基于Proe的活塞參數(shù)化設(shè)計論文.doc

河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）題目基于proe的發(fā)動機(jī)活塞參數(shù)化設(shè)計系別機(jī)電工程系專業(yè)機(jī)電一體化技術(shù)班級08級十班學(xué)生姓名王亞南學(xué)號02043081025指導(dǎo)教師魏波定稿日期2010-12-29河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院畢業(yè)（論文）設(shè)計2河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書專業(yè)班級08機(jī)電一體化十班姓名王亞南學(xué)號02043081025指導(dǎo)教師魏波設(shè)計（論文）題目基于PROE的發(fā)動機(jī)活塞參數(shù)化設(shè)計主要研究內(nèi)容1)活塞的結(jié)構(gòu)及參數(shù)分析2)活塞實(shí)體模型的建立3)活塞實(shí)體模型的參數(shù)化主要技術(shù)指標(biāo)或研究目標(biāo)利用pro/e軟件的pro/PROGRAM塊建立了發(fā)動機(jī)活塞的參數(shù)化模型通過VB開發(fā)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)活塞的自動化設(shè)計基本要求選擇合適的活塞結(jié)構(gòu)，改善活塞的受熱情況良好的機(jī)械性能。具有良好的減摩性能易于鑄造或模壓，易于加工主要參考資料及文獻(xiàn)1徐兀汽車發(fā)動機(jī)現(xiàn)代設(shè)計M北京：人民交通出版社，19952賴朝安ProE二次開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)J機(jī)械設(shè)計與制造工程，2001(1)：43453金濤ProENGlNEER軟件的二次開發(fā)技術(shù)J計算4機(jī)工程與應(yīng)用，2001(13)：148一151AUtoCAD中文實(shí)例教程經(jīng)濟(jì)日報5Pro/ENGINEER，實(shí)例教程清華大學(xué)出版社2008.56陳立德.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ).北京：高等教育出版社.2007.8河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院畢業(yè)（論文）設(shè)計3目錄摘要.4ABSTRACT.51.緒論.62.設(shè)計要求.73.活塞的結(jié)構(gòu)及參數(shù)分析.103.1活塞的選型.113.2活塞的主要尺寸.126環(huán)岸高度.173.3活塞頭部設(shè)計.223.4活塞的裙部設(shè)計.253.5活塞銷座設(shè)計.273.6活塞與缸套的配合間隙.284.活塞實(shí)體模型的建立.305.活塞實(shí)體模型的參數(shù)化.335.1.PROPROGRAM的語法結(jié)構(gòu).345.2活塞獨(dú)立參數(shù)的確定.345.3PROPR()GRAM程序設(shè)計.346.用戶界面的開發(fā).36結(jié)語.39參考文獻(xiàn).40河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院畢業(yè)（論文）設(shè)計4摘要采用基于特征的參數(shù)化設(shè)計方法，利用pro/e軟件的pro/PROGRAM塊建立了發(fā)動機(jī)活塞的參數(shù)化模型，分析發(fā)動機(jī)活塞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定影響活塞設(shè)計的獨(dú)立參數(shù)化和關(guān)聯(lián)參數(shù)，不僅實(shí)現(xiàn)了零件的參數(shù)化，而且實(shí)現(xiàn)了活塞結(jié)構(gòu)的控制特征拼合。最后通過VB開發(fā)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)活塞的自動化設(shè)計，是設(shè)計人員只需要輸入必要的設(shè)計參數(shù)就可草擬零件圖，并可以變動某些約束參數(shù)二不必運(yùn)行產(chǎn)品設(shè)計的全過程來更新設(shè)計。參數(shù)化設(shè)計已成為進(jìn)行初始設(shè)計。產(chǎn)品模型編輯修改的有效手段。關(guān)鍵詞:活塞設(shè)計參數(shù)化PRO/E.河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院畢業(yè)（論文）設(shè)計5AbstractTheparametricdesignrrlethodbasedonfeatureisadoptedinthispaperThepar昌lrnetricmodelofenginepistonisestablishedbytheProProgramrIloduleofPr0Esoft、張reAccordiIlgtothestructureofenginepiston，independentparameterandrelatingpar鋤eterinpistondesignisascertair尉Theparametricdimensiona11dparametricfeatureofpartisrealized1ntheend，automaticdesignofpistonisrealizedbyVBdevelopmentInordertomakepartdra啊ngandremodelpart，thedesignerjustneedtomodifytherestrictionparameterParametricdesignisefficieminproductiondesignandmodeleditKeywords:Internal-combustionengine；Pistondesign；Finiteelementanalysis；河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院畢業(yè)（論文）設(shè)計61.緒論汽車是現(xiàn)代化社會重要的交通運(yùn)輸工具，是科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的標(biāo)志。