如何装配一个机构启盖器

2023-06-20 理论教育版权反馈

【摘要】：图9.5.1 “元件放置”操控板Step3.隐藏装配基准。图9.5.4 “元件放置”操控板创建滑动杆连接。图9.5.6 装配活塞④定义“旋转”约束。图9.5.8 “拖动”对话框图9.5.9 拖移活塞零件图9.5.10 装配抓爪选择下拉菜单命令，打开文件名为Claw.prt的零件。图9.5.11 装配抓爪的操作过程④定义“平移”约束（对齐）。采用传统的装配约束向机构装置中添加卡环零件。图9.5.13 装配第一个卡环注意：在进行上面的“配对”和“插入”装配约束时，“组件参照”应在同一元件上选取。

Step1.新建装配模型。

（1）选择下拉菜单命令，将工作目录设置至D：\proewf5.2\work\ch09.05。

（2）单击“新建文件”按钮，在弹出的文件“新建”对话框中，选中选项组中的，选中选项组中的；在文本框中输入文件名cork_driver；取消复选框；单击对话框中的按钮。

（3）选取适当的装配模板。在弹出的“新文件选项”对话框中，选取模板，然后单击按钮。

Step2.增加第一个固定元件：机体（Body）零件。

（1）选择下拉菜单命令，打开名为body.prt的零件。

（2）在图9.5.1所示的“元件放置”操控板中，选择放置约束为，以固定元件，然后单击按钮。

图9.5.1 “元件放置”操控板

Step3.隐藏装配基准。

（1）设置模型树的显示项目。在模型树界面中，选择在弹出的“模型树项目”对话框中，选中复选框，然后单击对话框中的按钮。

（2）在图9.5.2所示的模型树中，按住Ctrl键，选取基准平面ASM_RIGHT、ASM_TOP、ASM_FRONT并右击，从图9.5.3所示的快捷菜单中选择命令。

Step4.增加连接元件。下面要将活塞（Piston）零件装入机体中，创建滑动杆（Slider）连接。

（1）选择下拉菜单命令，打开名为piston.prt的零件，此时出现图9.5.4所示的“元件放置”操控板。

图9.5.4 “元件放置”操控板

（2）创建滑动杆（Slider）连接。在“元件放置”操控板中进行下列操作：

①在约束集列表中选取选项。

②修改此连接的名称。单击操控板中的按钮；在图9.5.5所示的界面中，在文本框中输入此连接的名称“Connection_1c”，并按回车键。

图9.5.5 “放置”界面

③定义“轴对齐”约束。在界面中单击项，然后选取图9.5.6所示的两条轴线（元件Piston的中心轴线和元件Body的中心轴线）。

图9.5.6 装配活塞

④定义“旋转”约束。分别选取图9.5.6中的两个基准平面（元件Piston的RIGHT基准平面和元件Body的CENTER基准平面），以限制元件Piston在元件Body中旋转。

⑤如果元件body上的offset_axis偏轴线与活塞上的偏孔轴线不对齐，单击操控板中的按钮使其对齐（如图9.5.7所示）。

图9.5.7 使偏轴线对齐

⑥单击操控板中的按钮。

说明：由于图形复杂，选取目标比较困难，在创建连接时，采用“从列表中拾取”方式，并不断在着色（）、隐藏线框（）和虚线线框（）之间切换。

Step5.验证连接的有效性：拖移连接元件Piston。

（1）进入机构环境：选择下拉菜单命令。

（2）在菜单中选择命令。

（3）在“拖动”对话框中，单击“点拖动”按钮，如图9.5.8所示。

（4）在元件Piston上选择一点，然后在该位置处单击，出现一个标记，移动鼠标光标，选取的点将跟随光标移动，当移到图9.5.9所示的位置时，单击，终止拖移操作，使元件Piston停留在刚才拖移的位置，然后关闭“拖动”对话框。

（5）进入标准环境：选择下拉菜单命令。

特别注意：以后每次增加一个元件（无论是固定元件还是连接元件）都要按与本步骤相同的操作方法，验证装配和连接的有效性和正确性，以便及时发现问题进行修改。增加固定元件时，如果不能顺利进入机构环境，则必须重新装配；如果能够顺利进入机构环境，则可选取任意一个连接元件拖动即可。

