ZY3108發(fā)動(dòng)機(jī)熱力計(jì)算與曲軸三維實(shí)體造型畢業(yè)論文

1、 . . . 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）ZY3108發(fā)動(dòng)機(jī)熱力計(jì)算與曲軸三維實(shí)體造型設(shè)計(jì)19 / 22目錄摘要10Abstract111.緒論122.熱力學(xué)計(jì)算過(guò)程142.1已知參數(shù)142.2參數(shù)選擇14 2.3計(jì)算過(guò)程152.3.1換氣過(guò)程計(jì)算152.3.2壓縮過(guò)程計(jì)算152.3.3燃燒過(guò)程計(jì)算162.3.4膨脹過(guò)程計(jì)算17 2.4指示參數(shù)計(jì)算18 2.5有效參數(shù)計(jì)算18 2.6計(jì)算小結(jié)193.曲軸三維實(shí)體建模分析204.曲軸的詳細(xì)建模過(guò)程214.1主軸頸的建模214.1.1選擇基準(zhǔn)平面并繪制草圖214.1.2使用拉伸命令得到主軸頸214.2曲柄臂的建模21 4.2.1完成曲柄臂的草繪21 4.2.2

2、拉伸曲柄臂的草繪22 4.2.3在曲柄臂上進(jìn)行移除材料命令22 4.3曲柄銷的建模23 4.4利用鏡像得到一組單元曲拐的結(jié)構(gòu)24 4.4.1建立輔助線和輔助平面24 4.4.2利用鏡像得到單元曲拐24 4.5在單元曲拐上給油孔造型25 4.5.1橫油孔的造型與倒圓角25 4.5.2斜油孔的造型與倒圓角25 4.6通過(guò)平移和旋轉(zhuǎn)復(fù)制兩個(gè)單元曲拐25 4.7曲軸前端的建模26 4.7.1曲軸前端的基本形狀的建模26 4.7.2曲軸前端的鍵槽的建模27 4.7.3曲軸前端的螺孔的建模27 4.8曲柄后端的建模28 4.8.1曲柄后端基本輪廓的造型28 4.8.2在曲柄后端面上鉆孔284.總結(jié)30參考

3、文獻(xiàn)31致32摘 要本文根據(jù)ZY3108發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù)對(duì)其進(jìn)行熱力過(guò)程計(jì)算，之外，本文還運(yùn)用PRO/E對(duì)曲軸進(jìn)行了三維實(shí)體造型。本文根據(jù)ZY3108發(fā)動(dòng)機(jī)的基本參數(shù)，選擇一些參數(shù)對(duì)該發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行熱力計(jì)算，驗(yàn)算計(jì)算結(jié)果是否滿足要求，并通過(guò)計(jì)算，畫(huà)出發(fā)動(dòng)機(jī)的P-V圖，更直觀的了解發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。本文通過(guò)ZY3108發(fā)動(dòng)機(jī)的相關(guān)圖紙和數(shù)據(jù)，對(duì)ZY3108發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸進(jìn)行三維實(shí)體造型，所運(yùn)用的軟件為PRO/E。曲軸主要由平面拉伸而成，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，圖形較為規(guī)則，也不具備較高難度的孔洞等，其中較為困難的地方在于油孔的定位、曲柄臂的草圖繪制、曲柄臂上的去除材料等。在進(jìn)行斜油孔的造型時(shí)要通過(guò)一系列的輔助線、輔

4、助平面以幫助定位，獲得較好的效果。PRO/E的全相關(guān)特性，也讓造型過(guò)程更加容易和方便。關(guān)鍵詞： 熱力計(jì)算 ; 曲軸 ; 三維實(shí)體造型 ; PRO/EAbstractZY3108 engine parameters to the thermodynamic process calculation, in addition, this articlealso include three-dimensional solid modeling of the camshaft. Based on the basic parameters of the ZY3108 engine,Select some

5、of the parameters of the engine to make the thermodynamic calculation.we check the calculations to meet the requirements,and draw the P-V diagram of engine by calculating to understand of the engine operation state more Intuitively.This article use the drawings and data of the ZY3108 engine to make

6、the three-dimensional solid modeling for crankshaft of ZY3108 engine, the software we use is PRO/E.Crankshaft is mainly stretched from plane,structure is simple and graphics is regular.It does not have a higher degree of difficulty holes.The difficulties are that the positioning of the oil passages,

7、the sketch of the crank arm,the material removal of crank arm.During the oblique shape of the oil passages should use a series of guides and auxiliary planes to locate and to obtain good results.The relevant features of the PRO / E make the modeling process easier and more convenient.keywords：Thermo

8、dynamic calculation ; Crankshaft ; Three Dimensional Solid Modeling ; PRO/E1 緒論曲軸是燃機(jī)的關(guān)鍵零件，引擎的主要旋轉(zhuǎn)機(jī)件，裝上連桿后，可承接連桿的上下(往復(fù))運(yùn)動(dòng)變成循環(huán)(旋轉(zhuǎn))運(yùn)動(dòng)。是發(fā)動(dòng)機(jī)上的一個(gè)重要的機(jī)件，其材料是由碳素結(jié)構(gòu)鋼或球墨鑄鐵制成的，有兩個(gè)重要部位：主軸頸，連桿頸，（還有其他）。主軸頸被安裝在缸體上，連桿頸與連桿大頭孔連接，連桿小頭孔與汽缸活塞連接，是一個(gè)典型的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。曲軸的潤(rùn)滑主要是指與搖臂間軸瓦的潤(rùn)滑和兩頭固定點(diǎn)的潤(rùn)滑 曲軸的旋轉(zhuǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力源。也是整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的源動(dòng)力。曲軸的尺寸大小在很

