內(nèi)燃機(jī)三維建模及活塞連桿機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

1、I四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 內(nèi)燃機(jī)三維建模及活塞連桿機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)學(xué) 生： 學(xué) 號： 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化班 級：車輛 071 班指導(dǎo)教師： 四川理工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院二 O 一三年六月四 川 理 工 學(xué) 院四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）四四 川川 理理 工工 學(xué)學(xué) 院院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書設(shè)計(jì)（論文）題目： 內(nèi)燃機(jī)三維建模及活塞連桿機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì) 系： 機(jī)械工程 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化 班級：車輛 071 學(xué)號： 學(xué)生： 指導(dǎo)教師： 接受任務(wù)時(shí)間 教研室主任 （簽名） 系主任 （簽名）1 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容及基本要求畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容及

2、基本要求主要內(nèi)容： 將 Pro/E 基于特征的參數(shù)化建模功能和曲面造型功能相結(jié)合，建立內(nèi)燃機(jī)各組成零部件三維數(shù)字化虛擬模型，并對內(nèi)燃機(jī)活塞連桿機(jī)構(gòu)作優(yōu)化設(shè)計(jì)。完成內(nèi)燃機(jī)的數(shù)字化虛擬裝配及仿真運(yùn)動分析。 基本要求：利用 Pro/E 工程圖模塊自動生成滿足國標(biāo)要求的內(nèi)燃機(jī)各零部件和裝配體的工程視圖。實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)的數(shù)字化虛擬裝配，檢查運(yùn)動和裝拆時(shí)是否會發(fā)生干涉碰撞。進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)，特別是活塞連桿機(jī)構(gòu)的數(shù)字化虛擬運(yùn)動分析，確定產(chǎn)品是否滿足規(guī)定的運(yùn)動和功能要求。 就設(shè)計(jì)內(nèi)容寫 12 篇學(xué)術(shù)論文。 撰寫設(shè)計(jì)說明書。將 所有設(shè)計(jì)結(jié)果（包括 組成內(nèi)燃機(jī)的各零部件及裝配體三維數(shù)字化虛擬模型 Pro/E 源文件）刻錄成

3、光盤。2 2指定查閱的主要參考文獻(xiàn)及說明指定查閱的主要參考文獻(xiàn)及說明數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造,蘇春主編,機(jī)械工業(yè)出版社,2021 .虛擬設(shè)計(jì)，陳定芳，羅亞波等著，機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 .Pro/ENGINGEER Wildfire 3.0 中文版機(jī)械設(shè)計(jì)專家指導(dǎo)教程，金鑫等編著，機(jī)械工業(yè)出版社，2021 .計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造，姚英學(xué)，蔡穎主編，高等教育出版社，2021 .Pro/ENGINGEER 中文版機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練，譚雪松，朱金波等編，人民郵電出版社，2021 .與本產(chǎn)品設(shè)計(jì)相關(guān)的市場信息資料，新技術(shù)研究成果， Pro/ENGINGEER 三維造型及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)網(wǎng)站。 3 3進(jìn)度安

4、排進(jìn)度安排設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱起 止 日 期1收集資料,撰寫開題報(bào)告。 學(xué)習(xí)掌握 Pro/ENGINGEER 三維建模方法。 2021.3.282021.4.172建立內(nèi)燃機(jī)各組成零部件三維數(shù)字化虛擬模型。2021.4.182021.5.83內(nèi)燃機(jī)三維數(shù)字化虛擬裝配設(shè)計(jì)及 虛擬運(yùn)動仿真分析。 2021.5.92021.5.16II4組成零部件和裝配體的工程視圖設(shè)計(jì)。 2021.5.172021.5.245撰寫設(shè)計(jì)說明書，設(shè)計(jì)結(jié)果光盤制作，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。2021.5.252021.6.10四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘要摘要內(nèi)燃機(jī)是我國機(jī)械發(fā)展跨行業(yè)、跨部門最多的行業(yè)，可廣泛應(yīng)用于包括汽車、工

5、程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、船舶、內(nèi)燃機(jī)車、內(nèi)燃機(jī)發(fā)動設(shè)備、地質(zhì)石油鉆機(jī)、軍用各種機(jī)械等產(chǎn)品，是上述各種產(chǎn)品的心臟，因此，內(nèi)燃機(jī)行業(yè)的發(fā)展對我國工業(yè)、交通運(yùn)輸、農(nóng)業(yè)、國防建設(shè)以及人民生活都有十分重大影響。但由于內(nèi)燃機(jī)分類較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加上技術(shù)與條件的限制，所以本設(shè)計(jì)主要以結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低廉的摩托車二沖程單缸發(fā)動機(jī)為模型，對其主要零部件建立基于 Pro/E 的三維數(shù)字化虛擬模型，并對各零部件進(jìn)行了數(shù)字化虛擬裝配與運(yùn)動分析。關(guān)鍵詞：內(nèi)燃機(jī)；Pro/E；三維建模；運(yùn)動分析四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）IIAbstractThe development of internal combustion engi

6、ne is the largest cross-industry and inter-department one in China. It can be widely used for automobile, engineering machinery, agricultural machinery, ships, locomotives, internal combustion engining equipment, geological oil rig, military machinery and other products, and it is the heart of these

7、 products. Therefore, the development of internal combustion engine industry has a very significant impact on the development of industry, agriculture, transport, national defence and peoples lives as well. However, Internal combustion engines, which are complicated in structure and are restricted b

8、y technology and conditions, have many styles. Therefore, this design mainly uses motorcycle two-stroke single cylinder engine for model, which is simple in structure and low in manufacturing cost. At the same time, this design uses Proe as the soft of establishing the three-dimensional digital virt

9、ual model to simulate and analyse the digital and virtual assembly for its main components. Keywords: internal combustion engine, Pro/E, three-dimensional digital virtual model, analyse四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1目錄目錄摘要摘要.IABSTRACT.II第一章第一章 緒論緒論.11.11.1 課題的由來課題的由來.11.21.2 研究內(nèi)燃機(jī)的目的和意義研究內(nèi)燃機(jī)的目的和意義.11.31.3 內(nèi)燃機(jī)簡介內(nèi)燃機(jī)簡

10、介.11.41.4 內(nèi)燃機(jī)的分類內(nèi)燃機(jī)的分類.11.4.1 按照所用燃料分類.21.4.2 按照行程分類.21.4.3 按照冷卻方式分類.21.4.4 按照氣缸數(shù)目分類.21.4.5 按氣缸排列方式分類.21.4.6 按照進(jìn)氣系統(tǒng)是否采用增壓方式分類.21.51.5 單缸內(nèi)燃機(jī)介紹單缸內(nèi)燃機(jī)介紹.31.5.1 單缸內(nèi)燃機(jī)簡介.31.5.2 單缸發(fā)動機(jī)特點(diǎn).31.61.6 PRO/EPRO/ENGINEERNGINEER的介紹的介紹.31.6.1 PRO/Engineer 的簡介.41.6.2 PRO/Engineer 研究意義.51.6.3 PRO/Engineer 特點(diǎn).6第二章第二章 內(nèi)燃

