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CATIA 机械运动分析与模拟实例

前言CATIA软件是法国达索飞机制造公司首先开发的。

它具有强大的设计、分析、模拟加工制造、设备管理等功能。

其设计工作台多达60多个,就足以说明软件功能的强大。

本书是作者在出版系列CATIA软件功能介绍后,专门针对某一项功能写的实例教程。

在讲解示例的过程中,作者也注意了将某些快捷功能插入进来,进行讲解。

比如在装配设计工作台对零件进行重新设计,比如在装配图中直接导入或者插入新的零件。

在同类的图书中,很难涉及到这些快捷功能。

本书是基于CATIA V5 R16写成的,在完成本书时,已经有R17版本了,读者在更高的版本上也可以使用此书。

读者在阅读本书,使用软件时,需要反复练习,才能熟练运用本书所讲解的一些功能。

可以根据本书的步骤,做一些自己学习和工作中遇到的模型,也可以拿机械设计的标准件来做练习实例。

本书适合做机械设计的专业人员和机械相关专业的学生使用。

本书也同样适合想学习CATIA软件的其他读者。

本书前面20章都是讲解某一项铰的设计方法,最后一章是综合前面各章内容做的一个实例。

本书编写过程中考虑到了初学者可能对CATIA机械零件设计的功能还不是很熟悉,因此,对于各章所涉及到的零件,模型建立方法都做了详细的介绍。

对于已经熟悉CATIA基本设计功能的读者,可以略读这部分内容,直接阅读各章最后一节的内容。

对于只想了解CATIA 机械零件设计的读者,可以仔细阅读每章前面各节的内容,把本书作为机械设计的详细教程,未尝不可。

感谢我的家人,他们给了我很大的支持,使我能抽出时间完成此书。

感谢我的单位领导对工作的支持,特别是反应堆结构室的领导和各位同仁,他们的鼓励和帮助,使我坚持下来完成此书,并使我受益匪浅。

本书由盛选禹和盛选军主编。

冯志江老师参加了本书第1、第2、第3章的编写工作。

王存福同志参加了第6、第7、第8章的编写工作参加本书编写工作的还有张宏志,王玉洁,孙新城,盛选贵,曹京文、陈树青、王恩标、于伟谦、盛帅、候险峰、盛硕、陈永澎、盛博、曹睿馨、张继革、刘向芳、富晶、孟庆元、宗纪鸿、唐守琴。

由于时间比较仓促,认识水平有限等,不能避免有错误出现,读者在阅读时发现错误,请通知编者,不胜感激。

也希望就CATIA软件的问题和广大读者继续探讨。

作者联系电子邮件:xuanyu@。

编者2006年12月于北京本书首先详细介绍了CATIA软件中与运动结构有关的功能,以运动机构设计为主,并同时兼顾到CATIA草图工作台、零件设计工作台、装配工作台内相关的功能,通过21个设计例题,详细说明了运动结构设计和分析。

通过本书中的这些实例,读者可以熟练地掌握零件设计、装配设计和运动结构设计的功能。

本书虽然命名为运动结构设计,但对涉及到的相关工作台图标功能也都作了详细介绍,因此,对于初学者掌握CATIA软件设计也非常有帮助。

读者如果只关心如何进行零件设计,而实际设计工作中运动结构涉及到的比较少,可以只阅读每章的零件设计部分。

本书深入浅出,每一步骤都做了详细说明,并且有示意图,方便读者阅读。

所采用的实例也都非常典型,读者按实例进行练习,就可以快速掌握CATIA建模的方法,通过实例的学习,读者可以体会CATIA的强大功能。

本书适合机械设计人员作为工作设计软件使用,推荐机械类专业的本科生和专科生学习此软件,并在进行课程设计时采用此软件。

目录第一章滑动 (1)1.1 设计滑块 (1)1.2 固定架零件 (5)1.3 设置滑动 (14)第二章螺纹传动 (24)2.1螺栓 (24)2.2 M8螺母 (40)2.3 螺纹装配 (50)2.4 螺纹传动模拟 (54)第三章旋转铰 (60)3.1轴 (60)3.2轴套 (67)3.3 设置旋转铰 (75)第四章圆柱铰 (83)4.1内套 (83)4.2外套 (86)4.3 设置旋转铰 (93)第五章平面滑动 (100)5.1 设计台面 (100)5.2 圆柱滑块 (105)5.3装配零件 (107)5.4 设置旋转铰 (107)第六章缆绳铰 (112)6.1滑动架 (112)6.2设计滑块零件 (118)6.3 设置缆绳铰 (125)第七章 球铰 (132)7.1 设计球形零件 (132)7.2 固定球架零件 (136)7.3 设置球铰 (145)第八章刚性联接 (149)8.1桌面 (149)8.2桌腿 (155)8.3 设置刚性联接 (166)第九章 万向节 (170)9.1第一个轴 (170)9.2第二个轴 (174)9.3装配万向节 (180)9.4 设置万向节 (182)第十章齿轮传动 (187)10.1 齿轮设计 (187)10.2齿轮轴 (191)10.3 设置齿轮铰 (199)第十一章齿轮齿条传动 (205)11.1齿条 (205)11.2齿轮 (209)11.3固定支架 (213)11.4设置齿轮齿条铰 (219)第十二章双万向节 (229)12.1 主动轴 (229)12.2 装配零件 (239)12.3设置双万向节铰 (249)第十三章坐标系定义铰 (254)13.1 主动轴 (254)13.2 装配零件 (266)13.3 设计坐标定义铰 (268)第十四章点――线铰 (273)14.1 生成曲线 (273)14.2 椭球体零件 (276)14.3装配零件 (280)第十五章滑动曲线铰 (285)15.1 折线 (285)15.2 旋转球 (286)15.3 长方体台面 (289)15.4装配零件 (295)15. 5 设计滑动曲线定义铰 (297)第十六章滚动曲线铰 (305)16.1轴承滚子 (305)16.2 内环 (311)16.3 外环 (317)16.4装配零件 (322)15. 5 设计坐标定义铰 (323)第十七章点曲面铰 (331)17.1 生成曲面 (331)17.2 笔零件 (338)17.3装配零件 (344)17. 4 设计点曲面铰 (346)第十八章生成轨迹曲线 (349)第十九章生成关系曲线 (356)第二十章速度和加速度测量 (364)第二十一章椭圆规实例 (369)21.1 曲柄 (369)21.2固定轴架 (374)21.3椭圆尺 (378)21.4滑块 (381)21.5设置铰 (384)21.6设置公式 (399)21.7生成轨迹曲线 (401)21.8速度和加速度测量 (402)CATIA 机械运动分析与模拟实例第一章滑动1.1 设计滑块在桌面上双击CATIA的图标,进入CATIA软件。

