CATIA_运动分析q

曲轴连杆运动分析四缸发动机曲轴、连杆和活塞的运动分析是较复杂的机械运动。曲轴做旋转运动，连杆左做平动，活塞是直线往复运动。在用CATIA作曲轴、连杆和活塞的运动分析的步骤如下所示。（1）设置曲轴、连杆、活塞及活塞销的运动连接。（2）创建简易缸套机座。（3）设置曲轴与机座、活塞与活塞缸套之间的运动连接。（4）模拟仿真。（5）运动分析。16.1.1定义曲轴、连杆、活塞及活塞销的运动连接1.新建组文件(1)点击“开始”选取“机械设计”中的“装配件设计”模块，如图16-1所示。图16-1进入“装配件设计”模块（2）进入装配件设计模块后，点击添加现有组件图标，再点击模型树上的Product1图标，此时会出现文件选择对话框，按住Ctrl键，分别选取“Chapter16/huo-sai-xiao.CATPart、huo-sai.CATPart、lianganzujian.CATproduct、quzhou.CATpart”，将这些零件体载入到Product1中。（3）此时，零件体载入后重合到一起，点击分解图标，出现分解对话框如图16-2所示。然后点击模型树上的Product1,点击确定，此时弹出警告对话框，如图16-3所示，警告各零件的位置会发生变，点击警告对话框的按钮“是”，我们会发现各个零件分解开来。警告对话框（3）由于连杆体零件是装配体，各部分之间存在约束，点击“全部更新”按钮，我们会发现连杆体组件恢复装配后的样子。（4）点击“约束”工具栏中的“相合约束”图标，分别选择活塞销中心线及活塞孔中心线，如图16-4所示。然后点击“约束”工具栏中的“偏移约束”图标，选择活塞销的一个端面及活塞孔一侧的凹下去细环端面，如图16-5所示，此时出现“约束属性”对话框，如图16-6所示。将对话框中的“偏移”一栏改为“3.75mm”，点击“确定”按钮，完成活塞销端面和活塞内凹孔细环端面之间的偏移约束关系。点击“全部更新”按钮，完成活塞与活塞销之间的约束，如图16-7所示。自此完成添加零部件工作。图16-4选择活塞销中心线及活塞孔中心线图16-5活塞销及活塞内凹孔的端面约束设置连杆体与活塞销的运动连接（1）点击“开始”选取“数字模型”中的“DMUKinematics（数字模型运动）”模块，进入模型运动工作台，如图16-8所示。图16-8进入“DMUKinematics”模块（2）单击“DMUKinematics（数字模型运动）”工具栏中的“RevolnteJoint(旋转铰)”按钮右下方的箭头，出现“KinematicsJoint(运动饺)”工具栏，包括所有铰定义按钮，如图16-9所示。图16-9“KinematicsJoint(运动饺)”工具栏教程（3）单击“KinematicsJoint(运动饺)”工具栏中的“RevolnteJoint(旋转铰)”按钮，弹出“JointCreation:Revolute(生成旋转铰)”对话框，如图16-10所示。图16-10“JointCreation:Revolute(生成旋转铰)”对话框（4）单击对话框中的“NewMechanism(新运动机构)“按钮弹出“MechanismCreation(生成运动机构)”对话框，如图16-11所示。单击对话框中的“确定”按钮，按照对话框中的默认机构名称“Mechanism.1”生成新的运动机构。同时“MechanismCreation(生成运动机构)”对话框被关闭，回到“JointCreation:Revolute(生成旋转铰)”对话框。（5）在连杆体零件中选择小孔中心线（注意这里选择的应是连杆体小孔中衬套的中心线，因为与活塞销进行运动接触的是衬套），在选择活塞销的中心线，如图16-12所示。在连杆体零件中选择小孔衬套的一个端面，在活塞组件中选择活塞销的一个端面，如图16-13所示，在“JointCreation:Revolute(生成旋转铰)”对话框中点选“Centered(居中)”单选扭，然后选择小孔衬套和活塞销的另外一侧端面，如图16-14所示。此时“JointCreation:Revolute(生成旋转铰)”对话框的各项内容如图16-15所示。单击对话框中的“确定”按钮，生成旋转铰。零件按铰配合在一起，同时在模型树中出现和铰的名称，如图16-16所示。图16-11“MechanismCreation”对话框图16-12选择衬套和活塞销中心线“JointCreation:Revolute(生成旋转铰)”对话框的各项内容图16-16模型树上出现机构和铰的名称设置活塞销与活塞之间的运动连接（1）实际中，活塞与活塞销之间为过盈配合，所以这里我们把活塞与活塞销之间定为刚性连接。单击“DMUKinematics（数字模型运动）”工具栏中的“RevolnteJoint(旋转铰)”按钮右下方的箭头，出现“KinematicsJoint(运动饺)”工具栏。（2）单击“RigidJoint(刚性连接)”按钮，弹出“JointCreation:Rigid(生成刚性连接)”对话框，如图16-17所示。