gòu)等。

圖 2-6 四連桿機(jī)構(gòu)的演化

（a）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；（b）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)；（c）導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)

（2）定塊機(jī)構(gòu)

在圖所示曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，如果將滑塊作為機(jī)架，則曲柄滑塊機(jī)構(gòu)便演化為定塊機(jī)構(gòu)。

（3）搖塊機(jī)構(gòu)，如圖所示曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中若取2為固定構(gòu)件，則可得搖塊機(jī)構(gòu)，這種機(jī)構(gòu)廣泛用于液壓驅(qū)動(dòng)裝置中。

（4）導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)

如圖所示曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，若取構(gòu)件1作為機(jī)架，則曲柄滑塊機(jī)構(gòu)便演化為導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)中構(gòu)件4稱為導(dǎo)桿，滑塊3相對(duì)導(dǎo)桿滑動(dòng)，并和導(dǎo)桿一起繞A點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，一般取連桿2為原動(dòng)件。當(dāng)l1＜l2時(shí)，構(gòu)件2和構(gòu)件4都能做整周轉(zhuǎn)動(dòng)，此機(jī)構(gòu)稱為轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。

當(dāng)l1＞l2時(shí)，構(gòu)件2能做整周轉(zhuǎn)動(dòng)，構(gòu)件4只能在某一角度內(nèi)擺動(dòng)，則該機(jī)構(gòu)成為擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。

連桿機(jī)構(gòu)機(jī)傳動(dòng)特點(diǎn)

1.連桿機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)副一般均為低副，因?yàn)榈透眱稍貫槊娼佑|，故在傳遞同樣載荷的條件下，兩元素間的壓強(qiáng)較小，可以承受較大的載荷，而且?guī)缀涡螤詈?jiǎn)單便于加工制造。

2.在連桿機(jī)構(gòu)中，但原動(dòng)件以同樣的運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果改變各構(gòu)件的相對(duì)長(zhǎng)度關(guān)系，便可使從動(dòng)件得到不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

3.在連桿機(jī)構(gòu)中，連桿上不同點(diǎn)的軌跡是不同形狀的曲線（特稱為連桿曲線），而且隨著各構(gòu)件相對(duì)長(zhǎng)度關(guān)系的改變，這些連桿曲線的形狀也將改變，從而可以得到各種不同形狀的曲線，可以利用這些曲線來(lái)滿足不同軌跡的要求。

4．連桿機(jī)構(gòu)還可以方便的用來(lái)達(dá)到增力、擴(kuò)大行程和實(shí)現(xiàn)較遠(yuǎn)距離的傳動(dòng)等目的。

第三章平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性

3.1 四桿機(jī)構(gòu)的極位

曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，當(dāng)曲柄為原動(dòng)件作整周連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)件做往復(fù)擺動(dòng)或往復(fù)移動(dòng)的左右兩個(gè)極限位置稱為極位。

3.2 四桿機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的急回特性

如圖示,四桿機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的回程所用時(shí)間小于工作行程所用的時(shí)間，稱為該機(jī)構(gòu)急回特性。

圖 3-1 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的急回特性

急回特性用行程速比系數(shù)K表示極位夾角θ—— 從動(dòng)搖桿位于兩極限位置時(shí)，原動(dòng)件兩位置所夾銳角。θ越大，K越大，急回特性越明顯。急回特性能滿足某些機(jī)械的工作要求，如牛頭刨床和插床，工作行程要求速度慢而均勻以提高加工質(zhì)量，空回行程要求速度快以縮短非工作時(shí)間，提高工作效率。

3.3 平面連桿機(jī)構(gòu)的傳力特性

傳動(dòng)角與壓力角：如圖示在機(jī)構(gòu)處于某一定位置時(shí)，從動(dòng)件上作用力與作用點(diǎn)絕對(duì)速度方向所夾的銳角α稱為壓力角。壓力角的余角γ（γ=90 o-α）作為機(jī)構(gòu)的傳力特性參數(shù)，故稱為傳動(dòng)角。

在四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，壓力角和傳動(dòng)角是變化的，為使機(jī)構(gòu)具有良好的傳力特性應(yīng)使壓力角越小越好，傳動(dòng)角越大越好。

