CATIADMU分析雙橫臂懸架模型

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1、1 CATIA dmu模塊分析雙橫臂獨(dú)立前懸架基礎(chǔ)知識(shí) 使用dmu模塊，對(duì)初學(xué)者而言，關(guān)鍵問(wèn)題是熟悉 dmu模塊的各種操作；對(duì)于高級(jí)使用 者而言，其關(guān)鍵在于分析機(jī)構(gòu)是如何運(yùn)動(dòng)的。 這里簡(jiǎn)介CATIA dmu模塊中所需要的基本操作。 表1-1 運(yùn)動(dòng)副類型 圖標(biāo) 操作 是否加驅(qū)動(dòng) 旋轉(zhuǎn)副 1 1. 先點(diǎn)擊圖標(biāo) 2. 先后點(diǎn)擊兩個(gè)零件選擇的旋轉(zhuǎn)軸線，如果是回轉(zhuǎn)體零件， 則catia可自動(dòng)生成軸線；否則需要自己手動(dòng)畫一條直線 3. 先后點(diǎn)擊分屬兩個(gè)零件參考平面 可加 角度驅(qū)動(dòng) 球鉸 n 第 1. 先點(diǎn)擊圖標(biāo) 2. 先后點(diǎn)擊兩個(gè)零件球鉸鉸接點(diǎn)

2、萬(wàn)向節(jié) 1. 先點(diǎn)擊圖標(biāo) 2. 先后點(diǎn)擊兩條軸線，如果是回轉(zhuǎn)體零件，則 catia可自動(dòng)生 成軸線；否則需要自己手動(dòng)畫一條直線 3. 選擇旋轉(zhuǎn)形式，如繞第二根軸線轉(zhuǎn)動(dòng) 移動(dòng)副 送 1. 先點(diǎn)擊圖標(biāo) 2. 先后點(diǎn)擊分屬兩個(gè)零件的兩條直線，作為運(yùn)動(dòng)方向 3. 先后點(diǎn)擊分屬兩個(gè)零件的兩個(gè)平面，作為運(yùn)動(dòng)平面 可加 直線驅(qū)動(dòng) 點(diǎn)面副 1. 先點(diǎn)擊圖標(biāo) 2. 先后選擇分屬不同零件的面和點(diǎn)，要求點(diǎn)在面上，有的書 中現(xiàn)在assemble design中裝配，其實(shí)不必要，只要點(diǎn)的空間 位置在面上即可。 可加 固定 1. 先點(diǎn)擊圖片

3、 2. 選擇你要固定的零件 個(gè)人感覺(jué)，catia dmu建立運(yùn)動(dòng)副，易于理解的想法就是，用幾何元素固定這個(gè)運(yùn)動(dòng)形 式，使兩個(gè)相互運(yùn)動(dòng)的零件具有固定的運(yùn)動(dòng)形式， 例如創(chuàng)建簡(jiǎn)單的移動(dòng)副， 要確定兩個(gè)零件 之間有個(gè)平移運(yùn)動(dòng)，那么需要知道兩個(gè)零件的運(yùn)動(dòng)方向， 而分屬兩個(gè)零件的兩條直線（其實(shí) 就是向量）就可以確定兩個(gè)零件的運(yùn)動(dòng)方向了；然后，還需要知道零件在哪個(gè)平面內(nèi)運(yùn)動(dòng), 這就需要分屬兩個(gè)零件的不同的參考面，這個(gè)面決定了零件的運(yùn)動(dòng)平面。 2雙橫臂獨(dú)立前懸架參數(shù)化建模 CATIA是著名的三維實(shí)體造型軟件，其模塊多是基于實(shí)體模型的。但是線框模型也可在 CATIA的一些模塊中進(jìn)行分析仿

4、真，比如運(yùn)動(dòng)分析模塊 dmu，顯而易見(jiàn)的是，線框模塊相 對(duì)于實(shí)體模型所占的資源要小很多。本次仿真，采用線框模型 +實(shí)體模型的造型方案，即除 輪胎外全部使用線框模型， 但因要分析輪胎實(shí)際占用空間， 故輪胎采用實(shí)體模型。 模型結(jié)構(gòu) 如圖2.1所示。 圖2.1雙橫臂獨(dú)立前懸架結(jié)構(gòu) 將圖2.1左圖的實(shí)物結(jié)構(gòu)部分線框后如圖 2.1右圖所示。模型由6個(gè)零件（對(duì)應(yīng)于 catia 的part design模塊）組成，主要2.1左圖只是標(biāo)出其中的 5個(gè)，基座6 （實(shí)際結(jié)構(gòu)是副車架） 并沒(méi)有標(biāo)出。零件1為下橫臂，零件2為上橫臂，零件3為轉(zhuǎn)向節(jié)+輪胎，零件4為橫向拉 桿，零件5為測(cè)試平臺(tái)，其作用為輪