11、機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理.72.12.1 單缸內(nèi)燃機(jī)構(gòu)造及工作原理單缸內(nèi)燃機(jī)構(gòu)造及工作原理.72.1.1 單缸內(nèi)燃機(jī)的構(gòu)造.72.1.2 二沖程發(fā)動機(jī)工作原理.9第三章第三章 內(nèi)燃機(jī)部分參數(shù)的確定內(nèi)燃機(jī)部分參數(shù)的確定.103.13.1 內(nèi)燃機(jī)沖程數(shù)的選擇內(nèi)燃機(jī)沖程數(shù)的選擇.103.23.2 汽缸數(shù)和布置方式的選擇汽缸數(shù)和布置方式的選擇.10第四章第四章 內(nèi)燃機(jī)各零部件的設(shè)計(jì)建模內(nèi)燃機(jī)各零部件的設(shè)計(jì)建模.114.14.1 活塞的設(shè)計(jì)建模活塞的設(shè)計(jì)建模.114.1.1 活塞的設(shè)計(jì).114.1.2 活塞的三維建模.114.1.3 活塞環(huán)的三維建模.124.1.4 活塞銷的三維建模.124

12、.24.2 連桿的設(shè)計(jì)建模連桿的設(shè)計(jì)建模.134.2.1 連桿的設(shè)計(jì)要求.134.2.2 連桿的三維建模.14四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）24.34.3 曲軸的設(shè)計(jì)建模曲軸的設(shè)計(jì)建模.144.3.1 曲軸的設(shè)計(jì)要求.144.3.2 曲軸的三維建模.154.44.4 飛輪的設(shè)計(jì)建模飛輪的設(shè)計(jì)建模.154.4.1 飛輪的設(shè)計(jì)要求.154.4.2 飛輪的三維建模.164.54.5 曲軸軸承的設(shè)計(jì)建模曲軸軸承的設(shè)計(jì)建模.164.5.1 曲軸軸承的設(shè)計(jì)要求.164.5.2 曲軸軸承的三維建模.164.64.6 曲軸箱的設(shè)計(jì)建模曲軸箱的設(shè)計(jì)建模.174.6.1 曲軸箱前蓋的三維建模.174.6.2 曲軸箱

13、后蓋的三維建模.184.74.7 發(fā)動機(jī)氣缸的設(shè)計(jì)建模發(fā)動機(jī)氣缸的設(shè)計(jì)建模.194.7.1 發(fā)動機(jī)氣缸的三維建模.194.84.8 螺栓的設(shè)計(jì)建模螺栓的設(shè)計(jì)建模.204.8.1 氣缸與曲軸箱連接螺栓的三維建模.204.8.2 曲軸箱螺栓的三維建模.21第五章第五章 利用利用 PRO/EPRO/E 進(jìn)行裝配設(shè)計(jì)進(jìn)行裝配設(shè)計(jì).225.15.1 裝配注意的事項(xiàng)裝配注意的事項(xiàng).225.25.2 活塞的裝配活塞的裝配.235.35.3 曲軸飛輪的裝配曲軸飛輪的裝配.245.45.4 總體的裝配總體的裝配.25第六章第六章 利用利用 PRO/EPRO/E 進(jìn)行運(yùn)動仿真分析進(jìn)行運(yùn)動仿真分析.346.16.1

14、 機(jī)械仿真的作用和理念機(jī)械仿真的作用和理念.346.26.2 內(nèi)燃機(jī)的仿真過程內(nèi)燃機(jī)的仿真過程.356.2.1 建立連接關(guān)系.356.2.2 設(shè)置伺服電機(jī).376.36.3 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析.396.46.4 機(jī)構(gòu)分析結(jié)果的播放及錄制機(jī)構(gòu)分析結(jié)果的播放及錄制.406.56.5 測量活塞運(yùn)動的數(shù)據(jù)測量活塞運(yùn)動的數(shù)據(jù).426.5.1 活塞速度的測量.436.5.2 活塞加速度的測量.44第七章第七章 結(jié)論結(jié)論.47參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).48致謝致謝.49四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1第一章第一章 緒論緒論1.1 課題的由來課題的由來內(nèi)燃機(jī)是我國機(jī)械發(fā)展跨行業(yè)、跨部門最多的行業(yè)，可以廣泛應(yīng)用

15、于包括汽車、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、船舶、內(nèi)燃機(jī)車、內(nèi)燃機(jī)發(fā)動設(shè)備、地質(zhì)石油鉆機(jī)、軍用各種機(jī)械等產(chǎn)品上，是上述各種產(chǎn)品的心臟，因此，內(nèi)燃機(jī)行業(yè)的發(fā)展對我國工業(yè)、交通運(yùn)輸、農(nóng)業(yè)、國防建設(shè)以及人民生活都有重大影響。1.2 研究內(nèi)燃機(jī)的目的和意義研究內(nèi)燃機(jī)的目的和意義在競爭激烈的 21 世紀(jì)，內(nèi)燃機(jī)面臨著更多方面的挑戰(zhàn)，在節(jié)約能源、燃料多樣化、提高功率、延長壽命、提高可靠性、降低排放和噪聲、減輕質(zhì)量、縮小體積、降低成本、簡化維護(hù)保養(yǎng)等方向上對內(nèi)燃機(jī)工藝要求越來越高。天然氣、醇類、植物油及氫等新型燃料將為內(nèi)燃機(jī)增添新活力,而內(nèi)燃機(jī)電子控制技術(shù)在提高品質(zhì)同時(shí)也延長了內(nèi)燃機(jī)行業(yè)的“生命”。新材料與工藝技術(shù)革命

16、,為 21 世紀(jì)內(nèi)燃機(jī)發(fā)展產(chǎn)生了新推動力。21 世紀(jì)的內(nèi)燃機(jī),將會在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步上發(fā)揮更重要的作用。因此，研究該課題對內(nèi)燃機(jī)行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。1.3 內(nèi)燃機(jī)簡介內(nèi)燃機(jī)簡介內(nèi)燃機(jī)，是一種動力機(jī)械，它是通過燃料在機(jī)器內(nèi)燃燒，并將其釋放出來的熱能直接轉(zhuǎn)化為動力的熱力發(fā)動機(jī)。廣義上的內(nèi)燃機(jī)不僅僅包括往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)、旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機(jī)與自由活塞式發(fā)動機(jī)，還包括旋轉(zhuǎn)葉輪式燃?xì)廨啓C(jī)、噴氣式發(fā)動機(jī)等，但通常所說的內(nèi)燃機(jī)是活塞式內(nèi)燃機(jī)?；钊絻?nèi)燃機(jī)以往復(fù)活塞式最普遍?；钊絻?nèi)燃機(jī)將燃料和空氣混合，在氣缸內(nèi)燃燒，釋放出的熱能使氣缸內(nèi)產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)狻Ｈ細(xì)馀蛎浲苿踊钊龉?，再通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)將機(jī)械能輸

17、出，驅(qū)動機(jī)械工作。1.4 內(nèi)燃機(jī)的分類內(nèi)燃機(jī)的分類內(nèi)燃機(jī)的分類方法很多，按照不同的分類方法可以把內(nèi)燃機(jī)分成不同的類型，下面讓我們來看看內(nèi)燃機(jī)是怎樣分類的。四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）21.4.1 按照所用燃料分類 內(nèi)燃機(jī)按照所使用燃料的不同可分為汽油機(jī)和柴油機(jī)。使用汽油為燃料的內(nèi)燃機(jī)稱為汽油機(jī)；使用柴油機(jī)為燃料的內(nèi)燃機(jī)稱為柴油機(jī)。汽油機(jī)與柴油機(jī)比較各有特點(diǎn)；汽油機(jī)轉(zhuǎn)速高，質(zhì)量小，噪音小，起動容易，制造成本低；柴油機(jī)壓縮比大，熱效率高，經(jīng)濟(jì)性能和排放性能都比汽油機(jī)好。1.4.2 按照行程分類內(nèi)燃機(jī)按照完成一個(gè)工作循環(huán)所需的行程數(shù)可分為四行程內(nèi)燃機(jī)和二行程內(nèi)燃機(jī)。把曲軸轉(zhuǎn)兩圈(720)，活塞在氣缸

