catia运动仿真模块讲析.docx
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catia运动仿真模块讲析
产品研发一部
底盘室：
马学超
题目：
CATIA的DMU运动机构模块功能介绍
CATIA—DMU运动机构
•对于产品的数字模型而言，进行准确的机构运动及状态分析，是
十分基本并且重要的功能。
在DMU运动机构系统中，我们可以依照运
动学的原理，通过约束自由度的方式建立机构，并且分析机构的运动
状态与移动轨迹；
•本文主要提供几种基本的结合，使我们建立机构运动，并且可以
进行动态仿真，记录运动情形，制作成影片播放；
CATIA—DMU运动机构
•
模块简介：
CATIA—DMU运动机构
•功能键一览：
CATIA—DMU运动机构
•过程：
将装配件导入DMU模块——建立机械装置——分析运动结合类型—
—建立运动结合——约束固定件——设置驱动形式——（两种做法
运动仿真）：
1、使用命令进行模拟（可编辑传感器，导出数据，并绘制图
形）；
2、模拟（可生成自动播放动画，也可编辑传感器）——可通
过编译模拟，生成重放，——生成包络体；
CATIA—DMU运动机构
•运动结合点：
从左至右结合类型依次为：
：
旋转结合；：
棱形结合；：
圆柱结合；：
螺钉结合；：
球面结合
：
平面结合；：
刚性结合；：
点线结合；：
滑动曲线结合；
：
滚动曲线结合；：
点面结合；：
通用结合；：
CV结合；
：
齿轮结合；：
架子结合；：
电缆结合；：
基于轴的结合；
CATIA—DMU运动机构
•
：
旋转结合
1、点击按钮，弹出右图1窗口；
图1
2、点击右上角“新机械装置”，弹出图2窗口；
图2
3、单击“确定”按钮，弹出图1窗口
图3
CATIA—DMU运动机构
4、图中“直线1”、“直线2”、“平面1”、
“平面2”依次选取螺栓轴线、螺母轴线、
螺栓一垂直轴线平面、螺母一垂直轴线平面，
并点击“偏移”与“驱动角度”按钮，
如右图4显示，并单击“确定”
图4
CATIA—DMU运动机构
5、单击中的按钮，
弹出右图所示窗口，然后直接左键单击螺
栓part，这时系统会出现“可以模拟机械
装置”提示，点击确定
CATIA—DMU运动机构
6、
在左侧树中双击图中高亮显示的“旋转”结合，
便会弹出如右图5所示窗口，在窗口‐360deg和
+360deg处可修改角度范围，修改完点击确定；
（注意此时机械装置自由度=0，若不为0是不能仿真的，此项尤为重要，下
述每个结合均是如此，不再反复强调）
图5
CATIA—DMU运动机构
7、点击中的（使用
命令进行模拟）按钮，弹出右图6所示窗口，
点击“模拟”下的“立刻”按钮，便可拖动
上面的游标随意旋转；也可使用“按需要”
命令，修改一下右上角数字框中的数据，就
可点击下方的箭头标示，使构件自行转动；6
图
CATIA—DMU运动机构
•：
棱形结合
1、单击（棱形结合）按钮，弹出如右图1所示窗口
图1
2、点击右上角“新机械装置”按钮，弹出图2所示窗口
图2
3、单击确定按钮，图1窗口变为图3所示窗口，
图
3
CATIA—DMU运动机构
4、窗口中“直线1”、“直线2”、“平面1”、
“平面2”、分别选择螺栓轴线、螺母轴线、
螺栓中的zx平面、螺母中的zx平面（所选
平面必须与所选直线平行），并点选“驱
动长度”按钮，如右图4所示，并单击确定；图4
CATIA—DMU运动机构
5、单击中的按钮，
弹出右图所示窗口，然后直接左键单击螺
栓part，这时系统会出现“可以模拟机械
装置”提示，点击确定
CATIA—DMU运动机构
6、在左侧树中双击图中高亮显示的“棱形”结合，
便会弹出如右图5所示窗口，在窗口‐100mm和
100mm处可修改长度范围，修改完点击确定；
图
5
CATIA—DMU运动机构
7、点击中的（使用
命令进行模拟）按钮，弹出右图6所示窗口，
点击“模拟”下的“立刻”按钮，便可拖动
上面的游标随意移动；也可使用“按需要”
命令，修改一下右上角数字框中的数据，就
可点击下方的箭头标示，使构件自行移动；6
图
CATIA—DMU运动机构
•圆柱结合
1、单击（圆柱结合）按钮，弹出如右图1所示窗口
图1
