生產(chǎn)線數(shù)字化仿真與調(diào)試(NX-MCD)-課件-第3章-運(yùn)動(dòng)副和約束

第一篇NXMCD基礎(chǔ)篇第3章運(yùn)動(dòng)副和約束3.1固定副3.2鉸鏈副3.3滑動(dòng)副3.4柱面副3.5球副3.6點(diǎn)在線上副3.7平面副3.8螺旋副3.9彈簧阻尼器3.10斷開(kāi)約束3.11防止碰撞3.1固定副3.1固定副任務(wù)目標(biāo)掌握固定副的性質(zhì)和固定副命令的使用。1.固定副的概念

固定副（FixedJoint）是指將一個(gè)部件固定到另一個(gè)部件的運(yùn)動(dòng)副，自由度全部被約束。在NXMCD中固定副不常使用，一般用于將一個(gè)部件固定于大地中（基本件不做選擇），使其作為參考部件，便于其余部件地裝配。打開(kāi)固定副對(duì)話框的方式有三種。如圖所示。2.創(chuàng)建固定副(1)方式一(2)方式二(3)方式三3.1固定副3.固定副參數(shù)含義序號(hào)參數(shù)名稱含義1選擇連接件選擇要使用固定副進(jìn)行約束的剛體2選擇基本件用于選擇要固定連接件的剛體；若未選擇，則連接件相對(duì)于大地固定3名稱設(shè)置固定副的名稱3.1固定副4.實(shí)戰(zhàn)演練【例3-1】打開(kāi)“#例3-1固定副練習(xí).prt”，對(duì)模型中的門栓進(jìn)行固定副設(shè)置。要求實(shí)現(xiàn)仿真效果：點(diǎn)擊播放運(yùn)行仿真，門栓固定不動(dòng)。具體操作如下：3.2鉸鏈副3.2鉸鏈副任務(wù)目標(biāo)掌握鉸鏈副的性質(zhì)和鉸鏈副命令的使用。1.鉸鏈副的概念

鉸鏈副（HingeJoint）是指在兩個(gè)實(shí)體之間創(chuàng)建一個(gè)僅能轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副，允許沿軸有一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度。在NXMCD中，鉸鏈副的基本件一般不做選擇，使其相對(duì)大地運(yùn)動(dòng)。打開(kāi)鉸鏈副對(duì)話框的方式有三種。如圖所示。2.創(chuàng)建鉸鏈副(1)方式一(2)方式二(3)方式三3.2鉸鏈副3.鉸鏈副參數(shù)含義序號(hào)參數(shù)名稱含義1選擇連接件選擇要使用鉸鏈副進(jìn)行約束的剛體2選擇基本件用于選擇連接件鏈接到的剛體，若未選擇，則連接件相對(duì)于大地運(yùn)動(dòng)3指定軸矢量指定鉸鏈副應(yīng)圍繞其旋轉(zhuǎn)的矢量4指點(diǎn)錨點(diǎn)指定鉸鏈副應(yīng)圍繞其旋轉(zhuǎn)的錨點(diǎn)5起始角當(dāng)未進(jìn)行仿真時(shí)，連接件的起始角度6上限以設(shè)置的軸矢量正方向?yàn)闇?zhǔn)，順時(shí)針?lè)较驗(yàn)樯舷?，一般用于設(shè)置旋轉(zhuǎn)的最大角度7下限以設(shè)置的軸矢量正方向?yàn)闇?zhǔn)，逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)橄孪?，一般用于設(shè)置旋轉(zhuǎn)的最小角度8名稱設(shè)置鉸鏈副的名稱3.2鉸鏈副4.實(shí)戰(zhàn)演練【例3-2】打開(kāi)“#例3-2鉸鏈副練習(xí).prt”，對(duì)模型中的門栓進(jìn)行鉸鏈副設(shè)置。要求實(shí)現(xiàn)仿真效果：點(diǎn)擊播放運(yùn)行仿真，鼠標(biāo)拖動(dòng)門栓可以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。具體操作如下：3.3滑動(dòng)副3.3滑動(dòng)副任務(wù)目標(biāo)掌握滑動(dòng)副的性質(zhì)和滑動(dòng)副命令的使用。1.滑動(dòng)副的概念