9、大程度上影響著燃機(jī)的外形尺寸和重量，以與工作可靠性和壽命。曲軸的破壞事故可能引起其他零件的嚴(yán)重?fù)p壞。隨著燃機(jī)的發(fā)展和強(qiáng)化。曲軸的工作條件愈加嚴(yán)酷了，必須在設(shè)計(jì)上正確選擇曲軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸、材料與工藝，以求獲得滿意的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。而本文著力于用Pro/ENGINEER軟件對(duì)曲軸進(jìn)行三維實(shí)體建模。Pro/Engineer操作軟件是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件。Pro/Engineer軟件以參數(shù)化著稱，是參數(shù)化技術(shù)的最早應(yīng)用者，在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位，Pro/Engineer作為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)

10、可和推廣。是現(xiàn)今主流的CAD/CAM/CAE軟件之一，特別是在國(guó)產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域占據(jù)重要位置。Pro/E第一個(gè)提出了參數(shù)化設(shè)計(jì)的概念，并且采用了單一數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)解決特征的相關(guān)性問(wèn)題。另外，它采用模塊化方式，用戶可以根據(jù)自身的需要進(jìn)行選擇，而不必安裝所有模塊。Pro/E的基于特征方式，能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)至生產(chǎn)全過(guò)程集成到一起，實(shí)現(xiàn)并行工程設(shè)計(jì)。它不但可以應(yīng)用于工作站，而且也可以應(yīng)用到單機(jī)上。Pro/E采用了模塊方式，可以分別進(jìn)行草圖繪制、零件制作、裝配設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)、加工處理等，保證用戶可以按照自己的需要進(jìn)行選擇使用。Pro/E的主要特性如下：三維實(shí)體模型，三維實(shí)體模型除了可以將用戶的設(shè)計(jì)概念以最真實(shí)的模型在計(jì)

11、算機(jī)上呈現(xiàn)出來(lái)之外，用戶可以隨時(shí)計(jì)算出產(chǎn)品的體積、面積、質(zhì)量中心、質(zhì)量、慣性矩等，用以了解產(chǎn)品的真實(shí)性。參數(shù)化設(shè)計(jì)，相對(duì)于產(chǎn)品而言，我們可以把它看成幾何模型，而無(wú)論多么復(fù)雜的幾何模型，都可以分解成有限數(shù)量的構(gòu)成特征，而每一種構(gòu)成特征，都可以用有限的參數(shù)完全約束，這就是參數(shù)化的基本概念。 基于特征建模Pro/E是基于特征的實(shí)體模型化系統(tǒng)，工程設(shè)計(jì)人員采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、殼、倒角與圓角，您可以隨意勾畫(huà)草圖，輕易改變模型。這一功能特性給工程設(shè)計(jì)者提供了在設(shè)計(jì)上從未有過(guò)的簡(jiǎn)易和靈活。 單一數(shù)據(jù)庫(kù)（全相關(guān)）Pro/Engineer是建立在統(tǒng)一基層上的數(shù)據(jù)庫(kù)上，不象一些傳統(tǒng)的

12、CAD/CAM系統(tǒng)建立在多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)上。所謂單一數(shù)據(jù)庫(kù)，就是工程中的資料全部來(lái)自一個(gè)庫(kù)，使得每一個(gè)獨(dú)立用戶在為一件產(chǎn)品造型而工作，不管他是哪一個(gè)部門的。換言之，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的任何一處發(fā)生改動(dòng)，亦可以前后反應(yīng)在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的相關(guān)環(huán)節(jié)上。例如，一旦工程詳圖有改變，NC（數(shù)控）工具路徑也會(huì)自動(dòng)更新；組裝工程圖如有任何變動(dòng)，也完全同樣反應(yīng)在整個(gè)三維模型上。這種獨(dú)特的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與工程設(shè)計(jì)的完整的結(jié)合，使得一件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)。這一優(yōu)點(diǎn)，使得設(shè)計(jì)更優(yōu)化，成品質(zhì)量更高，產(chǎn)品能更好地推向市場(chǎng)，價(jià)格也更便宜。Pro/ENGINEER自1988年問(wèn)世以來(lái)，十余年時(shí)間已經(jīng)成為全世界與大中國(guó)地區(qū)最普遍的CAD/CAM

13、系統(tǒng)。Pro/E在今天儼然成為三維CAD/CAM系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)軟件，廣泛應(yīng)用于3C產(chǎn)品、汽車電子、通信、機(jī)械、磨具、工業(yè)設(shè)計(jì)、機(jī)車、自行車、航天、家電、玩具等各行各業(yè)。Pro/E可謂是一個(gè)全方位的三維產(chǎn)品開(kāi)發(fā)軟件，整合了零件設(shè)計(jì)、零件裝配、NC加工、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析、動(dòng)態(tài)仿真、動(dòng)畫(huà)制作、鑄件設(shè)計(jì)、逆向工程、自動(dòng)測(cè)量、結(jié)構(gòu)分析、熱流分析、簡(jiǎn)易模流分析、產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)管理、協(xié)同設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)等功能于一體，其模塊眾多，功能齊全。另外，Pro/E還具備機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析模塊（Mechanism），機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析模塊（Mechanism）是Pro/Engineer中一個(gè)集運(yùn)動(dòng)仿真和機(jī)構(gòu)分析于一身的功能強(qiáng)大的模塊。該模塊能夠?qū)υO(shè)計(jì)