5、胎可在測(cè)試平臺(tái)內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)， 并且測(cè)試平臺(tái)上下運(yùn)動(dòng)模 擬路面顛簸情況。 1. 在catia中，一個(gè)part design中所畫出的零件，即使在空間結(jié)構(gòu)上不相連， catia依然將 其作為一個(gè)零件進(jìn)行分析。 2. 線框模型中兩個(gè)點(diǎn)可以創(chuàng)建一條直線，三個(gè)點(diǎn)或者兩條直線決定一個(gè)平面，這是基本 的幾何知識(shí)。 3. —般而言，catia采用的是由下到上的設(shè)計(jì)思路，即，在 part design模塊中設(shè)計(jì)零件， 然后導(dǎo)入到 assemble design中進(jìn)行裝配（如果你不知道 part design和assemble design,那么 好，那么請(qǐng)隨便找一本 catia入門的書， 先看看.

6、…囧…）。 其實(shí)，在本次仿真中，我們也可以 使用這個(gè)思路，但是不同的 part design中設(shè)計(jì)的零件，都有其各自的坐標(biāo)原點(diǎn)，大家懂得, 凡是跟裝配有關(guān)的設(shè)計(jì)，要是導(dǎo)入初始空間位置不能和你最后裝配的位置重合的話， 肯定是 要用刷新 ◎ 按鈕的，刷新之后，一個(gè)零件將會(huì)移動(dòng)靠近另外一個(gè)零件，誰(shuí)靠近誰(shuí)跟你先 后點(diǎn)擊的次序有關(guān)， 先點(diǎn)的零件靠近后點(diǎn)的零件， 這很討厭！換一個(gè)角度出發(fā)，若是首選在 assemble design中創(chuàng)建一個(gè)product產(chǎn)品，然后在產(chǎn)品中添加零件，那么就可以通過(guò)選擇使 用同一坐標(biāo)系創(chuàng)建零件，這樣你的零件即使在沒(méi)有約束的情況下， 也可以看上去是一個(gè)整體！

7、當(dāng)然世界上沒(méi)有樣樣都好的事情， 這樣做的壞處就是你添加各種約束、 運(yùn)動(dòng)副的時(shí)候，可能 要不斷的隱藏/顯示零件。如果，你看不懂這一段，沒(méi)有關(guān)系，按照后面說(shuō)的做，做完之后， 你就明白這一段話的意思了， 0K ？ 2.1在product中創(chuàng)建parti :下橫臂 文件/新建，然后在新建對(duì)話框中選擇 product，常規(guī)操作。Catia的特點(diǎn)是什么？對(duì)， 是特征樹(shù)，大家都知道的…如果你不知道…那么請(qǐng)你隨便找一本 catia的入門教程看看。好了 現(xiàn)在右擊特征樹(shù)/部件/新建零件，如圖2.2所示。這里強(qiáng)調(diào)一下，新建第一個(gè)零件的時(shí)候， catia不會(huì)問(wèn)你是不是不改變坐標(biāo)系，但是，當(dāng)你第二次 右擊特征

8、樹(shù)/部件/新建零件 時(shí)，會(huì)出 現(xiàn)圖2.3所示的對(duì)話框，這時(shí)候記得選 “否”。 圖2.2 圖2.3 Parti下橫臂是一個(gè)三角架結(jié)構(gòu)，兩個(gè)點(diǎn)以轉(zhuǎn)動(dòng)副的形式鉸接在車架上，另一個(gè)點(diǎn)是一 個(gè)球鉸，與part3轉(zhuǎn)向節(jié)鉸接，這就是 parti的結(jié)構(gòu)，那么好，單純的建立這個(gè)零件，我們 需要的是3個(gè)點(diǎn)和三條直線（為什么不直接話直線呢？大家懂得， cad軟件中無(wú)一例外的都 是先建立兩個(gè)點(diǎn)然后再由這兩個(gè)點(diǎn)組成一條直線， 這里也是一樣的，另外，按照第一節(jié)所述, 球鉸需要一個(gè)點(diǎn)的做轉(zhuǎn)動(dòng)中心以確定這個(gè)運(yùn)動(dòng)，這是為什么需要先建立點(diǎn)的原因） 。 這就夠了么？這是不夠的， 第一節(jié)已經(jīng)說(shuō)了， 一個(gè)旋轉(zhuǎn)副需要

