如何在Proe中使用自顶向下方法设计连杆.doc

如何在Pro/ENGINEER 中使用自顶向下方法设计连杆
此组件由一个液压圆柱体、几个连杆零件和一个滚柱装置组成。
我们先使用标准模板创建一个组件，以此开始建模过程：
将此组件命名为 top-level.asm；
接着在 top-level.asm 中创建一个骨架模型；
选择“在组件模式下创建元件”图标，在当前组件中创建一个新的零件；
选择“骨架模型”，接受缺省的名称：

使用“复制现有”方法，然后选择您公司的起始零件以用作骨架模板。如果没有起始零件，则使用 Pro/ENGINEER 的缺省模板创建一个。然后，可以浏览到此零件，并将其用作“复制自”选项。

接下来，右键单击 TOP-LEVEL_SKEL.PRT，并在其自己的窗口中打开它。我们在此窗口中将创建连杆系统的布局。这类似于在 2D 软件包中放置连杆。

接着，为基础位置创建三个点，这些点将代表不会移动的点。可以在建模过程的后面阶段使用 Pro/ENGINEER 行为建模扩展来优化这些点。利用草绘基准点工具能很好地创建这些点。也可以在“插入”à“模型基准”à“点”à“草绘”下找到此特征。

选择在其上进行草绘的平面，然后创建三个点。在本例中，使用“前”平面作为草绘平面，并使用“右基准”平面作为右查看参照。（图 1）

请注意，有一个点在缺省的坐标系上，而另外两个点标出了尺寸：

PNT0 将用于确定圆柱的销钉接头位置；
PNT1 将用于确定“V”形支架的位置；
PNT2 将用于确定滚柱拉杆的固定位置。

接下来，我们将为连杆草绘以下部分：

“V”形支架；
滚柱拉杆；
从 V 形支架到滚柱拉杆的连接连杆。

让我们从 V 形支架开始：

创建一个草绘基准曲线特征；
使用在草绘基准点特征时所用的同一草绘平面和视图参照，只需选择“使用先前的”按钮即可。

图 2 中显示了创建草绘的步骤：

草绘一个圆，圆心在 PNT1，半径值为 6”；
将此圆切换为构造圆；
草绘两条中心线，使它们各偏离垂直中心线 22.5 度，如图所示；
创建三个直径为 1” 的圆，一个圆心在 PNT1，另两个圆心在半径为 6” 的构造圆与两条 22.5 度中心线的相交处。

此草绘将代表 V 形支架的三个孔位置。
接着，创建滚柱拉杆的草绘。使用相同的草绘基准曲线特征，另外还使用先前的草绘平面参照。

图 3 中显示了创建草绘的步骤：

参照：选择 PNT2 以及通过 V 形支架草绘创建的右上方圆的圆心，以作为草绘参照捕捉。

使用“草绘点”图标在 PNT2 和通过 V 形支架草绘创建的右上方的圆上创建草绘点。如上所示，草绘第三个点；
从这些草绘点中的每一个创建两条中心线，使它们在第三个点的位置相交，如图所示；
现在，可以创建角度尺寸标注形式，如上所示；
分别在第一个和第三个点的位置创建一个直径为 1” 的圆。

最后，创建最后一个草绘，即从 V 形支架到滚柱拉杆的连接连杆草绘。使用相同的草绘曲线特征，另外还使用先前特征中的相同草绘平面。

如图 4 中所示草绘连杆：

用于创建此草绘的步骤：

参照：选择两个现有的圆作为草绘参照。

在现有的圆上创建 2 个圆，如图所示；
创建 2 个半径为 1” 的更大的圆；
创建切线并修剪到半径为 1” 的圆。

最后要创建的特征是位于草绘圆的所有圆心处的基准点和轴。

很重要的是，在每个圆的所有圆心处存在一个将用于组件机构约束的轴。 

现在，创建要在组件中使用的各个零件。

创建 V 形支架零件 
创建新零件 – 将其命名为 V_BRACKET.PRT，使用缺省模板。

接着将它装配到 TOP-LEVEL.ASM 中 – 让零件在工作空间中保持封装状态。选择“确定”按钮即可。这将使零件处于无任何约束的状态（将在后面添加约束）。

激活此零件以在其内部创建特征。右键单击 V_BRACKET.PRT 并选择“激活”。

选择“插入”à“共享数据”à“复制几何”；
从对话框中选择“曲线参照”；曲线链；
从先前定义的 V 形支架草绘中选择 3 个圆。

在退出此对话框前选择“外部化”选项，选择“确认”以外部化特征，然后分别从 TOP-LEVEL_SKEL.PRT 和 V_BRACKET.PRT 中选择缺省的坐标系。

创建其他特征以产生如图 5 所示的最终零件：

现在，编辑 v_bracket 零件的定义，并从轴 A_6 和 top-level_skel 零件上的对应轴创建销钉接头，然后为每个轴选择“前”平面（如果它是垂直于销钉的轴的平面）。（图 6）

创建滚柱拉杆零件

创建新零件 – 将其命名为 ROLLER_TENSION.PRT，使用缺省模板；
接着将它装配到 TOP-LEVEL.ASM 中 – 让零件在工作空间中保持封装状态；
像前面一样选择“确定”按钮即可；
激活 ROLLER_TENSION.PRT；
选择“插入”à“共享数据”à“复制几何”；
从对话框中选择“曲线参照”；曲线链；
从先前定义的滚柱拉杆草绘中选择两个圆。