14、進(jìn)行模擬仿真校驗(yàn)，如運(yùn)動(dòng)仿真顯示，運(yùn)動(dòng)干涉檢驗(yàn)，運(yùn)動(dòng)軌跡、位移、速度、加速度計(jì)算等。在各類機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)中，曲柄滑塊有著廣泛的應(yīng)用，根據(jù)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的原理，提出在Pro/E中實(shí)現(xiàn)曲柄滑塊設(shè)計(jì)與實(shí)體造型的方法，并利用Pro/E的運(yùn)動(dòng)分析模塊（Mechanism）對(duì)曲柄滑塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和仿真，提供對(duì)曲柄滑塊的優(yōu)化設(shè)計(jì)。在機(jī)械運(yùn)動(dòng)中，往復(fù)運(yùn)動(dòng)是很常見(jiàn)的一種運(yùn)動(dòng)，此運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)在現(xiàn)實(shí)生活中運(yùn)用相當(dāng)廣泛，通過(guò)Pro/E的模擬仿真校驗(yàn)，輸出運(yùn)動(dòng)曲線與運(yùn)動(dòng)軌跡，能夠更加直觀地了解并掌握該機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，大大簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程。在近年來(lái)比較熱門的CAD軟件中，除了Pro/E以外，UG也受到了業(yè)的廣泛使用，U

15、G在參數(shù)化設(shè)計(jì)上雖然比不上Pro/E,但造型設(shè)計(jì)卻比Pro/E要方便一些。隨著計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的AutoCad為代表的二位設(shè)計(jì)越來(lái)越不能滿足工業(yè)生產(chǎn)、設(shè)計(jì)的需求。三維模擬虛擬設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)的必然趨勢(shì)。三維設(shè)計(jì)軟件UG NX1.0功能強(qiáng)大，UG能更方便地對(duì)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行裝配，在裝配分析中能夠與時(shí)地發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題，并能輕易地修改。用UG實(shí)現(xiàn)復(fù)雜機(jī)構(gòu)的三維運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)不僅能應(yīng)用于CAD，還可用來(lái)輔助教學(xué)CAI，作為學(xué)生學(xué)習(xí)、實(shí)習(xí)、實(shí)驗(yàn)的課件，起到形象直觀的教學(xué)效果。2.熱力學(xué)計(jì)算過(guò)程2.1 已知參數(shù)缸徑D=0.108 m行程S=0.115 m缸數(shù)i=3壓縮比=17標(biāo)定功率（kW）/轉(zhuǎn)速（

16、r/min）：64/2600每缸工作容積（l）Vh=D2S/4=1.054L曲柄半徑與連桿長(zhǎng)度比R/L=0.2875(R=57.5 L=200)大氣壓力p0=1.013x105Pa環(huán)境溫度T0=293K燃油平均質(zhì)量成分：C=0.87,H=0.126,O=0.004燃油低熱值：Hu44100kJ/kg燃燒室形式：直噴式2.2 參數(shù)選擇根據(jù)類似柴油機(jī)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)資料，結(jié)合該柴油機(jī)具體情況選定過(guò)量空氣系數(shù)= 1.6 （高速非增壓柴油機(jī)額定工況的過(guò)量空氣系數(shù)，一般均推薦（直接噴射式），選擇=1.6 。）最高燃燒壓力pz= 7X10 Pa （非增壓直噴式四沖程柴油機(jī)的最高燃燒壓力為MPa,本設(shè)計(jì)中選

17、擇z=7MPa。）z點(diǎn)熱利用系數(shù)z= 0.7 高速柴油機(jī)的Z點(diǎn)熱量利用系數(shù)一般在圍）殘余廢氣系數(shù)= 0.05 （對(duì)于四沖程非增壓柴油機(jī)的殘余廢氣系數(shù)推薦圍為，選取=0.05。） 示功圖豐滿系數(shù)i= 0.93 （一般四沖程非增壓柴油機(jī)的豐滿系數(shù)在之間，此處選擇0.93）殘余廢氣溫度Tr= 800K （非增壓高速柴油機(jī)一般在，選取T=800。）機(jī)械效率= 0.8 （四沖程非增壓機(jī)一般在0.758.85之間，此處選取0.8）平均壓縮多變指數(shù)n1=1.4，一般高速柴油機(jī)n1的圍為，中和以上因素，考慮到ZY3108發(fā)動(dòng)機(jī)的具體情況，選取n1=1.4。10平均膨脹多變指數(shù)n2=1.2，一般高速柴油機(jī)的n2

