本文研究了如何使用Creo中的MECHANISM运动模拟来判定机构的自由度。
机构自由度确定方法
对机构的认知与理解,是搞定复杂模具设计的核心能力之一!机构中的一个重要问题,就是其自由度的确定。总的来说,有以下三种方法。 1.自由度计算
在大学《机械原理》课程中,似乎只讲述了对平面机构自由度的求解计算,即便如此,牵涉到的一些概念,如低副,高副,虚约束等,使得计算结果容易出错。这如果只是书面考试还好,如果要是面对实际设计问题,如何保证绝对正确呢?这恐怕是恢复高考后的一段时间被人们称之为“天之骄子”的大学生们难以回答的问题。
对空间机构,书中似乎讳莫如深!没有给出解决的办法。
2. Creo运动模拟
如何使用Creo中的MECHANISM运动模拟来判定机构的自由度呢?
在Creo装配中选Connections,将所有零件根据各自的运动副连接好。任何机构都有一个原动件和一个终动件。进入MECHANISM,选MODEL---Jt Axis Settings,设置好原动件零位,再选Servo Motors,将原动件设为驱动件。接着选nalysis----Run。这时,如果:
机构自由度小于1,则立即提示失败!。
机构自由度大于等于1,则机构运行成功。
但此时机构自由度到底为1,还是大于1呢?
这可以通过测量终动件上任一点距地面的高度来判断。具体方法如下:(这时分析时应选Dynamic,而不是缺省的Kinematic)如先将原动件速度Velocity设为5mm/s,运行时间定为20s,运行结束后测量终动件上某点到地面的距离;再将Velocity设为10mm/s,运行时间定为10s,运行结束后再测量终动件上那点到地面的距离。如果这两次测得的距离完全相同,则说明该机构自由度为1;如果不相同,则说明该机构自由度大于1。这时可通过增加约束、改变约束、增减连杆等方法,最终达到自由度为1。
3.图形位置唯一性判定
当机构不是很复杂时,使用该法比较简单,快速。
注意:当使用“图形位置法”时,选择哪个杆件为主动件开始分析,则对分析的难易程度起着很重要的作用。