通常規(guī)定：

αmax ≤ [α] —— 許用壓力角

或

γmin ≤ [γ] —— 許用傳動(dòng)角

最小傳動(dòng)角γmin 出現(xiàn)的位置： 曲柄與機(jī)架的兩個(gè)共線位置，如圖示同理，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)最小傳動(dòng)角出現(xiàn)在曲柄與導(dǎo)路垂直位置。

圖 3-2 平面連桿機(jī)構(gòu)的傳力特性 3.4 死點(diǎn)位置

當(dāng)機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，出現(xiàn)傳動(dòng)角為零時(shí)（或壓力角為90°），由于Pt = 0，則無(wú)論P(yáng)力多大，均不能驅(qū)動(dòng)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)。這種“頂死”的現(xiàn)象稱為機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置。死點(diǎn)出現(xiàn)在兩類機(jī)構(gòu)中:(1)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中，作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件為主動(dòng)件時(shí)，曲柄與連桿共線位置會(huì)出現(xiàn)死點(diǎn)。

(2)平行四邊形機(jī)構(gòu)中,當(dāng)主動(dòng)曲柄與機(jī)架共線時(shí)，連桿也與輸出曲柄與機(jī)架重合，從動(dòng)件曲柄上傳動(dòng)角等于零，它將可能朝兩個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，也稱為死點(diǎn)位置。

第四章 四連桿的三維造型

4.1 機(jī)架的三維造型

打開(kāi)UG5.0，新建文件。點(diǎn)擊新建按鈕，系統(tǒng)彈出文件新建對(duì)話框。在名稱文本框中輸入文件名稱jijia；單擊確定，進(jìn)入建模環(huán)境。

圖 4-1 新建對(duì)話框

單擊長(zhǎng)方體按鈕輸入長(zhǎng)度10，寬度288，高度20。

圖 4-2 特征工具欄

圖4-3 長(zhǎng)方體對(duì)話框

圖4-4 新建長(zhǎng)方體

選擇邊倒圓按鈕，輸入半徑10，在長(zhǎng)方體兩邊倒圓。

圖 4-5 特征操作工具欄

圖 4-6 邊倒圓對(duì)話框

圖 4-7邊倒圓后的長(zhǎng)方體

選擇圓柱體按鈕，在長(zhǎng)方體兩邊建立兩個(gè)圓柱凸臺(tái)，輸入高度5，圓的直徑20 24

圖 4-8 圓柱對(duì)話框

圖 4-9 在兩端加圓柱體凸臺(tái)

選擇圓柱體按鈕，在凸臺(tái)上建立兩個(gè)圓形孔。

圖 4-10 機(jī)架

4.2 連架桿1的三維造型

新建文件系統(tǒng)彈出文件新建對(duì)話框。在名稱文本框中輸入文件名稱lianjiagan；單擊確定，進(jìn)入建模環(huán)境。

圖 4-11 新建對(duì)話框

單擊長(zhǎng)方體按鈕，輸入長(zhǎng)度10，寬度200，高度20，單擊確定按鈕。

圖 4-12 長(zhǎng)方體對(duì)話框

單擊邊倒圓按鈕，在長(zhǎng)方體兩邊倒圓，半徑輸入10。

圖 4-13 邊倒圓后的長(zhǎng)方體

在一端建立凸臺(tái)，高度20，直徑10。如圖4-14

圖 4-14在一端建立凸臺(tái)

在另一端建立一個(gè)直徑20高度為5的圓柱體，在圓柱體上面建立凸臺(tái)，直徑10，高度15。

圖 4-15建立凸臺(tái)