18、取值圍為，結(jié)合ZY3108發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際考慮選取n2=1.2。2.3 計(jì)算過(guò)程2.3.1 換氣過(guò)程參數(shù)取pa= 0.9P0= 0.9117x105Pa則進(jìn)氣終點(diǎn)壓力pa= 0.9117x105Pa取進(jìn)氣加熱溫升T= 15 K ,則進(jìn)氣終點(diǎn)溫度=331.4 K充氣效率2.3.2 壓縮過(guò)程計(jì)算選取壓縮過(guò)程平均多變指數(shù)n1=1.4壓縮過(guò)程中任意點(diǎn)x的壓力pCX式中：，x點(diǎn)氣缸容積x-x點(diǎn)從上止點(diǎn)算起的曲軸轉(zhuǎn)角，壓縮余隙容積取若干x點(diǎn)，求出pCZ和VCX，可畫(huà)出壓縮線a-c壓縮終點(diǎn)壓力pC和溫度Tc48.137X10 5 Pa1029.28 K 756.28 壓力升高比1.4542.3.3 燃燒過(guò)程計(jì)算

19、完全燃燒所需理論空氣量L0 C=0.87,H=0.126,O=0.0040.4946 kgmol/kg燃油缸新鮮空氣量M1 0.7914 kgmol/kg燃油理論上完全燃燒(=1)時(shí)的燃燒產(chǎn)物摩爾數(shù)M00.5262 kgmol/kg燃油當(dāng)= 1.6 時(shí)的多余空氣量 0.2968 kgmol/kg燃油燃燒產(chǎn)物總量M2 0.823 kgmol/kg燃油理論分子變更系數(shù)01.04實(shí)際分子變更系數(shù) 1.038 壓縮終點(diǎn)的混合氣平均定容比熱Cv 21.83 kJ/kgmol·K燃燒終點(diǎn)溫度Tz計(jì)算:根據(jù)混合循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒方程式將已知數(shù)值代入 整理得： 61414 kJ/kgmol (1)又由=

20、 4.781+76.25TZ/105 kCal/kgmol·得 kJ/kgmol·將上式代入式（1），用試算法求出 1836 2109 K 初期膨脹比 1.462 2.3.4 膨脹過(guò)程計(jì)算后期膨脹比 11.62選取膨脹過(guò)程平均多變指數(shù)n2= 1.2膨脹過(guò)程中任意點(diǎn)x的壓力pbx式中Vbx為x點(diǎn)的氣缸容積，求法與Vcx相似，可列表計(jì)算求得數(shù)個(gè)x 點(diǎn)的pBX和Vbx值后即可畫(huà)出示功圖膨脹段（z-b段）膨脹終點(diǎn)的壓力pb和溫度Tb 7X106/18.9779=368850 Pa 1291.5 K2.3 指示參數(shù)計(jì)算（）平均指示壓力pi的計(jì)算790987 Pa 790987X0.9

21、4 =743528 Pa滿足一般非增壓柴油機(jī)額定工況下的的圍。 （）指示熱效率i滿足一般四沖程柴油機(jī)指示熱效率的圍（）指示燃油耗率gi 86.843 g/kW·h2.4 有效參數(shù)計(jì)算（）有效熱效率e和有效燃油耗率ge 0.41×0.8=0.328 108.6 g/ kW·h （）平均有效壓力pe和有效功率的校核 594822 Pa 43.8 kW (3)有效功率誤差e 2.6% 2.5計(jì)算小結(jié) 根據(jù)壓縮過(guò)程和膨脹過(guò)程得到P-V圖如下：圖2-1 P-V圖在計(jì)算熱力過(guò)程是選擇參數(shù)這一步很重要，在壓縮比確定情況下，過(guò)量空氣系數(shù)a和最高燃燒壓力pz選的過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致最后的有

22、效功率過(guò)大，校核時(shí)達(dá)不到校核要求的，過(guò)量空氣系數(shù)a過(guò)小也不行。經(jīng)過(guò)兩三次的參數(shù)選擇，最終計(jì)算結(jié)果符合要求。由于計(jì)算過(guò)程不是很復(fù)雜，故而計(jì)算兩三次的工作量也不大，但當(dāng)計(jì)算量大的時(shí)候可以借助計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算，這樣會(huì)大大減少計(jì)算的工作量。通過(guò)對(duì)ZY3108發(fā)動(dòng)機(jī)的熱力過(guò)程計(jì)算，我對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的熱力過(guò)程有了更深的認(rèn)識(shí)。.曲軸三維實(shí)體建模分析圖-1 曲軸三維立體造型 圖-2 曲軸各部名稱1-曲軸前端；2-主軸頸；3-曲柄臂；4-曲柄銷；5-平衡重；6-曲軸后端曲軸主要由平面拉伸而成，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，圖形較為規(guī)則，也不具備較高難度的空洞等，其中較為困難的地方在于油孔的定位、曲柄臂的草圖繪制、曲柄臂上的去除材料等。

23、因?yàn)榇税l(fā)動(dòng)機(jī)為三缸發(fā)動(dòng)機(jī)，所以有三組較為相似的結(jié)構(gòu)，我們首先造型一組“單元曲拐”（主軸頸-曲柄臂-曲柄銷-曲柄臂）的結(jié)構(gòu)，然后通過(guò)平移、旋轉(zhuǎn)、鏡像等方法獲得另外兩組結(jié)構(gòu)。再畫(huà)出曲柄前端和后端，打通油孔，以獲得最后的造型。值得注意的是，在做油孔時(shí)要通過(guò)一系列的輔助線幫助定位，以獲得較好的效果。由于此圖為機(jī)械部零件圖，無(wú)需再做另外的著色渲染處理。.曲軸的詳細(xì)建模過(guò)程.1 主軸頸的建模.1.1 選擇基準(zhǔn)平面并繪制草圖在安裝好pro/engineer軟件之后，進(jìn)入軟件，通過(guò)“文件-新建”選項(xiàng)新建一個(gè)“零件”圖，子類型為“實(shí)體”，并將其命名為“crankshaft”，文件的后綴自動(dòng)為“prt”?？臻g中最