18、內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動四個(gè)行程，完成一個(gè)工作循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)稱為四行程內(nèi)燃機(jī)；而把曲軸轉(zhuǎn)一圈(360)，活塞在氣缸內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動兩個(gè)行程，完成一個(gè)工作循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)稱為二行程內(nèi)燃機(jī)。汽車發(fā)動機(jī)廣泛使用四行程內(nèi)燃機(jī)。1.4.3 按照冷卻方式分類 內(nèi)燃機(jī)按照冷卻方式不同可以分為水冷發(fā)動機(jī)和風(fēng)冷發(fā)動機(jī)。水冷發(fā)動機(jī)是利用在氣缸體和氣缸蓋冷卻水套中進(jìn)行循環(huán)的冷卻液作為冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻的；而風(fēng)冷發(fā)動機(jī)是利用流動于氣缸體與氣缸蓋外表面散熱片之間的空氣作為冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻的。水冷發(fā)動機(jī)冷卻均勻，工作可靠，冷卻效果好，被廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代車用發(fā)動機(jī)。1.4.4 按照氣缸數(shù)目分類內(nèi)燃機(jī)按照氣缸數(shù)目不同可以分為單缸發(fā)動機(jī)和多缸發(fā)動

19、機(jī)。僅有一個(gè)氣缸的發(fā)動機(jī)稱為單缸發(fā)動機(jī)；有兩個(gè)以上氣缸的發(fā)動機(jī)稱為多缸發(fā)動機(jī)。如雙缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸發(fā)動機(jī)?，F(xiàn)代車用發(fā)動機(jī)多采用四缸、六缸、八缸發(fā)動機(jī)。1.4.5 按氣缸排列方式分類內(nèi)燃機(jī)按照氣缸排列方式不同可以分為單列式和雙列式。單列式發(fā)動機(jī)的各個(gè)氣缸排成一列，一般是垂直布置的，但為了降低高度，有時(shí)也把氣缸布置成傾斜的甚至水平的；雙列式發(fā)動機(jī)把氣缸排成兩列，兩列之間的夾角180(一般為 90)稱為 V 型發(fā)動機(jī)，若兩列之間的夾角=180稱為對置式發(fā)動機(jī)。1.4.6 按照進(jìn)氣系統(tǒng)是否采用增壓方式分類 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3內(nèi)燃機(jī)按照進(jìn)氣系統(tǒng)是否采用增壓方

20、式可以分為自然吸氣(非增壓)式發(fā)動機(jī)和強(qiáng)制進(jìn)氣(增壓式)發(fā)動機(jī)。汽油機(jī)常采用自然吸氣式；柴油機(jī)為了提高功率有采用增壓式的。1.5 單缸內(nèi)燃機(jī)介紹單缸內(nèi)燃機(jī)介紹1.5.1 單缸內(nèi)燃機(jī)簡介 單缸內(nèi)燃機(jī)是所有內(nèi)燃機(jī)中最簡單的一種，只有一個(gè)氣缸，是發(fā)動機(jī)的基本形式。 單缸發(fā)動機(jī)工作時(shí)，曲軸每轉(zhuǎn)過一圈（二沖程）或者兩圈（四沖程），氣缸內(nèi)部的混合氣體點(diǎn)火燃燒一次，從聲音和振動上能明顯感覺到發(fā)動機(jī)的工作時(shí)斷續(xù)的。 如果從工作的連貫性來看，單缸發(fā)動機(jī)工作不平衡，轉(zhuǎn)速波動比較大，容易熄火。但是它的結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，維護(hù)容易，是中低檔小型摩托車用發(fā)動機(jī)的首選。1.5.2 單缸發(fā)動機(jī)特點(diǎn) 和同排量的多缸發(fā)動機(jī)相

21、比，單缸發(fā)動機(jī)工作時(shí)只有一套機(jī)件在運(yùn)轉(zhuǎn)，因此致使運(yùn)動件的慣性力得不到抵消，所以振動較大。轉(zhuǎn)速越高，振動越明顯。還有，單缸發(fā)動機(jī)運(yùn)動件的尺寸較大，不利于發(fā)動機(jī)提高轉(zhuǎn)速，并且隨著發(fā)動機(jī)的排量增加而更加明顯。因此單缸發(fā)動機(jī)排量越大，升功率越小。 由于單缸發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)較簡單，與同排量的多缸發(fā)動機(jī)相比，具有重量輕，結(jié)構(gòu)尺寸小的特點(diǎn)，使用單缸發(fā)動機(jī)有利于減輕整車的重量，所以提高了整車的操控的靈活性。 采用發(fā)動機(jī)橫向布置時(shí)，曲軸旋轉(zhuǎn)的陀螺效應(yīng)會阻礙摩托車側(cè)傾轉(zhuǎn)彎，曲軸越重這種阻力 也就越大。由于單缸 發(fā)動機(jī)曲軸短，陀螺效應(yīng)相對要低 些，所以左右側(cè)傾輕便。駕駛 員會感覺方向把 較輕便。 由于單缸發(fā)動機(jī)有以上特點(diǎn)

22、，所以， 250CC 以上的越野摩托車多采用單缸發(fā)動機(jī)，此外超級運(yùn)動摩托車 大都也裝用單缸發(fā)動機(jī)。在普通的摩托車中，一般 125CC 以下小型摩托車大都采用 單缸發(fā)動機(jī)。 1.6 PRO/Engineer 的介紹的介紹四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）41.6.1 PRO/Engineer 的簡介PRO/Engineer是一套由設(shè)計(jì)至生產(chǎn)的機(jī)械自動化軟件，是新一代的產(chǎn)品造型系統(tǒng)，是一個(gè)參數(shù)化、基于特征的實(shí)體造型系統(tǒng)，并且具有單一數(shù)據(jù)庫功能。 1).真實(shí)3D模型在PRO/E中，設(shè)計(jì)出的模型是真實(shí)的3D模型，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)面結(jié)構(gòu)、線結(jié)構(gòu)的不足。這些3D實(shí)體模型除了可將用戶的設(shè)計(jì)思想以最真實(shí)的模型在計(jì)算機(jī)上表

23、現(xiàn)出來之外，借助系統(tǒng)參數(shù)，用戶還可隨時(shí)計(jì)算出產(chǎn)品的體積、面積、重心重量、慣性大小等等，以了解產(chǎn)品的真實(shí)性，并可進(jìn)一步的組建裝配等的運(yùn)算。我們在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，可隨時(shí)掌握以上重點(diǎn)，設(shè)計(jì)物理參數(shù)，并減少許多人為的計(jì)算。2).以特征作為設(shè)計(jì)的單位PRO/E的特征方式是基于人性化的設(shè)計(jì)，初次使用PRO/E的人會對特征感到親切，PRO/E中正是以最自然的思維方式從事設(shè)計(jì)工作，如孔、開槽、做成圓角等均被視為零件設(shè)計(jì)的基本特征，除了充分掌握設(shè)計(jì)思想之外，還在設(shè)計(jì)過程中加入實(shí)際的制造思想，也正是因?yàn)橐源颂卣髯鳛樵O(shè)計(jì)的單元，因此可以隨時(shí)對特征做合理的變化。不違反幾何原理的順序調(diào)整、插入、刪除、重新定義等修正動作