圖4-16 連架桿1 4.3 連架桿2的三維造型

1、新建文件系統(tǒng)彈出文件新建對(duì)話框。在名稱文本框中輸入文件名稱lianjiagan；單擊確定，進(jìn)入建模環(huán)境。

2、單擊長(zhǎng)方體按鈕，輸入長(zhǎng)度10，寬度112，高度20，單擊確定按鈕。

3、單擊邊倒圓按鈕，在長(zhǎng)方體兩邊倒圓，半徑輸入10。

4、在一端建立凸臺(tái)，高度20，直徑10。

在另一端建立一個(gè)直徑20高度為5的圓柱體，在圓柱體上面建立凸臺(tái)，直徑10，高度15。

圖 4-17 連架桿2 4.4 連桿的三維造型

新建文件，系統(tǒng)彈出文件新建對(duì)話框，在名稱文本框中輸入名稱liangan，單擊確定，進(jìn)入建模環(huán)境。

圖 4-18 新建對(duì)話框

單擊長(zhǎng)方體按鈕，輸入長(zhǎng)度10，寬度208，高度20，單擊確定。

圖 4-19 長(zhǎng)方體對(duì)話框

選擇邊倒圓按鈕，在兩邊倒圓，輸入半徑10。

圖 4-20 邊倒圓后的長(zhǎng)方體

在兩邊建立兩個(gè)直徑10的孔。

圖 4-21 連桿

第五章 四連桿的虛擬裝配

5.1 進(jìn)入裝配模塊

1．啟動(dòng)UG NX，新建一個(gè)文件。2．單擊【標(biāo)準(zhǔn)】工具欄中的選擇【裝配】命令，進(jìn)入裝配模塊。

按鈕，在彈出的下拉菜單中5.2 添加組件機(jī)架

在菜單欄中選擇【裝配】【組件】【添加組件】命令，或者單擊裝配工具欄中的按鈕，彈出【添加組件】對(duì)話框，如圖所示。單擊按鈕，彈出【部件名】對(duì)話框，根據(jù)組件的存放路徑選擇組件機(jī)架jijia.prt，單擊單擊按鈕，返回到【添加組件】對(duì)話框設(shè)置定位為“絕對(duì)原點(diǎn)”，按鈕，將實(shí)體定位于原點(diǎn)，結(jié)果如圖所示。

圖 5-1 添加組件對(duì)話框

圖5-2 添加機(jī)架

5.3 裝配連架桿1 以“配對(duì)”的定位方式打開(kāi)連架桿1組件lianjiagan1.prt，單擊按鈕進(jìn)入配對(duì)條件對(duì)話框。

圖5-3 配對(duì)條件對(duì)話框

單擊配對(duì)按鈕選擇如圖5-4所示紅色的面，再選中如圖5-5所示紅色的面，單擊確定按鈕。

單擊 按鈕選擇圖5-6所示的紅色的面，再選中如圖5-7所示的紅

色的面，單擊確定按鈕，最后得到如圖5-8所示

圖 5-4裝配關(guān)系

圖 5-5裝配關(guān)系

圖 5-6裝配關(guān)系

圖 5-7裝配關(guān)系

圖 5-8 裝配連架桿1 5.4 裝配連架桿2 同裝配連架桿1，以“配對(duì)”方式打開(kāi)連架桿2組件lianjiagan2.prt，單擊按鈕，裝配結(jié)果如圖5-9所示。

圖 5-9 裝配連架桿2 5.5 裝配連桿

同裝配連架桿（1）/(2)一樣以“配對(duì)”方式打開(kāi)連桿組件liangan.prt，單擊配對(duì)按鈕，進(jìn)入配對(duì)條件對(duì)話框如圖所示，單擊配對(duì)類型里面的按鈕，選擇如圖5-11所示的紅色的面，再選中如圖5-12所示的按鈕，再單擊中心

按鈕，選擇如圖5-13所示

按鈕，再單紅色的面，單擊的紅色的面，再選中如圖5-14所示的紅色的面，單擊擊按鈕，選擇如圖5-15所示紅色的面，再選中如圖5-16所示紅色的按鈕，再單擊

按鈕，得到最終裝配圖如圖5-17所面單擊示。

圖 5-10 “配對(duì)條件”對(duì)話框

圖 5-11裝配關(guān)系

圖 5-12裝配關(guān)系

圖 5-13裝配關(guān)系

圖 5-14裝配關(guān)系

圖 5-15裝配關(guān)系

圖 5-16裝配關(guān)系

圖 5-17 完成的裝配圖

第六章

平面四連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真

平面四連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析，就是對(duì)機(jī)構(gòu)上的某點(diǎn)的位移、軌跡、速度、加速度進(jìn)行分析，根據(jù)原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，求解出從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。平面四連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)方法有很多，傳統(tǒng)的有圖解法、解析法和實(shí)驗(yàn)法。