Step6.增加连接元件：将抓爪（Claw）装入活塞中，创建销钉（Pin）连接，如图9.5.10所示。

图9.5.8 “拖动”对话框

图9.5.9 拖移活塞零件

图9.5.10 装配抓爪

（1）选择下拉菜单命令，打开文件名为Claw.prt的零件。

（2）创建销钉（Pin）连接。

在“元件放置”操控板中进行下列操作，便可创建销钉（Pin）连接：

①在约束集列表中选取选项。

②修改此连接的名称。单击操控板中的按钮；在文本框中输入此连接的名称“Connection_2c”，并按回车键。

③定义“轴对齐”约束。选取图9.5.11中的两条轴线（元件Claw的中心轴线和元件Piston的中心轴线）。

图9.5.11 装配抓爪的操作过程

④定义“平移”约束（对齐）。分别选取图9.5.11中的两个平面（元件Claw上槽特征的端面和元件Piston的端面），以限制元件Claw在元件Piston上平移。

⑤如果抓爪（Claw）的朝向如图9.5.12a所示，则需单击“平移约束参照”中的按钮，使其朝向如图9.5.12b所示。

⑥单击操控板中的按钮。

图9.5.12 设置方向

Step7.增加固定元件：装配卡环（Fixing_ring）零件。

准备工作：在增加元件时，为了方便查找装配和连接参照，请将Body元件隐藏起来，操作方法是在模型树中右击body.prt，在弹出的快捷菜单中选择命令。以后在需要时再按同样的操作方法取消隐藏，或者将元件body外观设置成透明。

（1）选择下拉菜单命令，打开文件名为Fixing_ring的零件。

（2）采用传统的装配约束向机构装置中添加卡环（Fixing_ring）零件。在“元件放置”操控板中进行下列操作，便可将卡环（Fixing_ring）零件装配到元件Claw的槽中固定。

①定义“插入”约束。分别选取图9.5.13所示的两个圆柱面：卡环（Fixing_ring）的内孔圆柱面和元件活塞（Piston）的外圆柱面。

②定义“配对”约束。分别选取图9.5.13中的两个端面：卡环（Fixing_ring）的端面和元件活塞（Piston）的端面。

③单击操控板中的按钮。

图9.5.13 装配第一个卡环

注意：

（1）在进行上面的“配对”和“插入”装配约束时，“组件参照”应在同一元件上选取。例如，卡环（Fixing_ring）要么与活塞（Piston）装配，此时“配对”约束选取活塞上的图9.5.13所示的端面，“插入”约束也要选取活塞上的图9.5.13所示的圆柱面；卡环要么与抓爪（Claw）配合，此时“配对”约束应选取抓爪上的槽特征的侧端面，“插入”约束也要选取抓爪上的圆柱面。如果“组件参照”没有在同一元件上选取，则添加完约束后，“状态”中会显示为“部分约束”，系统会提示图9.5.14所示的错误信息。在后面的其他固定元件【如专用螺母（Spectial Nut）】的装配过程中，也要注意这一点。这里要补充说明的是，如果一组元件中的每个元件之间均为固定连接（即各元件相互之间没有相对运动），那么这一组元件可视为一个元件。

（2）本例中之所以选“插入”约束而不选轴线“对齐”，是因为抓爪的轴线和活塞的轴线重合在一起，轴线的选取比较麻烦，一旦选错，会出现图9.5.14所示的错误警告提示。