24、。3).單一數(shù)據(jù)庫在PRO/E中可由3D實(shí)體模型產(chǎn)生2D工程圖，而且自動標(biāo)示工程圖尺寸。不論在3D還是2D圖形上做尺寸修改，其相關(guān)的2D圖形或3D實(shí)體模型均自動修改，同時(shí)組合、制造等相關(guān)設(shè)計(jì)也自動修改，這樣可以確保數(shù)據(jù)的正確，并避免反復(fù)修正所耗費(fèi)的時(shí)間，由于采用單一數(shù)據(jù)庫，提供了所謂雙相關(guān)聯(lián)性的功能，這種功能也正符合現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)中同步工程的思想。4).參數(shù)式設(shè)計(jì)配合單一數(shù)據(jù)，所有設(shè)計(jì)過程中所使用的尺寸、參數(shù)都在數(shù)據(jù)庫中，修改CAD模型及工程圖不再是一件難事，設(shè)計(jì)者只要更該3D零件的尺寸，則工程圖、組合、模具等就會依照尺寸的修改做幾何形狀的變化，以達(dá)到涉及修改工作的一致，避免發(fā)生人為改圖的疏露情形，

25、減少了許多人為改圖的時(shí)間和精力消耗。四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5也正因有參數(shù)的設(shè)計(jì)，用戶才可以運(yùn)用強(qiáng)大的數(shù)學(xué)運(yùn)算方式，建立各尺寸參數(shù)間的關(guān)系，使得模型可自動計(jì)算出應(yīng)有外型，減少尺寸修改的繁瑣過程，并減少錯誤發(fā)生。Pro/Engineer是軟件包，并非模塊，它是該系統(tǒng)的主要部分，其中功能包括參數(shù)化功能定義、實(shí)體零件及組裝造型，三維上色實(shí)體或線框造型棚完整工程圖產(chǎn)生及不同視圖，其中三維造型還可移動，放大或縮小和旋轉(zhuǎn)。PRO/Engineer是一個(gè)功能定義系統(tǒng)，即造型是通過各種不同設(shè)計(jì)專用功能來實(shí)現(xiàn)，其中包括：筋（Ribs）、槽（Slots）、倒角（Chamfers）和抽空（Shells）等，采用

26、這種手段建立形體，對于工程師來說這顯得更自然、更直觀，無需采用復(fù)雜的幾何設(shè)計(jì)方式。這系統(tǒng)的參數(shù)比功能是采用符號式的賦予形體尺寸，不象別的系統(tǒng)是直接指定固定數(shù)值于形體，這樣工程師可任意建立形體上的尺寸和功能之間關(guān)系，任何一個(gè)參數(shù)改變，其它相關(guān)的特征也自動修正。這種功能使修改更為方便，可令設(shè)計(jì)優(yōu)化更趨完美。造型不單可以在屏幕顯示，還可以傳送到繪圖機(jī)上或一些支持Postscript格式的彩色打印機(jī)上。PRO/Engineer還可輸出三維和二維圖形于其他應(yīng)用軟件，諸如有限元分析及后置處理等，這些都是通過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交換格式來實(shí)現(xiàn)的。使用者可以自由配置PRO/Engineer軟件的其它模塊或自行利用C語言編

27、程，以增強(qiáng)軟件功能。它在單用戶環(huán)境下，即沒有任何附加模塊，具有大部分的設(shè)計(jì)能力，組裝能力和工程制圖的能力，不包括ANSI，ISO， DIN或 JIS標(biāo)準(zhǔn)，并且支持符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的繪圖儀和黑白及彩色打印機(jī)的二維和三維圖形輸出。PRO/Engineer功能如下： 1). 特征驅(qū)動（如：凸臺、槽、倒角、腔、殼）。 2). 參數(shù)化（參數(shù)=尺寸、圖樣中的特征、載荷、邊界條件）。 3). 通過零件的特征值之間，載荷/邊界條件與特征參數(shù)之間（如表面積）的關(guān)系進(jìn)行設(shè)計(jì)。 4).支持大型、復(fù)雜組合件設(shè)計(jì)(規(guī)則排列的系列組件，交替排列，PRO/E的各種能用零件設(shè)計(jì)的程序化方法)。5）.貫穿所有應(yīng)用的完全相關(guān)性，即任

28、何一個(gè)地方的變動都將引起與之有關(guān)的每個(gè)地方的變動。其它輔助模塊將進(jìn)一步提高擴(kuò)展 Pro/ENGINEER 基本功能。四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）61.6.2 PRO/Engineer 研究意義PRO/E 是三維實(shí)體建模與分析軟件當(dāng)中性能非常出色的一款軟件。使用PRO/E，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械零部件實(shí)體建模、虛擬裝配、運(yùn)動仿真、強(qiáng)度分析等工作，具有直觀、便捷等的特點(diǎn)，是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中非常重要的設(shè)計(jì)工具。在進(jìn)行運(yùn)動與強(qiáng)度分析工作中，應(yīng)該切實(shí)理解軟件所適應(yīng)的工作條件，否則得到不正確的結(jié)果。在當(dāng)前 PRO/E 研究基礎(chǔ)上，還可在下列領(lǐng)域加強(qiáng)研究，以更好的讓 PRO/E 為機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域服務(wù)。 1.6.3 PRO

29、/Engineer 特點(diǎn)使用PRO/E，可以很大程度簡化機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)過程，大幅度縮短產(chǎn)品開發(fā)的周期，大量減少產(chǎn)品開發(fā)費(fèi)用及成本，明顯提高產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)品的系統(tǒng)級性能獲得更加優(yōu)化和創(chuàng)新的設(shè)計(jì)產(chǎn)品。PRO/E不僅僅是計(jì)算機(jī)技術(shù)在工程領(lǐng)域的成功應(yīng)用，更是一種全新的機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)理念。一方面和傳統(tǒng)的仿真分析相比，傳統(tǒng)的仿真一般是針對單個(gè)子系統(tǒng)的仿真，而PRO/E是強(qiáng)調(diào)整體的優(yōu)化設(shè)計(jì)，它通過虛擬整機(jī)與虛擬環(huán)境耦合，對產(chǎn)品多種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行測試、評估，并不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)的方案，直到獲得更優(yōu)的整機(jī)性能。四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1第二章第二章 內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理2.1 單缸內(nèi)燃機(jī)構(gòu)造

30、及工作原理單缸內(nèi)燃機(jī)構(gòu)造及工作原理2.1.1 單缸內(nèi)燃機(jī)的構(gòu)造發(fā)動機(jī)是一種由許多機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)組成復(fù)雜機(jī)器。無論是汽油機(jī)，還是柴油機(jī)；無論是四行程發(fā)動機(jī)，還是二行程發(fā)動機(jī)；無論是單缸發(fā)動機(jī)，還是多缸發(fā)動機(jī)。要完成能量轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)，保證長時(shí)間連續(xù)正常工作，都必須具備以下一些機(jī)構(gòu)系統(tǒng)。1）.曲柄連桿機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動機(jī)實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換的主要運(yùn)動零件。它由機(jī)體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。在作功行程中，活塞承受燃?xì)鈮毫υ跉飧變?nèi)作直線運(yùn)動，通過連桿轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，并從曲軸對外輸出動力。而在進(jìn)氣、壓縮和排氣行程中，飛輪釋放能量又把曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化成活塞的直線運(yùn)動。2）.配氣機(jī)