9、參與旋轉(zhuǎn)的每一個(gè)零件提 供一條轉(zhuǎn)軸和一個(gè)平面， 在我們的模型中，這條軸線與這個(gè)平得是垂直的， 其實(shí)直線與平面 不垂直的話，也能成功建立旋轉(zhuǎn)副，但是這個(gè)不好控制了，還是垂直吧，易于理解 ??…那么 又出來(lái)一個(gè)平面，一個(gè)平面如果這個(gè)平面不是特殊平面 （平行于三個(gè)坐標(biāo)平面）那么創(chuàng)建這 個(gè)平面需要3個(gè)點(diǎn)，幾何基礎(chǔ)知識(shí)嘛，那么好，其實(shí)，我們這個(gè) Parti下橫臂需要?jiǎng)?chuàng)建 6個(gè) 點(diǎn)，見(jiàn)表2.1。 表2.1 名稱 重合點(diǎn) 作用 坐標(biāo) part1-1 part6-1 這兩點(diǎn)連線是下橫臂轉(zhuǎn) (307,1560,383) part1-2 part6-2 動(dòng)軸線，與基座組成旋轉(zhuǎn) (

10、307,1285,388) 副 part1-3 part3-1 與轉(zhuǎn)向節(jié)球鉸接點(diǎn) (686,1414,364) part1-4 part1-1 決定創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)副需要的 (307,1560,383) part1-5 part6-3 平面 (307,1565,658) part1-6 part6-4 (407,1560,383) 1-1 （ 1-4）與 1-5,1-6三點(diǎn)組成旋轉(zhuǎn)副所需的平面，創(chuàng)建平面 /三點(diǎn)/依次點(diǎn)選三點(diǎn)，基本操作，不解釋 額，大家發(fā)現(xiàn)了，其實(shí)part-1和part-4點(diǎn)是同一個(gè)點(diǎn)，那么現(xiàn)在就不需要建立 6個(gè)點(diǎn)了, 5個(gè)就夠

11、了。另外，紅色的點(diǎn)是需要自己計(jì)算的，怎么計(jì)算 ？....不會(huì)的話，去看解析幾何.. 那么第一個(gè)零件就建好了，見(jiàn)圖 2.4 圖2.4 22建立其余5個(gè)線框零件 按照上面說(shuō)的方法，分別建立別的零件，見(jiàn)表，各種表，這里就不截圖了，依然是紅色 的代表自己計(jì)算的坐標(biāo)點(diǎn)。 表2.2 part2上橫臂 名稱 重合點(diǎn) 作用 坐標(biāo) part2-1 part6-5 這兩點(diǎn)連線是上橫臂轉(zhuǎn) 動(dòng)軸線，與基座組成旋轉(zhuǎn) 副 (384,1564,650) part2-2 part6-6 (384,1330,708) part2-3 part3-2 與轉(zhuǎn)向節(jié)球鉸接點(diǎn) (593,1

12、448,686) part2-4 part2-1 決定創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)副需要的 平面 (384,1564,650) part2-5 part6-7 (384,1622,884) part2-6 part6-8 (484,1564,650) 2-1 （2-4）與 2-5,2-6三點(diǎn)組成旋轉(zhuǎn)副所需的平面，創(chuàng)建平面 /三點(diǎn)/依次點(diǎn)選三點(diǎn)，基本操作，不解釋 依然是三點(diǎn)中每?jī)牲c(diǎn)連線，組成三角形的零件代表上橫臂。 表2.3 part3轉(zhuǎn)向節(jié)+輪胎 名稱 重合點(diǎn) 作用 坐標(biāo) part3-1 part1-3 與下橫臂球鉸鉸接 (686,1414,364) part3-