或者从【开始】菜单选择CATIA,运行该软件。

进入CATIA软件的界面后,点击“开始”Start< 机械设计Mechanical Design<Part Design,如图1-1所示。

进入零件设计工作台。

图1-1点击“开始”Start< 机械设计Mechanical Design<Part Design 用鼠标左键点击选中左边模型树中 xy plane参考平面,如图1-2所示。

在工具栏中点击Sketcher草图设计图标,就进入草图设计工作台。

图1-2CATIA 模型树选中xy plane参考平面点击工具栏内的Profile轮廓线图标,画一个折线形状,下面的水平边与H轴重合,折线的起点在原点,终点在V轴上,如图1-3所示。

图1-3一条折线点击工具栏内的Mirror镜像图标,然后在图形中选中V轴,形成折线关于V轴的对称线,如图1-4所示。

图1-4折线关于V轴的对称线点击工具栏中的Exit Workbench 离开草图工作台图标,重新可以进入零件设计工作台。

点击工具栏中Pad拉伸图标,出现Pad Definition拉伸定义对话框,如图1-5。

第一栏Type类型选择缺省的Dimension实体,在Length长度栏内填上厚度100,原来缺省的设置是20。

点击Preview预览按钮,先看一下做的立体图效果,如图1-6。

点击对话框内的OK按钮,生成滑块零件。

图1-5Pad Definition拉伸定义对话框图1-6预览拉伸形成的零件下面修改零件的名称。

在左边的模型树点击选中零件名称“Part1”,如图1-7。

点击鼠标右键,出现下拉菜单选项,如图1-8。

选择下拉菜单中的“属性”选项,选择后出现“属性”对话框,如图1-9。

点击对话框内的“产品”制表栏,在“零部件号”栏内填上零件的名称“滑块”。

点击对话框内的“确定”按钮,完成零件名称设置。

左边模型树上零件的名称更改为“滑块”。

点击工具栏中的Save保存文件图标,将该零件保存。

图1-7选中零件名称“Part1”图1-8点击鼠标右键出现的下拉菜单选项图1-9“属性”对话框1.2 固定架零件点击CATIA界面上面的Start(开始), 选择Mechanical Design(机械设计)>Assembly Design(装配件设计),进入装配设计工作台,如图1-10。

图1-10点击Start(开始)>- Mechanical Design(机械设计)>Assembly Design(装配件设计)点击上面菜单中的“窗口”,在出现的下拉菜单中选择“水平平铺”,如图1-11。

选择后,在图形区,装配零件和1.1节设计的“滑块”水平平铺,同时显示出来。

在“滑块”零件的模型树上,点击选中零件名称“滑块”,按下左键不松开,将鼠标拖动到装配图的模型树上,放在零件名称“product.1”上松开,用这种方式,可以直接将零件导入到装配图中。

图1-11选择“水平平铺”将“滑块”零件关闭。

点击上面菜单中的“插入”,在出现的下拉菜单中选择“新建零部件”,如图1-12。

然后在左边的模型树中点击零件名称“product.1”,如图1-13。

这样会在装配图内插入一个新零件。

点击零件名称“product.1”后,出现一个对话框“新部件:原点”,如图1-14,提示使用者如何定义新零件的原点。

点击对话框内的“是”按钮,定义新零件的原点与组件的原点重合。

在装配零件的模型树上出现一个新零件“Part1.1”。

图1-12选择“新建零部件”图1-13点击零件名称“product.1”图1-14“新部件:原点” 对话框将左边模型树中Part1零件的元素展开,双击该零件的名称Part1,如图1-15,这样可以直接由装配设计工作台转到零件设计工作台。

用鼠标左键点击选中左边模型树中 xy plane参考平面。

在工具栏中点击Sketcher草图设计图标,就进入草图设计工作台。

图1-15双击的零件名称“Part1”点击工具栏内的Project 3d element投影三维元素图标,然后选择滑块的端面,将滑块的端面投影为一个梯形草图,如图1-16。

图1-16滑块的端面投影为一个梯形草图点击工具栏内的Profile轮廓线图标,画一个折线形状,下面的水平边低于H轴,上面的边与投影的梯形上面重合,折线的起点在V轴上,如图1-17所示。

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