[摘 要]随着摩托车设计技术专业水平的提高，运动仿真模拟被广泛应用于摩托车机构设计中，此文针对后摆臂的运动仿真模拟进行分析和论证，提前预测运动轨迹，优化结构设计，减少问题发生，缩短项目周期，提高产品质量。
[关键词]后摆臂；Pro/E；运动仿真；动画；轨迹曲线；测量结果
中图分类号：U483 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）44-0316-02
0 引言
Pro/E是计算机辅助设计、制造和分析软件，具有强大的设计、加工、分析能力。为汽车、机械、航天、航空、家电、医疗仪器和工模具等工业的生产提供了有力软件工具。
传统机械设计中。设计者仅仅是做出零件的二维或二维的装配图，无法准确地预测出机构在运行过程中各零件是否干涉、驱动力是否满足、运动部件的行程能否达到要求等细书问题。设计者对机构在运转中的情况停留在理论计算以及自己对机构的分析评估，在此条件下设计的机构不免会存在各种隐患和漏洞。制造完成的机构在运行中往往面临各种问题，可能需要对机构某部件再次进行设计或改进，影响了工作效率。
1 Pro/E软件设计摩托车后摆臂总成
下面仅以Pro/E软件设计摩托车后摆臂为例，说明运动仿真模拟分析过程。
1.1 步骤1：实体建模
Pro/E具有完善的实体建模功能，可根据零件外形先绘制草图，添加尺寸约束，然后通过拉伸、旋转、剪切、倒角、拔模、抽壳等命令完成行零部件的设计。
1.2 步骤2：零件的虚拟装配
Pro/E软件提供了3种装配方法，第一种是自底向上装配。就是先创建部件几何模型，再组合成子装配，最后生成装配部件的装配方法，这是最常用的一种方法；第二种是自顶向下装配。直接在装配层建立零件模型，然后边装配边建立其他部件模型，也就是在装配文件中创建模型。第三种是混合装配。即根据装配设计的需要，进行自底向上装配和自顶向下装配混合使用的装配方法。本文所涉及的机构采用混合装配方式。
1.2.1建立运动连接
要使机构运动，首先要按照一定的方式将零件装配起来，和普通装配的“约束”所不同的是：运动件的装配要保留某些所需的自由度，在Pro/E中称之为“连接”，连接类型有“销钉”、“滑动杆”等。
1.2.2 按照上述方法进行装配，直至所有零件装配到位。
1.3 步骤3：机构运动仿真
了解了机构运动的原理及需要设定的运动副情况后，可以进行运动仿真。在Pro/E主界面中选择菜单应用程序/机构，即可进入Pro/E“运动仿真”主界面。
（1）创建伺服电机（和电动机一样，能够产生旋转及平移的驱动力，并可以使用参数进行控制）
步骤：单击伺服电机图标 →在名称栏输入伺服电机的名称（也可以使用默认名称）如图1所示→选择运动轴，选择connection_1.axis_1，如图2所示→设置“轮廓”选项卡→设置类型为“速度”→初始角选择当前→模数A为“6”，如图3所示→确定→关闭；
图3中所示速度表示匀速转动，模数A=6表示每秒旋转6°。
（2）设定分析条件并运行（在完成对机构的连接和驱动的设置之后，就可以为运动设置适合的条件和环境，随后进行机构运动的分析）
步骤：单击分析定义图标→类型选择“运动学”，终止时间用默认值10秒，运行确定→关闭→
（3）结果回放（对机构的分析运行完成后，就可以使用回放、测量等功能进一步了解运动过程）
步骤：单击回放图标→单击左上角按钮，即可看到运动模拟结果→并跳转至动画界面，如图4所示，可以循环回放运动模拟动画。
→点击图4中的“捕获”按钮，生成mpg格式的动画视频，如图5所示
→确定即可生成录像。点击保存按钮，可将此模拟结果保存成文件pbk格式，AnalysisDefinition1.pbk
（4）生成轨迹曲线，选取生成轨迹曲线图标，选取组件为纸零件（轨迹曲线特征将存在于纸零件中），轨迹点选取位于后摆臂主弯管上的一端点PNT0，选取AnalysisDefinition1为结果集。
（5）生成分析的测量结果，新建测量，如图6所示，选取类型为“速度”，选取位于后摆臂主弯管上的一端点PNT0为测量点，如图7所示，确定，选取measure1为测量对象，选取AnalysisDefinition1为结果集，如图8所示，点击绘制图形图标，结果如图9所示
3、结论
设计者根据上面生成的结果回放、轨迹曲线及测量结果，分析机构的动力学性能，并作出改进直至满足设计要求。以上是举例说明后摆臂总成的运动仿真模拟，可将此方法用于摩托车整车及其它总成设计中，熟练掌握后会给你的工作带来极大的方便，缩短设计周期。
4、结束语
借助Pro/E软件强大的实体建模功能进行建模，并利用装配功能完成虚拟模型的创建，然后进行详细的运动仿真分析，主要对此机构进行运动学分析。利用Pro/E软件的运动仿真功能，可以得出机构的运动动画，更加形象地了解其运动方式，并可以输出仿真的结果，可以生成所有运动副位移、速度随时间的变化情况。通过这些工作为进一步进行动力学分析奠定了基础，对缩短产品开发周期，降低研发成本，提高产品质量和性能有积极的作用。
参考文献
[1] 祝凌云，李斌.Pro/ENGINEER运动仿真和有限元分析[M].北京：北京邮电出版社，2004.
[2] 谭汝谋，刘兴家，王仁康.机械工程师资格考试指导书..北京：中国机械工程学会技术资格认证中心，2004.