基于Pro/E的连杆压套夹具设计及运动仿真
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摘要：利用pro/E对连杆压套夹具进行建模、配和仿真，首先分析了连杆压套夹具运动过程和各工况位置，然后利用Pro/E机构模块进行了运动仿真，通过对夹具各连接部分的设置，得到夹具的运动轨迹，包络图，各零件之间是否干涉等。运动仿真的结果可以用动画及图表的形式表达。仿真结果得出设计是否满足要求同时为改善夹具提供依据。
中图分类号：TP24 文献标识码：A 文章编号：1007-3973(2011)006-110-02
连杆压套夹具主要用于压连杆小头衬套及连杆盖定位套。该夹具的使用能保证产品质量，提高劳动生产力，减轻工人劳动强度。为节省成本，该夹具由本公司技术中心自主设计。在设计过程中选用了Pro/E进行三维设计，Pro/E是一款目前使用最为广泛的三维软件，该软件含有众多模块，功能强大，能够进行产品的三维造型、配、仿真、有限元分析、工程图、数据共享等功能。该软件能单独完成一付夹具的设计、分析、工程图等。在Pro/E的运动分析模块中可以对夹具进行运动分析，这样可以很轻松的应对二维图艰难完成设计的困境，同时可以节省实物模拟的经费，可以提高夹具设计的效率，减少相关使用费用。
1 模型的建立
连杆压套夹具作为连杆压套置的机械部件，夹具利用三个导轨作定位导向，导轨四周的弹簧起支撑复位功能，夹具上部分有铜套座，用钢珠弹簧对铜套进行定位夹紧，夹具体上有垫片、定位销、弹簧等对连杆进行定位安。
连杆压套夹具零件的设计在[零件]类型下进行的，可以通过拉伸、旋转、辅助平面、参考点等常见的操作步骤。例如：夹具体的设计主要通过[草绘]、[拉伸]得到夹具体主体模型，接着进行剪切，倒圆角等绘制出夹具体。其余相关零部件均通过类似的方法绘制，需要注意各零件的相关尺寸，及相互关系等。
2 构建运动配
为了能够进行机构的运动仿真，所以配的时候须注意如下事项，两个零件之间没有相对运动则设置成零自由度配，有相对运动包括滑动、转动等应保留其相应的自由度。操作方法如下，在配模块下点击添加零件进行约束定义，两个零件之间没有相对运动关系的设置成中心重合、面对齐或匹配，其自由度为零：导轨在夹具体衬套内有上下滑动，需保留其在轴向滑动的自由度，使其内部零部件之间有相对的运动。
运动配分为三步，第一步，把夹具上半部分包括导轨进行约束配，第二步把夹具下半部分进行约束配，第三步，把夹具上半部分及下半部分通过导轨进行圆柱约束，得到配图如图1所示。
3 机构运动仿真
在机构模式下，对配添加弹簧、电机等相关参数设置进行机构仿真。连杆压套夹具铜套座的运动轨迹为直线如图2所示，同时可以看出铜套座的运动包络如图3所示。Pro/E运动可以直观的看出，连杆压套夹具在工作中有两个典型的工况位置。①铜套座处于自然状态，处于夹具的最高点。②铜套座处于压套完成状态，处于夹具的最低点。在这些状态中，铜套座经历加速与减速。连杆压套夹具仅一个自由度，铜套座的位置、时间、速度之间的关系如图4、5所示。
4 结论
本文以连杆压套夹具为例，用Pro/E进行机构运动仿真，探讨了一种效率更高的方法。从分析过程及结果与实物对比，运动仿真与夹具运动情况基本一致，这样可以提前看到夹具的配及运动过程，可以更准确、合适的设计各零部件。通过仿真节省了具体实物试验的费用。仿真结果还可以以动画的形式表现出来，也可以以参数形式输出。为以后的分析提供了依据，节省设计时间提高设计的质量和效率