描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787111691921
内容简介
本书涵盖数字样机运动仿真的全部技术环节，融入教学与工程应用过程中的经验和技巧，设置旨在训练综合应用能力的多类复杂运动机构实例。知识点内容在保持有机联系的前提下又不失其相对独立性与完整性，力求全面、实用、系统。
本书出版以来，深受广大读者的欢迎，多次重印及改版，持续完善。为适应信息化时代的学习需求，本次修订的主要内容一是优化图片配置、精练文字表达、补充特征示例，二是利用视频信息与互联网技术，为书中全部知识点配套建设了在线教学资源，通过扫描章节中插入的二维码可直达对应内容的视频讲解与电子教案，专业辅导随时在你身边。全书的结构体系与内容编排既便于机械工程领域的读者系统地学习数字样机运动仿真技术，又适合工程技术人员对在数字样机运用工作实践中遇到的技术难点及问题进行查询。
本书出版以来，深受广大读者的欢迎，多次重印及改版，持续完善。为适应信息化时代的学习需求，本次修订的主要内容一是优化图片配置、精练文字表达、补充特征示例，二是利用视频信息与互联网技术，为书中全部知识点配套建设了在线教学资源，通过扫描章节中插入的二维码可直达对应内容的视频讲解与电子教案，专业辅导随时在你身边。全书的结构体系与内容编排既便于机械工程领域的读者系统地学习数字样机运动仿真技术，又适合工程技术人员对在数字样机运用工作实践中遇到的技术难点及问题进行查询。
目 录
前言
第 1 章 概述 …………………………………………………….. 1
1.1 数字样机与运动仿真………………………………………… 1
1.2 工作窗口…………………………………………………. 1
1.2.1 工具栏 ……………………………………………….. 1
1.2.2 结构树 ……………………………………………….. 4
1.3 运动仿真的流程……………………………………………. 5
1.4 运动机构的建立……………………………………………. 5
1.4.1 数字样机的准备………………………………………….. 5
1.4.2 运动副的创建 …………………………………………… 7
1.4.3 固定件定义 ……………………………………………. 20
1.4.4 施加驱动命令 ………………………………………….. 21
1.5 运动模拟………………………………………………… 23
1.6 复习与思考………………………………………………. 23
第 2 章 面接触运动副（低副） ……………………………………… 24
2.1 旋转……………………………………………………. 24
2.1.1 概念与创建要素…………………………………………. 24
2.1.2 旋转运动副的创建 ……………………………………….. 24
2.1.3 机构驱动……………………………………………… 27
2.2 棱形……………………………………………………. 29
2.2.1 概念与创建要素…………………………………………. 29
2.2.2 棱形运动副的创建 ……………………………………….. 29
2.2.3 机构驱动……………………………………………… 33
2.3 圆柱……………………………………………………. 35
2.3.1 概念与创建要素…………………………………………. 35
2.3.2 圆柱运动副的创建 ……………………………………….. 35
2.3.3 机构驱动……………………………………………… 38
2.4 螺钉……………………………………………………. 40
2.4.1 概念与创建要素…………………………………………. 40
2.4.2 螺钉运动副的创建 ……………………………………….. 40
2.4.3 机构驱动……………………………………………… 42
2.4.4 应用示例……………………………………………… 44
2.5 球面……………………………………………………. 45
2.5.1 概念与创建要素…………………………………………. 45
2.5.2 球面运动副的创建 ……………………………………….. 45
2.6 平面……………………………………………………. 48
2.6.1 概念与创建要素…………………………………………. 48
2.6.2 平面运动副的创建 ……………………………………….. 48
2.7 复习与思考………………………………………………. 51
第 3 章 点线面接触运动副（高副） ………………………………….. 52
3.1 点曲线………………………………………………….. 52
3.1.1 概念与创建要素…………………………………………. 52
3.1.2 运动副的创建 ………………………………………….. 52
3.1.3 机构驱动……………………………………………… 57
3.2 滑动曲线………………………………………………… 59
3.2.1 概念与创建要素…………………………………………. 59
3.2.2 运动副的创建 ………………………………………….. 59
3.2.3 机构驱动……………………………………………… 63
3.3 滚动曲线………………………………………………… 65
3.3.1 概念与创建要素…………………………………………. 65
3.3.2 运动副的创建 ………………………………………….. 65
3.3.3 机构驱动……………………………………………… 73
3.4 点曲面………………………………………………….. 74
3.4.1 概念与创建要素…………………………………………. 74
3.4.2 运动副的创建 ………………………………………….. 74
3.4.3 机构驱动……………………………………………… 79
3.5 复习与思考………………………………………………. 80
第 4 章 关联运动副 ………………………………………………. 81
4.1 U 形接合 ………………………………………………… 81
4.1.1 概念与创建要素…………………………………………. 81
4.1.2 运动副的创建 ………………………………………….. 81
4.1.3 机构驱动……………………………………………… 84