在退出此对话框前选择“外部化”选项，选择“确认”以外部化特征，然后分别从 TOP-LEVEL_SKEL.PRT 和 ROLLER_TENSION.PRT 中选择缺省的坐标系。

创建其他特征以产生如图 7 所示的最终零件。

现在，编辑定义，并在 A_4 轴和 top-level_skel 零件上的对应轴之间定义销钉接头连接，然后为每个轴选择“前”平面（如果它是垂直于销钉的轴的平面）。（图 8）

创建从 V 形支架到滚柱拉杆的连接连杆

创建新零件 – 将其命名为 CONNECT_LINK.PRT，使用缺省模板；
接着将它装配到 TOP-LEVEL.ASM 中 – 让零件在工作空间中保持封装状态；像前面一样选择“确定”按钮即可；
激活 CONNECT_LINK.PRT；
选择“插入”à“共享数据”à“复制几何”；
从对话框中选择“曲线参照”；曲线链；
从先前定义的连接连杆草绘中选择两个圆。另外，还选择连杆的外部曲线以用于零件的伸出项。

在退出此对话框前选择“外部化”选项，选择“确认”以外部化特征，然后分别从 TOP-LEVEL_SKEL.PRT 和 CONNECT_LINK.PRT 中选择缺省的坐标系。

创建其他特征以产生最终零件。（图 9）

现在，重新装配 CONNECT_LINK.PRT。 

编辑零件的定义；从组件约束中选择“连接”选项卡。

向 V_BRACKET.PRT 添加一个销钉接头。 

向 ROLLER_TENSION.PRT 添加一个圆柱接头。（图 10）

现在，要做的是添加圆柱组件和滚柱。

装配 ROLLER.PRT。（图 9）

将轴插入到 ROLLER_TENSION.PRT 的镗孔中；
将轴的末端与 ROLLER_TENSION.PRT 的端面对齐；
现在，用位于骨架零件的 PNT0 处的销钉接头和 V 形支架的圆柱接头装配 CYLINDER.ASM。（图 10）

在圆柱滑块接头上放置一个驱动器，以模拟运动范围。

首先，需要处于“机构”应用程序内才能定义驱动器。

选择“应用程序”à“机构”；
定义一个伺服电动机：选择“机构”à“伺服电动机”à“新建”；
从圆柱组件中选择滑块接头；
将“模”更改为一个余弦函数；输入值 A=1.75（由于需要总行程为 3.5”，因此振幅等于总行程除以 2）C=3.25 这是我们需要的偏距。这将使圆柱的行程介于 1.5” 到 5”（总行程）之间。

现在，设置一个分析以查看机构。

选择“机构”à“分析”并填写以下信息：

确保将类型切换为“重复的组件”。

现在，可以输出影片以显示动画：

选择“机构”à“回放”；
选择“播放”按钮。

现在标准的VCR 控件允许我们播放、倒回、逐帧播放动画，或将动画捕获到 mpg 影片文件中。

现在，我们准备使用 Pro/ENGINEER 行为建模扩展来优化设计。

我们需要确定滚柱零件的总行程，并需要确定角行程。因此，我们将设置一些测量特征。

选择“应用程序”à“标准”以返回到“组件”菜单；
选择“插入分析”图标，然后创建“测量”à“距离”；
选择滚柱零件的轴和缺省的组件平面 (ASM_RIGHT)。

现在，可以捕获滚柱的总行程。

再次选择“插入分析”图标。 

这次我们将创建一个运动分析。

选择“下一个”；
选择“距离”参数；
选择“运行”。

这将创建滚柱总行程的控制曲线。现在，捕获最小值和最大值。您必须选择 MIN_DISTANCE 和 MAX_DISTANCE，并将选择改变为“是”，以便将这两个值存储为特征参数。（图 11）

现在，可以创建另一个分析特征，以捕获总行程。

再次选择“插入分析”图标。这次创建一个关系特征；
选择“下一个”；
如图中所示创建以下方程：

使用“参数”图标访问前一个分析特征中的 MIN 和 MAX DISTANCE 的特征参数。

现在，可以创建一些敏感性研究，以查看骨架模型中的尺寸变化如何影响行程参数。

选择“分析”à“敏感度分析”；
选择图 12 中所示的红色尺寸：出图先前定义的行程参数。

“敏感度分析”特征允许您演示“如果...怎样”方案，以查看如果模型尺寸发生变化的话分析参数会发生什么情况。这将只通过指定的尺寸范围再生模型，然后将尺寸范围恢复为其原始值。请注意，可以通过值范围控制任何尺寸，甚至可以控制零件级特征尺寸。这是优化设计的重要的第一步。一旦运行此研究并且参数值处于研究的范围内，就可以开展“可行性/优化”研究，以取得所需的参数。
可以设置可行性研究，以指定精确的行程值（图 12）：

由于我们利用骨架零件作为参照来构建组件，因此，我们只得借助于单一来源来访问点位置、连杆长度等的所有控制尺寸。利用此方法可轻松地在设计阶段中以较短的时间优化设计。