第 1 章 运动仿真
本章重点
应力分析的一般步骤
边界条件的创建
查看分析结果
报告的生成和分析
本章典型效果图
1.1
机构模块简介
在进行机械设计时，建立模型后设计者往往需要通过虚拟的手段，在电脑上模拟所设
计的机构，来达到在虚拟的环境中模拟现实机构运动的目的。对于提高设计效率降低成本
有很大的作用。Pro/ engineer 中“机构”模块是专门用来进行运动仿真和动态分析的模块。
PROE 的运动仿真与动态分析功能集成在“机构”模块中，包括 Mechanism design（机械设
计） 和 Mechanism dynamics（机械动态）两个方面的分析功能。
使用“机械设计”分析功能相当于进行机械运动仿真，使用“机械设计”分析功能来创建某种机
构，定义特定运动副，创建能使其运动起来的伺服电动机，来实现机构的运动模拟。并可
以观察并记录分析，可以测量诸如位置、速度、加速度等运动特征，可以通过图形直观的
显示这些测量量。也可创建轨迹曲线和运动包络，用物理方法描述运动。
使用“机械动态”分析功能可在机构上定义重力，力和力矩，弹簧，阻尼等等特征。可以设
置机构的材料，密度等特征，使其更加接近现实中的结构，到达真实的模拟现实的目的。
如果单纯的研究机构的运动，而不涉及质量，重力等参数，只需要使用“机械设计”分析功
能即可，即进行运动分析，如果还需要更进一步分析机构受重力，外界输入的力和力矩，
阻尼等等的影响，则必须使用“机械设计”来进行静态分析，动态分析等等。
1.2
总体界面及使用环境
在装配环境下定义机构的连接方式后，单击菜单栏菜单“应用程序”→“机构”，如图 1-1
所示。系统进入机构模块环境，呈现图 1-2 所示的机构模块主界面：菜单栏增加如图 1-3
所示的“机构”下拉菜单，模型树增加了如图 1-4 所示“机构”一项内容，窗口右边出现如图
1-5 所示的工具栏图标。下拉菜单的每一个选项与工具栏每一个图标相对应。用户既可以
通过菜单选择进行相关操作。也可以直接点击快捷工具栏图标进行操作。
图 1-1 由装配环境进入机构环境图
图 1-2 机构模块下的主界面图
图 1-3 机构菜单 图 1-4 模型树菜单 图 1-5 工具栏图标
图 1-5 所示的“机构”工具栏图标和图 1-3 中下拉菜单各选项功能解释如下：
连接轴设置：打开“连接轴设置”对话框，使用此对话框可定义零参照、再生值以及连接
轴的限制设置。
凸轮：打开“凸轮从动机构连接”对话框，使用此对话框可创建新的凸轮从动机构,
也可编辑或删除现有的凸轮从动机构。
槽：打开“槽从动机构连接”对话框，使用此对话框可创建新的槽从动机构，也可编辑或
删除现有的槽从动机构。
齿轮 ： 打开“齿轮副”对话框，使用此对话框可创建新的齿轮副，也可编辑、移除
复制现有的齿轮副。
伺服电动机 ： 打开“伺服电动机”对话框，使用此对话框可定义伺服电动机，也可编辑、
移除或复制现有的伺服电动机。
执行电动机：打开“执行电动机”对话框，使用此对话框可定义执行电动机，也可编辑、
移除或复制现有的执行电动机。
弹簧 ： 打开“弹簧” 对话框，使用此对话框可定义弹簧，也可编辑、移除或复制现有的弹
簧。
阻尼器 ： 打开“阻尼器”对话框，使用此对话框可定义阻尼器，也可编辑、移除或复制现
有的阻尼器。
力 / 扭矩 ： 打开“力/扭矩”(对话框，使用此对话框可定义力或扭矩。也可编辑、移除或复
制现有的力/扭矩负荷。
重力 ： 打开“重力” 对话框，可在其中定义重力。
初始条件：打开“初始条件”对话框，使用此对话框可指定初始位置快照，并可为点、连
接轴、主体或槽定义速度初始条件。
质量属性 ： 打开“质量属性”对话框，使用此对话框可指定零件的质量属性，也可指定组
件的密度。
拖动 ： 打开“拖动”对话框，使用此对话框可将机构拖动至所需的配置并拍取快照。
连接：打开“连接组件”对话框，使用此对话框可根据需要锁定或解锁任意主体或连接，
并运行组件分析。
分析 ： 打开“分析”对话框，使用此对话框可添加、编辑、移除、复制或运行分析。
回放：打开“回放” 对话框，使用此对话框可回放分析运行的结果。也可将结果保存到一
个文件中、恢复先前保存的结果或输出结果。
测量 ： 打开“测量结果”对话框，使用此对话框可创建测量，并可选取要显示的测量和结
果集。也可以对结果出图或将其保存到一个表中。
轨迹曲线 ： 打开“轨迹曲线”对话框，使用此对话框生成轨迹曲线或凸轮合成曲线。
除了这些主要的菜单和工具外。还有几个零散的菜单需要注意。
1.2.1“
编辑”菜单
在“编辑”菜单中与“机构”模块有关的菜单主要是：
重定义主体：打开“重定义主体” 对话框，使用此对话框可移除组件中主体的组件约束。
通过单击箭头选择零件后，对话框显示已经定义好的约束，元件和组建参照，设计者可
以移除约束，重新指定元件或组件参照，如图 1-6 所示。
设置 ： 打开“设置” 对话框，使用此对话框可 指定"机械设计"用来装配机构的公差，也可
指定在分析运行失败时“机械设计”将采取的操作。如是否发出警告声，操作失败时是否
暂停运行或是继续运行等等，该配置有利于设计者高效率的完成工作。如图 1-7 所示。
图 1-6 重定义主体对话框 图 1-7 设置对话框
1.2.2“
视图”菜单
在“视图”菜单中与“机构”模块有关的菜单主要是：
加亮主体：以绿色显示基础主体。
显示设置 ： 机构显示 ，打开“显示图元” 对话框，使用此对话框可打开或关闭工具栏上某
个图标的可见性。去掉任何一个复选框前面的勾号，则该工具在工具栏上不可见。
图 1-8 显示图元对话框
1.2.3“
信息”菜单：
单击“信息”→ “机构”下拉菜单，或在模型树中右键单击“机构” 节点并选取“信息”，系统打
开“信息” 菜单，如图 1-9 所示。使用“信息”菜单上的命令以查看模型的信息摘要。利用这些
摘要不必打开“机构”模型便可以更好地对其进行了解，并可查看所有对话框以获取所需信
息。在两种情况下，都会打开一个带有以下命令的子菜单。选取其中一个命令打开带有摘
要信息的 Pro/ENGINEER 浏览器窗口。
（1）摘要：机构的高级摘要，其中包括机构图元的信息和模型中所出现的项目数。如图
1-10
（2）详细信息：包括所有图元及其相关属性。如图 1-11 所示。
（3）质量属性：列出机构的质量、重心及惯性分量。如图 1-12 所示。
