瓶塞开启器机构运动仿真过程及实现步骤

范例概述:

本范例介绍的是瓶塞开启器机构的运动仿真过程，机构模型如图10.7.1所示。在该机构中，手柄下压时通过连杆带动抓爪向下运动，抓爪受力会扎进木质瓶塞中；手柄向上复位移动时，抓爪同时带动瓶塞上移，将瓶塞从酒瓶内拔出。读者可以打开视频文件D:\ug10.16\work\ch10.07\cork_driver.avi查看机构运行状况。

Step1.打开文件D:\ug10.16\work\ch10.07\0_cork_driver_asm.prt。

Step2.选择命令，进入运动仿真模块。

Step3.新建仿真文件。

（1）在“运动导航器”中右击，在系统弹出的快捷菜单中选择命令，系统弹出“环境”对话框。

（2）在“环境”对话框中选中单选项；选中区域中的复选框；输入仿真的名称为“motion_1”，单击按钮。

Step4.定义连杆。

（1）定义连杆L001。选择下拉菜单命令，系统弹出“连杆”对话框，选中复选框，选取图10.7.2所示的零件为连杆L001，其余参数接受系统默认设置，在“连杆”对话框中单击按钮。

图10.7.1 瓶塞开启器

图10.7.2 定义连杆L001

（2）定义连杆L002。选取图10.7.3所示的两个零件及放大图中的6个零件为连杆L002，在“连杆”对话框中单击按钮。

图10.7.3 定义连杆L002

（3）定义连杆L003。在“连杆”对话框中取消选中复选框，隐藏连杆L002和两个连杆，如图10.7.4所示；选取图10.7.4所示的6个零件为连杆L003，在“连杆”对话框中单击按钮。

图10.7.4 定义连杆L003

（4）定义连杆L004。将连杆L003隐藏，然后选取图10.7.5所示的7个零件为连杆L004，在“连杆”对话框中单击按钮。

（5）定义连杆L005和连杆L006。将第（3）小步中隐藏的两个连杆取消隐藏，然后选取图10.7.6所示的连杆为连杆L005和连杆L006，在“连杆”对话框中分别单击按钮。

图10.7.5 定义连杆L004

(6)定义连杆L007。将连杆L005和连杆L006隐藏，选取图10.7.7所示的零件为连杆L007，在“连杆”对话框中单击按钮。

图10.7.6 定义连杆L005和连杆L006

图10.7.7 定义连杆L007

(7)定义连杆L008。将连杆L007隐藏，选取图10.7.8所示的两个零件为连杆L008，在“连杆”对话框中单击按钮。

(8)定义连杆L009。选取图10.7.9所示的零件为连杆L009，在“连杆”对话框中单击按钮，完成所有连杆的定义。

图10.7.8 定义连杆L008

图10.7.9 定义连杆L009

Step5.定义柱面副1。

（1）选择下拉菜单命令，系统弹出“运动副”对话框。

（2）定义运动副类型。在“运动副”对话框选项卡的下拉列表中选择选项。

（3）选择连杆。显示所有的连杆，然后选取图10.7.10所示的连杆L004。

（4）定义原点及矢量。在“运动副”对话框的下拉列表中选择“圆弧中心”选项，在模型中选取图10.7.10所示的圆弧为定位原点参照；选取图10.7.10所示的面作为矢量参考面。

（5）定义驱动。在“运动副”对话框中单击选项卡，在下拉列表中选择选项；在下拉列表中选择选项；单击后的按钮，选择选项，在弹出的“XY函数管理器”对话框中单击按钮，在弹出的“XY函数编辑器”区域的文本框中输入函数关系式“STEP(x,0,0,5,35)+STEP(x,5,0,10,40)+STEP(x,10,0,15,-40)+STEP(x,15,0,20,-35)”，其余参数接受系统默认设置，单击两次按钮，完成驱动的定义。

（6）单击按钮，完成第一个运动副的添加。

图10.7.10 定义柱面副1

Step6.定义旋转副1。

（1）定义运动副类型。在“运动副”对话框选项卡的下拉列表中选择选项。

（2）选择连杆。将图10.7.10所示的两个零件进行隐藏，然后选取图10.7.11所示的连杆L003。

（3）定义原点及矢量。在“运动副”对话框的下拉列表中选择“圆弧中心”选项，在模型中选取图10.7.11所示的圆弧为定位原点参照；选取图10.7.11所示的面作为矢量参考面。

