2.1 概述
在Pro/ENGINEER的机构模块中，可以对一个机构装置进行运动仿真及分析，除了查看机构的运行状态，检查机构运行时有无碰撞外，还能进行进一步的位置分析、运动分析、动态分析、静态分析和力平衡分析，为检验和进一步改进机构的设计提供参考数据。
2.1.1 Pro/ENGINEER运动仿真中的相关术语及概念
在Pro/ENGINEER的机构模块中，常用的术语解释如下。
◆ 机构（机械装置）：由一定数量的连接元件和固定元件所组成，能完成特定动作的装配体。
◆ 连接元件：以“连接”方式添加到一个装配体中的元件。连接元件与它附着的元件间有相对运动。
◆ 固定元件：以一般的装配约束（对齐、配对等）添加到一个装配体中的元件。固定元件与它附着的元件间没有相对运动。
◆ 连接：指能够实现元件之间相对机械运动的约束集，如销钉连接、滑动杆连接和圆柱连接等。
◆ 自由度：各种连接类型提供不同的运动（平移和旋转）限制。
◆ 环连接：增加到运动环中的最后一个连接。
◆ 主体：机构中彼此间没有相对运动的一组元件（或一个元件）。
◆ 基础：机构中固定不动的一个主体。其他主体可相对于“基础”运动。
◆ 伺服电动机（驱动器）：伺服电动机为机构的平移或旋转提供驱动。可以在接头或几何图元上放置伺服电动机，并指定位置、速度或加速度与时间的函数关系。
◆ 执行电动机：作用于旋转或平移连接轴上并引起运动的力。
2.1.2 Pro/ENGINEER机构模块的工作界面
要进入Pro/ENGINEER机构模块，必须先新建或打开一个装配模型。下面以一个已完成运动仿真的机构模型为例，说明进入机构模块的操作过程。
步骤 01将软件的工作目录设置为D：\Proefj5\work\ch02.01，然后打开机构装配模型linkage_mech.asm。
步骤 02进入机构模块。选择下拉菜单
命令，则进入机构模块，此时界面如图2.1.1所示。
图2.1.1 机构模块界面
2.1.3 机构模块中的菜单及命令按钮简介
在“机构”界面中，与机构相关的操作命令主要位于
、
和
三个下拉菜单中，如图2.1.2～图2.1.4所示。
在机构界面中，命令按钮区列出了下拉菜单中常用的“机构”操作命令，如图2.1.5所示（要列出所有这些命令按钮，可在按钮区右击鼠标，在图2.1.6所示的快捷菜单中选中
、
和
命令）。
图2.1.2 “编辑”下拉菜单
图2.1.3 “插入”下拉菜单
图2.1.4 “分析”下拉菜单
图2.1.5中各按钮的说明如下。
A：打开“设置”（Settings）对话框。可设置运行优先选项和相对公差等。
B：单击此按钮，系统打开图2.1.7所示的“显示图元”对话框，在该对话框中可打开或关闭装配件上各种图标的显示。
C：打开“凸轮从动机构连接定义”对话框，从中可以创建或编辑一个凸轮从动机构连接。
D：打开“3D接触”操控板，可以在两个属于不同主体的零件之间定义3D接触。
图2.1.5 “机构”模块中的按钮
E：打开“齿轮副定义”对话框，从中可以创建或者编辑一个齿轮副连接。
F：打开“传送带”操控板，从中可以定义带传动。
G：打开“伺服电动机定义”对话框，从中可以定义、编辑或删除一个驱动器。
H：打开“分析定义”对话框。
I：打开“回放”对话框，从中可以回放运动运行的结果。
J：打开“测量结果”对话框，从中可以选取测量和要显示的结果集。
K：打开“重力”对话框，定义重力。
L：打开“执行电动机定义”对话框，从中可以创建或者编辑一个执行电动机。
图2.1.6 快捷菜单
图2.1.7 “显示图元”对话框
M：打开“弹簧”操控板，从中可以创建或者编辑一个弹簧。
N：打开“阻尼器”操控板，从中可以创建或者编辑一个阻尼器。
O：打开“力/转矩定义”对话框，从中可以创建或者编辑一个力或转矩。
P：打开“初始条件定义”对话框，从中可以创建或者编辑一个初始条件。
Q：打开“质量属性”对话框，定义质量属性。
2.1.4 主体及其定义方法
“主体”是机构装置中彼此间没有相对运动的一组元件（或一个元件）。在创建一个机构装置时，根据主体的创建规则，一般第一个放置到装配体中的元件将成为该机构的“基础”主体，以后如果在基础主体上添加固定元件，那么该元件将成为“基础”的一部分；如果添加连接元件，系统则将其作为另一个主体。当为一个连接定义约束时，只能分别从装配体的同一个主体和连接件的同一个主体中选取约束参考。
进入机构模块后，选择下拉菜单
命令，系统将加亮机构装置中的所有主体。不同的主体显示为不同的颜色，基础主体为绿色。
如果机构装置没有以预期的方式运动，或者如果因为两个零件在同一主体中而不能创建连接，就可以使用“重定义主体”来实现以下目的。
◆ 查明是什么约束使零件属于一个主体。
◆ 删除某些约束，使零件成为具有一定运动自由度的主体。
具体步骤如下：
步骤 01选择下拉菜单
命令，系统弹出“重定义主体”对话框。
步骤 02在模型中选取要重定义主体的零件，则对话框中显示该零件的约束信息，如图2.1.8所示，
列显示约束类型，元件
列显示各约束的参考零件。
注意
列表框不列出用来定义连接的约束，只列出固定约束。
步骤 03从
列表中选择一个约束，系统即显示其
和
，显示格式为“零件名称：几何类型”，同时在模型中，元件参考以洋红色加亮，组件参考以青色加亮。
步骤 04如果要删除一个约束，可从列表中选择该约束，然后单击
按钮。根据主体的创建规则，将一个零件“连接”到机构装置中时，会使零件变成一个主体。所以一般情况下，删除零件的某个约束可以将零件重定义为符合运动自由度要求的主体。
步骤 05如果要删除所有约束，可单击
按钮。系统将删除所有约束，同时零件被包装。
注意
不能删除子装配件的约束。
步骤 06单击
按钮。
图2.1.8 “重定义主体”对话框