第八章产品装配与运动仿真
学习目的：
各种装配约束类型
装配连接类型的概念
零件装配与连接的基本方法
组件分解图的建立方法
组件的装配间隙与干涉分析
学习重点：
产品的装配方法
机械运动仿真的建立
完成零件设计后，将设计的零件按设计要求的约束条件或连接方式装配在一起才能形成一个完整的产品或机构装置。
利用P r o/E提供的“组件”模块可实现模型的组装。
在P r o/E系统中，模型装配的过程就是按照一定的约束条件或连接方式，将各零件组装成一个整体并能满足设计功能的过程。
8.1元件放置操控板
模型的装配操作是通过元件放置操控板来实现的。
单击菜单【文件】→【新建】命令，在打开的对话框中选择“组件”，如图所示。
单击【确定】按钮，进入“组件”模块工作环境。
在组件模块工作环境中，单击按钮或单在弹出的〖打开〗对话框中选择要装配的零件后，单击【打开】按钮，系统显示如图12-2所示的元件放置操控板。
8.2装配约束类型
零件的装配过程，实际上就是一个约束限位的过程，根据不同的零件模型及设计需要，选择合适的装配约束类型，从而完成零件模型的定位。
一般要完成一个零件的完全定位，可能需要同时满足几种约束条件。
P r o/E提供的约束类型有：
1.匹配
所谓“匹配”就是指两零件指定的平面或基准面重合或平行（当偏移值不为零时两面平行，当偏移值为零时两面重合）且两平面的法线方向相反。
如图所示为使用“匹配”约束方式且偏移值为0的两面配合情况（选择圆台的上端面和直角模型底座的上表面，如图中箭头所示）。
匹配时偏移值为0时的两面配合情况
匹配时偏移值不为0时的两面配合情况
2．对齐
使两零件指定的平面、基准面、基准轴、点或边重合或共线。
如图所示为“对齐”方式且偏移值为0时两面配合情况
对齐时偏移值为0时的两面配合情况
对齐时偏移值不为0时的两面配合情况
3．插入
“插入”约束使两零件指定的旋转面共旋转中心线，具有旋转面的模型有圆柱、圆台、球等。
如图所示为“插入”约束方式的一个例子，在选定“插入”约束后，分别选择直角模型中孔特征的内表面和圆柱模型侧表面即可完成“插入”约束组装。
4．坐标系
使零件装配的坐标系与其装配零件的坐标系对齐，从而完成装配零件的放置。
5．相切
在两个进行装配的零件中，各自指定一个曲面或一个为平面，另一个为曲面，
使其相切。
如图所示，选中图中箭头指示的两个面完成相切方式的约束。
•6．线上点
•在一个零件上指定一点，然后在另一零件上指定一条边线，使该点在这条边线上。
如图所示，为两次使用“线上点”约束方式的一个例子。
具体操作：选择左边模型的一个角点，然后选择右边模型箭头指示的边线；选择左边模型的另一个角点，然后选择右边模型箭头指示的边线，结果两点在箭头指示的边线上。
7．曲面上的点
在一个零件上指定一点，然后在另一个零件上指定一个面，则指定的面和点相接触。
如图所示，选择直角模型上的基准点“A P N T O”，然后选择圆柱模型中箭头指示的面，结果如右图所示。
该选项常配合“对齐”、“匹配”等选项一起使用。
8．曲面上的边
在一个零件上指定一条边，然后在另一个零件上指定一个面，则指定的边位于指定的面上。
该选项常配合“对齐”、“匹配”等选项一起使用。
如图所示，选择直角模型中箭头指示的一条边，然后选择圆柱模型下端面，结果如右图所示。
提示：
在进行“匹配”或“对齐”操作时，对于要配合的两个零件，必须选择相同的几何特征，如平面对平面，旋转曲面对旋转曲面等。
“匹配”或“对齐”的偏移值可为正值也可为负值。
若输入负值，则表示偏移方向与模型中箭头指示的方向相反。
8.3装配连接类型
在P r o/E中，元件的放置还有一种装配方式——连接装配。
使用连接装配可利用P r o/M e c h a n i s m（机构）模块时直接执行机构的运动分析与仿真，它使用上一节讲的各种约束条件来限定零件的运动方式及其自由度。
操控面板如下图所示。
