Inhaltsverzeichnis Einführung: Zu diesem Kurs... 2 Voraussetzungen... 2 Kursmethode... 2 Verwendung dieses Buches... 2 Laborübungen... 2 Schulungsdateien... 3 Windows XP... 3 Im Handbuch verwendete Konventionen... 4 Verwenden von Farbe... 4 Was ist SolidWorks Motion?... 5 Was ist eine Bewegungssimulation?... 5 Grundlagen... 5 Masse und Trägheit... 5 Freiheitsgrade... 5 Beschränkung der Freiheitsgrade... 6 Bewegungsanalyse... 6 Wie wird Bewegung auf dem Computer analysiert?... 6 Grundlagen zur Einrichtung von Mechanismen in SolidWorks Motion... 7 Starrer Körper... 7 Fixierte Teile... 8 Bewegliche Teile... 8
Verknüpfungen... 8 Motoren... 8 Schwerkraft... 8 Zuordnung von Zwangsbedingungen...9 Kräfte...9 Zusammenfassung...9 Lektion 1: MotionManager Bewegungssimulation, Basisbewegung (optional) Zielvorgaben...11 MotionManager...13 Typen von Bewegungssimulationen...13 MotionManager Fenster...14 Komponenten...15 Symbolleiste...15 Filter...15 Schlüsselpunkte...15 Änderungsleisten... 16 Verwenden des BewegungssimulationsAssistenten... 16 Drehen... 16 Auflösen... 19 Explosionsansicht aufheben... 20 Freie Bewegung... 21 Komponente verschieben... 21 Komponente drehen... 21 Triade... 22 Verschieben und Drehen... 22 Pfad umkehren... 24 Bewegung über Ziehen... 25 Aufzeichnen von Bewegungssimulationen... 27 Motoren und Bewegung... 28 Arbeiten mit Bewegungsstudien... 28 Visuelle Eigenschaften...31 Schlüssel platzieren...32 Interpolationsmodi...33 Ansichtsausrichtungsstatus...35 Basisbewegung...39 Simulationselemente...40 Übung 1: BewegungssimulationsAssistent und visuelle Eigenschaften...45 Übung 2: Verwenden von Motoren...47 Übung 3: Verwenden von Basic Motion 1 (Basisbewegung 1)...48 Übung 4: Verwenden von Basic Motion 2 (Basisbewegung 1)...49 ii
Lektion 2: Wagenheber Lektion 3: Schubkurbelgetriebe Zielsetzung... 51 Basisbewegungsanalyse...53 Fallstudie: Wagenheberanalyse...53 Problembeschreibung...53 Verfahrensstufen...54 Steuernde Bewegung...56 Schwerkraft...58 Kräfte...58 Grundlagen zu Kräften...59 Angewendete Kräfte...59 Kraftdefinition...59 Kraftrichtung......59 Fall 1...... 60 Fall 2... 60 Fall 3... 60 Darstellen der Ergebnisse... 62 Darstellungskategorien... 62 Unterkategorien... 62 Ändern der Größe von Darstellungen... 62 Übung 5: Viergliedriges 3D-Koppelgetriebe... 69 Zielsetzung... 73 Erstellung lokaler Verknüpfungen... 75 Fallstudie: Schubkurbelanalyse... 75 Problembeschreibung... 75 Verfahrensstufen...75 Verknüpfungen...76 Konzentrische Verknüpfung...77 Gelenkverknüpfung...77 Deckungsgleiche Punkt-Zu-Punkt-Verknüpfung...78 Sperrverknüpfung...78 Zwei deckungsgleiche Fläche-zu-Fläche-Verknüpfungen...79 Gelenkkupplungverknüprung...79 Schraubenverknüpfung...80 Deckungsgleiche Punkt-auf-Achse-Verknüpfung...80 Parallele Verknüpfung...81 Senkrechte Verknüpfung...81 Lokale Verknüpfungen...82 Importieren von Datenpunkten...87 Mi
I Lektion 4: Katapult Leistung... 91 Alternative Einheiten...91 Winkelverschiebungsdarstellungen...95 Winkelgeschwindigkeitsdarstellung...99 Winkelbeschleunigung...104 Zusammenfassung... 105 Übung 6: Kolben... 107 Übung 7: Spurkurve... 113 Zielsetzung... 117 Kontakt und Reibung... 119 Fallstudie: Katapult... 119 Problembeschreibung...120 Verfahrensstufen...120 Interferenzprüfung...124 3D-Kontakt... 125 3D-Kontakt - Reibung... 126 Translatorische Feder... 128 Magnitude der Federkraft...129 Translatorischer Dämpfer...130 Nachbearbeitung...132 Analyse mit hoher Reibung (optional)... 135 Zusammenfassung... 135 Übung 8: Käfer...137 Übung 9: Türschließer...139 Lektion 5: Verriegelungsmechanismus Zielsetzung... 145 Kontaktkräfte... 145 Fallstudie: Verriegelungsmechanismus... 145 Problembeschreibung...145 Beschränkung der Bewegung mit Motoren...147 Motor- und Krafttypen...148 Funktionsausdrücke... 148 Kraftfunktionen... 150 Schrittfunktion (STEP)...150 3D-Kontakt...153 Poisson-Modell (Stoßzahl)...154 Aufprallkraftmodell...154 Abschließende Bemerkungen... 156 Geometrische Beschreibung von Kontakten... 159 Instabilitätspunkte... 162 Modifizieren von Ergebnisdarstellungen...164 Schließkraft...167 iv