（3）如果在机构的动态仿真设计中，出现图9.5.14所示的错误警告提示，一般处理办法是，可用命令将相关的元件隐含起来，然后逐一查找原因。

Step8.按与Step7相同的操作方法，装配另一端的固定卡环（Fixing_ring）零件，参见图9.5.15。

图9.5.14 系统的错误警告提示

图9.5.15 装配另一端的固定卡环

图9.5.16 装配第一个销

Step9.增加固定元件：按与Step7相似的操作方法，装配零件销（pin），参见图9.5.16。操作提示如下：

（1）选择下拉菜单命令，打开文件名为pin.prt的零件，引入零件销（pin）。

（2）创建“对齐”和“配对”装配约束，将零件销（pin）装配到零件活塞（Piston）中。

Step10.增加固定元件：装配另一个销（pin.prt），如图9.5.17所示。操作方法与Step9相同。

图9.5.17 装配另一个销

Step11.增加固定元件：装配图9.5.18所示的零件轴（shaft）。操作提示如下：

图9.5.18 装配零件轴

准备工作：如果前面已将Body元件隐藏起来，则应在模型树中右击body.prt，从快捷菜单中选择命令。

（1）选择下拉菜单命令，打开名为shaft.prt的零件。

（2）创建轴“对齐”和基准面“对齐”装配约束，将零件轴（Shaft）装配到零件机体（Body）中。

（3）单击操控板中的按钮。

Step12.增加固定元件：装配零件隔套（bushing），如图9.5.19所示。主要操作步骤如下：

（1）选择下拉菜单命令，打开名为bushing.prt的零件。

（2）创建“插入”和平面“配对”装配约束，将零件隔套（bushing）装配到零件轴（Shaft）中。

图9.5.19 装配第一个零件隔套

Step13.增加固定元件：装配另一个bushing零件。按与Step12相同的操作方法，装配另一个零件隔套（bushing），如图9.5.20所示。

Step14.拖动连接元件（此步不是必做步骤）。为了显示方便，用拖动功能将活塞拖出来一点，如图9.5.21所示。

图9.5.20 装配另一个零件隔套

图9.5.21 拖动连接元件

Step15.为了方便查看模型，将机体Body.prt的外观设置成透明。

（1）选择下拉菜单命令。

（2）在“外观管理器”对话框中单击按钮，在选项卡“加亮颜色”区域中将“透明”值设置为67。

（3）单击“外观管理器”对话框的按钮。

（4）单击外观库按钮，此时鼠标在图形区显示“毛笔”状态，在“智能选取栏”中，选取列表中的，然后在模型树中选取“BODY.PRT”，最后在“选取”对话框中单击按钮。

Step16.增加连接元件：将止动杆子装配（stop_rod_asm.asm）装入活塞（Piston）中，创建两个圆柱（cylinder）接头连接。

（1）选择下拉菜单命令，打开文件名为stop_rod_asm.asm的子装配。

（2）创建圆柱（cylinder）接头连接。在“元件放置”操控板中进行下列操作，创建所要求的两个圆柱（cylinder）接头连接。

①在约束集选项列表中选取选项。

②修改连接的名称。单击操控板菜单中的按钮，在下的文本框中输入连接名称“Connection_3c”，并按回车键。

③定义“轴对齐”约束。分别选取图9.5.22中的两条轴线：零件Reverse_Block的中心轴线（Center_axis）和零件Body的中心轴线（Center_axis）。

图9.5.22 装配止动杆

注意：如果零件Stop_Rod的朝向与设计意图相反，单击操控板中的按钮使其改变朝向，如图9.5.23所示。完成后的正确朝向应该如图9.5.24所示。

④单击“放置”界面中的“新建集”，增加新的“圆柱”接头。在下的文本框中输入连接名称“Connection_4c”后按回车键，并在中选择选项。

图9.5.23 “元件放置”操控板

图9.5.24 设置方向

⑤定义“轴对齐”约束。分别选取图9.5.22中的两条轴线：零件Stop_Rod的中心轴线（A_1）和零件body的偏移轴线（Offset_axis）。

（3）定义槽—从动机构。

槽—从动机构也是一种机构连接方式，它是通过定义两个主体之间的点—曲线约束来定义连接，主体1上有一条3D曲线（即槽），主体2上有一个点（从动机构），槽—从动机构将从动机构点约束在定义曲线的内部，这样从动机构点在三维空间中都将沿槽（3D曲线）运动。如果删除用来定义从动机构点、槽或槽端点的几何，槽—从动机构就被删除。下面用范例说明创建槽—从动机构的一般操作过程。

准备工作：在菜单中选择命令，分别将驱动杆子装配（actuating_rod_asm.asm）和止动杆（Stop_Rod）拖移到图9.5.25所示的位置，单击，终止拖移操作。然后关闭“拖动”对话框。

图9.5.25 拖移驱动杆和止动杆的位置

①单击“放置”界面中的“新建集”，增加新的连接接头。在下的文本框中输入连接名称“Slot1”后按回车键，并在中选择“槽”选项，如图9.5.26所示。

图9.5.26 “槽”约束参照

②选择从动机构点：在图9.5.25中的放大图中，选取零件反向块（REVERSE_BOLCK）中的点（SLOT_POINT）为从动机构点。

注意：如有必要，先单击“显示基准点”按钮，以显示模型中的基准点。

● 从动机构点必须在一个与槽曲线不同的主体上。

● 可以选取一个基准点或一个顶点作为从动机构点。

● 基准点必须属于一个单独的主体，装配件基准点不能用于从动机构点。

③选择槽曲线：在图9.5.25中的放大图中，采用“从列表中拾取”的方法，在图9.5.27所示的选取列表中选取零件抓爪（CLAW）中的螺旋曲线为槽曲线，再单击“选取”对话框中的按钮。主体名（CLAW）和曲线名出现在操控板的相应区域，同时该曲线在模型中用青色加亮显示。

图9.5.27 “从列表中拾取”对话框

注意：

● 可以选取下列任一类型的曲线来定义槽：封闭或不封闭的平面或非平面曲线、边线、基准曲线。

● 如果选取多条曲线，这些曲线必须连续。

● 如果要在曲线上定义运动的端点，可在曲线上选取两个基准点或顶点。如果不选取端点，则默认的运动端点就是所选取的第一条和最后一条曲线的最末端。

④在槽曲线上定义端点作为运动的起点和末点：本例可不进行此步操作。

注意：

● 可以为槽端点选取基准点、顶点，或者曲线边、曲面，如果选取一条曲线、边或曲面，槽端点就在所选图元和槽曲线的交点。可以用从动机构点移动主体，该从动机构将从槽的一个端点移动到另一个端点。