使用该面板可以选择和设置零件间的连接类型。
对选定的连接类型进行约束设定时的操作与8.2讲述的相应约束类型的操作相同，因此本节重点应理解各连接类型的含义，以便在进行机构模型的装配时正确选择连接类型。
常用的连接类型：
1.刚性：刚性连接。
自由度为零，零件装配处于完全约束状态。
2.销钉：销钉连接。
自由度为1，零件可沿某一轴旋转。
3.滑动杆：滑动连接。
自由度为1，零件可沿某一轴平移。
4.圆柱：缸连接。
自由度为2，零件可沿某一轴平移或旋转。
5.平面：平面连接。
自由度为2，零件可在某一平面内自由移动，也可绕该平面的法线方向旋转。
该类型需满足“平面”约束关系。
6.球：球连接。
自由度为3，零件可绕某点自由旋转，但不能进行任何方向的平移。
该类型需满足“点对齐”约束关系。
8.4零件装配与连接
在完成各零件模型的制作之后，就可以把它们按设计要求组装在一起，成为一个部件或产品。
零件装配与连接的操作步骤如下：
(1)新建一个“组件”类型的文件，进入组件模块工作界面。
(2)单击按钮，装载零件模型。
(3)在元件放置操控板中，选择约束类型或连接类型，然后相应选择两个零件的装配参照使其符合约束条件
(4)单击新建约束，重复步骤(3)的操作，直到完成符合要求的装配或连接定位，单击按钮，完成本次零件的装配或连接。
（5）重复步骤（2）---（4），完成下一个零件的组装。
8.5运动仿真实例
完成如图产品的运动仿真。
操作步骤：
（1）创建一个装配文件
（2）采用用缺省位置装配壳体零件
（3）用销钉连接方式装配曲轴
（4）用销钉连接方式连杆
（5）用放置方式装配气缸
（6）用圆柱连接方式活塞
（7）单击【应用】--【机构】切换至机构模式。
称，在类型子对话框中选择曲轴的转动箭头为连接轴（图1），在轮廓子对话框中连
接轴设置选择速度，模的数值为100（图2），最后点击【确定】。
（9）单击【机构】--【分析】，打开分析定义对话框。
点击【运行】即可以进行产品工伯的运动过程。
8.6组件分解图
在一些产品说明书或需要进行产品演示的场合，为了说明产品的零件组成及其装配结构关系，经常需要使用分解图。
在P r o/E组件工作环境中，单击菜单【视图】→【分解】→【分解视图】选项，图形窗口中的组件模型则呈分解状态，调整各零件的位置，即可完成组件模型的分解图。
操作方法：
（1）打开已有的组件模型，单击菜单【视图】→【分解】→【分解视图】选项，图形窗口中的组件模型按系统默认的分解位置显示分解图。
（2）单击菜单【视图】→【分解】→【编辑位置】选项，打开〖分解位置〗对话框。
（3）选定移动参照，选择零件并拖动调整其位置完成分解图。
8.7建立偏距线
(1)打开组件模型分解图，单击菜单【视图】→【分解】→【偏距线】→【创建】选项，弹出〖图元选取〗菜单。
(2)在〖图元选取〗菜单中选择确定偏距线参照方向的选项。
(3)按系统提示，分别选择两个零件的实体类型对象（如零件表面等）完成偏距线的建立。
(4)单击菜单【视图】→【分解】→【偏距线】→【修改】选项，修改偏距线的位置及啮合点数。
(5)单击菜单【视图】→【分解】→【偏距线】→【修改线体】选项，在打开的〖线体〗对话框中重新定义偏距线的颜色及线段类型。
实例在组件模型中建立偏距线
8.8课后练习
1．思考题
（1）在装配约束中“匹配”与“对齐”有何异同？
（2）试说出5种以上常见装配约束类型的名称并解释其具体含义？
（3）装配连接一般用在什么场合？请说出几种典型的连接类型并解释其具体含义？（4）简述零件装配的操作步骤。
（5）建立组件模型分解图的操作步骤是怎样的？
（6）在组件模型分解图中如何建立和编辑偏距线？
2．上机题
（1）创建如图部件中各零件模型并进行装配。
（2）把轴与轮子之间的关系设为连接关系并进行运动仿真。
（3）建立产品的分解图及相关的偏距线。
实验六：产品的连接功能及运动仿真练习。