4.1.4 应用示例……………………………………………… 85
4.2 CV 接合…………………………………………………. 86
4.2.1 概念与创建要素…………………………………………. 86
4.2.2 运动副的创建 ………………………………………….. 86
4.2.3 机构驱动……………………………………………… 89
4.2.4 应用示例……………………………………………… 91
4.3 齿轮……………………………………………………. 92
4.3.1 概念与创建要素…………………………………………. 92
4.3.2 运动副的创建 ………………………………………….. 92
4.3.3 机构驱动……………………………………………… 99
4.3.4 应用示例…………………………………………….. 100
4.4 齿轮齿条……………………………………………….. 101
4.4.1 概念与创建要素………………………………………… 101
4.4.2 运动副的创建 …………………………………………. 101
4.4.3 机构驱动…………………………………………….. 108
4.4.4 多级传动…………………………………………….. 110
4.5 电缆接合……………………………………………….. 110
4.5.1 概念与创建要素………………………………………… 110
4.5.2 运动副的创建 …………………………………………. 110
4.5.3 机构驱动…………………………………………….. 115
4.6 刚性接合……………………………………………….. 116
4.6.1 概念与创建要素………………………………………… 116
4.6.2 运动副的创建 …………………………………………. 117
4.6.3 应用示例…………………………………………….. 119
4.7 复习与思考……………………………………………… 121
第 5 章 基于轴系的运动副 ………………………………………… 122
5.1 基本概念……………………………………………….. 122
5.2 轴系的创建……………………………………………… 123
5.2.1 模型准备 …………………………………………….. 123
5.2.2 创建原点…………………………………………….. 123
5.2.3 插入轴系…………………………………………….. 124
5.3 基于轴接合的运动机构 …………………………………….. 125
5.3.1 旋转 ……………………………………………….. 125
5.3.2 棱形 ……………………………………………….. 127
5.3.3 圆柱 ……………………………………………….. 129
5.3.4 U 形接合 …………………………………………….. 133
5.3.5 球面 ……………………………………………….. 135
5.4 应用示例……………………………………………….. 137
5.4.1 模型运动分析 …………………………………………. 138
5.4.2 运动副的创建 …………………………………………. 138
5.4.3 机构驱动…………………………………………….. 145
5.5 复习与思考……………………………………………… 145
第 6 章 仿真机构的运行与重放 …………………………………….. 146
6.1 基本运行与位置调整………………………………………. 146
6.1.1 使用命令模拟 …………………………………………. 146
6.1.2 位置调整…………………………………………….. 147
6.2 基于运动函数的模拟 ………………………………………. 148
6.2.1 运动函数的编制………………………………………… 148
6.2.2 运动模拟…………………………………………….. 151
6.3 综合模拟 …………………..
第 1 章 概述 …………………………………………………….. 1
1.1 数字样机与运动仿真………………………………………… 1
1.2 工作窗口…………………………………………………. 1
1.2.1 工具栏 ……………………………………………….. 1
1.2.2 结构树 ……………………………………………….. 4
1.3 运动仿真的流程……………………………………………. 5
1.4 运动机构的建立……………………………………………. 5
1.4.1 数字样机的准备………………………………………….. 5
1.4.2 运动副的创建 …………………………………………… 7
1.4.3 固定件定义 ……………………………………………. 20
1.4.4 施加驱动命令 ………………………………………….. 21
1.5 运动模拟………………………………………………… 23
1.6 复习与思考………………………………………………. 23
第 2 章 面接触运动副（低副） ……………………………………… 24
2.1 旋转……………………………………………………. 24
2.1.1 概念与创建要素…………………………………………. 24
2.1.2 旋转运动副的创建 ……………………………………….. 24
2.1.3 机构驱动……………………………………………… 27
2.2 棱形……………………………………………………. 29
2.2.1 概念与创建要素…………………………………………. 29
2.2.2 棱形运动副的创建 ……………………………………….. 29
2.2.3 机构驱动……………………………………………… 33
2.3 圆柱……………………………………………………. 35
2.3.1 概念与创建要素…………………………………………. 35
2.3.2 圆柱运动副的创建 ……………………………………….. 35
2.3.3 机构驱动……………………………………………… 38
2.4 螺钉……………………………………………………. 40
2.4.1 概念与创建要素…………………………………………. 40
2.4.2 螺钉运动副的创建 ……………………………………….. 40
2.4.3 机构驱动……………………………………………… 42
2.4.4 应用示例……………………………………………… 44