通過(guò)UG NX軟件，對(duì)平面四連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行三維建模，通過(guò)預(yù)先給定尺，之后建立相應(yīng)的連桿、運(yùn)動(dòng)副及運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)，對(duì)建立的運(yùn)動(dòng)模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，給出構(gòu)件上某點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡及速度和加速度變化的規(guī)律曲線，用圖形和動(dòng)畫(huà)來(lái)模擬機(jī)構(gòu)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)過(guò)程，這是傳統(tǒng)的分析方法所不能比擬的。

運(yùn)動(dòng)仿真是基于時(shí)間的一種運(yùn)動(dòng)形式，即在指定的時(shí)間段中運(yùn)動(dòng)，UG的仿真分析過(guò)程分3個(gè)階段進(jìn)行：前處理(創(chuàng)建連桿、運(yùn)動(dòng)副和定義運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng))；求解(生成內(nèi)部數(shù)據(jù)文件)；后處理(分析處理數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)化成電影文件、圖表和報(bào)表文件)。

6.1 新建仿真

打開(kāi)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)航器，在文件名上右擊新建仿真，選擇動(dòng)力學(xué)，單擊確定按鈕

圖 6-1 運(yùn)動(dòng)導(dǎo)航器

圖 6-2 環(huán)境對(duì)話框

6.2 新建連桿

單擊按鈕，打開(kāi)新建連桿對(duì)話框，如圖所示

圖 6-3連桿對(duì)話框

選中連桿1，點(diǎn)擊創(chuàng)建連桿loo1，再選中連桿2點(diǎn)擊創(chuàng)建連桿loo2，再選中連桿3點(diǎn)擊擊

創(chuàng)建連桿loo3，再選中連桿4點(diǎn)創(chuàng)建連桿loo4，最后單擊取消。打開(kāi)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)航器

在運(yùn)動(dòng)導(dǎo)航器里面可以看到新建的四個(gè)連桿，在連桿4上面右擊選擇固定連桿，把連桿4設(shè)置成固定的。如圖所示

圖 6-4 運(yùn)動(dòng)導(dǎo)航器中顯示的連桿

圖 6-5 固定連桿loo4

6.3 創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)副

考慮到連桿與連桿之間考旋轉(zhuǎn)副連接均作，將建立4個(gè)運(yùn)動(dòng)副，其中有2個(gè)運(yùn)動(dòng)副固定，為了使4個(gè)連桿的運(yùn)動(dòng)有連貫性，必須在創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)副時(shí)，在各連桿之間建立聯(lián)系，使各部件運(yùn)動(dòng)結(jié)成一個(gè)整體。

單擊打開(kāi)創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)副對(duì)話框，如圖所示，選擇連桿1，創(chuàng)建旋

按鈕創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)副。轉(zhuǎn)副指定驅(qū)動(dòng)類型為恒定初速度為10單擊 43

圖 6-6 運(yùn)動(dòng)副對(duì)話框

圖 6-7 設(shè)置驅(qū)動(dòng)類型

選擇連桿2，在咬合連桿上打上勾，讓其咬合連桿1，如圖所示。單擊按鈕創(chuàng)建第二個(gè)運(yùn)動(dòng)副。

圖6-8 創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)副對(duì)話框

選中連桿3，在咬合連桿上打上勾，讓你咬合連桿2。單擊鈕，創(chuàng)建第三個(gè)運(yùn)動(dòng)副。

按選中連桿3，在連桿3和連桿4咬合的中心建立旋轉(zhuǎn)副，如圖所示。單擊按鈕，創(chuàng)建第四個(gè)運(yùn)動(dòng)副。

圖 6-9 運(yùn)動(dòng)副對(duì)話框

圖 6-10 解算方案對(duì)話框

單擊下的通過(guò)按按鈕進(jìn)行解算，設(shè)置時(shí)間為100，步數(shù)為100，勾選步數(shù)進(jìn)行解算，點(diǎn)擊確定進(jìn)行解算。