滑動(dòng)副（SlidingJoint）是指在兩個(gè)實(shí)體之間創(chuàng)建一個(gè)僅能移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副，允許沿矢量方向有一個(gè)平移自由度。打開(kāi)滑動(dòng)副對(duì)話框的方式有三種。如圖所示。2.創(chuàng)建滑動(dòng)副(1)方式一(2)方式二(3)方式三3.3滑動(dòng)副3.滑動(dòng)副參數(shù)含義序號(hào)參數(shù)名稱含義1選擇連接件選擇要使用滑動(dòng)副進(jìn)行約束的剛體2選擇基本件用于選擇連接件鏈接到的剛體，若未選擇，則連接件相對(duì)于大地運(yùn)動(dòng)3指定軸矢量指定滑動(dòng)副應(yīng)沿其滑動(dòng)的矢量4偏置當(dāng)未進(jìn)行仿真時(shí)，連接件的起始位置5上限設(shè)置的軸矢量正方向?yàn)樯舷?，一般用于設(shè)置滑動(dòng)的最大位置6下限設(shè)置的軸矢量負(fù)方向?yàn)橄孪?，一般用于設(shè)置滑動(dòng)的最小位置7名稱設(shè)置滑動(dòng)副的名稱3.3滑動(dòng)副4.實(shí)戰(zhàn)演練【例3-3】打開(kāi)“#例3-3滑動(dòng)副練習(xí).prt”，對(duì)模型中的門栓進(jìn)行滑動(dòng)副設(shè)置。要求實(shí)現(xiàn)仿真效果：點(diǎn)擊播放運(yùn)行仿真，鼠標(biāo)拖動(dòng)門栓可以進(jìn)行滑動(dòng)。具體操作如下：3.4柱面副3.4柱面副任務(wù)目標(biāo)掌握柱面副的性質(zhì)和柱面副命令的使用。1.柱面副的概念

柱面副（CylindricalJoint）是指在兩個(gè)實(shí)體之間創(chuàng)建一個(gè)既能轉(zhuǎn)動(dòng)又能移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副，允許沿矢量方向有一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度和平移自由度。打開(kāi)柱面副對(duì)話框的方式有三種。如圖所示。2.創(chuàng)建柱面副(1)方式一(2)方式二(3)方式三3.4柱面副3.柱面副參數(shù)含義序號(hào)參數(shù)名稱含義1選擇連接件選擇要使用柱面副進(jìn)行約束的剛體2選擇基本件用于選擇連接件鏈接到的剛體，若未選擇，則連接件相對(duì)于大地運(yùn)動(dòng)3指定軸矢量指定柱面副應(yīng)圍繞其旋轉(zhuǎn)和沿著其滑動(dòng)的矢量4指定錨點(diǎn)指定柱面副應(yīng)圍繞其旋轉(zhuǎn)的錨點(diǎn)5起始角當(dāng)未進(jìn)行仿真時(shí)，連接件的起始角度6偏置當(dāng)未進(jìn)行仿真時(shí)，連接件的起始位置7線性上限設(shè)置的軸矢量正方向?yàn)榫€性上限，一般用于設(shè)置滑動(dòng)的最大位置8線性下限設(shè)置的軸矢量負(fù)方向?yàn)榫€性下限，一般用于設(shè)置滑動(dòng)的最小位置9角度上限以設(shè)置的軸矢量正方向?yàn)闇?zhǔn)，順時(shí)針?lè)较驗(yàn)榻嵌壬舷?，一般用于設(shè)置旋轉(zhuǎn)的最大角度10角度下限以設(shè)置的軸矢量正方向?yàn)闇?zhǔn)，逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)榻嵌认孪蓿话阌糜谠O(shè)置旋轉(zhuǎn)的最小角度11名稱設(shè)置柱面副的名稱3.4柱面副4.實(shí)戰(zhàn)演練【例3-4】打開(kāi)“#例3-4柱面副練習(xí).prt”，對(duì)模型中的門栓進(jìn)行柱面副設(shè)置。要求實(shí)現(xiàn)仿真效果：點(diǎn)擊播放運(yùn)行仿真，鼠標(biāo)拖動(dòng)門栓可以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和滑動(dòng)。具體操作如下：3.5球副3.5球副任務(wù)目標(biāo)掌握球副的性質(zhì)和球副命令的使用。1.球副的概念

球副（BallJoint）是指在兩個(gè)實(shí)體之間創(chuàng)建一個(gè)僅能轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副，允許有三個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度。打開(kāi)球副對(duì)話框的方式有三種。如圖所示。2.創(chuàng)建球副(1)方式一(2)方式二(3)方式三3.5球副3.球副參數(shù)含義序號(hào)參數(shù)名稱含義1選擇連接件選擇要使用球副進(jìn)行約束的剛體2選擇基本件用于選擇連接件鏈接到的剛體，若未選擇，則連接件相對(duì)于大地運(yùn)動(dòng)3指定錨點(diǎn)指定球副應(yīng)圍繞其旋轉(zhuǎn)的錨點(diǎn)4名稱設(shè)置球副的名稱3.5球副4.實(shí)戰(zhàn)演練【例3-5】打開(kāi)“#例3-5球副練習(xí).prt”，對(duì)模型中的球關(guān)節(jié)進(jìn)行球副設(shè)置。要求實(shí)現(xiàn)仿真效果：點(diǎn)擊播放運(yùn)行仿真，鼠標(biāo)拖動(dòng)球關(guān)節(jié)可以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。具體操作如下：3.6點(diǎn)在線上副3.6點(diǎn)在線上副任務(wù)目標(biāo)掌握點(diǎn)在線上副的性質(zhì)和點(diǎn)在線上副命令的使用。1.點(diǎn)在線上副的概念

