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时间:2020-04-29
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1、基于CATIA机床零部件参数化设计及机构运动仿真1CATIA简介2参数化与知识工程设计2.1参数化设计原理2.2知识工程设计原理3虚拟装配与运动仿真的基本原理3.1虚拟装配3.2运动仿真3.3数字模型运动分析4轮系的参数化建模与运动仿真1CATIA简介图标1.1CATIA是法国DassaultSystem公司旗下的CAD/CAE/CAM一体化软件1.2CATIA是ComputerAidedThree-DimensionalInterfaceApplication的缩写1.3行业应用:猎鹰(1)航空
2、航天(2)汽车工业(3)造船工业(4)厂房设计(5)加工和装配(6)消费品法国阵风CATIA源于航空航天工业,是业界无可争辩的老大CATIA是汽车工业的事实标准,是欧洲、北美和亚洲顶尖汽车制造商所用的核心系统美国弗吉尼亚级攻击潜艇CATIA为造船工业提供了优秀的解决方案,包括专门的船体产品和船载设备、机械解决方案。1.4CATIA的操作界面装配设计模块DUM运动机构模块零件设计模块2参数化与知识工程设计2.1参数化设计原理参数化设计是指设计对象模型的尺寸用变量及其关系表示,而不要用具体的数值。Z=
3、17m=3mmZ=30m=3mmZ=30m=4mm建型前,需自定义模型所需的相应变量,如长度、角度或常数等变量,且赋予相应变量要求的值。若变量之间存在一定的函数关系,则可定义一函数。例齿数z=17(常数变量)压力角a=20deg(角度变量)模数m=3mm(长度变量)分度圆直径d=m*z=51mm参数化为产品模型的可变性、可重用性、并行设计等提供了手段,使设计人员可以利用以前的模型方便地进行模型的重建,并可以在遵循原设计意图的情况下,方便地改动模型,生成系列化产品!2.2知识工程设计原理一个模型内,
4、对象的不同参数、相应规则和公式是相互关联的!应用知识工程开发的设计,用户只需“改变工程参数或添加修改工程规则”,系统会根据这些工程规则对产品几何参数计算,驱动生成要求的几何造型!如,设计一个机床空心轴类零件,要求:当0mm5、虚拟装配与运动仿真的基本原理3.1虚拟装配虚拟装配是将零件模型在总体坐标系中进行重新定位的过程。它真实地模拟了产品三维装配过程。在虚拟装配过程中可以发现设计制造中可能出现的问题,在产品实际生产前采取措施,保证产品的一次性成功。3.2运动仿真运动仿真是指通过构建运动机构模型,分析其运动规律,进行机构的干涉分析,跟踪零件的运动轨迹,分析机构中零件的速度、加速度和作用力、反作用力和力矩等,其分析结果可以修改零件的结构设计或调整零件材料。•3.3数字模型运动分析CATIA数字模型运动分析单元,通过调用已有6、的多个种类的运动副或者通过自动转换机械装配约束条件而产生的运动副,依照运动学的原理,以约束自由度的方式,建立机构,对各种规模的机构进行运动状态模拟,通过运动干涉检验和校核最小间隙来进行机构运动状态分析!它还可以通过与其他DUM产品的集成做更多复杂组合的运动仿真分析!4轮系的参数化建模与运动仿真(1)自定义齿轮所需参数、公式和法则。(2)根据上面的参数、公式和法则建立三维齿轮模型。(3)根据创建好的单个齿轮,创建设计表。(4)在设计表的基础上,创建齿轮零件库。装配过程中,可直接调用零件库内的零件模型7、,且根据需要任意修改零件参数。(5)在装配模块中,调入齿轮库中的零件,并对其进行相应约束。对其约束前对其约束后(6)对完成约束齿轮机构进行的干涉检验和校核最小间隙。(7)切换到运动仿真模块定义相应的运动副,与旋转副、齿轮副等。CATIA中提供的运动副模拟齿轮机构所定义的运动副(8)对齿轮机构进行运动仿真及生成运动动画检查运动干涉,并定义运动属性编辑运动,并生成运动动画齿轮机构运动动画谢谢大家!
5、虚拟装配与运动仿真的基本原理3.1虚拟装配虚拟装配是将零件模型在总体坐标系中进行重新定位的过程。它真实地模拟了产品三维装配过程。在虚拟装配过程中可以发现设计制造中可能出现的问题,在产品实际生产前采取措施,保证产品的一次性成功。3.2运动仿真运动仿真是指通过构建运动机构模型,分析其运动规律,进行机构的干涉分析,跟踪零件的运动轨迹,分析机构中零件的速度、加速度和作用力、反作用力和力矩等,其分析结果可以修改零件的结构设计或调整零件材料。•3.3数字模型运动分析CATIA数字模型运动分析单元,通过调用已有
6、的多个种类的运动副或者通过自动转换机械装配约束条件而产生的运动副,依照运动学的原理,以约束自由度的方式,建立机构,对各种规模的机构进行运动状态模拟,通过运动干涉检验和校核最小间隙来进行机构运动状态分析!它还可以通过与其他DUM产品的集成做更多复杂组合的运动仿真分析!4轮系的参数化建模与运动仿真(1)自定义齿轮所需参数、公式和法则。(2)根据上面的参数、公式和法则建立三维齿轮模型。(3)根据创建好的单个齿轮,创建设计表。(4)在设计表的基础上,创建齿轮零件库。装配过程中,可直接调用零件库内的零件模型
7、,且根据需要任意修改零件参数。(5)在装配模块中,调入齿轮库中的零件,并对其进行相应约束。对其约束前对其约束后(6)对完成约束齿轮机构进行的干涉检验和校核最小间隙。(7)切换到运动仿真模块定义相应的运动副,与旋转副、齿轮副等。CATIA中提供的运动副模拟齿轮机构所定义的运动副(8)对齿轮机构进行运动仿真及生成运动动画检查运动干涉,并定义运动属性编辑运动,并生成运动动画齿轮机构运动动画谢谢大家!
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