Analytix 应用实例：间歇式电影胶片驱动机构设计与验证

通过前边两篇对 Analytix功能的概述，接下来将用一个示例来说明如何使用其中一些功能来解决机械设计问题。我们将分析的机构是电影放映机中的间歇式胶片驱动机构，如下图所示。

曲柄 AB 驱动运动。E 处的钩子需要向下推进胶片，并且在啮合和脱开时与胶片接近直角。连杆的长度公差为 0.01，角度公差为 0.1。我们将设计这样一个机构，并验证该机构确实能产生满足啮合和脱开要求的向下运动。我们还将检查钩子在向下行程开始时的垂直位置公差。此外，我们将研究机构的运动学、动力学和静态特性。

通过设计机构并检查其物理特性的过程，我们将在后续小节中讨论以下主题：

• 启动 Analytix
• 创建绘图
• 动画与几何分析
• 运动学分析
• 动力学分析
• 公差分析
• 施加载荷
• 保存与记录工作
• 退出 Analytix
• 不一致性与冗余

绘制几何图形

我们将首先绘制一个没有尺寸的完整草图。首先选择工具调色板上的“草图直线”按钮或“草图/直线”菜单项以进入直线绘制模式。然后按照以下步骤绘制代表连杆 AB 的直线：

• 对于点 A，将鼠标定位在窗口右下角的任意位置，然后单击鼠标左键。
• 鼠标指针将从箭头变为中间带有方块的十字线。
• 将十字线向上和向右移动到点 B 的位置，然后再次单击鼠标左键。

连杆 AB 的直线现已绘制完成。尺寸状态框（在 Analytix 窗口左下角的状态栏中）显示“欠约束”，表示绘图尚未全标注尺寸。消息框显示端点的名称和位置。

当您开始绘制每条连续的线时，请确保十字线位于相邻线的端点上。状态栏中的消息框将显示“POINTx (xcoord, ycoord)”。这是一种自动将相邻线端点约束到同一点的快捷方式。或者，也可以通过选择相应的端点，然后使用菜单项“约束/同一点”来显式连接两条线。

提示：要一次选择多个实体，请在单击实体时按住 [Shift] 键。

我们现在使用相同的步骤完成几何图形。绘制直线 BE、AF 和 FD。然后绘制直线 DC - 当您完成绘制直线 DC 时，请确保直线 BE 变为红色（表示它被选中用于点到线连接）。这是一种自动将线的端点约束到与线相交点的方式。

我们现在使用相同的步骤完成几何图形。

在草图绘制过程中，如果我们犯了错误并希望删除一个实体，例如一条线，我们需要首先选择该实体。要从草图模式切换到选择模式，只需单击鼠标右键或将鼠标指针单击“选择”按钮（箭头）。接下来，将鼠标指针移动到要选择的实体上方并单击鼠标左键。

该实体将变为红色，表示它已被选中。

然后，按键盘上的 Delete 键或选择菜单项“编辑 / 删除”以删除该线。

几何图形动画

使用动画功能，我们可以看到机构内连杆的运动。动画演示如下：

• 选择菜单项“工具 / 动画”。
• 出现一个对话框，我们在以下字段中输入信息：
• 迭代器：通过单击角 FAB 的尺寸来指定迭代器。
• 初始值：输入 120。
• Final Value：输入 480。
• 增量：输入 5。
• 单击“确定”按钮。

曲柄 AB 顺时针旋转 360 度，并驱动线 BE 和 CD 沿着它们的运动路径移动。

角 FAB 显示Final Value为 480 度。

点的轨迹追踪

我们将使用轨迹功能来验证点 E 是否沿接近直线的向下行程移动，并且啮合和脱开时的角度接近 90 度。要生成点 E 运动的轨迹，我们执行以下步骤：

• 选择点 E。
• 点 E 的名称和位置出现在消息框中，确认该点已被选中。
• 选择菜单项“工具 / 轨迹”。
• 出现一个“迭代参数”对话框（与动画功能中的对话框相同），其中包含我们之前为动画指定的相同参数值。无需更改任一参数。
• 单击“确定”。

点 E 运动的轨迹出现，呈尖点状。该轨迹证实点 E 沿直线向下移动，并且其啮合和脱开运动确实接近直角发生。

要擦除轨迹，只需选择“编辑/ 擦除背景”。

运动学分析

我们想确定如果线AB以一定角速度旋转时点E的速度。在角FAB的属性中指定其角速度，然后即可通过点E的属性对话框查看其速度和加速度分量。此外，利用“图表”功能，可以绘制点E的速度大小随驱动角度变化的完整曲线，以分析整个运动周期内的性能。