汽車已經(jīng)進(jìn)入了現(xiàn)代的生活之中與人類的生活已經(jīng)密不可分，一方面它的高效率，高機(jī)動化等特點(diǎn)為人類帶來了極大的方便，提高了人們的生活水平，另一方面它的噪聲，污染等公害也降低了人們的生活質(zhì)量。因此，人們對汽車提出了越來越高的要求?；钊鳛榘l(fā)動機(jī)的重要運(yùn)動件之一，它所處的工作條件相當(dāng)嚴(yán)酷，即高溫、高負(fù)荷、高速運(yùn)動、潤滑不良和冷卻困難等，使其成為發(fā)動機(jī)改進(jìn)的重大障礙之一。隨著發(fā)動機(jī)技術(shù)水平的提高，高速大負(fù)載發(fā)動機(jī)的研制和運(yùn)用，使活塞處于一個更嚴(yán)酷的工作環(huán)境中，活塞就不可避免的成為發(fā)動機(jī)強(qiáng)化的首要障礙。發(fā)動機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時，活塞工作在高負(fù)荷環(huán)境中。首先，活塞受氣體壓力、慣性力和側(cè)向力的作用，氣體壓力和慣性力的方向和大小都是變化的，這就引起了活塞內(nèi)應(yīng)力的極度不均勻，容易引起材料的疲勞破壞。其次，活塞在徑向和高度方向上的受熱不均勻，引起內(nèi)部附加極大的熱應(yīng)力，這也是活塞疲勞破壞的主要原因之一。此外，活塞的不同部位還承受著局部力的作用?；钊h(huán)岸作用著氣體壓力和活塞的慣性力，活塞在上止點(diǎn)搖擺使活塞上下邊緣遭到?jīng)_擊。而且由于活塞形狀復(fù)雜，各部分金屬分布不均勻，在不同的直徑方向，活塞的剛度是不同的，在不同的剛度之間，軸線方向上，活塞的熱變形和熱應(yīng)力是不同的，活塞的受力和內(nèi)應(yīng)力也是極度不均勻的。這就是活塞設(shè)計的重點(diǎn)和難點(diǎn)。早期單件研究中，為了計算簡便，柴油機(jī)活塞通常被簡化為對稱構(gòu)件，因而采用12或14模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分和有限元分析，既可以節(jié)省計算時間，又可得到較為真實(shí)的研究成果。然而，對稱模型只適用于那些沒有冷卻油道的中小功率發(fā)動機(jī)活塞，對那些有冷卻腔等非對稱結(jié)構(gòu)的活塞而言，14或12簡化模型是不適合的。為此，內(nèi)燃機(jī)非對稱活塞的研究勢必要求利用整體三維實(shí)體模型進(jìn)行有限元分析，但唯一不足的是所耗費(fèi)的CPU時間太多。所以，對對稱結(jié)構(gòu)的活塞完全可以用12或14模型來簡化計算，即可節(jié)省CPU時間，又不影響計算精度；而對非對稱結(jié)構(gòu)的活塞從保證計算精度出發(fā)不宜采用對稱模型。河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院畢業(yè)（論文）設(shè)計7活塞組的熱傳導(dǎo)分析過程中，穩(wěn)態(tài)傳熱的方法因計算簡便得到了廣泛應(yīng)用。在計算此類邊界條件時，通常采用第3類邊界條件進(jìn)行計算。與穩(wěn)態(tài)方法相比，瞬態(tài)的熱傳導(dǎo)分析具有更高的可信度，也與實(shí)際情況更為貼近。在瞬態(tài)研究中，實(shí)際工況下的每循環(huán)中，由于活塞的運(yùn)動，活塞的有限元計算網(wǎng)格是隨時間的變化自動生成新的有限元網(wǎng)格；而且對應(yīng)每個邊界條件都得做一次有限元分析，這對計算機(jī)和軟件的要求都很高。故迄今為止此類研究在國內(nèi)還是以簡化模型為基礎(chǔ)，通過相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)公式擬合使用穩(wěn)態(tài)傳熱來研究瞬態(tài)問題。在未來的活塞組部件研究中，三維非對稱模型有限元分析將得到廣泛應(yīng)用，缸內(nèi)熱傳導(dǎo)將以整體耦合的方法為指導(dǎo)，而隨著社會的不斷進(jìn)步，瞬態(tài)傳熱的研究將有助于活塞組設(shè)計的簡化。本設(shè)計是運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計方法和設(shè)計理念，結(jié)合國內(nèi)外先進(jìn)的設(shè)計技術(shù)和設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，為重慶馬勒發(fā)動機(jī)有限公司開發(fā)設(shè)計的新型高速發(fā)動機(jī)活塞BH135進(jìn)行三維建模和有限元分析，分析活塞和發(fā)動機(jī)整機(jī)工作狀態(tài)相耦合的傳力和傳熱特性。2.設(shè)計要求本次的發(fā)動機(jī)主要設(shè)計參數(shù)如下表：NO.名稱Data數(shù)據(jù)1缸徑mm902沖程mm1153Numberofcylinder汽缸數(shù)44Ratedpower額定功率kW123005最大轉(zhuǎn)矩Nm9106最大轉(zhuǎn)矩時的轉(zhuǎn)速1/min15007設(shè)計轉(zhuǎn)速1/min8額定轉(zhuǎn)速1/min河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院畢業(yè)（論文）設(shè)計89最大爆發(fā)壓力Mpa15.810壓縮比17.511每缸氣閥數(shù)12連桿長度mm21013連桿寬度mm14連桿錐度15連桿導(dǎo)向16缸體材料17缸套類型18缸壁涂層19汽缸孔距mm20汽缸高度mm21珩磨方式22活塞冷卻內(nèi)冷23活塞冷卻油流量1/min24火力岸高度mm25壓縮高度mm26銷孔間距mm27環(huán)槽表面處理28第一環(huán)槽形狀29第一環(huán)槽高度mm2.6830第二環(huán)槽高度mm231第三環(huán)槽高度mm3河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院畢業(yè)（論文）設(shè)計932燃燒室表面處理33活塞表面處理34發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)35.應(yīng)用范圍一36.應(yīng)用范圍二37燃料柴油38進(jìn)氣方式TCI39發(fā)動