2、 三维轨迹的运动
A. 一滚轮沿图示路径匀速滚动，路径的尺寸如图4所示。
B. 首先按上面所给的尺寸用三维路径扫掠做一个路径轨迹模型。再做一个直径为100mm的滚轮，为了能看清楚滚动可以打些孔。
图4
C. 新建一部件，首先将路径轨道模型装入，让其固定。然后装人滚轮，在添加装配约束之前，再新建一参考零件，用于驱动滚轮沿轨迹线移动。参考零件可以是空零件，也可以做一些如正方体和空等简单的特征，用定位和添加约束用。参考零件的形状如图5所示。
图5
D. 将参考零件约束到图6所示示位置，参考零件的轴线分别与图中ZX平面重合、与YZ平面相距1000mm，底面与XY平面重合，然后再给参考零件添加一个驱动绕其中心轴线旋转的对准角度装配约束。以控制参考零件沿X轴、Z轴平动和绕其中心轴线旋转。
图6
E. 给滚轮与参考零件之间添加装配约束，使滚轮约束到图7所示的起点位置，让其能跟着参考零件进行移动和旋转。最后添加滚轮的滚动约束，即能使滚轮能绕其中心轴滚动的对准角度约束，可以是滚轮的YZ平面和参考零件的上平面，该约束可以作为驱动约束。
图7
F. 约束添加完毕后，在参数对话框中可以看到所添加约束的参数值，为了便于区分，在备注栏中可以注明，也可更改参数名称，如将驱动参数名改为“drive”。如图8所示。
图8
G. 将装配约束与驱动变量关联
在这里要用到的一个函数是sign(expr)，当expr<=0时返回0，当expr>0时则返回1。
首先设一个用户参数，将滚轮的滚动角度转换为滚动距离：
L=3.1415926ul*100mm*drive/360deg（drive是模型中用于驱动的参数）
图9
通过作图可得到滚轮中心运动的轨迹，如图9所示，将轨迹分为8段，每段的长度设为用户参数L1、L2、L3、……L8，未直接给出的长度尺寸可通过计算或直接在模型中测量得到。为了方便输入和修改，以下所定义的用户参数，均先在Excel表格中建立，如图10所示，通过链接到Inventor中：
图10
用sign(expr)函数设8对用户参数P1A、P1B；…… P8A、P8B，如图11所示，用于在轨迹上设置断点，相当于一个时间轴，用于控制某段函数值的的开始或停止：
图11
再分别设参数X1、Z1和turn_angle_1将滚轮的X向运动、Z向运动和转动角度按其运动轨迹定义函数表达式如下：
X1的函数表达式：
L*P1A+L1*P1B+(L-L1-L2)*P2B*P3A+L3*P3B-(L-L1-L2-L3-L4)*P4B*P5A-P5B*L5-P5B*P6A*(L-L1-L2-L3-L4-L5)*800mm/L6-800mm*P6B-P6B*P7A*(L-L1-L2-L3-L4-L5-L6)-L7*P7B-1000mm
Z1的函数表达式：
50mm+(L-L1)*P1B*P2A+P2B*L2-P5B*P6A*(L-L1-L2-L3-L4-L5)*500mm/L6-500mm*P6B
转动角度turn_angle_1的函数表达式：
P3B*P4A*( L1+L2+L3-L)*360deg/(2ul*3.1415926ul*500mm)-180deg*P4B+P7B*P8A*( L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7-L)*360deg/(2ul*3.1415926ul*500mm)-180deg*P8B
注意：由于每个人所建的模型和所加的装配约束不同，上述的函数表达式可能不同，需要进行必要的调整，另外还要确保函数表达式中量纲的正确。
以上参数均在Excel表格中设置，如图12所示。
图12
在Inventor的参数对话框中链接所建立的Excel表格（如图13所示），再将X1、Z1和turn_angle_1代替相应模型的参数值（如图14所示）。
图13
图14
参照图15所示，将参考零件设为不可见，然后在浏览器中选中驱动变量，单击鼠标右键选择驱动约束后，在驱动约束对话框中将终止值设为6630，按“
”按钮，滚轮就会按预定轨迹滚动，。
图15