點(diǎn)在線上副（PointonCurveJoint）是指一個(gè)實(shí)體上的一點(diǎn)始終沿著一條曲線運(yùn)動(dòng)。打開(kāi)點(diǎn)在線上副對(duì)話框的方式有三種。如圖所示。2.創(chuàng)建點(diǎn)在線上副(1)方式一(2)方式二(3)方式三3.6點(diǎn)在線上副3.點(diǎn)在線上副參數(shù)含義序號(hào)參數(shù)名稱含義1選擇連接件選擇要使用點(diǎn)在線上副進(jìn)行約束的剛體2選擇曲線或代理對(duì)象用于選擇剛體移動(dòng)的引導(dǎo)曲線3指定零位置點(diǎn)用于選擇剛體沿曲線移動(dòng)的參考點(diǎn)4偏置當(dāng)未進(jìn)行仿真時(shí)，連接件的起始位置5名稱設(shè)置點(diǎn)在線上副的名稱3.6點(diǎn)在線上副4.實(shí)戰(zhàn)演練【例3-6】打開(kāi)“#例3-6點(diǎn)在線上副練習(xí).prt”，對(duì)模型中的激光頭進(jìn)行點(diǎn)在線上副設(shè)置。要求實(shí)現(xiàn)仿真效果：點(diǎn)擊播放運(yùn)行仿真，鼠標(biāo)拖動(dòng)激光頭只能沿著軌跡移動(dòng)。具體操作如下：3.7平面副3.7平面副任務(wù)目標(biāo)掌握平面副的性質(zhì)和平面副命令的使用。1.平面副的概念

平面副（PlanarJoint）是指在兩個(gè)實(shí)體之間具有三個(gè)自由度，兩個(gè)平移自由度和一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度。保持平面接觸的兩個(gè)實(shí)體可以相對(duì)彼此滑動(dòng)和旋轉(zhuǎn)，例如不能從地板表面抬起的物體。打開(kāi)平面副對(duì)話框的方式有三種。如圖所示。2.創(chuàng)建平面副(1)方式一(2)方式二(3)方式三3.7平面副3.平面副參數(shù)含義序號(hào)參數(shù)名稱含義1選擇連接件選擇要由平面副約束的剛體2選擇基本件用于選擇連接件鏈接到的剛體，若未選擇，則連接件相對(duì)于大地運(yùn)動(dòng)3指定軸矢量指定垂直于連接兩個(gè)實(shí)體的平面向量4名稱設(shè)置平面副的名稱3.7平面副4.實(shí)戰(zhàn)演練【例3-7】打開(kāi)“#例3-7平面副練習(xí).prt”，對(duì)模型中的物料進(jìn)行平面副設(shè)置。要求實(shí)現(xiàn)仿真效果：點(diǎn)擊播放運(yùn)行仿真，鼠標(biāo)拖動(dòng)物料，物料在存放槽中滑動(dòng)。具體操作如下：3.8螺旋副3.8螺旋副任務(wù)目標(biāo)掌握螺旋副的性質(zhì)和螺旋副命令的使用。1.螺旋副的概念

螺旋副（ScrewJoint）能夠使剛體運(yùn)動(dòng)圍繞軸旋轉(zhuǎn)并沿軸平移，例如能模擬螺栓的運(yùn)動(dòng)。打開(kāi)螺旋副對(duì)話框的方式有三種。如圖所示。2.創(chuàng)建螺旋副(1)方式一(2)方式二(3)方式三3.8螺旋副3.螺旋副參數(shù)含義序號(hào)參數(shù)名稱含義1選擇連接件選擇要由螺旋副約束的剛體2選擇基本件用于選擇連接件鏈接到的剛體，若未選擇，則連接件相對(duì)于大地運(yùn)動(dòng)3指定軸矢量指定螺旋副應(yīng)圍繞其旋轉(zhuǎn)的矢量4指定錨點(diǎn)指定螺旋副應(yīng)圍繞其旋轉(zhuǎn)的錨點(diǎn)5螺距指定螺紋的螺距6名稱設(shè)置螺旋副的名稱3.8螺旋副4.實(shí)戰(zhàn)演練【例3-8】打開(kāi)“#例3-8螺旋副練習(xí).prt”，對(duì)模型中的螺母進(jìn)行螺旋副設(shè)置。要求實(shí)現(xiàn)仿真效果：點(diǎn)擊播放運(yùn)行仿真，鼠標(biāo)拖動(dòng)螺母，螺母套在螺桿上轉(zhuǎn)動(dòng)。具體操作如下：3.9彈簧阻尼器3.9彈簧阻尼器任務(wù)目標(biāo)掌握彈簧阻尼器的性質(zhì)和彈簧阻尼器命令的使用。1.彈簧阻尼器的概念