31、構(gòu) 配氣機(jī)構(gòu)的功用是根據(jù)發(fā)動機(jī)的工作順序和工作過程，定時(shí)開啟和關(guān)閉進(jìn)氣門和排氣門，使可燃混合氣或空氣進(jìn)入氣缸，并使廢氣從氣缸內(nèi)排出，實(shí)現(xiàn)換氣過程。配氣機(jī)構(gòu)大多采用頂置氣門式配氣機(jī)構(gòu)，一般由氣門組、氣門傳動組和氣門驅(qū)動組組成。3）.燃料供給系統(tǒng) 汽油機(jī)燃料供給系的功用是根據(jù)發(fā)動機(jī)的要求，配制出一定數(shù)量和濃度的混合氣，供入氣缸，并將燃燒后的廢氣從氣缸內(nèi)排出到大氣中去；柴油機(jī)燃料供給系的功用是把柴油和空氣分別供入氣缸，在燃燒室內(nèi)形成混合氣并燃燒，最后將燃燒后的廢氣排出。柴油機(jī)是以柴油為燃料。由于柴油的蒸發(fā)性和流動性都比汽油差，因此柴油機(jī)不能像汽油機(jī)那樣在汽缸外部形成可燃混合氣。柴油機(jī)的混合氣只能在氣

32、缸內(nèi)部形成，即在接近壓縮行程終點(diǎn)時(shí)，通過噴油器把柴油噴入氣缸內(nèi)。四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2柴油機(jī)燃油供給系統(tǒng)包括噴油泵、噴油器和調(diào)速器等主要部件及燃油箱、輸油泵、油水分離器、燃油濾清器、噴油提前器和高、低壓油管等輔助裝置。4）.潤滑系統(tǒng)潤滑系的功用是向作相對運(yùn)動的零件表面輸送定量的清潔潤滑油，以實(shí)現(xiàn)液體摩擦，減小摩擦阻力，減輕機(jī)件的磨損。并對零件表面進(jìn)行清洗和冷卻。潤滑系通常由潤滑油道、機(jī)油泵、機(jī)油濾清器和一些閥門等組成。5）.冷卻系統(tǒng) 冷卻系的功用是將受熱零件吸收的部分熱量及時(shí)散發(fā)出去，保證發(fā)動機(jī)在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。水冷發(fā)動機(jī)的冷卻系通常由冷卻水套、水泵、風(fēng)扇、水箱、節(jié)溫器等組成。

33、6）.點(diǎn)火系統(tǒng)在汽油機(jī)中，氣缸內(nèi)的可燃混合氣是靠電火花點(diǎn)燃的，為此在汽油機(jī)的氣缸蓋上裝有火花塞，火花塞頭部伸入燃燒室內(nèi)。能夠按時(shí)在火花塞電極間產(chǎn)生電火花的全部設(shè)備稱為點(diǎn)火系，點(diǎn)火系通常由蓄電池、發(fā)電機(jī)、分電器、點(diǎn)火線圈和火花塞等組成。柴油機(jī)的壓縮比比汽油機(jī)的壓縮比大很多(一般為 1622)，壓縮終了時(shí)氣體溫度和壓力都比汽油機(jī)高，大大超過了柴油機(jī)的自燃溫度。壓縮終了時(shí)，氣體壓力約為 3.54.5MPa，氣體溫度約為 7501000K，柴油機(jī)是壓縮后自燃著火的，不需要點(diǎn)火，故柴油機(jī)又稱為壓燃機(jī)。因此柴油機(jī)不需要點(diǎn)火系。 柴油噴入氣缸后，在很短的時(shí)間內(nèi)與空氣混合后便立即著火燃燒，柴油機(jī)的可燃混合氣是

34、在氣缸內(nèi)部形成的，而不象汽油機(jī)那樣，混合氣主要是在氣缸外部的化油器中形成的。7）.起動系統(tǒng) 要使發(fā)動機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)過渡到工作狀態(tài)，必須先用外力轉(zhuǎn)動發(fā)動機(jī)的曲軸，使活塞作往復(fù)運(yùn)動，氣缸內(nèi)的可燃混合氣燃燒膨脹作功，推動活塞向下運(yùn)動使曲軸旋轉(zhuǎn)。發(fā)動機(jī)才能自行運(yùn)轉(zhuǎn)，工作循環(huán)才能自動進(jìn)行。因此，曲軸在外力作用下開始轉(zhuǎn)動到發(fā)動機(jī)開始自動地怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的全過程，稱為發(fā)動機(jī)的起動。完成起動過程所需的裝置，稱為發(fā)動機(jī)的起動系。 柴油機(jī)由以上兩大機(jī)構(gòu)和四大系統(tǒng)組成，即由曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3燃料供給系、潤滑系、冷卻系和起動系組成，柴油機(jī)是壓燃的，不需要點(diǎn)火系。汽油機(jī)由以上兩大機(jī)構(gòu)和五大系

35、統(tǒng)組成，即由曲柄連桿機(jī)構(gòu)，配氣機(jī)構(gòu)、燃料供給系、潤滑系、冷卻系、點(diǎn)火系和起動系組成。2.1.2 二沖程發(fā)動機(jī)工作原理二沖汽油程發(fā)動機(jī)的工作循環(huán)包括進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)過程，不過這些過程的完成僅需要活塞兩個(gè)行程或者說曲軸旋轉(zhuǎn)一周。二沖程汽油機(jī)工作循環(huán)，其進(jìn)、排氣均由活塞控制。第一行程 在曲軸的帶動下，活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動，當(dāng)活塞將換氣孔、排氣孔、進(jìn)氣孔都關(guān)閉了時(shí)，活塞開始壓縮進(jìn)入氣缸的混合氣體，同時(shí)在活塞下方的曲軸箱內(nèi)形成了一定的真空度，因此當(dāng)進(jìn)氣孔開啟時(shí)，化油器供應(yīng)的混合氣被吸入曲軸箱內(nèi)，直到活塞到達(dá)上止點(diǎn)，完成壓縮和進(jìn)氣行程。第二行程 當(dāng)活塞接近上止點(diǎn)的時(shí)候，火花塞產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃

36、混合氣，燃燒后形成高溫、高壓的氣體，推動活塞向下止點(diǎn)運(yùn)動并做功。當(dāng)活塞下行到關(guān)閉進(jìn)氣孔后，活塞下方曲軸箱內(nèi)可燃混合氣被預(yù)壓。當(dāng)活塞下行至排氣孔開啟的時(shí)候，廢氣靠自身壓力經(jīng)排氣孔而排出，緊接著換氣孔開啟了，曲軸箱內(nèi)預(yù)壓的混合氣經(jīng)換氣孔進(jìn)入氣缸，并掃除氣缸內(nèi)的廢氣，這一過程為做功和排氣行程。四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1第三章第三章 內(nèi)燃機(jī)部分參數(shù)的確定內(nèi)燃機(jī)部分參數(shù)的確定3.1 內(nèi)燃機(jī)沖程數(shù)的選擇內(nèi)燃機(jī)沖程數(shù)的選擇二沖程發(fā)動機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：1）.二沖程發(fā)動機(jī)沒有閥，大大的簡化的其結(jié)構(gòu)，并且減輕了自身的重量。2）.二沖程發(fā)動機(jī)每一回轉(zhuǎn)就會點(diǎn)火一次，二四沖程發(fā)動機(jī)每隔一次回轉(zhuǎn)才點(diǎn)火一次。這付與二沖程發(fā)動機(jī)