（4）添加啮合连杆。在“运动副”对话框的区域中选中复选框，单击，选取图10.7.11所示的连杆L002。

图10.7.11 定义旋转副1

（5）定义啮合连杆原点及矢量。在“运动副”对话框区域的下拉列表中选择“圆弧中心”选项，在模型中选取图10.7.11所示的圆弧为定位原点参照；选取图10.7.11所示的面作为矢量参考面。

（6）单击按钮，完成第二个运动副的添加。

Step7.定义旋转副2。

（1）选择连杆。选取图10.7.12所示的连杆L003。

（2）定义原点及矢量。在“运动副”对话框的下拉列表中选择“圆弧中心”选项，在模型中选取图10.7.12所示的圆弧为定位原点参照；选取图10.7.12所示的面作为矢量参考面。

（3）添加啮合连杆。在“运动副”对话框的区域中选中复选框，单击，选取图10.7.12所示的连杆L005。

（4）定义啮合连杆原点及矢量。在“运动副”对话框区域的下拉列表中选择“圆弧中心”选项，在模型中选取图10.7.12所示的圆弧为定位原点参照；选取图10.7.12所示的面作为矢量参考面。

（5）单击按钮，完成第三个运动副的添加。

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图10.7.12 定义旋转副2

Step8.定义旋转副3。

（1）选择连杆。选取图10.7.13所示的连杆L003。

图10.7.13 定义旋转副3

（2）定义原点及矢量。在“运动副”对话框的下拉列表中选择“圆弧中心”选项，在模型中选取图10.7.13所示的圆弧为定位原点参照；选取图10.7.13所示的面作为矢量参考面。

（3）添加啮合连杆。在“运动副”对话框的区域中选中复选框，单击，选取图10.7.13所示的连杆L006。

（4）定义啮合连杆原点及矢量。在“运动副”对话框区域的下拉列表中选择“圆弧中心”选项，在模型中选取图10.7.13所示的圆弧为定位原点参照；选取图10.7.13所示的面作为矢量参考面。

（5）单击按钮，完成第四个运动副的添加。

Step9.定义共线连接1。

（1）定义运动副类型。在“运动副”对话框选项卡的下拉列表中选择选项。

（2）选择连杆。将连杆L002和L003隐藏，然后选取图10.7.14所示的连杆L004。

（3）定义原点及矢量。在“运动副”对话框的下拉列表中选择“圆弧中心”选项，在模型中选取图10.7.14所示的圆弧为定位原点参照；选取图10.7.14所示的面作为矢量参考面。

（4）添加啮合连杆。在“运动副”对话框的区域中选中复选框，单击，选取图10.7.14所示的连杆L005。

（5）定义啮合连杆原点及矢量。在“运动副”对话框区域的下拉列表中选择“圆弧中心”选项，在模型中选取图10.7.14所示的圆弧为定位原点参照；选取图10.7.14所示的面作为矢量参考面。

（6）单击按钮，完成第五个运动副的添加。

图10.7.14 定义共线连接1

Step10.定义共线连接2。

（1）选择连杆。选取图10.7.15所示的连杆L004。

（2）定义原点及矢量。在“运动副”对话框的下拉列表中选择“圆弧中心”选项，在模型中选取图10.7.15所示的圆弧为定位原点参照；选取图10.7.15所示的面作为矢量参考面。

（3）添加啮合连杆。在“运动副”对话框的区域中选中复选框，单击，选取图10.7.15所示的连杆L006。

（4）定义啮合连杆原点及矢量。在“运动副”对话框区域的下拉列表中选择“圆弧中心”选项，在模型中选取图10.7.15所示的圆弧为定位原点参照；选取图10.7.15所示的面作为矢量参考面。

（5）单击按钮，完成第六个运动副的添加。

图10.7.15 定义共线连接2

Step11.定义滑动副1。

（1）定义运动副类型。在“运动副”对话框选项卡的下拉列表中选择选项。

（2）选择连杆。隐藏连杆L004、连杆L005、连杆L006、连杆L007和连杆L008，选取图10.7.16所示的连杆L009。

（3）定义原点及矢量。在“运动副”对话框的下拉列表中选择“圆弧中心”选项，在模型中选取图10.7.16所示的圆弧为定位原点参照；选取图10.7.16所示的面作为矢量参考面。