Präziser Kontakt......168 Integratoren...168 GSTIFF......168 WSTIFF...169 SI2...169 Zusammenfassung...171 Diskussion: Referenzen...172 Übung 10: Heckklappe...173 Masseneigenschaften... I75 Übung 11: Förderband (ohne Reibung)... 182 Übung 12: Förderband (mit Reibung)...188 Lektion 6: CAM-Synthese (optional) Zielvorgaben......195 CAMs (Kurvenglieder)......197 Studie: CAM-Synthese......197 Problembeschreibung......197 Prozessstadien......198 Erstellen eines CAM-Profils...198 Verfolgungsbahn......200 Exportieren von Verfolgungsbahnkurven... 201 Übung 13: Desmodromischer CAM-Mechanismus... 207 Übung 14: Rocker CAM-Profil......213 Lektion 7: Flexible Verbindungen Zielvorgaben...219 Flexible Verbindungen......221 Studie: System mit starren Verbindungen...221 Problembeschreibung......222 Prozessstadien......222 Berechnung der Radbewegungseingabe...225 Das Konzept des Spurweitenwinkels...228 System mit flexiblen Verbindungen...231 Zusammenfassung......235 Referenzen......235 Lektion 8: Redundanzen Zielvorgaben...237 Redundanzen......239 Was sind Redundanzen?... 242 Auswirkungen von Redundanzen... 244 Wie werden Redundanzen durch den Gleichungslöser entfernt? 245 v
Lektion 9: Exportieren an FEA Studie: Türscharniere... 246 Problembeschreibung... 246 Berechnung der Freiheitsgrade... 249 Tatsächliche und geschätzte Freiheitsgrade insgesamt... 249 Verwendung der Option Flexible Verbindungen", um Redundanzen zu entfernen... 252 Einschränkungen bei flexiblen Verknüpfungen... 253 Buchseneigenschaften... 255 Wie kann am besten nach Redundanzen gesucht werden?... 256 Typische redundante Mechanismen... 257 Doppelantrieb für ein Teil... 257 Parallele Verknüpfungen... 258 Zusammenfassung... 258 Übung 15: Dynamische Systeme... 261 Übung 16: Dynamische Systeme 2... 263 Übung 17: Kinematischer Mechanismus... 265 Übung 18: Null-Redundanzmodell - Teil 1...270 Übung 19: Modell ohne Redundanz - Teil 2 (optional)...275 Übung 20: Entfernen von Redundanzen mithilfe von Buchsen... 277 Übung 21: Katapult...285 Zielvorgaben...291 Exportieren von Ergebnissen...293 Studie: Antriebswelle...293 Projektbeschreibung...293 Prozessstadien...294 FEA-Export...298 Tasttragende Flächen...298 Verknüpfungsposition...299 Nur für Benutzer von SolidWorks Simulation...302 Zusammenfassung...310 Übung 22: Exportieren an FEA...311 Lektion 10: Konstruktionsprojekt (optional) Zielvorgaben...323 Konstruktionsprojekt...325 Studie: Chirurgische Schere - 1. Teil...325 Problembeschreibung...325 Erforderliche Kraft zum Durchschneiden des Katheters...326 Problem für Selbststudium - 1. Teil...328 Prozessstadien...328 Problem für Selbststudium - 2. Teil...329 Prozessstadien... 329 vi
Problemlösung - 1. Teil... 330 Erstellen einer Kraftfunktion... 333 Erforderliche Kraft zum Durchschneiden des Katheters... 334 Erstellen des Kraftausdrucks... 336 Kraftausdruck... 338 IF-Anweisung...338 Entwicklung des Ausdrucks...339 Studie: Chirurgische Schere - 2. Teil...346 Prozessstadien...347 Zusammenfassung...358 Anhang A: Lösungen für Konvergenzprobleme und erweiterte Optionen in SolidWorks Motion Konvergenz...361 Genauigkeit...362 Integratortyp...363 GSTIFF...363 WSTIFF...364 Stabilized Index Two (SI2)...364 Integratoreinstellungen...364 Maximale Iterationen...364 Anfangsschrittgröße des Integrators...364 Minimale Schrittgröße des Integrators...364 Maximale Schrittgröße des Integrators...365 Jacobi-Neubewertung...366 Schlussfolgerung...366 Anhang B: Reibung in Verknüpfungen Reibung in Verknüpfungen...369 Reibungsmodell für konzentrische (kugelförmige) Verknüpfungen...370 Reibungsmodell für deckungsgleiche (translatorische) Verknüpfungen...371 Reibungsmodell für konzentrische Verknüpfungen...371 Reibungsmodell für deckungsgleiche (planare) Verknüpfungen 371 Reibungsmodell für Gelenkkupplungverknüpfungen...372 Reibungsergebnisse...372 vii