經(jīng)過(guò)解算，可對(duì)平面四桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真顯示及其相關(guān)的后處理，通過(guò)動(dòng)畫(huà)可以觀察機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，并可以隨時(shí)暫停、倒退，選擇動(dòng)畫(huà)中的軌跡選項(xiàng)，可以觀察機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，還可以生成指定標(biāo)記點(diǎn)的位移、速度、加速度等規(guī)律曲線。

第七章

平面四連桿的運(yùn)動(dòng)仿真分析

我們知道，連桿上轉(zhuǎn)動(dòng)副為周轉(zhuǎn)副的條件是：最短桿長(zhǎng)度+最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和≤其余兩桿長(zhǎng)度之和：組成該周轉(zhuǎn)副的兩桿中必有一桿位最短桿。

分析：由預(yù)先給定的連桿長(zhǎng)度數(shù)據(jù)，連桿1長(zhǎng)度+機(jī)架長(zhǎng)度≤其余兩桿長(zhǎng)度之和；所以轉(zhuǎn)動(dòng)副連桿1和機(jī)架之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副為周轉(zhuǎn)副，連桿1為曲柄，所以該機(jī)構(gòu)應(yīng)該為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。點(diǎn)擊運(yùn)動(dòng)仿真可以看到連桿正如分析的一樣周轉(zhuǎn)起來(lái)，確實(shí)是個(gè)曲柄。

7.1 運(yùn)動(dòng)副圖表分析

曲柄（連桿1）為原動(dòng)件，在其轉(zhuǎn)動(dòng)一周后，有兩次與連桿2共線，如圖所示。

這時(shí)搖桿（連桿3）分別處于兩個(gè)被稱為極位的位置，當(dāng)曲柄以等角速轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，搖桿將在兩個(gè)極位之間擺動(dòng)，而且較明顯地看到從一個(gè)極位到另一個(gè)極位要用的時(shí)間長(zhǎng)，這就是搖桿的急回特性。

擺桿角速度變化

為了用UG定量地說(shuō)明搖桿的急回特性，可以用UG中的Graphing功能，選定連桿2與連桿3構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)副，Y軸屬性請(qǐng)求選擇速度，分量選擇角度幅值，即表示角速度，接著點(diǎn)擊確定輸出圖標(biāo)，即可得出如圖7-3所示圖標(biāo)。從表可以知道，擺桿從曲柄和連桿重合位置到曲柄和連桿共線位置需要20s，從曲柄和連桿共線到曲柄和連桿重合需要16s，從時(shí)間上說(shuō)明了擺桿的急回特性。

圖 7-3擺桿角速度變化曲線

運(yùn)動(dòng)副1的分析

因?yàn)闄C(jī)架是固定不動(dòng)的，所以運(yùn)動(dòng)副1的角速度應(yīng)該為0，如圖所示

圖 7-4 機(jī)架的角速度的變化曲線

運(yùn)動(dòng)副2的分析

運(yùn)動(dòng)副2設(shè)置的是恒定角速度為10度/秒，由圖7-5所示可以看出其

角速度為10度/秒

圖 7-5 曲柄的角速度變化曲線

運(yùn)動(dòng)副3的分析

圖 7-6 連桿的角速度變化曲線

運(yùn)動(dòng)副5的分析

圖 7-7 擺桿角速度變化曲線

從表可以知道，擺桿從曲柄和連桿重合位置到曲柄和連桿共線位置需要20s，從曲柄和連桿共線到曲柄和連桿重合需要16s，從時(shí)間上說(shuō)明了擺桿的急回特性。

7.2 死點(diǎn)位置

當(dāng)搖桿為主動(dòng)件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析時(shí)，在如圖所示的兩個(gè)位置會(huì)出現(xiàn)不能使曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)的“頂死”現(xiàn)象，機(jī)構(gòu)的這種位置稱為死點(diǎn)。在一些運(yùn)動(dòng)中我們應(yīng)盡量避免這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，為了使機(jī)構(gòu)能順利地通過(guò)死點(diǎn)而正常運(yùn)轉(zhuǎn)，可以采取組合機(jī)構(gòu)或者采用安裝飛輪加大慣性的方法，借慣性作用使機(jī)構(gòu)闖過(guò)死點(diǎn)。