2.5 球面……………………………………………………. 45
2.5.1 概念与创建要素…………………………………………. 45
2.5.2 球面运动副的创建 ……………………………………….. 45
2.6 平面……………………………………………………. 48
2.6.1 概念与创建要素…………………………………………. 48
2.6.2 平面运动副的创建 ……………………………………….. 48
2.7 复习与思考………………………………………………. 51
第 3 章 点线面接触运动副（高副） ………………………………….. 52
3.1 点曲线………………………………………………….. 52
3.1.1 概念与创建要素…………………………………………. 52
3.1.2 运动副的创建 ………………………………………….. 52
3.1.3 机构驱动……………………………………………… 57
3.2 滑动曲线………………………………………………… 59
3.2.1 概念与创建要素…………………………………………. 59
3.2.2 运动副的创建 ………………………………………….. 59
3.2.3 机构驱动……………………………………………… 63
3.3 滚动曲线………………………………………………… 65
3.3.1 概念与创建要素…………………………………………. 65
3.3.2 运动副的创建 ………………………………………….. 65
3.3.3 机构驱动……………………………………………… 73
3.4 点曲面………………………………………………….. 74
3.4.1 概念与创建要素…………………………………………. 74
3.4.2 运动副的创建 ………………………………………….. 74
3.4.3 机构驱动……………………………………………… 79
3.5 复习与思考………………………………………………. 80
第 4 章 关联运动副 ………………………………………………. 81
4.1 U 形接合 ………………………………………………… 81
4.1.1 概念与创建要素…………………………………………. 81
4.1.2 运动副的创建 ………………………………………….. 81
4.1.3 机构驱动……………………………………………… 84
4.1.4 应用示例……………………………………………… 85
4.2 CV 接合…………………………………………………. 86
4.2.1 概念与创建要素…………………………………………. 86
4.2.2 运动副的创建 ………………………………………….. 86
4.2.3 机构驱动……………………………………………… 89
4.2.4 应用示例……………………………………………… 91
4.3 齿轮……………………………………………………. 92
4.3.1 概念与创建要素…………………………………………. 92
4.3.2 运动副的创建 ………………………………………….. 92
4.3.3 机构驱动……………………………………………… 99
4.3.4 应用示例…………………………………………….. 100
4.4 齿轮齿条……………………………………………….. 101
4.4.1 概念与创建要素………………………………………… 101
4.4.2 运动副的创建 …………………………………………. 101
4.4.3 机构驱动…………………………………………….. 108
4.4.4 多级传动…………………………………………….. 110
4.5 电缆接合……………………………………………….. 110
4.5.1 概念与创建要素………………………………………… 110
4.5.2 运动副的创建 …………………………………………. 110
4.5.3 机构驱动…………………………………………….. 115
4.6 刚性接合……………………………………………….. 116
4.6.1 概念与创建要素………………………………………… 116
4.6.2 运动副的创建 …………………………………………. 117
4.6.3 应用示例…………………………………………….. 119
4.7 复习与思考……………………………………………… 121
第 5 章 基于轴系的运动副 ………………………………………… 122
5.1 基本概念……………………………………………….. 122
5.2 轴系的创建……………………………………………… 123
5.2.1 模型准备 …………………………………………….. 123
5.2.2 创建原点…………………………………………….. 123
5.2.3 插入轴系…………………………………………….. 124
5.3 基于轴接合的运动机构 …………………………………….. 125
5.3.1 旋转 ……………………………………………….. 125
5.3.2 棱形 ……………………………………………….. 127
5.3.3 圆柱 ……………………………………………….. 129
5.3.4 U 形接合 …………………………………………….. 133
5.3.5 球面 ……………………………………………….. 135
5.4 应用示例……………………………………………….. 137
5.4.1 模型运动分析 …………………………………………. 138
5.4.2 运动副的创建 …………………………………………. 138
5.4.3 机构驱动…………………………………………….. 145
5.5 复习与思考……………………………………………… 145
第 6 章 仿真机构的运行与重放 …………………………………….. 146
6.1 基本运行与位置调整………………………………………. 146
6.1.1 使用命令模拟 …………………………………………. 146
6.1.2 位置调整…………………………………………….. 147
6.2 基于运动函数的模拟 ………………………………………. 148
6.2.1 运动函数的编制………………………………………… 148
6.2.2 运动模拟…………………………………………….. 151
6.3 综合模拟 …………………..