（4）定义驱动。在“运动副”对话框中单击选项卡，在下拉列表中选择选项；在下拉列表中选择选项；单击后的按钮，选择选项，在弹出的“XY函数管理器”对话框中单击按钮，在弹出的“XY函数编辑器”区域的文本框中输入函数关系式“STEP(x,10,0,15,35)”，其余参数接受系统默认设置，单击两次按钮，完成驱动的定义。

（5）单击按钮，完成第七个运动副的添加。

Step12.定义柱面副2。

（1）定义运动副类型。在“运动副”对话框选项卡的下拉列表中选择选项。

（2）选择连杆。取消隐藏图10.7.17所示的连杆L007和连杆L008，然后选取连杆L007为参考。

（3）定义原点及矢量。在“运动副”对话框的下拉列表中选择“圆弧中心”选项，在模型中选取图10.7.17所示的圆弧为定位原点参照；选取图10.7.17所示的面作为矢量参考面，方向如图10.7.17所示。

（4）添加啮合连杆。在“运动副”对话框的区域中选中复选框，单击，选取图10.7.17所示的连杆L008。

（5）定义啮合连杆原点及矢量。在“运动副”对话框区域的下拉列表中选择“圆弧中心”选项，在模型中选取图10.7.17所示的圆弧为定位原点参照；选取图10.7.17所示的面作为矢量参考面。

图10.7.16 定义滑动副1

图10.7.17 定义柱面副2

（6）定义旋转驱动。在“运动副”对话框中单击选项卡，在下拉列表中选择选项；在下拉列表中选择选项；单击后的按钮，选择选项，在弹出的“XY函数管理器”对话框中单击按钮，在弹出的“XY函数编辑器”区域的文本框中输入函数关系式“STEP(x,5,0,10,1800)”，其余参数接受系统默认设置，单击两次按钮，完成驱动的定义。

（7）定义平移驱动。在“运动副”对话框中单击选项卡，在下拉列表中选择选项；在下拉列表中选择选项；单击后的按钮，选择选项，在弹出的“XY函数管理器”对话框中单击按钮，在弹出的“XY函数编辑器”区域的文本框中输入函数关系式“STEP(x,0,0,5,10)+STEP(x,5,0,10,25)+STEP(x,10,0,15,-25)+STEP(x,15,0,20,-10)”，其余参数接受系统默认设置，单击两次按钮，完成驱动的定义。

（8）单击按钮，完成第八个运动副的添加。

Step13.定义滑动副2。

(1)定义运动副类型。在“运动副”对话框选项卡的下拉列表中选择选项。

（2）选择连杆。选取图10.7.18所示的连杆L008。

（3）定义原点及矢量。在“运动副”对话框的下拉列表中选择“圆弧中心”选项，在模型中选取图10.7.18所示的圆弧为定位原点参照；选取图10.7.18所示的面作为矢量参考面，方向如图10.7.18所示。

图10.7.18 定义滑动副2

（4）定义驱动。在“运动副”对话框中单击选项卡，在下拉列表中选择选项；在下拉列表中选择选项；单击后的按钮，选择选项，在弹出的“XY函数管理器”对话框中单击按钮，在弹出的“XY函数编辑器”区域的文本框中输入函数关系式“STEP(x,0,0,5,35)+STEP(x,10,0,15,-35)”，其余参数接受系统默认设置，单击两次按钮，完成驱动的定义。

（5）单击按钮，完成第九个运动副的添加。

Step14.定义解算方案（注：本步的详细操作过程请参见随书光盘中video\ch10\ch10.07\reference\文件下的语音视频讲解文件“cork_driver-r01.exe”）。

Step15.播放动画。在“动画控制”工具栏中单击“播放”按钮，即可播放动画。

Step16.在“动画控制”工具栏中单击“导出至电影”按钮，系统弹出“录制电影”对话框，输入名称“cork_driver”，单击按钮，单击（完成动画）按钮，完成运动仿真的创建。

Step17.选择下拉菜单命令，即可保存模型。