第五篇：數(shù)控加工仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告

數(shù)控技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)名稱：數(shù)控加工仿真系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)日期：2012-1-9

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、學(xué)會(huì)運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，模擬數(shù)控車床、數(shù)控銑床完成零件加工的全過(guò)程；

2、在宇龍數(shù)控仿真系統(tǒng)中進(jìn)行加工仿真實(shí)驗(yàn)；

3、為后續(xù)的“數(shù)控編程實(shí)訓(xùn)”，實(shí)地操作數(shù)控機(jī)床進(jìn)行數(shù)控加工，積累和打下操作技能訓(xùn)練的基礎(chǔ)。

二、實(shí)驗(yàn)基本要求

1、熟悉并掌握FANUC 0i系統(tǒng)仿真軟件面板操作過(guò)程；

2、按給定車削零件圖樣，編制加工程序，在計(jì)算機(jī)上運(yùn)用仿真軟件，進(jìn)行模擬加工；

3、按給定銑削零件圖樣，編制加工程序，在計(jì)算機(jī)上運(yùn)用仿真軟件，進(jìn)行模擬加工。

三、仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)備

1、待加工零件圖紙參數(shù)

2、宇龍數(shù)控仿真系統(tǒng)軟件、操作電腦

四、主要操作步驟

第一部分：

1、啟動(dòng)宇龍數(shù)控仿真系統(tǒng)軟件，選擇合適的機(jī)床類型，根據(jù)待加工圖樣定義毛胚零件，正確裝夾毛胚零件并安放在機(jī)床。

2、選擇合適的加工刀具。

3、激活機(jī)床。檢查急停按鈕是否松開(kāi)，若未松開(kāi)，點(diǎn)擊急停按鈕，將其松開(kāi)。按下操作面板上的“啟動(dòng)”按鈕，加載驅(qū)動(dòng)，當(dāng)“機(jī)床電機(jī)”和“伺服控制”指示燈亮，表示機(jī)床已被激活。

4、機(jī)床回參考點(diǎn)。在回零指示狀態(tài)下選擇操作面板上的X軸，點(diǎn)擊“+”按鈕，使X軸回零，回零后相應(yīng)操作面板上“X原點(diǎn)燈”的指示燈變亮，同時(shí)LCD上的X坐標(biāo)變?yōu)椤?.000”。相應(yīng)的調(diào)整機(jī)床依次使Y，Z軸回零。機(jī)床回零結(jié)束后LCD顯示的坐標(biāo)值（XYZ：0.000,0.000,0.000），操作面板指示燈亮為回零狀態(tài)。機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件（銑床主軸、車床刀架）返回到機(jī)床參考點(diǎn)。

5、對(duì)刀，實(shí)驗(yàn)中選用剛性芯棒進(jìn)行對(duì)刀。剛性芯棒采用檢查塞尺松緊的方式對(duì)刀，同時(shí)將基準(zhǔn)工具放置在零件的左側(cè)（正面視圖）對(duì)刀方式。

6、X軸方向?qū)Φ叮狐c(diǎn)擊機(jī)床操作面板中手動(dòng)操作按鈕，將機(jī)床切換到JOG狀態(tài)，進(jìn)

（4）按LCD畫(huà)面軟鍵【操作】，再點(diǎn)擊畫(huà)面軟鍵，再按畫(huà)面【READ】對(duì)應(yīng)軟件；（5）在MDI鍵盤(pán)在輸入域鍵入文件名：O1111；

（6）點(diǎn)擊[EXEC]對(duì)應(yīng)軟鍵，直接導(dǎo)入數(shù)控程序：O1111，并在LCD屏顯示。

6、仿真零件加工程序代碼如下： O1111;G54 G00 X-10.Y-10.Z100.;T01;M03 S500;G43 G00 Z5.H01;G01 Z-2.F100;G41 G01 X0.Y-5.D01;Y40.;X40.Y60.;G02 X80.Y20.R40.;G02 X60.Y0.R20.;G01 X-5.;G40 G00 X-10.Y-10.;G49 G00 Z100.M05;M30;

7、仿真零件加工圖樣如下：