37、重要的動力基礎(chǔ)。3）.二沖程發(fā)動機(jī)可以在任何方位運(yùn)轉(zhuǎn)，這個(gè)在某些設(shè)備，如鏈鋸上就很重要。標(biāo)準(zhǔn)的四沖程發(fā)動機(jī)可能在油料晃動時(shí)候發(fā)生故障，除非是直立著的。解決這個(gè)問題就可以很大程度增加發(fā)動機(jī)的靈活性。這些優(yōu)點(diǎn)使二沖程 的發(fā)動機(jī)更加輕便，簡易，制造成本 更低廉。二沖程發(fā)動機(jī)另外還有將雙倍的動力裝進(jìn)同一空間內(nèi)的潛力，因?yàn)樗恳换剞D(zhuǎn)就有雙倍的動力沖程。輕便和雙倍動力的結(jié)合使它與許多四沖程發(fā)動機(jī)相比具有更好的“ 推重比 ”。因此，本設(shè)計(jì)采用二沖程發(fā)動機(jī)為模板。3.2 汽缸數(shù)和布置方式的選擇汽缸數(shù)和布置方式的選擇和同排量的多缸發(fā)動機(jī)相比，單缸發(fā)動機(jī)工作時(shí)只有一套機(jī)件在運(yùn)轉(zhuǎn)，因此致使運(yùn)動件的慣性力得不到抵消，

38、所以振動較大。轉(zhuǎn)速越高，振動越明顯。還有，單缸發(fā)動機(jī)運(yùn)動件的尺寸較大，不利于發(fā)動機(jī)提高轉(zhuǎn)速，并且隨著發(fā)動機(jī)的排量增加而更加明顯。因此單缸發(fā)動機(jī)排量越大，升功率越小。 由于單缸發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)較簡單，與同排量的多缸發(fā)動機(jī)相比，具有重量輕，結(jié)構(gòu)尺寸小的特點(diǎn)，使用單缸發(fā)動機(jī)有利于減輕整車的重量，所以提高了整車的操控的靈活性。 因此本設(shè)計(jì)采用單缸，直列式。四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1第四章第四章 內(nèi)燃機(jī)各零部件的設(shè)計(jì)建模內(nèi)燃機(jī)各零部件的設(shè)計(jì)建模4.1 活塞的設(shè)計(jì)建模活塞的設(shè)計(jì)建模4.1.1 活塞的設(shè)計(jì)（一）功用1. 與氣缸蓋氣缸壁等共同組成燃燒室；2. 承受氣體壓力，并將此力傳給連桿，以推動曲軸旋轉(zhuǎn)。（二

39、）材料：汽車發(fā)動機(jī)活塞廣泛采用鋁合金。其特點(diǎn)為1. 質(zhì)量?。s為鑄鐵活塞的 50%70%）；2. 導(dǎo)熱性好（約為鑄鐵的三倍）；3. 熱膨脹系數(shù)大。（三）組成（如圖 4-1 所示）根據(jù)其作用，活塞可分為頂部、環(huán)槽部、裙部和活塞銷座四部分。 圖 4-1 活塞的組成1. 頂部形狀為凸型。2. 裙部為拖板式，如圖 4-2。 圖 4-2 拖板式活塞4.1.2 活塞的三維建模新建零件名為 piston 的零件，根據(jù)其結(jié)構(gòu)圖，使用拉伸材料和倒直角和倒圓角特征繪制 piston 模型。并通過如下圖過程繪制出三維模型圖（如圖 4-3） 。四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2 圖 4-3 piston 的三維模型4.1

40、.3 活塞環(huán)的三維建模新建零件名為 piston-ring 的零件，根據(jù)其結(jié)構(gòu)圖，按圖 4-4 繪制出活塞環(huán)的圖。 圖 4-4 piston-ring 的三維模型4.1.4 活塞銷的三維建模四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3新建零件名為 piston-pin 的零件，根據(jù)其結(jié)構(gòu)圖，使用拉伸材料和倒直角和倒圓角特征繪制 piston-pin 模型。并通過如下圖過程繪制出三維模型圖（如圖 4-5） 。圖 4-5 piston-pin 的三維模型4.2 連桿的設(shè)計(jì)建模連桿的設(shè)計(jì)建模4.2.1 連桿的設(shè)計(jì)要求連桿機(jī)構(gòu)中兩端分別與 主動和從動構(gòu)件鉸接 用以以傳遞運(yùn)動和力的桿件。如在往復(fù)活塞式動力機(jī)械和 壓縮

41、機(jī)當(dāng)中，用連桿來連接 活活塞與曲軸。連桿大多為鋼件，其主體部分的截面多為圓形或 者工字形，兩端有孔，孔內(nèi)裝有襯套或滾針軸承， 以便裝入軸銷而構(gòu)成鉸接 。連桿是發(fā)動機(jī)中的重要零件，它連接著活塞 與曲軸，其作用是將活塞的往復(fù) 式運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動， 并且把作用在活塞上的力傳給曲軸 從而輸出功率。連桿在工作中，除承受 燃燒室燃燒氣體產(chǎn)生的壓力外，還要承受縱向和橫向 慣性力。所以，連桿在一個(gè) 較復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)下工作。它既受交變的拉壓應(yīng)力 ，又受彎曲應(yīng)力。連桿的主要損壞形式 有疲勞斷裂和過量變形。通常疲勞斷裂的部位是在連桿上 三個(gè)高應(yīng)力部位。連桿的工作條件要求連桿 要有較高的強(qiáng)度和抗疲勞性能； 還

42、要求具有足夠的鋼性和韌性。傳統(tǒng)連桿加工工藝中其材料多為采用 45 鋼、40Cr 或 40MnB 等調(diào)質(zhì)剛，但現(xiàn)在國外所廣泛采用的先進(jìn)的連桿裂解 的加工技術(shù)要求其脆性 大，硬度較高，因此以德國的汽車企四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4業(yè)生產(chǎn)的新型連桿材料如 C70S6 高碳微合金 非調(diào)質(zhì)剛、SPLITASCO 系列鍛鋼、FRACTIM 鍛鋼和 S53CV-FS 鍛鋼等。合金鋼雖具有很高 的強(qiáng)度，但對應(yīng)力的集中很敏感。所以在連桿外形、過度圓角等方面需嚴(yán)格要求，還應(yīng)注意表面加工質(zhì)量 從而提高疲勞強(qiáng)度， 不然高強(qiáng)度合金鋼的應(yīng)用并不能達(dá)到預(yù)期果。4.2.2 連桿的三維建模新建零件名為 connecting-

43、rod 的零件，根據(jù)其 結(jié)構(gòu)，使用拉伸材料和倒直角和倒圓角特征繪制 connecting-rod 模型。并通過如下圖過程繪制出三維模型，如圖（4-6）圖 4-6 connecting-rod 的三維模型4.3 曲軸的設(shè)計(jì)建模曲軸的設(shè)計(jì)建模4.3.1 曲軸的設(shè)計(jì)要求曲軸是引擎主要旋轉(zhuǎn)幾件，裝上連桿以后，可以承接連桿上的往復(fù)運(yùn)動變成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。是發(fā)動機(jī)上的重要機(jī)件，它的材料是由碳素結(jié)構(gòu)鋼或者球墨鐵制造的，有兩個(gè)重要的部位，即主軸頸和連桿頸。主軸頸安裝于缸體上，連桿頸四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5與連桿大頭相連接，連桿小頭孔與氣缸的活塞相連接，是一個(gè)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。曲軸的潤滑主要指與搖臂間的軸瓦的潤滑和

44、兩頭固定點(diǎn)潤滑。曲軸的旋轉(zhuǎn)是發(fā)動機(jī)的動力源泉。也是整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的動力源。4.3.2 曲軸的三維建模新建零件名為 crankshaft 的零件，根據(jù)其 結(jié)構(gòu)，使用拉伸材料和倒直角和倒圓角特征繪制 曲軸模型。 并通過如下圖過程繪制出三維模型 ，如圖（4-7）。圖 4-7 crankshaft 的三維模型4.4 飛輪的設(shè)計(jì)建模飛輪的設(shè)計(jì)建模4.4.1 飛輪的設(shè)計(jì)要求飛輪是發(fā)動機(jī)安裝在曲軸后端的較大的圓盤狀的零件，具有較大的轉(zhuǎn)動慣量，具有以下功能：1）.可以將發(fā)動機(jī)做功行程的部分能量儲存起來，以便克服其他行程的阻力，使曲軸勻速選裝。2）.還可以過安裝在飛輪上的離合器，把發(fā)動機(jī)和傳動系統(tǒng)連接起來。3）.