24、開(kāi)始便存在三個(gè)初始平面，分別為“TOP”、“RIGHT”、“FRONT”，我們選擇“FRONT”平面，并通過(guò)右側(cè)的“基準(zhǔn)平面工具”將該平面設(shè)置為基準(zhǔn)平面DTM1。將該平面設(shè)置為基準(zhǔn)平面之后，選中該平面，點(diǎn)擊右側(cè)的“草繪工具”按鈕，以此平面作為基準(zhǔn)平面進(jìn)行草繪，點(diǎn)擊確定，進(jìn)入草繪界面。在草繪界面中，已經(jīng)給定了基準(zhǔn)坐標(biāo)軸，點(diǎn)擊右側(cè)的畫(huà)圓圖標(biāo)，選擇相應(yīng)的“圓心和點(diǎn)”，通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)進(jìn)行畫(huà)圓，隨便拉伸一個(gè)長(zhǎng)度，然后點(diǎn)擊右側(cè)的“選取項(xiàng)目”按鈕，對(duì)該圓進(jìn)行參數(shù)確定。該圓的直徑長(zhǎng)度設(shè)定為85。點(diǎn)擊右側(cè)的“完成”按鈕完成當(dāng)前步驟，完成草圖繪制。圖 -2 主軸頸的草繪圖 .1.2 使用拉伸命令得到主軸頸選擇3.2

25、.1中所完成的草繪，通過(guò)點(diǎn)擊右側(cè)的“拉伸”按鈕，使該草圖得到拉伸，因?yàn)槲覀兊牟堇L中所繪制為一個(gè)封閉圖形，因此可以完成拉伸命令。由于該草繪圖案為一個(gè)圓，所以拉伸得到的圖形為一個(gè)圓柱體。通過(guò)對(duì)該圓柱體的長(zhǎng)度進(jìn)行參數(shù)確定，使其長(zhǎng)度為36，點(diǎn)擊右上角的“完成”按鈕，完成拉伸，得到一個(gè)粗略的主軸頸建模。圖-3 主軸頸的拉伸圖.2 曲柄臂的建模.2.1 完成曲柄臂的草繪首先選擇由拉伸而得到的平面上的一段半圓弧，然后利用右側(cè)的“平面”按鈕，使得在該半圓弧所在的平面上建立基準(zhǔn)平面DTM2。然后選擇該基準(zhǔn)平面，按照3.2.1中步驟，進(jìn)入草繪界面。 圖-4 曲柄臂的CAD尺寸圖 圖-5 曲柄臂的草繪圖該草繪界面較

26、為復(fù)雜，將會(huì)用到“圓弧”的繪制，“倒角”的繪制，其中需要在繪制時(shí)用到不少的輔助線以完成圓心定位，但值得注意的是，在完成草圖之前需要將之前創(chuàng)建的多余的輔助線予以刪除，如果在草圖中殘留有多余的線段，則該草圖就不是一個(gè)封閉圖形，將無(wú)法進(jìn)行后續(xù)的一些關(guān)鍵操作。因此在完成草圖繪制后需要進(jìn)行詳盡地檢查以規(guī)避錯(cuò)誤。此外，PRO/E是以參數(shù)進(jìn)行設(shè)定的，所以一個(gè)參數(shù)的正確與錯(cuò)誤將會(huì)對(duì)后面線條的約束產(chǎn)生影響。在該草圖的繪制中，我們可以發(fā)現(xiàn)，左右兩側(cè)為軸對(duì)稱圖形，因此我們可以通過(guò)右側(cè)的“鏡像”按鈕簡(jiǎn)化繪圖步驟，先完成左邊的圖形，然后通過(guò)“鏡像”按鈕，得到完整的草圖。但值得注意的是，我們需要先畫(huà)一條“中心線”，才能通

27、過(guò)該中心線進(jìn)行“鏡像”操作，否則無(wú)法進(jìn)行操作。.2.2 拉伸曲柄臂的草繪選擇3.3.1中繪制的曲柄臂的草繪，使用右側(cè)的“拉伸”命令，對(duì)該草繪進(jìn)行拉伸操作（完成這一步驟的前提是草繪圖是以封閉圖形，并無(wú)其他雜線，在拉伸前請(qǐng)認(rèn)真檢查草繪圖），并對(duì)拉伸長(zhǎng)度進(jìn)行參數(shù)確定，使拉伸長(zhǎng)度為28。點(diǎn)擊右上角的“完成”以完成該操作。通過(guò)該操作我們得到了曲柄臂的簡(jiǎn)單建模。.2.3 在曲柄臂上進(jìn)行移除材料命令先選擇“TOP”平面，將其設(shè)置為基準(zhǔn)平面DTM5。 圖-6 移除材料所用的草繪選擇該基準(zhǔn)平面，點(diǎn)擊右側(cè)的“草繪”按鈕，在 該基準(zhǔn)平面上進(jìn)行草繪操作。 在草繪中如果所示畫(huà)一個(gè)三角形，該三角形為直角三角形，他的兩個(gè)邊

