由螺旋線/渦狀線1,2和螺旋曲面邊線建立組合曲線。為了不影響視覺效果,將綠旋曲面隱藏。在前視基準(zhǔn)面上繪制一圈形草圖5,圓心位于螺旋線邊線上。以草圖5為輪廓,組合曲線為路徑,建立實(shí)體掃描特征,生成彈簧實(shí)體。

最后建立彈簧兩端磨平特征。分別以上視基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)面1為參考,距離為參數(shù)建立兩基準(zhǔn)平面,在此基準(zhǔn)平面上繪制草圖,用拉伸切除來完成彈簧兩端磨平特征。

2關(guān)聯(lián)約束條件設(shè)置
以彈簧封閉型彈簧機(jī)構(gòu)為例來說明基于關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)進(jìn)行彈簧動(dòng)畫模擬方法。凸輪機(jī)構(gòu)如圖3所示,在凸輪繞著固定軸旋轉(zhuǎn)時(shí),推動(dòng)推桿作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng),彈簧保證推桿與凸輪接觸。
在SolidWorks中對(duì)組成該機(jī)構(gòu)的所有零件進(jìn)行建模,其中凸輪輪廓形狀由樣條曲線圍成,因此該方法可以對(duì)凸輪輪廓任意形狀進(jìn)行動(dòng)畫模擬。按照?qǐng)D3所示的裝配關(guān)系進(jìn)行裝配,其中固定軸和導(dǎo)向軸套位置不動(dòng),凸輪與固定軸、推桿與導(dǎo)向軸套為同軸配合,推桿與凸輪輪廓為凸輪推桿配合。先設(shè)置彈簧軸線與推桿為同軸心配合,彈簧中靠近上視基準(zhǔn)面的磨平端面與導(dǎo)向軸套接觸面為共面配合。
為了實(shí)現(xiàn)彈簧變形動(dòng)畫模擬,關(guān)鍵是改變彈簧建模中控制彈簧有效長度部分中草圖2的直線長度。這可以通過關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)。
為了實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì),首先在裝配體環(huán)境中選擇推桿,單擊裝配體工具欄上的"編輯零件"按鈕,選擇推桿擋圈的端面,以平行距離建立參考基準(zhǔn)面,此段距離與建立彈簧端面磨平時(shí)建立參考基準(zhǔn)面的距離相等,如圖4所示。退出編輯零件,選擇彈簧,再進(jìn)人編輯零件,從彈簧特征樹中選擇曲面-掃描1/草圖2,右鍵單擊,從菜單中選擇編輯草圖.選擇草圖2直線中不與原點(diǎn)重合的端點(diǎn),從工具欄中單擊添加幾何關(guān)系,再從特征樹中選擇推桿中的基準(zhǔn)面1,對(duì)二者建立重合的幾何關(guān)系,完成關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)中的關(guān)系設(shè)置,如圖5所示。這樣,當(dāng)推桿沿軸線運(yùn)動(dòng)時(shí),影響彈簧有效圈數(shù)部分的草圖2中的直線長度就會(huì)隨著改變,通過模型重建,從而實(shí)現(xiàn)彈簧變形動(dòng)畫。
3動(dòng)畫模擬
設(shè)置好各零件間約束關(guān)系后,在SolidWorks中有兩種方式實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫模擬。
一是利用模擬工具實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫模擬。將旋轉(zhuǎn)馬達(dá)加在凸輪內(nèi)孔圓柱面上,設(shè)置好旋轉(zhuǎn)方向和速度,計(jì)算模擬。計(jì)算完畢后,通過動(dòng)畫控制器上的保存按鈕將動(dòng)畫保存為avi影片。
二是利用Animator動(dòng)畫插件來實(shí)現(xiàn)。對(duì)于本例而言,設(shè)置凸輪和固定軸之間的右視基準(zhǔn)面成一定角度配合關(guān)系。然后在動(dòng)畫中改變?cè)摻嵌戎?從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)構(gòu)的動(dòng)畫模擬,如圖6所示。
4結(jié)論
用掃描法生成螺旋曲面,利用其邊線為掃描路徑建立彈簧模型,該彈簧的高度取決于作為路徑草圖中直線的長度,改變?cè)撝本€的長度就可以實(shí)現(xiàn)彈簧的伸縮。利用草圖的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)來改變決定彈簧高度的直線的長度,實(shí)現(xiàn)了壓縮彈簧的動(dòng)畫制作。該方法稍加改變就可以實(shí)現(xiàn)拉伸彈簧的動(dòng)畫制作。