45、裝有與起動機(jī)結(jié)合的齒圈，便于發(fā)動機(jī)的啟動。飛輪的材料一般用鑄鐵，如 HT200 HT250；球鐵,如 QT450-10、QT600-四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）63、QT500-7 等等，國外也有用 45 號鋼制作的飛輪。4.4.2 飛輪的三維建模新建零件名為 flywheel 的零件，根據(jù)其 結(jié)構(gòu)，使用拉伸材料和倒直角和倒圓角特征繪制 曲軸模型。并通過如下圖過程繪制出三維模型 ，如圖（4-8）。圖 4-8 flywheel 的三維模型4.5 曲軸軸承的設(shè)計(jì)建模曲軸軸承的設(shè)計(jì)建模4.5.1 曲軸軸承的設(shè)計(jì)要求曲軸的軸承一般為標(biāo)準(zhǔn)件。軸承可分為好多種，滾動軸承、向心軸承、球軸承、止推軸承等等。發(fā)

46、動機(jī)曲軸軸承采用滾動軸承。曲軸軸承將曲軸與軸座之間的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，從而減少了摩擦損失。4.5.2 曲軸軸承的三維建模新建零件名為 eng-bearing 的零件，根據(jù)其結(jié)構(gòu)，使用拉伸材料和倒直角和倒圓角特征繪制曲軸模型。并通過如下圖過程繪制出三維模型，如圖（4-9）。四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）7圖 4-9 eng-bearing 的三維模型4.6 曲軸箱的設(shè)計(jì)建模曲軸箱的設(shè)計(jì)建模4.6.1 曲軸箱前蓋的三維建模新建零件名為 eng-block-front 的零件，根據(jù)其結(jié)構(gòu)，使用拉伸材料和倒直角和倒圓角特征繪制 曲軸模型。 并通過如下圖過程繪制出三維模型 ，如圖（4-10）和（4-1

47、1）。圖 4-10 eng-block-front 的三維模型 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）8圖 4-114.6.2 曲軸箱后蓋的三維建模新建零件名為 eng-block-rear 的零件，根據(jù)其結(jié)構(gòu)，使用拉伸材料和倒直角和倒圓角特征繪制 曲軸模型。 并通過如下圖過程繪制出三維模型 ，如圖（4-12）和（4-13）。圖 4-12eng-block-rear 的三維模型 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9圖 4-134.7 發(fā)動機(jī)氣缸的設(shè)計(jì)建模發(fā)動機(jī)氣缸的設(shè)計(jì)建模4.7.1 發(fā)動機(jī)氣缸的三維建模新建零件名為 cylinder 的零件，根據(jù)其結(jié)構(gòu)，使用拉伸材料和倒直角和倒圓角特征繪制 曲軸模型。并通過

48、如下圖過程繪制出三維模型 ，如圖（4-14）和（4-15）。圖 4-14 cylinder 的三維模型 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10圖 4-154.8 螺栓的設(shè)計(jì)建模螺栓的設(shè)計(jì)建模4.8.1 氣缸與曲軸箱連接螺栓的三維建模新建零件名為 bolt 的零件，按結(jié)構(gòu)圖，使用拉伸材料和倒直角和倒圓角特征繪制 bolt 模型。并通過如下圖過程繪制出三維模型圖（如圖 4-16） 。圖 4-16 bolt 的三維模型4.8.2 曲軸箱螺栓的三維建模四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11新建零件名為 bolt 的零件，按結(jié)構(gòu)圖，使用拉伸材料和倒直角和倒圓角特征繪制 bolt 模型。并通過如下圖過程繪制出三維模型

49、圖（如圖 4-17） 。圖 4-17 bolt 的三維模型四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1第五章第五章 利用利用 pro/e 進(jìn)行裝配設(shè)計(jì)進(jìn)行裝配設(shè)計(jì)在 PRO/E 中，零件裝配是通過定義參與裝配的各零件之間的裝配約束來實(shí)現(xiàn)的，就是在各零件之間建立一定的連接關(guān)系，并對其相互位置進(jìn)行約束，從而確定個(gè)零件在空間的相當(dāng)位置關(guān)系。在 PRO/E 的裝配模塊中，可以將生成的零件通過相互關(guān)系之間的定位關(guān)系裝配在一起，并檢查零件之間是否有干涉及裝配體的運(yùn)動情況是否合乎設(shè)計(jì)要求。5.1 裝配注意的事項(xiàng)裝配注意的事項(xiàng)Mechanism 是 Pro/E 的運(yùn)動仿真模塊，它可以生成復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動仿真和模擬運(yùn)動過程

50、。為了成功地在 Mechanism 中定義正確的連接和伺服驅(qū)動。充分理解其連接類型至關(guān)重要。當(dāng)向一個(gè)裝配體添加一個(gè)元件時(shí)，可通過各種“連接”將元件裝配到裝配體中。連接的類型包括剮性、銷釘、滑動等，連接到裝配體中的元件與裝配體中其他的元件間存在相對運(yùn)動，運(yùn)動的類型與選取的連接類型有關(guān)。每一種連接類型都與一組獨(dú)立的幾何約束相關(guān)聯(lián)，這些約束與傳統(tǒng)的 Pro/E 放置約束(對齊、旺配等)意義相同；而每一種連接類的約束都與指定的自由度相關(guān)聯(lián)。例如，一個(gè)銷釘接頭有 1 個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度和 0 個(gè)平移自由度，這意味著使用銷釘連接的物件將以相對于它所依附的元件旋轉(zhuǎn)，但不能在該元件上移動和移開。表 1-l 將說明幾

51、種常用的連接類型。 連接的類型約束的自由度銷釘元件可以繞軸旋轉(zhuǎn)，具有1個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度，總自由度為1。圓柱比銷釘約束少了一個(gè)平移約束，因此元件可繞軸旋轉(zhuǎn)同時(shí)可沿軸向平移，具有1個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度和1個(gè)平移自由度，總自由度為2?；瑒訔U由一個(gè)軸對齊約束和一個(gè)旋轉(zhuǎn)約束(實(shí)際上就是一個(gè)與軸平行的平移約束)組成。元件可滑軸平移，具有1個(gè)平移自由度，總自由度為1。軸承元件可沿軸線平移并任意方向旋轉(zhuǎn)，具有1個(gè)平移自由度和3個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度，總自由度為4。四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2平面元件可繞垂直于平面的軸旋轉(zhuǎn)并在平行于平面的兩個(gè)方向上平移，具有1個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度和2個(gè)平移自由度，總自由度為3。球元件上的一個(gè)點(diǎn)對齊到組件上