28、與該視角中曲柄臂的輪廓重合，三角形的邊長(zhǎng)為38.11X22。點(diǎn)擊右下角的“完成”按鈕，完成該草繪。選擇上述完成的草繪，點(diǎn)擊右側(cè)的“拉伸”按鈕，并在上方選擇“移除材料”命令，選擇一個(gè)合適的移除長(zhǎng)度，本處選取71.3長(zhǎng)度進(jìn)行移除。在完成該步驟之后，我們?cè)龠x擇該草圖進(jìn)行拉伸操作，并選擇“移除材料”選項(xiàng)，拉伸長(zhǎng)度定義為-71.3，則完成了一個(gè)和上一步反向的移除材料操作。此時(shí)我們得到的三維造型如下圖： 圖-7 移除材料后所得模型.3 曲柄銷的建模選取3.3.2中拉伸得到的平面上的一段圓弧，然后點(diǎn)擊右側(cè)的“平面”按鈕，通過(guò)該指令將該圓弧所在平面定為基準(zhǔn)平面。選擇該基準(zhǔn)平面，點(diǎn)擊“草繪”按鈕并進(jìn)入草繪界面。

29、以給定豎直軸上一點(diǎn)作為圓心，任意值為半徑做一個(gè)圓，在畫(huà)完之后對(duì)其進(jìn)行參數(shù)確定，使該圓圓心在原點(diǎn)正上方57.5處，該圓直徑為70。完成草繪。圖-8 曲柄銷的草繪圖 圖-9 拉伸曲柄銷選擇之前所繪制的草繪，點(diǎn)擊右側(cè)的“拉伸按鈕”，并確定其拉伸參數(shù)，使曲柄銷的長(zhǎng)度為40，拉伸完成之后得到模型如下。.4 利用鏡像得到一組“單元曲拐”的結(jié)構(gòu).4.1 建立輔助線和輔助平面選擇基準(zhǔn)平面DTM5，并通過(guò)點(diǎn)擊右側(cè)“草繪”命令進(jìn)行草繪，進(jìn)入草繪界面。圖-10 DTM5平面上的輔助線草圖圖 -11 輔助平面DTM6（紅色部分）繪制如圖所示草圖，先繪制一個(gè)直角三角形，直角對(duì)邊的兩個(gè)點(diǎn)分別為曲柄銷上端的中點(diǎn)，以與主軸頸

30、的中心點(diǎn)。經(jīng)計(jì)算，直角的兩條邊長(zhǎng)度為92.5X66。并如圖在上端使直角的對(duì)邊出頭一段距離，這里這樣做是為了后面的鉆孔步驟中方便直接打孔，如果只畫(huà)到該邊頂點(diǎn)處，打孔時(shí)會(huì)出現(xiàn)孔打不穿的情況，在曲柄銷處出現(xiàn)半圓狀的孔。畫(huà)好之后，點(diǎn)擊右側(cè)“完成”按鈕以完成草繪。然后點(diǎn)擊右側(cè)的“平面”按鈕，按住ctrl不放，分別選擇上面做畫(huà)的三角形的直角的兩條邊，并將平行于“right”平面的那條邊后面的屬性修改為“法向。”即得到了平面DTM6。.4.2 利用鏡像得到“單元曲拐”選中曲柄臂，在此應(yīng)特別注意，不僅僅是選擇曲柄臂，還要選擇到剛才做出的“移除材料”移除的兩部分，不然鏡像出來(lái)的部分將會(huì)不具備“移除材料”的效果。

31、此處選擇“移除材料”部分不好操作，可以通過(guò)左側(cè)的“模型樹(shù)”部分選擇相應(yīng)的操作。此處應(yīng)選擇的是三個(gè)拉伸操作。然后點(diǎn)擊右側(cè)的“鏡像”按鈕，通過(guò)該命令提示選擇3.5.1所創(chuàng)建的輔助平面DTM6，通過(guò)該平面來(lái)進(jìn)行鏡像，得到了“單元曲拐 ”。 圖-12 單元曲拐.5 在單元曲拐上給油孔造型.5.1 橫油孔的造型以與倒圓角此時(shí)主軸頸為一標(biāo)準(zhǔn)圓柱體，主軸頸上的這一油孔相對(duì)容易。點(diǎn)擊“插入孔”命令，選擇孔的類型為簡(jiǎn)單孔，按照系統(tǒng)提示，選擇主軸頸上一處曲面，然后按照提示，設(shè)定孔的直徑為8，鉆孔深度設(shè)置為85。然后在對(duì)孔的位置進(jìn)行定位，需要兩處約束，我們可以看到孔的周圍有兩個(gè)綠色的小點(diǎn)，將其中一個(gè)移動(dòng)到主軸頸圓柱

32、體的圓弧邊上，將打孔處圓心到該邊距離定義為18。然后將另一個(gè)綠色小點(diǎn)移動(dòng)到“RIGHT”平面上，將角度設(shè)置為26.5°。這樣就簡(jiǎn)單完成了該油孔的簡(jiǎn)單孔部分。但還需給油空的邊沿進(jìn)行倒圓角。點(diǎn)擊右側(cè)的“倒圓角”按鈕，按照彈出的提示，按住ctrl鍵，一次點(diǎn)擊油孔與主軸頸相交的相貫線，因?yàn)橐淮沃荒苓x擇到一半，所有需要按住ctrl鍵。然后定義倒角半徑為1.5。點(diǎn)擊右上角的完成按鈕，完成倒圓角操作。 圖4-13 橫油孔剖面圖.5.2 斜油孔的造型以與倒圓角在進(jìn)行斜油孔的造型時(shí)，就需要用上我們?cè)?.5.1中所繪制的輔助線了。首先我們要繪制一個(gè)輔助平面作為打孔基準(zhǔn)面，我們先選擇3.5.1所繪的輔助線