● 如果不选取端点，槽—从动机构的默认端点就是为槽所选的第一条和最后一条曲线的最末端。

● 如果为槽—从动机构选取一条闭合曲线，或选取形成一闭合环的多条曲线，就不必指定端点。但是，如果选择在一闭合曲线上定义端点，则最终槽将是一个开口槽。通过单击按钮来指定原始闭合曲线的那一部分，将成为开口槽，如图9.5.28所示。

图9.5.28 槽曲线的定义

（4）单击操控板中的按钮。

Step17.拖移连接元件。用拖动功能，将活塞和止动杆子装配拖进去，拖到图9.5.29所示的位置。操作步骤如下：

（1）在菜单中选择命令。

（2）在“拖动”对话框中，单击“点拖动”按钮。

（3）在目标上选择一点，然后在该位置处单击，出现一个标记，移动鼠标光标，选取的点将跟随光标移动，当移到图9.5.29所示的位置时，单击，终止拖移操作。然后关闭“拖动”对话框。

Step18.增加连接元件：将驱动杆子装配（actuating_rod_asm.asm）连接到轴（shaft）上，连接方式为销钉（Pin），如图9.5.30所示。

图9.5.29 拖移连接元件

图9.5.30 装配驱动杆

（1）选择下拉菜单命令，打开子装配件“actuating_rod_asm.asm”。

（2）创建销钉（Pin）连接。在“元件放置”操控板中进行下列操作，便可创建销钉（Pin）连接。

①在约束集列表中选取选项。

②修改此连接的名称：单击操控板中的“放置”按钮；在文本框中输入该连接的名称“Connection_5c”，并按回车键。

③定义“轴对齐”约束：依次选取图9.5.31中的两条轴线[驱动杆（Actuating_rod）上孔的中心轴线和零件轴（Shaft）的中心轴线]。

④定义“平移”约束（对齐）：分别选取图9.5.31中的两个平面[零件驱动杆（Actuating_rod）的端面和零件隔套（Bushing）的端面]，以限制驱动杆在轴（Shaft）上平移，。

⑤如果驱动杆子装配（actuating_rod_asm.asm）的摆放与设计意图相反，单击操控板中的按钮使其改变朝向。

⑥在菜单中选择命令，将驱动杆子装配（actuating_rod_asm.asm）拖到图9.5.32所示的位置。

图9.5.31 装配驱动杆的操作过程

图9.5.32 拖动驱动杆的位置

⑦先单击图9.5.33所示的操控板中的按钮，再单击操控板中的按钮，则完成元件actuating_rod的创建。

图9.5.33 操控板

Step19.增加固定元件：按照与Step7相似的操作方法装配零件（shaft_top），参见图9.5.34、图9.5.35。

（1）选择下拉菜单命令，打开文件名为shaft_top.prt的零件，引入零件（shaft_top）。

图9.5.34 装配零件（shaft_top）图9.5.35 装配后

（2）创建轴“对齐”和平面“对齐”装配约束，将零件（shaft_top）装配到零件驱动杆（Actuating_rod）中。

Step20.增加固定元件：装配另一侧的零件（shaft_top）。

Step21.增加连接元件：将连杆（connecting_rod）连到驱动杆和活塞的侧轴上，如图9.5.36所示。

图9.5.36 装配连杆（connecting_rod）

（1）如有必要，在菜单中选择命令，拖动驱动杆到图9.5.37所示的位置。

（2）选择下拉菜单命令，打开文件名为connecting_rod.prt的零件，引入零件（connecting_rod）。

（3）创建图9.5.37所示的销钉（Pin）接头。

①在约束集选项列表中选取选项。

②修改连接的名称。单击操控板菜单中的“放置”按钮，在下的文本框中输入连接名称“Connection_6c”，并按回车键。

图9.5.37 装配连杆的操作过程

③定义“轴对齐”约束。分别选取图9.5.37中的两条轴线（元件CONNECTING_ROD的轴线：Cyl_1和元件ACTUATING_ROD的轴线：Pin_2）。

④定义“平移”约束（对齐）。分别选取图9.5.37中的两个平面（元件CONNECTING_ROD的表平面和元件ACTUATING_ROD的侧表面）。

说明：如果需要，单击按钮改变朝向。

（4）在“放置”界面中，先单击“新建集”，然后在下的文本框中输入连接名称“Connection_7c”后按回车键，并在中选择“圆柱”选项。创建图9.5.37所示圆柱（Cylinder）接头，分别选取图中的两条轴线（元件CONNECTING_ROD：的轴线Pin_2：和元件PIN的轴线：Cyl_1）。