52、的一個(gè)點(diǎn)，比軸承連接小了一個(gè)平移自由度，可以繞著對齊點(diǎn)任意旋轉(zhuǎn)，具有3個(gè)入旋轉(zhuǎn)自由度，總自由度為3。剛性如果將一個(gè)子組件與組件用剛性連接，子組件內(nèi)各零件也將一起被“粘”住，其原有自由度不起作用?？傋杂啥葹?。 表 1-15.2 活塞的裝配活塞的裝配1）. 打開 Pro/E 軟件，在“文件”下拉菜單中點(diǎn)擊“新建”，在新建菜單中點(diǎn)擊“組建”，輸入組建名稱 piston-assy，去掉缺省模板，點(diǎn)擊“確定”，在新建文集選項(xiàng)對話框選擇毫米牛頓秒，單擊“確定”（如圖 5-1）。圖 5-12）. 單擊“插入”“元件”“裝配” ，在零件選取對話框中選擇“piston”零件，單擊“打開” ，直接點(diǎn)擊確定。3）

53、. 單擊“插入”“元件”“裝配” ，在零件選取對話框中選“piston-ring”零件，單擊“打開” ，使用“匹配”約束進(jìn)行裝配，裝配結(jié)束直接點(diǎn)擊確定并完成裝配（如圖 5-2） 。四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3圖 5-24）. 單擊“插入”“元件”“裝配”，在零件選取對話框中選“piston-pin”零件，單擊“打開”，分別使用“軸對齊”和“匹配”約束進(jìn)行裝配，直接點(diǎn)擊確定并完成裝配（如圖 5-3）。圖 5-35.3 曲軸飛輪的裝配曲軸飛輪的裝配1）. 在“文件”下拉菜單中點(diǎn)擊“新建” ，在新建菜單中點(diǎn)擊“組建” ，輸入組建名稱“crank-assy”,去掉缺省模板，點(diǎn)擊“確定” ，在新建文集

54、選項(xiàng)對話框選擇毫米牛頓秒，單擊“確定” （如圖 5-4） 。四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4圖 5-42）. 單擊“插入”“元件”“裝配” ，在零件選取對話框中選擇“crankshaft”零件，單擊“打開” ，直接點(diǎn)擊確定。3）. 單擊“插入”“元件”“裝配” ，在零件選取對話框中選“flywheel”零件，單擊“打開” ，使用“匹配”約束進(jìn)行裝配，直接點(diǎn)擊確定并完成裝配（如圖 5-5） 。圖 5-55.4 總體的裝配總體的裝配1）. 在“文件”下拉菜單中點(diǎn)擊“新建” ，在新建菜單中點(diǎn)擊“組建” ，輸入組建名稱“engine”,去掉缺省模板，點(diǎn)擊“確定” ，在新建文集選項(xiàng)對話框四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)

55、計(jì)（論文）5選擇毫米牛頓秒，單擊“確定” （如圖 5-6） 。 圖 5-62）.單擊“插入”“元件”“裝配”，在零件選取對話框中選擇“piston-assy”零件，單擊“打開”，直接點(diǎn)擊確定。3). 單擊“插入”“元件”“裝配”，在零件選取對話框中選擇“conncting-rod”零件，單擊“打開”，分別使用“軸對齊”和“平移”約束進(jìn)行裝配，直接點(diǎn)擊確定并完成裝配（如圖 5-7）。圖 5-74). 單擊“插入”“元件”“裝配”，在零件選取對話框中選擇“crank-assy”零件，單擊“打開”，分別使用“軸對齊”和“平移”約束進(jìn)行裝配，再應(yīng)用“元件拖動”對話框中的“定向兩個(gè)面”，直接點(diǎn)擊確定并完

56、四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6成裝配（如圖 5-8）。圖 5-85). 單擊“插入”“元件”“裝配”，在零件選取對話框中選擇“eng-bearing”零件，單擊“打開”，分別使用“軸對齊”和“匹配”約束進(jìn)行裝配，再應(yīng)用“元件拖動”對話框中的“定向兩個(gè)面”，直接點(diǎn)擊確定并完成裝配（如圖 5-9）。圖 5-9四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）76). 單擊“插入”“元件”“裝配”，在零件選取對話框中選擇“eng-bearing”零件，單擊“打開”，分別使用“軸對齊”和“匹配”約束進(jìn)行裝配，再應(yīng)用“元件拖動”對話框中的“定向兩個(gè)面”，直接點(diǎn)擊確定并完成裝配（如圖 5-10）。圖 5-10 7）. 單擊“插

57、入”“元件”“裝配”， 在零件選取對話框中選擇“eng-block-rear”零件，單擊“打開”，分別使用“軸對齊”和“匹配”約束進(jìn)行裝配，再應(yīng)用“元件拖動”對話框中的“定向兩個(gè)面”，直接點(diǎn)擊確定并完成裝配（如圖 5-11）。四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）8圖 5-118). 單擊“插入”“元件”“裝配”，在零件選取對話框中選擇“eng-block-front”零件，單擊“打開”，分別使用“軸對齊”和“匹配”約束進(jìn)行裝配，再應(yīng)用“元件拖動”對話框中的“定向兩個(gè)面”，直接點(diǎn)擊確定并完成裝配（如圖 5-12）。圖 5-129). 單擊“插入”“元件”“裝配”，在零件選取對話框中選擇四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)

58、計(jì)（論文）9“blot”零件，單擊“打開”， 在彈出的對話框中選“bolt-5-28” ，點(diǎn)確定，并完成裝配（如圖 5-13）。圖 5-1310). 重復(fù)上一步驟，完成全部螺栓的裝配，如圖（5-14）。圖 5-1411). 單擊“插入”“元件”“裝配”，在零件選取對話框中選擇“cylinder”零件，單擊“打開”，分別使用“軸對齊”和“匹配”約束進(jìn)行裝配，再應(yīng)用“元件拖動”對話框中的“定向兩個(gè)面”，直接點(diǎn)擊確定并完成四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10裝配（如圖 5-15）。圖 5-1512). 單擊“插入”“元件”“裝配”，在零件選取對話框中選擇“bolt”零件，單擊“打開”，在彈出的對話框中選

59、“bolt-5-15”確定并完成裝配（如圖 5-16）。圖 5-1613). 重復(fù)上一步驟，完成全部螺栓的裝配，如圖（5-17）。四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11圖 5-1714）. 單擊“視圖”“分解”“分解視圖” ，調(diào)節(jié)合適角度，單擊觀看爆炸視圖和裝配模型樹（如圖 5-18） 。圖 5-18四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1215）.裝配完成后，為了便于查看內(nèi)部運(yùn)動，所以打開“外觀編輯器” ，對個(gè)別原件進(jìn)行外觀調(diào)節(jié)（如圖 5-19）.圖 5-19在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中，大多數(shù)的產(chǎn)品是由多個(gè)單一零件組合而成的，當(dāng)所有零件的三維模型創(chuàng)建完成之后，就可以將零件按一定的相互位置關(guān)系進(jìn)行裝配。通過對本章

60、實(shí)例的設(shè)計(jì)，可以了解并掌握零件裝配基本方法和一般流程，以及怎樣建立裝配體的分解爆炸圖。 裝配要點(diǎn) ：(1) 裝配體的產(chǎn)生：通過指定各零件之間的裝配約束關(guān)系建立裝配體。(2) 裝配體的編輯：在裝配模式中進(jìn)行零件的修改和對已定義的裝配條件進(jìn)行修改編輯。(3) 裝配爆炸圖：如何將裝配件分離開來，生成爆炸圖，以便更清楚地看到裝配體中各零件的詳細(xì)情況(尤其是內(nèi)部的零件)。四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1第六章第六章 利用利用 pro/e 進(jìn)行運(yùn)動仿真分析進(jìn)行運(yùn)動仿真分析6.1 機(jī)械仿真的作用和理念機(jī)械仿真的作用和理念機(jī)械仿真技術(shù)是從分析解決產(chǎn)品整體性能及其相關(guān)問題的角度出發(fā)的，解決傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造過程憋端的