產(chǎn)品三維建模與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（SolidWorks）課件：攪拌器的運(yùn)動(dòng)仿真和分析

攪拌器的運(yùn)動(dòng)仿真和分析一、碰撞檢查碰撞檢查是指在移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)零部件過(guò)程中檢查整個(gè)裝配體或者所選零部件之間的碰撞沖突。以滑塊機(jī)構(gòu)碰撞檢查為例，其操作步驟如下：1.打開(kāi)“素材\組件裝配\任務(wù)4\滑塊機(jī)構(gòu)”中的裝配體文件，在“裝配體”選項(xiàng)卡中單擊“移動(dòng)零部件”按鈕，彈出“移動(dòng)零部件”屬性管理器。知識(shí)準(zhǔn)備2.在“選項(xiàng)”欄內(nèi)選擇“碰撞檢查”，其他選項(xiàng)保持默認(rèn)，如下圖所示。選擇碰撞檢查使用光標(biāo)拖動(dòng)“主動(dòng)桿”，使其轉(zhuǎn)動(dòng)，如下圖所示。拖動(dòng)主動(dòng)桿進(jìn)行碰撞檢查如主動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)期間停止則說(shuō)明該機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有碰撞干涉，如在轉(zhuǎn)動(dòng)期間沒(méi)有停止則說(shuō)明該機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有碰撞干涉，完成碰撞檢查后單擊“確定”按鈕，退出碰撞檢查。二、運(yùn)動(dòng)算例1.運(yùn)動(dòng)算例界面運(yùn)動(dòng)算例是裝配體模型運(yùn)動(dòng)的圖形模擬，可以實(shí)現(xiàn)SolidWorks三維模型的虛擬運(yùn)動(dòng)，并且通過(guò)錄制產(chǎn)品的模擬裝配過(guò)程、模擬拆卸過(guò)程和模擬運(yùn)行過(guò)程，將設(shè)計(jì)者的意圖更好地傳達(dá)給客戶(hù)，以便更加有效地交流設(shè)計(jì)思想、促進(jìn)多方設(shè)計(jì)人員的協(xié)同工作。運(yùn)動(dòng)算例界面運(yùn)動(dòng)算例不更改裝配體模型或其屬性，其界面如下圖所示，包括MotionManager工具欄、MotionManager模型樹(shù)、時(shí)間線(xiàn)、時(shí)間欄、更改欄等。運(yùn)動(dòng)算例具有動(dòng)畫(huà)、基本運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)分析三種類(lèi)型，其用途如下：（1）動(dòng)畫(huà)：可使用動(dòng)畫(huà)來(lái)演示裝配體的運(yùn)動(dòng)。例如添加馬達(dá)（本書(shū)中的馬達(dá)即為電動(dòng)機(jī)）來(lái)驅(qū)動(dòng)裝配體一個(gè)或多個(gè)零件運(yùn)動(dòng)。（2）基本運(yùn)動(dòng)：可使用基本運(yùn)動(dòng)在裝配體上模仿馬達(dá)、彈簧、碰撞，以及引力，基本運(yùn)動(dòng)在計(jì)算運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)考慮到質(zhì)量。（3）運(yùn)動(dòng)分析（Motion分析）：SolidWorksMotion是SolidWorks自帶插件之一，可分析裝配體上運(yùn)動(dòng)單元的運(yùn)動(dòng)效果。Motion分析計(jì)算能力強(qiáng)大，在計(jì)算時(shí)會(huì)考慮到材料屬性、質(zhì)量及慣性。2.添加馬達(dá)馬達(dá)能為零部件添加動(dòng)力，使其能夠運(yùn)動(dòng)。馬達(dá)有線(xiàn)性馬達(dá)和旋轉(zhuǎn)馬達(dá)兩種類(lèi)型。