13、2 part2-3 與上橫臂球鉸鉸接 (593,1448,686) part3-3 與輪胎中心固聯(lián)點(diǎn) (743,1442,507) part3-4 part5-1 與測(cè)試臺(tái)接觸點(diǎn)，為創(chuàng)建 點(diǎn)-面副的點(diǎn) (743,1442,207) part3-5 part4-1 與橫向拉桿球鉸鉸接 (703,1305,459) part3-6 轉(zhuǎn)向節(jié)中心點(diǎn)，分別與 3-1,3-2,3-3,3-5 四點(diǎn)相連 成四條直線 (686,1442,507) 創(chuàng)建實(shí)體零件輪胎：選擇 yoz面，進(jìn)入草繪器，做圓，圓心（1442,507），半徑300;拉伸選擇雙面拉伸,

14、 兩個(gè)量分別為673和-813;給輪胎倒角，選擇 45°長(zhǎng)度30?；静僮鳎唤忉? 轉(zhuǎn)向節(jié)中心點(diǎn)3-5,分別與3-1,3-2,3-3，3-5四點(diǎn)相連成四條直線加上代表輪胎的拉伸實(shí) 體，代表零件4，其實(shí)這里用組件 4這個(gè)名稱更合適。 表2.4 part4橫向拉桿 名稱 重合點(diǎn) 作用 坐標(biāo) part4-1 part3-5 與轉(zhuǎn)向節(jié)球鉸鉸接 (703,1305,459) part4-2 part6-9 與基座的萬(wàn)向節(jié)鉸接點(diǎn) (377,1311,471) 兩點(diǎn)連線，代表橫向拉桿，同時(shí)這也是萬(wàn)向節(jié)的一條選擇軸線。 表2.5 part5測(cè)試平臺(tái) 名稱 重合點(diǎn)

15、 作用 坐標(biāo) part5-1 part3-4， part6-,11 組成測(cè)試平臺(tái)與基座的 (743,1442,207) part5-2 part6-12 移動(dòng)副 (743,1442,157) 這里創(chuàng)建移動(dòng)副需要的平面， 但是由5-1,5-2組成的直線垂直于xoy平面，所以可以直接使用yoz（或者xoz） 平面做創(chuàng)建移動(dòng)副需要的平面 創(chuàng)建測(cè)試平臺(tái)實(shí)體零件，選擇 xoy平面，進(jìn)入草繪器，創(chuàng)建圓（743,1442）,拉伸，雙向拉伸，拉伸量分別 為187和-207，基本操作，不解釋 5-1和5-2點(diǎn)連線代表移動(dòng)副的移動(dòng)反向， 加上拉伸的圓柱實(shí)體 （代表測(cè)試平臺(tái)），組成

16、 零件5。 表2.6 part 6基座 名稱 重合點(diǎn) 作用 坐標(biāo) part6-1 part1-1 這兩點(diǎn)連線是下橫臂轉(zhuǎn) (307,1560,383) part6-2 part1-2 動(dòng)軸線 (307,1285,388) part6-3 part1-5 與6-1點(diǎn)組成下橫臂與基 (307,1565,658) part6-4 part1-6 座轉(zhuǎn)動(dòng)副需要的平面 (407,1560,383) part6-5 part2-1 這兩點(diǎn)連線是上橫臂轉(zhuǎn) (384,1564,650) part6-6 part2-2 動(dòng)軸線 (384,1330,708)

17、 part6-7 part2-5 與6-5點(diǎn)組成上橫臂與基 (384,1622,884) part6-8 part2-6 座轉(zhuǎn)動(dòng)副需要的平面 (484,1564,650) part6-9 part4-2 與橫向拉桿的萬(wàn)向節(jié)鉸 接點(diǎn) (377,1311,471) part6-10 與6-9組成萬(wàn)向節(jié)旋轉(zhuǎn)軸 線 (390,1311,471) part6-10 part5-1 組成測(cè)試平臺(tái)與基座的 (743,1442,207) part6-10 part2-2 移動(dòng)副 (743,1442,157) 6-1與6-2,6-3三點(diǎn)組成下橫臂旋轉(zhuǎn)副

18、所需的平面，創(chuàng)建平面 /三點(diǎn)/依次點(diǎn)選三點(diǎn)，基本操作，不解釋 6-4與6-5,6-6三點(diǎn)組成上橫臂旋轉(zhuǎn)副所需的平面，創(chuàng)建平面 /三點(diǎn)/依次點(diǎn)選三點(diǎn)，基本操作，不解釋 直接使用yoz （或者xoz）平面做創(chuàng)建基座與測(cè)試平臺(tái)移動(dòng)副需要的平面 3創(chuàng)建雙橫臂獨(dú)立懸架的運(yùn)動(dòng)副 本次仿真創(chuàng)建的雙橫臂獨(dú)立懸架的運(yùn)動(dòng)副見(jiàn)表 3-1。 表3-1 運(yùn)動(dòng)副類型 圖標(biāo) 零件1 零件2 是否加驅(qū)動(dòng) 旋轉(zhuǎn)副 基座 下橫臂 否 旋轉(zhuǎn)副 基座 上橫臂 否 球鉸 轉(zhuǎn)向節(jié) 下橫臂 否 球鉸 轉(zhuǎn)向節(jié) 上橫臂 否 球鉸