2、点击右上角“新机械装置”按钮，弹出图2所示窗口
图2
3、单击确定按钮，图1窗口变为图3所示窗口，
图3
CATIA—DMU运动机构
4、窗口中“直线1”、“直线2”分别选择螺栓轴
线、螺母轴线，并点选“驱动角度”、“驱动
长度”按钮，如右图4所示，并单击确定；（圆
图
4
柱）结合从动件既可沿轴向转动，也可同时沿轴向移动）；
CATIA—DMU运动机构
5、单击中的按钮，
弹出右图所示窗口，然后直接左键单击螺
栓part，这时系统会出现“可以模拟机械
装置”提示，点击确定
CATIA—DMU运动机构
6、在左侧树中双击图中高亮显示的“圆柱面”结合，
便会弹出如右图5所示窗口，在窗口‐100mm和
100mm处可修改长度范围，在窗口‐360deg和
360deg处可修改角度范围，修改完点击确定；
图5
CATIA—DMU运动机构
7、点击中的（使用
命令进行模拟）按钮，弹出右图6所示窗口，
点击“模拟”下的“立刻”按钮，便可拖动
上面的游标随意移动和转动；也可使用“按
需要”命令，修改一下右上角数字框中的数
据，就可点击下方的箭头标示，使构件自行移动和转动；6
图
CATIA—DMU运动机构
•螺钉结合
1、单击（螺钉结合）按钮，弹出如右图1所示窗口
图1
2、点击右上角“新机械装置”按钮，弹出图2所示窗口
图2
3、单击确定按钮，图1窗口变为图3所示窗口，
图3
CATIA—DMU运动机构
4、窗口中“直线1”、“直线2”分别选择螺栓轴
线、螺母轴线，并点选“驱动角度”、或“驱
动长度”按钮，如右图4所示，并单击确定；（
螺钉结合可通过驱动角度和螺距的设置控制运
动，也可通过驱动长度的设置控制运动）；
图4
CATIA—DMU运动机构
5、
单击中的按钮，
弹出右图所示窗口，然后直接左键单击螺
栓part，这时系统会出现“可以模拟机械
装置”提示，点击确定；
CATIA—DMU运动机构
6、在左侧树中双击图中高亮显示的“螺钉”结合，
便会弹出如右图5所示窗口，在窗口“螺距”处
可修改螺栓螺母的螺距，在窗口‐360deg和360deg
处可修改角度范围，修改完点击确定；
图5
CATIA—DMU运动机构
7、点击中的（使用
命令进行模拟）按钮，弹出右图6所示窗口，
点击“模拟”下的“立刻”按钮，便可拖动
上面的游标随意移动和转动；也可使用“按
需要”命令，修改一下右上角数字框中的数
据，就可点击下方的箭头标示，使构件自行移动和转动；6
图
CATIA—DMU运动机构
•球面结合（球头连接）
1、单击（螺钉结合）按钮，弹出如右图1所示窗口
图1
2、点击右上角“新机械装置”按钮，弹出图2所示窗口
图2
3、单击确定按钮，图1窗口变为图3所示窗口，
图3
CATIA—DMU运动机构
4、1
在窗口中，点点选球头面，自动识别球心；
点2点选球套面，自动识别球心位置，如右
图4所示，也可先在part中建立球心点，
前后
然后点选时只需直接选取点就行，选
选取完之后点击确定，点击确定之后，
两球心会相合在一起；图4
CATIA—DMU运动机构
5、单击中的按钮，
此时系统并未自动弹出“可以模拟机械装
置”窗口，在树中打开“机械装置”，发
现此时的自由度=3，并不等于0，所以只有
“球面结合”和“固定件”的情况下，是
不能进行仿真的，“球面结合”必须和其
他带有驱动性质的结合一起使用；
CATIA—DMU运动机构
•平面结合
平面结合和球面结合的步骤基本一样，并且只是约束平面结合和固定件的话
机械装置的自由度也不为0，需要和别
的带有驱动性质的结合在一起使用；
CATIA—DMU运动机构
•刚性结合
刚性结合是指将零件与已经具有运动形式的零件
固定在一起，与其做相同的运动，或是与固定件
绑定在一起不做运动；窗口中的“零件1”选择
已经具有运动形式零件，“零件2”选择要与之
刚性结合的零件；
CATIA—DMU运动机构
•点曲线结合
点曲线结合是指一个part以本身的一个点与另外一各part
中的一条曲线连接，点沿着曲线方向移动；
CATIA—DMU运动机构
将曲线固定后，这时系统并不会提示“可以
模拟机械装置”，如右图所示，机械装置的
自由度=3，并不为0，因为点所在的part并没
限制本身的旋转自由度，所以点曲面结合也