33、中直角對(duì)邊所在的直線，按住ctrl，再選擇該線的一處端點(diǎn)，然后在直線的后面改成“法向”，端點(diǎn)的后面則改成“穿過(guò)”。點(diǎn)擊確定，則能確定該平面。點(diǎn)擊“插入孔”命令，按照提示選擇我們剛創(chuàng)建的平面作為基準(zhǔn)平面，設(shè)置孔的直徑為6.8。在給該孔定位時(shí)，一處定位選在曲柄銷遠(yuǎn)離主軸頸的那一個(gè)面上，并將點(diǎn)到該平面的距離設(shè)置為0。將另一處定位在曲柄臂上側(cè)面的一處交線上，如圖3-13所示，將點(diǎn)到該直線的距離設(shè)置為63。然后通過(guò)一系列計(jì)算，可將孔的深度定義為148。點(diǎn)擊右上角完成，可以完成該孔的造型。 圖4-14 斜油孔的造型再按照3.6.1的方法對(duì)斜油孔進(jìn)行倒圓角，點(diǎn)擊右側(cè)的“倒圓角”按鈕，按照彈出的提示，按住ct

34、rl鍵，一次點(diǎn)擊油孔與曲柄銷相交的相貫線，因?yàn)橐淮沃荒苓x擇到一半，所有需要按住ctrl鍵。將倒角半徑設(shè)置為0.8,。點(diǎn)擊右上角的完成按鈕，完成倒圓角操作。.6 通過(guò)“平移”和“旋轉(zhuǎn)”復(fù)制兩個(gè)“單元曲拐”通過(guò)“編輯特征操作”命令，進(jìn)入“特征操作”步驟，選擇“復(fù)制”選項(xiàng)，選擇“移動(dòng)”命令，點(diǎn)“完成”按鈕。完成到這一步，系統(tǒng)會(huì)提示要選擇需要平移的特征，正如上面鏡像步驟所說(shuō)，需要選擇到“移除材料”部分，是以我推薦使用左邊的“模型樹(shù)”來(lái)選擇特征，按住ctrl鍵，可以選擇數(shù)個(gè)特征，我們將3.5得到的單元曲拐選中，然后點(diǎn)擊“完成”按鈕。接著按照系統(tǒng)的提示，選擇“平移”，然后在下面根據(jù)提示選擇“軸/線/邊軸”

35、來(lái)選擇平移方向，選擇一條與“TOP”、“RIGHT”交線平行的直線，調(diào)整正反方向，然后輸入算出的平移距離為“132”。然后再根據(jù)提示選擇“旋轉(zhuǎn)”。在下面的“一般選取方向”列表中選擇“曲線/邊/軸”選項(xiàng)，然后選擇“TOP”、“RIGHT”所相交的那條直線作為旋轉(zhuǎn)軸。然后設(shè)定旋轉(zhuǎn)方向?yàn)?20°。點(diǎn)擊“完成移動(dòng)”按鈕，在跳出的“菜單管理器”的“組可變尺寸”中的容均不必選擇，點(diǎn)擊“完成”按鈕，在“組元素”選項(xiàng)中點(diǎn)“確定”。即完成了第一次的平移旋轉(zhuǎn)復(fù)制。然后再通過(guò)“編輯特征操作”命令，按照上述步驟，選擇“單元曲拐”進(jìn)行一次平移（無(wú)需旋轉(zhuǎn)），此次平移方向不變，距離由132改為264。旋轉(zhuǎn)角度改為

36、240°即可。 經(jīng)過(guò)這兩次“特征操作”命令 圖-15 三個(gè)單元曲拐之后，我們基本得到了三個(gè)“單元曲拐”，三個(gè)單元曲拐結(jié)構(gòu)相似。因?yàn)榛鶞?zhǔn)平面過(guò)多，我們對(duì)先前用過(guò)的一些平面和草繪進(jìn)行“隱藏”，便于觀看和操作。經(jīng)過(guò)一系列復(fù)制操作后，三個(gè)單元曲拐結(jié)構(gòu)如圖3-14所示。 .7 曲軸前端的建模.7.1 曲軸前端的基本形狀建模以DTM1為基準(zhǔn)平面，選擇“草繪”命令，進(jìn)入草繪界面，在“草繪視圖方面”上選擇“反向”。在以給出的坐標(biāo)原點(diǎn)為圓心畫(huà)圓，定義圓的直徑為66，完成該草繪。選擇該草繪，選擇“拉伸”選項(xiàng)，定義拉伸長(zhǎng)度為5。以拉伸出的平面作為基準(zhǔn)平面DTM8，選擇該基準(zhǔn)平面，點(diǎn)擊“草繪命令”，進(jìn)入草繪