以滑塊機(jī)構(gòu)添加旋轉(zhuǎn)馬達(dá)為例，其操作步驟如下：（1）單擊繪圖區(qū)下部的運(yùn)動(dòng)算例選項(xiàng)卡，切換到運(yùn)動(dòng)算例界面，單擊MotionManager工具欄中的“馬達(dá)”按鈕，彈出“馬達(dá)”屬性管理器。（2）在屬性管理器的“馬達(dá)類(lèi)型”欄中，單擊“旋轉(zhuǎn)馬達(dá)”按鈕，為滑塊機(jī)構(gòu)添加旋轉(zhuǎn)類(lèi)型的馬達(dá)。（3）在“運(yùn)動(dòng)”欄中，選擇“馬達(dá)類(lèi)型”為“等速”，馬達(dá)的轉(zhuǎn)速設(shè)置為“12RPM”，如下圖所示，單擊“確定”按鈕，生成馬達(dá)。馬達(dá)參數(shù)設(shè)置（4）單擊“馬達(dá)位置”顯示框，然后在繪圖區(qū)中單擊主動(dòng)桿的圓柱面如下圖所示，將其指定為添加馬達(dá)的位置（馬達(dá)的方向采用默認(rèn)的順時(shí)針?lè)较颍ｑR達(dá)位置和轉(zhuǎn)向（5）單擊MotionManager工具欄中的“計(jì)算”按鈕，觀察滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)畫(huà)。3.運(yùn)動(dòng)分析啟動(dòng)SolidWorksMotion插件后方可使用運(yùn)動(dòng)分析。運(yùn)動(dòng)分析的操作步驟如下：?jiǎn)螕鬗otionManager工具欄中的“算例類(lèi)型”下拉選項(xiàng)，將“動(dòng)畫(huà)”類(lèi)型改為“motion分析”類(lèi)型，然后添加馬達(dá)以及阻尼、彈簧、力、引力等參數(shù)后，單擊工具欄中的“計(jì)算”按鈕即可進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。4.仿真求解運(yùn)動(dòng)分析完成后，可以對(duì)結(jié)果進(jìn)行后處理，分析計(jì)算的結(jié)果和進(jìn)行圖解，如對(duì)運(yùn)動(dòng)零部件的位移、速度、加速度以及力等進(jìn)行分析。以分析滑塊機(jī)構(gòu)的連桿角速度為例，其操作步驟如下：?jiǎn)螕鬗otionManager工具欄中“結(jié)果和圖解”按鈕，彈出“結(jié)果”屬性管理器，在“結(jié)果”欄中的“選取類(lèi)別”下拉選項(xiàng)中，選擇“位移/速度/加速度”，在“選取子類(lèi)別”下拉選項(xiàng)框中，選擇“角速度”，在“選取結(jié)果分量”下拉選項(xiàng)中，選擇“幅值”，如下圖所示。結(jié)果分析參數(shù)設(shè)置在繪圖區(qū)連桿上選擇一面，如下圖所示。選擇連桿單擊“確定”按鈕后將顯示角速度，如下圖所示。連桿角速度一、碰撞檢查1.打開(kāi)攪拌器的裝配體啟動(dòng)SolidWorks軟件后，單擊“打開(kāi)”按鈕，打開(kāi)“素材\組件裝配\任務(wù)4\攪拌器\攪拌器.SLDASM”文件，如下圖所示。任務(wù)實(shí)施打開(kāi)攪拌器2.碰撞檢查（1）在“裝配體”選項(xiàng)卡中單擊“移動(dòng)零部件”按鈕，彈出“移動(dòng)零部件”屬性管理器，在“選項(xiàng)”欄內(nèi)選擇“碰撞檢查”，其他選項(xiàng)保持默認(rèn)，如下圖所示。選擇碰撞檢查（2）使用光標(biāo)拖動(dòng)“主動(dòng)桿”，使其轉(zhuǎn)動(dòng)，如下圖所示。主動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)期間有停止，說(shuō)明攪拌器在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有碰撞干涉，經(jīng)檢查從動(dòng)桿和攪拌池距離太近。拖動(dòng)主動(dòng)桿旋轉(zhuǎn)（3）在“移動(dòng)零部件”屬性管理器的“選項(xiàng)”欄內(nèi)選擇“標(biāo)準(zhǔn)拖動(dòng)”，將攪拌池拖動(dòng)到距離從動(dòng)桿較遠(yuǎn)的位置。