需要与其他具有驱动特性的结合配合使用；
CATIA—DMU运动机构
•滑动曲线结合
滑动曲线结合，顾名思义就是一条
曲线沿着另一条曲线滑动，但仅仅
约束滑动结合，机械装置的自由度
还不为0，必须要与其他形式的结合
配合使用；
CATIA—DMU运动机构
•滚动曲线结合
滚动曲线结合，顾名思义就是一条
曲线沿着另一条曲线滚动，但仅仅
约束滚动结合，机械装置的自由度
还不为0，必须要与其他形式的结合
配合使用；
CATIA—DMU运动机构
•点曲面结合
点曲面结合，顾名思义就是一个点在一个
曲面上运动，但这是远远不够的，无论是
方向还是转动的自由度都没有约束完全，
所以是不能够模拟仿真，也需要与其他形
式的结合一起使用；
CATIA—DMU运动机构
•通用结合
通用结合是两个旋转结合的复合，将第一个旋转结合进行驱动的设置，第
二个旋转不用设置驱动，通过通用结合，就是将第二个旋转结合的旋转零
件的轴线与第一个旋转结合的旋转零件的轴线连接起来，成为第一个旋转
零件的从动件；具体操作如下：
CATIA—DMU运动机构
1、在蓝色零件和灰色零件之间建立
旋转结合，命名为“旋转1”，并
设置“驱动角度”；
CATIA—DMU运动机构
2、、
分别在绿色零件与灰色零件浅蓝色零件和灰色零件之间建立旋转
结合，分别命名为“旋转2”、“旋转3”，这两个旋转都不设置“
驱动角度”，并将灰色零件设置为固定件；
旋转2
旋转3
CATIA—DMU运动机构
3、点击（通用结合）按钮，出现如下图所示窗口，“旋转1”处选择
蓝色零件轴线，“旋转2”处选择绿色零件轴线，“十字销轴线方向”
选择“垂直于旋转2”，点击确定；
CATIA—DMU运动机构
4、重复使用通用结合，如下图所示：
“旋转1”选择绿色零件轴线，“旋
转2选择浅蓝色零件，十字销轴线选择垂直于旋转1，点击确
”“”“”
定之后，系统便会提示“可以模拟机械装置”；
CATIA—DMU运动机构
操作完成后，具体树的情况见
右图，图中两个“U形接合”
便是通用结合；
CATIA—DMU运动机构
•CV结合
CV结合与通用结合一样，CV结合
只是可以同时识别连接三个旋转
结合，并且也是只需第一个旋转
结合设置驱动角度就行，后两个
旋转结合都是随动件；
CATIA—DMU运动机构
展开左边的树，可以发现，cv结合
就是两个通用结合的复合，而通用
结合就是两个旋转结合的复合；
CATIA—DMU运动机构
•齿轮结合
齿轮结合也是复合结合，也要
识别两个旋转结合，所以首先
要在两个齿轮和支座之间建立
旋转结合；
CATIA—DMU运动机构
点击齿轮结合，窗
口中的“旋转结合1”、
“旋转结合2”分别要在
树中选取；比率填写小齿轮与大齿轮的分
度圆直径比；旋转方向，紧挨着的两个齿
轮方向相反，若两齿轮间默认有中间齿轮
话，则方向相同；驱动角度依据具体情况
选取主从动关系；
CATIA—DMU运动机构
•架子结合
架子结合指的就是齿轮
齿条的运动结合，也是复合结合，首先要
在齿条和支座之间建立棱形结合，在齿轮
和支座之间建立旋转结合，建立完成之后，
如右图树中所示；
CATIA—DMU运动机构
点击架子结合，弹出右上图，
“棱形结合”处在树中选择“棱
形.1”，“旋转结合”选择“旋
转.2”；比率处选择定义，弹出
右中图所示窗口，“半径”处选取齿轮分度圆直径，
窗口会自动生成比率，点击确定，会转至右图下所
示窗口；驱动方式的地方，根据具体情况选取“棱形的驱动长度”或是“旋转
的驱动角度”，点击确定完成，即可模拟仿真；
CATIA—DMU运动机构
•电缆结合
电缆结合是指将两个滑块用
虚拟滑轮通过虚拟滑轮连接起来，所以要先
在绿色滑块与支撑座、蓝色滑块与支撑座之
间建立棱形结合，并在“棱形1”结合中设置
驱动长度，将支撑座设置为固定件；
CATIA—DMU运动机构
点击按钮，弹出如右上图所示窗口，图中
“棱形结合1”在左边树中选取“棱形.1”，“
棱形结合2”在树中选取“棱形.2”，比率根据
实际数据进行填写，驱动方式选取“棱形1的”
驱动长度，设置完之后点击确定，会提示“可
以模拟机械装置”；
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