37、界面，在“草繪視圖方向”上選擇“反向”。 圖-16 鍵槽的草繪以給出的坐標(biāo)原點(diǎn)為圓心畫(huà)圓，定義圓的直徑為45，完成該草繪。選擇該草繪，選擇“拉伸”選項(xiàng)，定義拉伸長(zhǎng)度為111。 .7.2 曲軸前端的鍵槽的建模先選取3.8.1中拉伸所得的平面作為基準(zhǔn)平面DTM23，以該基準(zhǔn)平面進(jìn)行草繪。在草繪中，畫(huà)一條與“RIGHT”平面平行的直線，該直線到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離為22.5。再過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)做一條與先前所作直線垂直的直線。完成該草繪。定義基準(zhǔn)平面，按住ctrl分別選擇先前草繪所畫(huà)的兩條直線，對(duì)第一條直線定義為“穿過(guò)”，對(duì)第二條直線定義為“法向”。則一個(gè)新的基準(zhǔn)平面DTM24得以確定。在該基準(zhǔn)平面DTM24上進(jìn)

38、行草繪，繪制出該鍵槽的形狀如圖3-15，注意保證該草繪為一封閉圖形。在完成該草繪后，選擇該草繪，點(diǎn)擊右側(cè)的“拉伸”按鈕，并選擇“移除材料”命令，在“拉伸深度”一項(xiàng)中定義為“-4.5”。完成拉伸。此時(shí)即完成了該鍵槽的繪制。.7.3 曲軸前端螺孔的造型我們首先要為螺孔做一個(gè)沉頭孔，選擇RIGHT平面作為基準(zhǔn)平面，進(jìn)入草繪菜單，如圖3-16繪制草圖。圖-17 沉頭孔草圖圖-18 螺孔的造型完成該草圖繪制后，選擇該草圖，使用右側(cè)的“旋轉(zhuǎn)”命令，選擇“RIGHT”平面和“TOP”平面的交線作為旋轉(zhuǎn)的軸線。并選擇“移除材料”，這樣旋轉(zhuǎn)之后，這個(gè)沉頭孔就完成了。然后選擇“插入孔”命令，選擇沉頭孔的底面作為打

39、孔平面，選擇“創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)孔”選項(xiàng)，就會(huì)出現(xiàn)一系列標(biāo)準(zhǔn)孔的選項(xiàng)，在此我們選擇螺紋系列為ISO，螺釘尺寸為24X3，分別定義鉆孔深度，將定位置于“RIGHT”和“TOP”平面上，并將兩個(gè)定位距離都定義為0。然后點(diǎn)擊完成。這樣便完成了曲軸前端的螺孔的造型。最后再對(duì)曲軸前端進(jìn)行一下“邊倒角”命令，按住ctrl選擇曲軸前端需要倒的邊鏈，然后選擇“角度×D”，選擇15°角，D設(shè)為1，然后點(diǎn)擊“完成”按鈕，即完成邊倒角的工作。.8曲軸后端的造型.8.1 曲軸后端基本輪廓的造型選擇緊貼曲軸后端的面上的一條曲線，點(diǎn)擊右邊的“平面”命令，將該曲線所在的平面設(shè)置為基準(zhǔn)平面。選擇該基準(zhǔn)平面，選擇“草

40、繪”命令進(jìn)行草繪，以坐標(biāo)原點(diǎn)為圓心，以87為直徑，畫(huà)一個(gè)圓，完成該草繪。對(duì)該草繪進(jìn)行拉伸，拉伸長(zhǎng)度定義為44。選擇拉伸得出的平面為基準(zhǔn)平面，進(jìn)行草繪，以給出的坐標(biāo)原點(diǎn)為圓心，以121為直徑，畫(huà)一個(gè)圓，完成該草繪。對(duì)該草繪進(jìn)行拉伸，拉伸長(zhǎng)度定義為12。選擇拉伸得出的平面為基準(zhǔn)平面，進(jìn)行草繪，以給出的坐標(biāo)原點(diǎn)為圓心，以100為直徑，畫(huà)一個(gè)圓，完成該草繪。對(duì)該草繪進(jìn)行拉伸，拉伸長(zhǎng)度定義為28。以“TOP”平面作為基準(zhǔn)平面，進(jìn)行草繪，草繪如圖：對(duì)該草繪進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作，以“TOP”和“RIGHT”平面的交線作為軸線，完成旋轉(zhuǎn)。 圖-18 移除材料.8.2 在曲軸后端上鉆孔以曲軸后端最末端的平面作為基準(zhǔn)平面

41、，進(jìn)行“草繪”命令，在草繪列表中，一給定的坐標(biāo)原點(diǎn)為圓心，以40為直徑作圓，完成草繪。選擇該草繪，點(diǎn)擊右側(cè)的“拉伸”命令，在該命令中選擇“移除材料”選項(xiàng)，并設(shè)置“拉伸深度”一項(xiàng)為-4.87。完成“移除材料”。選擇“插入孔”命令，選擇“移除材料”步驟中所得平面，將定位設(shè)置到“RIGHT”和“TOP”平面上，與“TOP”平面的距離為0，與“RIGHT”平面的的。在孔的設(shè)定中，選擇“使用標(biāo)準(zhǔn)孔的輪廓作為鉆孔輪廓”選項(xiàng)，將孔的直徑設(shè)置為8，并選擇“添加埋頭孔”選項(xiàng)，將孔的深度設(shè)置為6.79。然后在曲柄后端的最末端平面上，利用“插入孔”功能，選擇“創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)孔”，“螺紋系列”選擇ISO，“螺釘尺寸”選擇M14×1.5，攻深設(shè)置為28，鉆深設(shè)置為33。 圖-19 螺孔位置如