（4）在“移動(dòng)零部件”屬性管理器的“選項(xiàng)”欄內(nèi)選擇“碰撞檢查”，根據(jù)上述方法檢查主動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)期間有否停止情況，如果還有停止就需要重復(fù)前述步驟，再次調(diào)整攪拌池和從動(dòng)桿的距離，直到碰撞檢查時(shí)沒(méi)有停止為止，完成碰撞檢查，單擊“確定”按鈕退出屬性管理器。二、運(yùn)動(dòng)仿真和分析1.添加馬達(dá)（1）裝配碰撞檢查完成后，單擊繪圖區(qū)下部的“運(yùn)動(dòng)算例1”選項(xiàng)卡，切換到運(yùn)動(dòng)算例界面。（2）單擊MotionManager工具欄中的“馬達(dá)”按鈕，彈出“馬達(dá)”屬性管理器。在“運(yùn)動(dòng)”欄中設(shè)置“馬達(dá)類(lèi)型”為“等速”，馬達(dá)的轉(zhuǎn)速設(shè)置為“12RPM”，如下圖所示。馬達(dá)參數(shù)設(shè)置在繪圖區(qū)中單擊主動(dòng)桿的圓孔，將其指定為添加馬達(dá)的位置，單擊“反向”按鈕，改變馬達(dá)轉(zhuǎn)向，如下圖所示，單擊“確定”按鈕退出屬性管理器。馬達(dá)位置和轉(zhuǎn)向（3）單擊MotionManager工具欄中的“計(jì)算”按鈕，觀察攪拌器機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)畫(huà)。2.仿真計(jì)算（1）單擊MotionManager工具欄中的算例類(lèi)型下拉選項(xiàng)，選擇“Motion分析”。（2）單擊MotionManager工具欄中的“運(yùn)動(dòng)算例屬性”按鈕，系統(tǒng)彈出“運(yùn)動(dòng)算例屬性”屬性管理器，在“Motion分析”欄內(nèi)輸入“每秒幀數(shù)”為“50”，其余參數(shù)保持默認(rèn)，單擊“確定”按鈕，如下圖所示。修改運(yùn)動(dòng)幀數(shù)（3）單擊“計(jì)算”按鈕，對(duì)攪拌器機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析計(jì)算。分析計(jì)算完成后，可以對(duì)結(jié)果進(jìn)行后處理，分析計(jì)算的結(jié)果和進(jìn)行圖解。3.攪拌連桿端點(diǎn)的線(xiàn)性位移分析（1）單擊MotionManager工具欄中“結(jié)果和圖解”按鈕，彈出“結(jié)果”屬性管理器。（2）在“結(jié)果”欄中的“選取類(lèi)別”下拉選項(xiàng)中，選擇“位移/速度/加速度”，在“選取子類(lèi)別”下拉選項(xiàng)中，選擇“線(xiàn)性位移”，在“選取結(jié)果分量”下拉選項(xiàng)中，選擇“X分量”，如下圖所示。結(jié)果分析參數(shù)設(shè)置（3）在繪圖區(qū)分別在連桿和支架上選擇一點(diǎn)（分析兩點(diǎn)間的位移），如下圖所示。選擇分析兩點(diǎn)間的位移單擊“確定”按鈕后顯示線(xiàn)性位移，如下圖所示。線(xiàn)性位移顯示4.攪拌連桿端點(diǎn)的線(xiàn)性速度分析（1）單擊MotionManager工具欄中“結(jié)果和圖解”按鈕，彈出“結(jié)果”屬性管理器。（2）在“結(jié)果”欄中內(nèi)的“選取類(lèi)別”下拉選項(xiàng)中，選擇“位移/速度/加速度”，在“選取子類(lèi)別”下拉選項(xiàng)中，選擇“線(xiàn)性速度”，在“選取結(jié)果分量”下拉選項(xiàng)中，選擇“X分量”，如下圖所示。結(jié)果分析參數(shù)設(shè)置（3）在繪圖區(qū)在連桿上選擇一點(diǎn)（分析該點(diǎn)的線(xiàn)性速度），如下圖所示。選擇分析線(xiàn)性速度的點(diǎn)單擊“確定”按鈕后顯示線(xiàn)性速度，如下圖所示。線(xiàn)性速度顯示5.攪拌連桿的角速度分析（1）單擊MotionManager工具欄中“結(jié)果和圖解”按鈕，彈出“結(jié)果”屬性管理器