前 言
中国传统设计思想认为精神是造物设计的原动力，同时又对精神与物质的辩证关系有着深刻的认识与理解，正所谓“君子生非异也，善假于物也”。“数字样机（DMU，DIGITAL MOCK-UP）”是当今的“物”，可以简单地理解为由计算机呈现的、可替代物理样机功能的虚拟现实。通过数字样机，设计者可以创建、验证、优化和管理从概念到售后的产品生命周期的全过程，团队成员能够根据协议共享数字资源。数字样机技术以计算机辅助技术CAX（CAD、CAM、CAE、CAPP、CIM、CIMS、CAS、CAT、CAI）和以产品生命周期为范围的设计技术DFX（DFA、DFM、DFC、DFV、DFG、DFL）为基础，以机械系统运动学、动力学、材料学和控制理论为核心，融合虚拟现实、仿真、三维图形等技术，将分散的产品设计、制造与销售等过程有机地集成在一起。数字样机可以降低，甚至脱离对物理样机的依赖，是现代机械工业领域高端技术的代表，能够运用数字样机技术于复杂工程实践也是当前优秀工程师的基本素养。
运动仿真是数字样机的重要功能之一，也是CATIA的特色模块。编者针对运动仿真的核心内容，设计、制作了大量涵盖各种运动形式的典型机构模型，详细讲解了运动机构的建立过程以及基于运动仿真的数字样机分析方法，力求系统和全面。全书分为概述、面接触运动副（低副）、点线面接触运动副（高副）、关联运动副、基于轴系的运动副、仿真机构的运行与重放、复杂运动实例、基于运动仿真的数字样机分析8章，以及附录运动副一览表。各章节配合实例撰写了详细的操作步骤，专门设计了训练综合应用能力的多类复杂运动机构实例，并将编者在数字化设计教学与工程应用过程中总结的经验和技巧融入其中。本书示范使用的操作系统为Windows 7或Windows 10，实例模型在CATIA V5 R21汉化版中制作完成。为兼顾使用英文版本软件的读者阅读与理解，书中将所涉及的功能指令与操作信息均采用中英文对照的形式编写。全书的结构体系和内容设置既便于读者系统地学习运动仿真技术，又适合工程技术人员在实际工作中对仿真技术的难点进行查询。
为适应信息化时代的特点与学习者的需求，本版利用视频信息与互联网技术，为书中全部知识点配套建设了在线教学资源，通过扫描章节中插入的二维码直达对应内容的视频讲解与电子教案，专业辅导随时在你身边。
由于水平所限，编者虽认真谨慎，纰漏与不当之处仍在所难免，恳请读者能够谅解并予以指正，也希望能籍此书为载体与广大机械工程领域的读者就CATIA各功能模块的全面开发以及更广泛的CAD技术应用进行交流与合作。
全书实例与示例均提供配套练习模型，关注微信公众号下载资源包并获取更多信息与学习资源。
运动仿真是数字样机的重要功能之一，也是CATIA的特色模块。编者针对运动仿真的核心内容，设计、制作了大量涵盖各种运动形式的典型机构模型，详细讲解了运动机构的建立过程以及基于运动仿真的数字样机分析方法，力求系统和全面。全书分为概述、面接触运动副（低副）、点线面接触运动副（高副）、关联运动副、基于轴系的运动副、仿真机构的运行与重放、复杂运动实例、基于运动仿真的数字样机分析8章，以及附录运动副一览表。各章节配合实例撰写了详细的操作步骤，专门设计了训练综合应用能力的多类复杂运动机构实例，并将编者在数字化设计教学与工程应用过程中总结的经验和技巧融入其中。本书示范使用的操作系统为Windows 7或Windows 10，实例模型在CATIA V5 R21汉化版中制作完成。为兼顾使用英文版本软件的读者阅读与理解，书中将所涉及的功能指令与操作信息均采用中英文对照的形式编写。全书的结构体系和内容设置既便于读者系统地学习运动仿真技术，又适合工程技术人员在实际工作中对仿真技术的难点进行查询。
为适应信息化时代的特点与学习者的需求，本版利用视频信息与互联网技术，为书中全部知识点配套建设了在线教学资源，通过扫描章节中插入的二维码直达对应内容的视频讲解与电子教案，专业辅导随时在你身边。
由于水平所限，编者虽认真谨慎，纰漏与不当之处仍在所难免，恳请读者能够谅解并予以指正，也希望能籍此书为载体与广大机械工程领域的读者就CATIA各功能模块的全面开发以及更广泛的CAD技术应用进行交流与合作。
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编者 于哈尔滨
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