图16-17“JointCreation:Rigid(生成刚性连接)”对话框（3）在图形区上分别选择活塞销和活塞，“JointCreation:Rigid(生成刚性连接)”对话框内容被更新，显示出所选择的零件名称，如图16-18所示。图16-18对话框显示出所选择的零件名称（4）单击对话框中的“确定“按钮，生成刚性连接。零件刚性连接配合在一起。同时在模型树上出现刚性铰的名称。如图16-19所示。设置连杆体与曲轴的运动连接（1）单击“KinematicsJoint(运动饺)”工具栏中的“RevolnteJoint(旋转铰)”按钮，弹出“JointCreation:Revolute(生成旋转铰)”对话框，在连杆体零件中选择大孔中心线（注意这里选择的应是连杆体大孔中轴瓦的中心线，因为与曲轴进行运动接触的是轴瓦），在选择曲轴的第一段的中心线，如图16-20所示。在连杆体零件中选择大孔轴瓦的一个端面，在曲轴中选择曲轴第一段的一个端面，如图16-21所示，在“JointCreation:Revolute(生成旋转铰)”对话框中点选“Centered(居中)”单选扭，然后选择大孔轴瓦和曲轴第一段的另外一侧端面，如图16-22所示。此时“JointCreation:Revolute(生成旋转铰)”对话框的各项内容如图16-23所示。单击对话框中的“确定”按钮，生成旋转铰。零件按铰配合在一起，同时在模型树中出现旋转铰的名称，如图16-24所示。图16-20选择连杆体大孔中轴瓦的中心线与曲轴的第一段的中心线“JointCreation:Revolute(生成旋转铰)”对话框的各项内容图16-24在模型树中出现旋转铰的名称（6）此时完成了曲轴与一个连杆体的运动连接，连接后的整体约束图如图16-25所示。完成其余三组活塞、活塞销、连杆体及曲轴的运动连接(1)点击“开始”再次选取“机械设计”中的“装配件设计”，进入“装配件设计”模块。点击“快速多实例化”按钮，然后在模型树上点击活塞零件，如图16-26所示。此时在零部件上有一个新的活塞零件生成，如图16-27所示。图16-26在模型树上点击活塞零件体图16-27新的活塞零件生成（2）按照（1）中的快速生成实体的方法分别生成新的活塞销与连杆体零件，生成后的零件如图16-28，同时在模型树上出现新的零件体，如图16-29所示。模型树上出现新的零件体（3）由于零件体重合在一起，点击“分解”按钮，出现“分解”对话框，在模型树上点击Product.1,然后点击“确定”按钮。这时会出现警告对话框，继续点击“确定”按钮，完成重合零部件体的分解。（4）由于先前已完成对第一组活塞、活塞销、连杆体及曲轴的运动关系的连接，第一组零部件间存在约束，点击“全部更新”按钮后，它们又恢复到先前的位置关系，但第二组零件被分离开来，如图16-30所示。图16-30分离更新后的效果图（5））点击“约束”工具栏中的“相合约束”图标，分别选择新生成的活塞销中心线及活塞孔中心线，如图16-31所示。然后点击“约束”工具栏中的“偏移约束”图标，选择活塞销的一个端面及活塞孔一侧的凹下去细环端面，如图16-32所示，此时出现“约束教程属性”对话框，如图16-33所示。将对话框中的“偏移”一栏改为“3.75mm”，点击“确定”按钮完成活塞销端面和活塞内凹孔细环端面之间的偏移约束关系。点击“全部更新”按钮，完成活塞与活塞销之间的约束，如图16-34所示。自此完成添加新零部件的工作，如图16-35所示。图16-31选择活塞销中心线及活塞孔中心线图16-32活塞销及活塞内凹孔的端面约束图16-33将对话框中的偏移一栏改为3.75mm图16-34完成活塞及活塞销的约束完成添加新零部件的工作（6）点击“开始”选取“数字模型”中的“DMUKinematics（数字模型运动）”模块，再次进入模型运动工作台。按照前面介绍过的同样的方法将第二组活塞、活塞销、连杆体及曲轴组件进行运动连接。连接后的整体效果图如图16-36所示。模型树上出现新的运动连接铰的名称如图16-37所示。图16-36连接第二组组件后的效果图模型树上的新增运动连接名称（7）点击“开始”再次选取“机械设计”中的“装配件设计”，进入“装配件设计”模块。点击“快速多实例化”按钮，按照增加第二组活塞、活塞销、连杆体组件的方法完成第三、四组组件的增加，并利用“分解”功能，将位置重合的零部件分解开来，然后对分别对第三、四活塞与活塞销进行约束，最后用“全部更新”功能，完成第三、四组活塞与活塞销之间的约束更新，如图16-38所示。此时模型树上出现新的零部件名称，如图16-39所示。图16-38完成第三、四组组件的增加并对新增活塞及活塞销进行约束模型树上出现新的零部件名称（8）点击“开始”选取“数字模型”中的“DMUKinematics（数字模型运动）”模块，再次进入模型运动工作台。同样，按照前面介绍的对第三、四组活塞、活塞销、连杆体及曲轴进行运动连接，完成连接后的效果图如图16-40所示。同时模型树上出现新的运动连接铰，如图16-41所示。插入新零件（1）点击CATIA的菜单栏中的“插入”，在其子菜单中选择“新增零部件”，如图16-42所示。（2）在模型树上单击“Product.1”,，这样会在装配图中插入一个新零件。单击“Product.1”后，会出现一个“新零部