彈簧阻尼器（SpringDamper）可以給軸運(yùn)動(dòng)副施加力或力矩，設(shè)置松弛位置參數(shù)以指定力為零的位置。打開(kāi)彈簧阻尼器對(duì)話框的方式有三種。如圖所示。2.創(chuàng)建彈簧阻尼器(1)方式一(2)方式二(3)方式三3.9彈簧阻尼器3.彈簧阻尼器參數(shù)含義序號(hào)參數(shù)名稱含義1選擇軸運(yùn)動(dòng)副選擇要使用彈簧阻尼器進(jìn)行約束的運(yùn)動(dòng)副2彈簧常數(shù)設(shè)置彈簧的剛度3阻尼設(shè)置彈簧的阻尼系數(shù)4松弛位置設(shè)置不施加彈簧力時(shí)的位置5名稱設(shè)置彈簧阻尼器的名稱3.9彈簧阻尼器4.實(shí)戰(zhàn)演練【例3-9】打開(kāi)“#例3-9彈簧阻尼器練習(xí).prt”，對(duì)模型中的按鈕進(jìn)行彈簧阻尼器設(shè)置。要求實(shí)現(xiàn)仿真效果：點(diǎn)擊播放運(yùn)行仿真，鼠標(biāo)拖動(dòng)按鈕可按下，鼠標(biāo)松開(kāi)按鈕即回彈。具體操作如下：3.10斷開(kāi)約束3.10斷開(kāi)約束任務(wù)目標(biāo)掌握斷開(kāi)約束的性質(zhì)和斷開(kāi)約束命令的使用。1.斷開(kāi)約束的概念

斷開(kāi)約束（BreakingConstraint）能夠定義斷開(kāi)指定運(yùn)動(dòng)副的最大力/扭矩，即當(dāng)該運(yùn)動(dòng)副受到大于設(shè)定的力/扭矩時(shí)，該運(yùn)動(dòng)副失去約束能力。在當(dāng)前仿真周期內(nèi)，斷開(kāi)約束后，該運(yùn)動(dòng)副將不再約束鏈接剛體的運(yùn)動(dòng)打開(kāi)斷開(kāi)約束對(duì)話框的方式有三種。如圖所示。2.創(chuàng)建斷開(kāi)約束(1)方式一(2)方式二(3)方式三3.10斷開(kāi)約束3.斷開(kāi)約束參數(shù)含義序號(hào)參數(shù)名稱含義1選擇對(duì)象選擇要應(yīng)用斷開(kāi)約束的運(yùn)動(dòng)副2斷開(kāi)模式指定斷開(kāi)約束的條件：力：通過(guò)力判斷是否斷開(kāi)約束。扭矩：通過(guò)扭矩判斷是否斷開(kāi)約束。3最大幅值設(shè)置斷開(kāi)約束的力或扭矩的最大值4固定復(fù)選框不勾選：來(lái)自任何方向的力/扭矩都能斷開(kāi)約束。勾選：指定斷開(kāi)約束的力/扭矩的方向，僅檢查在指定方向上施加的力/扭矩最大值。5指定矢量選中固定復(fù)選框時(shí)可用，指定一個(gè)向量來(lái)指定施加力的方向。6名稱設(shè)置斷開(kāi)約束的名稱3.10斷開(kāi)約束4.實(shí)戰(zhàn)演練【例3-10】打開(kāi)“#例3-10斷開(kāi)約束練習(xí).prt”，對(duì)模型中的方塊進(jìn)行斷開(kāi)約束設(shè)置。要求實(shí)現(xiàn)仿真效果：點(diǎn)擊播放運(yùn)行仿真，鼠標(biāo)拖動(dòng)方塊可滑動(dòng)，當(dāng)受到斷開(kāi)約束設(shè)定方向的力時(shí)會(huì)斷開(kāi)該方塊的滑動(dòng)副。具體操作如下：3.11防止碰撞3.11防止碰撞任務(wù)目標(biāo)掌握防止碰撞的性質(zhì)和防止碰撞命令的使用。1.防止碰撞的概念

防止碰撞（PreventCollision）能夠創(chuàng)建一個(gè)約束，防止兩個(gè)碰撞體相互碰撞。在NXMCD中，常使用防止碰撞來(lái)防止與某些碰撞傳感器發(fā)生碰撞。