19、 轉(zhuǎn)向節(jié) 橫向拉桿 否 萬(wàn)向節(jié) 4 基座 橫向拉桿 否 移動(dòng)副 1 測(cè)試平臺(tái) 基座 是 點(diǎn)面副 轉(zhuǎn)向節(jié)（輪胎） 測(cè)試平臺(tái) 否 固定 基座 這里說(shuō)明幾點(diǎn) 1?所有的創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)副的命令都在一個(gè)叫“ DMU運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)”工具欄，不知道怎么找工具 欄的果斷查找catiia入門書籍！ 2?創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)副的時(shí)候，catia會(huì)提示對(duì)話框如圖 3.1,對(duì)此進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。 iirif i ]isu-：. 1 |rfkiyacL-1 二MiffMjr jinu.CA'Ir art | "J 11 tULjt 2-11 □ ul^

20、on-1 l 3m^±. C^IPxr1:J 乂希 I.遊 ajil. 1 Istii yafli anff an-llw ]「mF 址 i ] ia 匚三 和業(yè)” rrjjsn ?衍：m匚映二F 口莊中 3?坦白說(shuō)，其實(shí) catia中運(yùn)動(dòng)副的建立相當(dāng)?shù)暮?jiǎn)單，這是就不詳細(xì)說(shuō)明了，你完全根據(jù) 提示來(lái)就是了，其具體操作無(wú)非就是不停的選擇點(diǎn)、線和面，具體操作見(jiàn)表 1-1，實(shí)在不行 的話，就創(chuàng)建一個(gè)連桿，自己試試就知道怎么建立了，這里只舉例說(shuō)明怎么建立旋轉(zhuǎn)副，見(jiàn) 圖 3.2。 J "曲： [ "IFlfii 1/j： - - ^2 - : " * TfPjt " i&s

21、= 包二尸1^ ■- !，pY _Q號(hào)中 ?B tian a. *k HI T BFtl ] ?Ltl : e *賤鶴雖■曲賁喘讐@贏妙 t-t n." nmr iXl 科 圖3.2 3.3。 4.catia在創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)副的同時(shí)，自動(dòng)給零件之間添加了約束，見(jiàn)圖 匚Lz|l>L. Hr" -1 (?Ei.UAtiETt4Tit PC. Ll ULiaj.izL-H3iKi.ti. J 」i 3 jd S j ? MW.4 5如 I' j ! 3 | ( hi, 3,1 尊訂 i 'I. f ail.』■ m (.Lhujfitff L . j E

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23、lmJ.￡ J j Ml. 3 I Iw^Ll . 1. I 扈爲(wèi)吧越業(yè) 圖3.3 5.這些東西都做好以后，固定基座，操作很簡(jiǎn)單，點(diǎn)擊 圖標(biāo)，然后點(diǎn)擊零件 然后點(diǎn)擊-?「這個(gè)圖標(biāo)，在“DMU 可以了，這時(shí)候出現(xiàn)圖3.4,說(shuō)明你的機(jī)構(gòu)可以運(yùn)動(dòng)了, 般圖畫”工具欄上，出現(xiàn)圖 3.5,選擇“機(jī)械裝置 1”點(diǎn)擊“確定”，出現(xiàn)圖3.6，就可以 運(yùn)動(dòng)了。 圖3.4 白冋 ^..A-iirvF 圖3.5 圖3.6 ；MH^E 7 E8 圖5 ■ 4獲得輪胎包絡(luò) 我們這次仿真的目的是活動(dòng)輪胎包絡(luò)，操作與結(jié)果見(jiàn)圖 5。 虔樣 ￡掃哪'|「罷:產(chǎn)盤 % '小 h Jnjn 匚 tPvfflWJL meiM fSi BU11 (BflU- □圧歲詛［_ □ IfH rnrfiT 三屋電體 恤 |l: