內(nèi)燃機(jī)畢業(yè)設(shè)計說明書

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書</p><p>　　設(shè)計（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 </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）的主要內(nèi)容及基本要求</p><p>　　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

2、塞連桿機(jī)構(gòu)作優(yōu)化設(shè)計。完成內(nèi)燃機(jī)的數(shù)字化虛擬裝配及仿真運(yùn)動分析。 </p><p>　　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。 </p><p>　　就設(shè)計內(nèi)容寫1～2篇學(xué)術(shù)論文。撰寫

3、設(shè)計說明書。將所有設(shè)計結(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）刻錄成光盤。</p><p>　　2．指定查閱的主要參考文獻(xiàn)及說明</p><p>　　①數(shù)字化設(shè)計與制造,蘇春主編,機(jī)械工業(yè)出版社,2006.</p><p>　?、谔摂M設(shè)計，陳定芳，羅亞波等著，機(jī)械工業(yè)出版社，2002.</p><p>　　③

4、Pro/ENGINGEER Wildfire 3.0中文版機(jī)械設(shè)計專家指導(dǎo)教程，金鑫等編著，機(jī)械工業(yè)出版社，2007.</p><p>　　④計算機(jī)輔助設(shè)計與制造，姚英學(xué)，蔡穎主編，高等教育出版社，2002.</p><p>　　⑤Pro/ENGINGEER中文版機(jī)械設(shè)計實戰(zhàn)訓(xùn)練，譚雪松，朱金波等編，人民郵電出版社，2004.</p><p>　?、夼c本產(chǎn)品設(shè)計相關(guān)

5、的市場信息資料，新技術(shù)研究成果，Pro/ENGINGEER三維造型及計算機(jī)輔助設(shè)計學(xué)習(xí)網(wǎng)站。 </p><p><b>　　3．進(jìn)度安排</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　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)

6、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。</p><p>　　關(guān)鍵詞：內(nèi)燃機(jī)；Pro/

7、E；三維建模；運(yùn)動分析</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The development of internal combustion engine is the largest cross-industry and inter-department one in China. It can be widely used for

8、 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 products. Th

9、erefore, the development of internal combustion engine industry has a very significant impact on the development of industry, agriculture, trans</p><p>　　Keywords: internal combustion engine, Pro/E, three-

10、dimensional digital virtual model, analyse</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　第一章 緒論1</b><

11、;/p><p>　　1.1 課題的由來1</p><p>　　1.2 研究內(nèi)燃機(jī)的目的和意義1</p><p>　　1.3 內(nèi)燃機(jī)簡介1</p><p>　　1.4 內(nèi)燃機(jī)的分類1</p><p>　　1.4.1按照所用燃料分類2</p><p>　　1.4.2按照行程分類2</p

12、><p>　　1.4.3按照冷卻方式分類2</p><p>　　1.4.4按照氣缸數(shù)目分類2</p><p>　　1.4.5按氣缸排列方式分類2</p><p>　　1.4.6按照進(jìn)氣系統(tǒng)是否采用增壓方式分類2</p><p>　　1.5 單缸內(nèi)燃機(jī)介紹3</p><p>　　1.5.1單

13、缸內(nèi)燃機(jī)簡介3</p><p>　　1.5.2單缸發(fā)動機(jī)特點3</p><p>　　1.6 PRO/Engineer的介紹3</p><p>　　1.6.1 PRO/Engineer的簡介4</p><p>　　1.6.2 PRO/Engineer研究意義5</p><p>　　1.6.3 PRO/Engin

14、eer特點6</p><p>　　第二章 內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理7</p><p>　　2.1 單缸內(nèi)燃機(jī)構(gòu)造及工作原理7</p><p>　　2.1.1單缸內(nèi)燃機(jī)的構(gòu)造7</p><p>　　2.1.2二沖程發(fā)動機(jī)工作原理9</p><p>　　第三章 內(nèi)燃機(jī)部分參數(shù)的確定10</p><

15、;p>　　3.1 內(nèi)燃機(jī)沖程數(shù)的選擇10</p><p>　　3.2 汽缸數(shù)和布置方式的選擇10</p><p>　　第四章 內(nèi)燃機(jī)各零部件的設(shè)計建模11</p><p>　　4.1 活塞的設(shè)計建模11</p><p>　　4.1.1 活塞的設(shè)計11</p><p>　　4.1.2 活塞的三維建模11

16、</p><p>　　4.1.3 活塞環(huán)的三維建模12</p><p>　　4.1.4 活塞銷的三維建模12</p><p>　　4.2 連桿的設(shè)計建模13</p><p>　　4.2.1連桿的設(shè)計要求13</p><p>　　4.2.2 連桿的三維建模14</p><p>　　4.3

17、 曲軸的設(shè)計建模14</p><p>　　4.3.1曲軸的設(shè)計要求14</p><p>　　4.3.2 曲軸的三維建模15</p><p>　　4.4 飛輪的設(shè)計建模15</p><p>　　4.4.1飛輪的設(shè)計要求15</p><p>　　4.4.2飛輪的三維建模16</p><p&g

18、t;　　4.5 曲軸軸承的設(shè)計建模16</p><p>　　4.5.1曲軸軸承的設(shè)計要求16</p><p>　　4.5.2曲軸軸承的三維建模16</p><p>　　4.6 曲軸箱的設(shè)計建模17</p><p>　　4.6.1曲軸箱前蓋的三維建模17</p><p>　　4.6.2 曲軸箱后蓋的三維建模1

19、8</p><p>　　4.7 發(fā)動機(jī)氣缸的設(shè)計建模19</p><p>　　4.7.1發(fā)動機(jī)氣缸的三維建模19</p><p>　　4.8 螺栓的設(shè)計建模20</p><p>　　4.8.1氣缸與曲軸箱連接螺栓的三維建模20</p><p>　　4.8.2曲軸箱螺栓的三維建模21</p>&l

20、t;p>　　第五章 利用pro/e進(jìn)行裝配設(shè)計22</p><p>　　5.1 裝配注意的事項22</p><p>　　5.2 活塞的裝配23</p><p>　　5.3 曲軸飛輪的裝配24</p><p>　　5.4 總體的裝配25</p><p>　　第六章 利用pro/e進(jìn)行運(yùn)動仿真分析34&l

21、t;/p><p>　　6.1 機(jī)械仿真的作用和理念34</p><p>　　6.2 內(nèi)燃機(jī)的仿真過程35</p><p>　　6.2.1 建立連接關(guān)系35</p><p>　　6.2.2 設(shè)置伺服電機(jī)37</p><p>　　6.3 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析39</p><p>　　6.4 機(jī)構(gòu)分析

22、結(jié)果的播放及錄制40</p><p>　　6.5 測量活塞運(yùn)動的數(shù)據(jù)42</p><p>　　6.5.1 活塞速度的測量43</p><p>　　6.5.2 活塞加速度的測量44</p><p><b>　　第七章 結(jié)論47</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)48&

23、lt;/b></p><p><b>　　致謝49</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p><b>　　1.1課題的由來</b></p><p>　　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)用于包括汽車、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)

24、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。</p><p>　　1.2研究內(nèi)燃機(jī)的目的和意義</p><p>　　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、

25、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,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。</p><p>　　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。</p><p><

26、b>　　1.3內(nèi)燃機(jī)簡介</b></p><p>　　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)。</p><p>　　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)。</p><p>　　

27、活塞式內(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)?。燃?xì)馀蛎浲苿踊钊龉?，再通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)將機(jī)械能輸出，驅(qū)動機(jī)械工作。</p><p><b>　　1.4內(nèi)燃機(jī)的分類</b></p><p>　　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。&l

28、t;/p><p>　　1.4.1按照所用燃料分類 </p><p>　　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；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。</p><p>　　1.4.2 按照行程分

29、類</p><p>　　內(nèi)燃機(jī)按照完成一個工作循環(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°)，活塞在氣缸內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動四個行程，完成一個工作循環(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)動兩個行程，完成一個工作循環(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)。</p><p>　　1.4.3按照冷

30、卻方式分類 </p><p>　　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)。</p><p>　　1.4.4按照氣缸數(shù)目分類</p>

31、;<p>　　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)動機(jī)。僅有一個氣缸的發(fā)動機(jī)稱為單缸發(fā)動機(jī)；有兩個以上氣缸的發(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)。</p><p>　　1.4.5按氣缸排列方式分類</p><p>　　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)

32、動機(jī)的各個氣缸排成一列，一般是垂直布置的，但為了降低高度，有時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)。</p><p>　　1.4.6按照進(jìn)氣系統(tǒng)是否采用增壓方式分類 </p><p>　　內(nèi)燃機(jī)按照進(jìn)氣系統(tǒng)是否采用增壓方式可以分為自

33、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。</p><p>　　1.5單缸內(nèi)燃機(jī)介紹</p><p>　　1.5.1單缸內(nèi)燃機(jī)簡介</p><p>　　單缸內(nèi)燃機(jī)是所有內(nèi)燃機(jī)中最簡單的一種，只有一個氣缸，是發(fā)動機(jī)的基本形式。</p><p>　　單缸發(fā)動機(jī)工作時，曲軸每轉(zhuǎn)過一

34、圈（二沖程）或者兩圈（四沖程），氣缸內(nèi)部的混合氣體點火燃燒一次，從聲音和振動上能明顯感覺到發(fā)動機(jī)的工作時斷續(xù)的。</p><p>　　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。</p><p>　　1.5.2單缸發(fā)動機(jī)特點</p><p>　　和同排量的多缸發(fā)動機(jī)

35、相比，單缸發(fā)動機(jī)工作時只有一套機(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。</p><p>　　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，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。 &l

36、t;/p><p>　　采用發(fā)動機(jī)橫向布置時，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。 </p><p>　　由于單缸發(fā)動機(jī)有以上特點，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

37、缸發(fā)動機(jī)。 </p><p>　　1.6 PRO/Engineer的介紹</p><p>　　1.6.1 PRO/Engineer的簡介</p><p>　　PRO/Engineer是一套由設(shè)計至生產(chǎn)的機(jī)械自動化軟件，是新一代的產(chǎn)品造型系統(tǒng)，是一個參數(shù)化、基于特征的實體造型系統(tǒng)，并且具有單一數(shù)據(jù)庫功能。 </p><p><b&

38、gt;　　1).真實3D模型</b></p><p>　　在PRO/E中，設(shè)計出的模型是真實的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實體模型除了可將用戶的設(shè)計思想以最真實的模型在計算機(jī)上表現(xiàn)出來之外，借助系統(tǒng)參數(shù)，用戶還可隨時計算出產(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)計過程中，可隨時掌握以上重點，設(shè)計物理參數(shù)，并減少許多人

39、為的計算。</p><p>　　2).以特征作為設(shè)計的單位</p><p>　　PRO/E的特征方式是基于人性化的設(shè)計，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)計工作，如孔、開槽、做成圓角等均被視為零件設(shè)計的基本特征，除了充分掌握設(shè)計思想之外，還在設(shè)計過程中加入實際的制造思想，也正是因為以此特征作為設(shè)計的單元，因此可以隨時對特征做合理的變化。不違反幾

40、何原理的順序調(diào)整、插入、刪除、重新定義等修正動作。</p><p><b>　　3).單一數(shù)據(jù)庫</b></p><p>　　在PRO/E中可由3D實體模型產(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實體模型均自動修改，同時組合、制造等相關(guān)設(shè)計也自動修改，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)的時間，由于采用

41、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。</p><p><b>　　4).參數(shù)式設(shè)計</b></p><p>　　配合單一數(shù)據(jù)，所有設(shè)計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，

42、避免發(fā)生人為改圖的疏露情形，減少了許多人為改圖的時間和精力消耗。也正因有參數(shù)的設(shè)計，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。</p><p>　　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、實體零件及組裝造型，三維上色實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

43、動，放大或縮小和旋轉(zhuǎn)。PRO/Engineer是一個功能定義系統(tǒng)，即造型是通過各種不同設(shè)計專用功能來實現(xiàn)，其中包括：筋（Ribs）、槽（Slots）、倒角（Chamfers）和抽空（Shells）等，采用這種手段建立形體，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，任何一個參數(shù)改變，其它

44、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)交換格式來實現(xiàn)的。</p><p>　　使用者可以自由配置PRO/Engineer軟件的其它模塊或自行利用C語言編程，以增強(qiáng)軟件功能。它在單用戶

45、環(huán)境下，即沒有任何附加模塊，具有大部分的設(shè)計能力，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： </p><p>　　1). 特征驅(qū)動（如：凸臺、槽、倒角、腔、殼）。 </p><p>　　2). 參數(shù)化（參數(shù)=尺寸、圖樣中的特征、載荷、邊界條件）。 <

46、/p><p>　　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。 </p><p>　　4).支持大型、復(fù)雜組合件設(shè)計(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)計的程序化方法)。</p><p>　　5）.貫穿所有應(yīng)用的完全相關(guān)性，即任何一個地方的變動都將引起與之有關(guān)的每個地方的變動。其它輔助模塊將進(jìn)一步提高擴(kuò)展

47、Pro/ENGINEER基本功能。</p><p>　　1.6.2 PRO/Engineer研究意義</p><p>　　PRO/E是三維實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，可以實現(xiàn)機(jī)械零部件實體建模、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，是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計中非常重要的設(shè)計工具。在進(jìn)行運(yùn)動與強(qiáng)度分析工作中，應(yīng)該切實理解軟件所適應(yīng)的工作條件，否則得

48、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)計領(lǐng)域服務(wù)。 </p><p>　　1.6.3 PRO/Engineer特點</p><p>　　使用PRO/E，可以很大程度簡化機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計開發(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)計產(chǎn)品。PRO/E不僅僅是計算

49、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子系統(tǒng)的仿真，而PRO/E是強(qiáng)調(diào)整體的優(yōu)化設(shè)計，它通過虛擬整機(jī)與虛擬環(huán)境耦合，對產(chǎn)品多種設(shè)計方案進(jìn)行測試、評估，并不斷改進(jìn)設(shè)計的方案，直到獲得更優(yōu)的整機(jī)性能。</p><p>　　第二章 內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理</p><p>　　2.1 單缸內(nèi)燃機(jī)構(gòu)造及工作原理</p&g

50、t;<p>　　2.1.1單缸內(nèi)燃機(jī)的構(gòu)造</p><p>　　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，實現(xiàn)工作循環(huán)，保證長時間連續(xù)正常工作，都必須具備以下一些機(jī)構(gòu)系統(tǒng)。</p><p><b>　　1）.曲柄連桿機(jī)構(gòu)</b></p&

51、gt;<p>　　曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動機(jī)實現(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。</p><p><b>　　2）.配氣機(jī)構(gòu) </b></p>

52、<p>　　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。</p><p>　　3）.燃料供給系統(tǒng) </p><p>　　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

53、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。</p><p>　　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)的混合氣只能在氣缸內(nèi)部形成，即在接近壓縮行程終點時，通過噴油器把柴油噴入氣缸內(nèi)。</p><p>　　柴油機(jī)燃油供

54、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。</p><p><b>　　4）.潤滑系統(tǒng)</b></p><p>　　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

55、些閥門等組成。</p><p><b>　　5）.冷卻系統(tǒng) </b></p><p>　　冷卻系的功用是將受熱零件吸收的部分熱量及時散發(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。</p><p><b>　　6）.點火系統(tǒng)</b></p>&l

56、t;p>　　在汽油機(jī)中，氣缸內(nèi)的可燃混合氣是靠電火花點燃的，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)。能夠按時在火花塞電極間產(chǎn)生電火花的全部設(shè)備稱為點火系，點火系通常由蓄電池、發(fā)電機(jī)、分電器、點火線圈和火花塞等組成?！?lt;/p><p>　　柴油機(jī)的壓縮比比汽油機(jī)的壓縮比大很多(一般為16～22)，壓縮終了時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，氣體壓力約為3.5

57、～4.5MPa，氣體溫度約為750～1000K，柴油機(jī)是壓縮后自燃著火的，不需要點火，故柴油機(jī)又稱為壓燃機(jī)。因此柴油機(jī)不需要點火系。 </p><p>　　柴油噴入氣缸后，在很短的時間內(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?！?lt;/p><p><b>　　7）.起動系統(tǒng) </b>&l

58、t;/p><p>　　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。 </p><p>　　柴油機(jī)由以上兩大機(jī)構(gòu)和四大系統(tǒng)組成，

59、即由曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、燃料供給系、潤滑系、冷卻系和起動系組成，柴油機(jī)是壓燃的，不需要點火系。汽油機(jī)由以上兩大機(jī)構(gòu)和五大系統(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、點火系和起動系組成。</p><p>　　2.1.2二沖程發(fā)動機(jī)工作原理</p><p>　　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、排氣四個過程，不過這些過程的完成僅需要活塞兩個行程或者說曲軸

60、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。</p><p>　　第一行程 在曲軸的帶動下，活塞由下止點向上止點運(yùn)動，當(dāng)活塞將換氣孔、排氣孔、進(jìn)氣孔都關(guān)閉了時，活塞開始壓縮進(jìn)入氣缸的混合氣體，同時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，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，完成壓縮和進(jìn)氣行程。</p><p>　　第二行程 當(dāng)活塞接近上止

61、點的時候，火花塞產(chǎn)生電火花，點燃混合氣，燃燒后形成高溫、高壓的氣體，推動活塞向下止點運(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。</p><p>　　第三章 內(nèi)燃機(jī)部分參數(shù)的確定</p><p>　　

62、3.1 內(nèi)燃機(jī)沖程數(shù)的選擇</p><p>　　二沖程發(fā)動機(jī)的優(yōu)點：</p><p>　　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。</p><p>　　2）.二沖程發(fā)動機(jī)每一回轉(zhuǎn)就會點火一次，二四沖程發(fā)動機(jī)每隔一次回轉(zhuǎn)才點火一次。這付與二沖程發(fā)動機(jī)重要的動力基礎(chǔ)。</p><p>　　3）.二沖程發(fā)動機(jī)可以在任何方

63、位運(yùn)轉(zhuǎn)，這個在某些設(shè)備，如鏈鋸上就很重要。標(biāo)準(zhǔn)的四沖程發(fā)動機(jī)可能在油料晃動時候發(fā)生故障，除非是直立著的。解決這個問題就可以很大程度增加發(fā)動機(jī)的靈活性。</p><p>　　這些優(yōu)點使二沖程的發(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，因為它每一回轉(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 ”。</p>&l

64、t;p>　　因此，本設(shè)計采用二沖程發(fā)動機(jī)為模板。</p><p>　　3.2 汽缸數(shù)和布置方式的選擇</p><p>　　和同排量的多缸發(fā)動機(jī)相比，單缸發(fā)動機(jī)工作時只有一套機(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。&l

65、t;/p><p>　　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，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。 </p><p>　　因此本設(shè)計采用單缸，直列式。</p><p>　　第四章 內(nèi)燃機(jī)各零部件的設(shè)計建模</p><p>　　4.1 活塞的設(shè)計建模</p>&l

66、t;p>　　4.1.1 活塞的設(shè)計</p><p>　?。ㄒ唬┕τ?. 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)。</p><p>　　（二）材料：汽車發(fā)動機(jī)活塞廣泛采用鋁合金。其特點為1. 質(zhì)量小（約為鑄鐵活塞的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）</p&g

67、t;<p>　　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。 </p><p>　　圖4-1 活塞的組成</p><p><b>　　頂部形狀為凸型。</b></p><p>　　裙部為拖板式，如圖4-2。</p><p>　　圖4-2 拖板式活塞</p><p>

68、;　　4.1.2 活塞的三維建模</p><p>　　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）。</p><p>　　圖4-3 piston的三維模型</p><p>　　4.1.3 活塞環(huán)的三維建模</p><p>　　新建零件名為p

69、iston-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。</p><p>　　圖4-4 piston-ring的三維模型</p><p>　　4.1.4 活塞銷的三維建模</p><p>　　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

70、）。</p><p>　　圖4-5 piston-pin的三維模型</p><p>　　4.2 連桿的設(shè)計建模</p><p>　　4.2.1連桿的設(shè)計要求</p><p>　　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

71、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高應(yīng)力部

72、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</p><p>　

73、　4.2.2 連桿的三維建模</p><p>　　新建零件名為connecting-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）</p><p>　　圖4-6 connecting-rod的三維模型</p><p>　　4.3 曲軸的設(shè)計建模</p>&

74、lt;p>　　4.3.1曲軸的設(shè)計要求</p><p>　　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兩頭固定點潤滑。曲軸的旋轉(zhuǎn)是發(fā)動機(jī)的動力源泉

75、。也是整個機(jī)械系統(tǒng)的動力源。</p><p>　　4.3.2 曲軸的三維建模</p><p>　　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）。</p><p>　　圖4-7 crankshaft的三維模型</p><p>　　4.4 飛輪的

76、設(shè)計建模</p><p>　　4.4.1飛輪的設(shè)計要求</p><p>　　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：</p><p>　　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。</p><p>　　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

77、接起來。</p><p>　　3）.裝有與起動機(jī)結(jié)合的齒圈，便于發(fā)動機(jī)的啟動。</p><p>　　飛輪的材料一般用鑄鐵，如HT200 HT250；球鐵,如QT450-10、QT600-3、QT500-7等等，國外也有用45號鋼制作的飛輪。</p><p>　　4.4.2飛輪的三維建模</p><p>　　新建零件名為flywheel的零件，

78、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）。</p><p>　　圖4-8 flywheel的三維模型</p><p>　　4.5 曲軸軸承的設(shè)計建模</p><p>　　4.5.1曲軸軸承的設(shè)計要求</p><p>　　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

79、、球軸承、止推軸承等等。發(fā)動機(jī)曲軸軸承采用滾動軸承。</p><p>　　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。</p><p>　　4.5.2曲軸軸承的三維建模</p><p>　　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）。<

80、;/p><p>　　圖4-9 eng-bearing的三維模型</p><p>　　4.6 曲軸箱的設(shè)計建模</p><p>　　4.6.1曲軸箱前蓋的三維建模</p><p>　　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-

81、11）。</p><p>　　圖4-10 eng-block-front的三維模型 </p><p><b>　　圖4-11</b></p><p>　　4.6.2 曲軸箱后蓋的三維建模</p><p>　　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

82、下圖過程繪制出三維模型，如圖（4-12）和（4-13）。</p><p>　　圖4-12eng-block-rear的三維模型 </p><p><b>　　圖4-13</b></p><p>　　4.7 發(fā)動機(jī)氣缸的設(shè)計建模</p><p>　　4.7.1發(fā)動機(jī)氣缸的三維建模</p><p>　

83、　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。并通過如下圖過程繪制出三維模型，如圖（4-14）和（4-15）。</p><p>　　圖4-14 cylinder的三維模型 </p><p><b>　　圖4-15</b></p><p>　　4.8 螺栓的設(shè)計建模</p><

84、p>　　4.8.1氣缸與曲軸箱連接螺栓的三維建模</p><p>　　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）。</p><p>　　圖4-16 bolt的三維模型</p><p>　　4.8.2曲軸箱螺栓的三維建模</p><p>　　新建

85、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4-17）。</p><p>　　圖4-17 bolt的三維模型</p><p>　　第五章 利用pro/e進(jìn)行裝配設(shè)計</p><p>　　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現(xiàn)的，就是在各零件之間建立一定的連

86、接關(guān)系，并對其相互位置進(jìn)行約束，從而確定個零件在空間的相當(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)計要求。</p><p>　　5.1 裝配注意的事項</p><p>　　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。為了成功地在Mechan

87、ism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)向一個裝配體添加一個元件時，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，一個銷釘接頭有1個旋轉(zhuǎn)自由度和

88、0個平移自由度，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將說明幾種常用的連接類型。 </p><p><b>　　表1-1</b></p><p><b>　　5.2 活塞的裝配</b></p><p>　　1）. 打開Pro/E軟件，在“文件”下拉菜單中點擊“新建”，在

89、新建菜單中點擊“組建”，輸入組建名稱piston-assy，去掉缺省模板，點擊“確定”，在新建文集選項對話框選擇毫米牛頓秒，單擊“確定”（如圖5-1）。</p><p><b>　　圖5-1</b></p><p>　　2）. 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”，直接點擊確定。</p><p&

90、gt;　　3）. 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)束直接點擊確定并完成裝配（如圖5-2）。</p><p><b>　　圖5-2</b></p><p>　　4）. 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

91、用“軸對齊”和“匹配”約束進(jìn)行裝配，直接點擊確定并完成裝配（如圖5-3）。</p><p><b>　　圖5-3</b></p><p>　　5.3 曲軸飛輪的裝配</p><p>　　1）. 在“文件”下拉菜單中點擊“新建”，在新建菜單中點擊“組建”，輸入組建名稱“crank-assy”,去掉缺省模板，點擊“確定”，在新建文集選項對話框選擇毫

92、米牛頓秒，單擊“確定”（如圖5-4）。</p><p><b>　　圖5-4</b></p><p>　　2）. 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”，直接點擊確定。</p><p>　　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

93、開”，使用“匹配”約束進(jìn)行裝配，直接點擊確定并完成裝配（如圖5-5）。</p><p><b>　　圖5-5</b></p><p><b>　　5.4 總體的裝配</b></p><p>　　1）. 在“文件”下拉菜單中點擊“新建”，在新建菜單中點擊“組建”，輸入組建名稱“engine”,去掉缺省模板，點擊“確定”，在新

94、建文集選項對話框選擇毫米牛頓秒，單擊“確定”（如圖5-6）。</p><p><b>　　圖5-6</b></p><p>　　2）.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”，直接點擊確定。</p><p>　　3). 單擊“插入”—“元件”—“裝配”，在零件選取對話框中選擇“conn

95、cting-rod”零件，單擊“打開”，分別使用“軸對齊”和“平移”約束進(jìn)行裝配，直接點擊確定并完成裝配（如圖5-7）。</p><p><b>　　圖5-7</b></p><p>　　4). 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“

96、定向兩個面”，直接點擊確定并完成裝配（如圖5-8）。</p><p><b>　　圖5-8</b></p><p>　　5). 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“定向兩個面”，直接點擊確定并完成裝配（如圖5-9）。</p&

97、gt;<p><b>　　圖5-9</b></p><p>　　6). 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“定向兩個面”，直接點擊確定并完成裝配（如圖5-10）。</p><p><b>　　圖5-10&l

98、t;/b></p><p>　　7）. 單擊“插入”—“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“定向兩個面”，直接點擊確定并完成裝配（如圖5-11）。</p><p><b>　　圖5-11</b></p><p&g

99、t;　　8). 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“定向兩個面”，直接點擊確定并完成裝配（如圖5-12）。</p><p><b>　　圖5-12</b></p><p>　　9). 單擊“插入”—“元件”—“裝配”，在零件

100、選取對話框中選擇“blot”零件，單擊“打開”， 在彈出的對話框中選“bolt-5-28”，點確定，并完成裝配（如圖5-13）。</p><p><b>　　圖5-13</b></p><p>　　10). 重復(fù)上一步驟，完成全部螺栓的裝配，如圖（5-14）。</p><p><b>　　圖5-14</b></p&g

101、t;<p>　　11). 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“定向兩個面”，直接點擊確定并完成裝配（如圖5-15）。</p><p><b>　　圖5-15</b></p><p>　　12). 單擊“插入”—“元件”—“

102、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“bolt-5-15”確定并完成裝配（如圖5-16）。</p><p><b>　　圖5-16</b></p><p>　　13). 重復(fù)上一步驟，完成全部螺栓的裝配，如圖（5-17）。</p><p><b>　　圖5-17</b></

103、p><p>　　14）. 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）。</p><p><b>　　圖5-18</b></p><p>　　15）.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”，對個別原件進(jìn)行外觀調(diào)節(jié)（如圖5-19）.</p><p><

104、b>　　圖 5-19</b></p><p>　　在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計過程中，大多數(shù)的產(chǎn)品是由多個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。通過對本章實例的設(shè)計，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。 </p><p><b>　　裝配要點 ：</b></p&

105、gt;<p>　　(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。</p><p>　　(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。</p><p>　　(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)。</p><p>　　第六章

106、 利用pro/e進(jìn)行運(yùn)動仿真分析</p><p>　　6.1 機(jī)械仿真的作用和理念</p><p>　　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)計與制造過程憋端的高新技術(shù)。</p><p>　　在機(jī)械仿真內(nèi)，定義零部件間的連接關(guān)系，并對機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行虛擬裝配，從而獲得機(jī)械系統(tǒng)的虛擬樣機(jī)，在各種虛擬環(huán)境中真實的模擬系統(tǒng)的運(yùn)動，并對其在各種

107、工況下的運(yùn)動和受力情況進(jìn)行仿真分析，觀察并試驗各組成部件的相互運(yùn)動的情況。它可以在計算機(jī)上方便的修改設(shè)計的缺陷，仿真實驗不同的設(shè)計方案，對整個系統(tǒng)進(jìn)行不斷的改進(jìn)，直至獲得最佳的設(shè)計方案以后，再做出物理樣機(jī)。</p><p>　　在傳統(tǒng)的設(shè)計與制造過程當(dāng)中，首先是概念設(shè)計和方案論證，然后進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計。機(jī)械仿真技術(shù)突破了傳統(tǒng)設(shè)計與制造的限制，使得產(chǎn)品技術(shù)人員在各種虛擬環(huán)境中真實的模擬產(chǎn)品整體的運(yùn)動及受力的情況，快速

108、分析多種設(shè)計方案，進(jìn)行對物理樣機(jī)而言難以進(jìn)行或根本無法進(jìn)行的試驗，直到獲得系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計方案。同時機(jī)械仿真可應(yīng)用在整個設(shè)計過程的概念設(shè)計與方案論證當(dāng)中，當(dāng)虛擬樣機(jī)用來代替物理樣機(jī)驗證設(shè)計的時候，不但可以縮短開發(fā)的周期，而且設(shè)計質(zhì)量和效率都得到了提高。</p><p>　　所謂機(jī)械仿真是指通過模擬零件模型實際工作情況中機(jī)械的運(yùn)動規(guī)律來驗證所設(shè)計零件實體的可行性，它具有強(qiáng)大的機(jī)械測試性能，能夠模擬真實的工作環(huán)境來評估

109、零件模型結(jié)構(gòu)特性、熱學(xué)性能以及負(fù)荷分布情況和采用不同的材料對機(jī)械性能的影響等等，并且以此為依據(jù)對設(shè)計的零件模型進(jìn)行優(yōu)化來達(dá)到設(shè)計的要求。機(jī)械仿真技術(shù)包括機(jī)械設(shè)計、機(jī)械動態(tài)，在機(jī)械設(shè)計中可定義某個機(jī)構(gòu)，使其移動，并分析它的運(yùn)動。</p><p>　　例如，可以在零件間創(chuàng)建連接以建立具有所需自由度的組件，然后應(yīng)用電動機(jī)生成所要研究的運(yùn)動的類型。同時機(jī)械仿真可以用來進(jìn)行凸輪、槽的從動機(jī)構(gòu)和齒輪擴(kuò)展的設(shè)計。當(dāng)準(zhǔn)備好要分析

110、運(yùn)動的時候，可觀察并記錄分析，或者測量如位置、速度、加速度和力等參量，然后用圖形表示這些測量，或者創(chuàng)建軌跡曲線和運(yùn)動包絡(luò)，用物理方法描述運(yùn)動。</p><p>　　機(jī)械仿真可以按照以下步驟進(jìn)行：</p><p>　　1）.創(chuàng)建零件模型：使用各種特征實體工具創(chuàng)建所需的零件模型。</p><p>　　2）.組裝零件模型：使用裝配命令組裝零件模型。</p>

111、<p>　　3）.運(yùn)動仿真設(shè)置：按照零件的設(shè)計要求組裝零件模型，生成連接。</p><p>　　4）.仿真結(jié)果保存：對仿真的結(jié)果進(jìn)行分析并保存預(yù)覽結(jié)果。</p><p>　　在PRO/E中，我們可通過對機(jī)構(gòu)添加運(yùn)動副、驅(qū)動器使其運(yùn)動，以實現(xiàn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動仿真，而機(jī)構(gòu)又是由構(gòu)件組合而成，其中每個構(gòu)件都以一定的方式與另一個構(gòu)件相連接的，這種連接既使兩個構(gòu)件直接的接觸，又使一個構(gòu)件產(chǎn)生一定

112、相對運(yùn)動。</p><p>　　整個裝配仿真過程如圖：</p><p>　　圖6-1 運(yùn)動仿真流程圖</p><p>　　了解了運(yùn)動仿真一般過程后，進(jìn)入PRO/E的機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)分析模塊，根據(jù)零件之間運(yùn)動的關(guān)系，設(shè)置連接軸和定義伺服電機(jī)，以驅(qū)動模型運(yùn)動，通過調(diào)試的運(yùn)動定義捕獲功能獲取機(jī)構(gòu)運(yùn)動過程的圖像，生成一個格式為MPG的文件。</p><p>

113、;　　6.2 內(nèi)燃機(jī)的仿真過程</p><p>　　6.2.1 建立連接關(guān)系</p><p>　　1）. 打開組建engine,點擊“應(yīng)用程序”—“機(jī)構(gòu)”進(jìn)入仿真界面，觀察各聯(lián)接處是否正確（如圖6-2）。</p><p>　　圖6-2 機(jī)構(gòu)連接圖</p><p>　　2）. 點擊工具欄中“重新連接”，在連接對話框中選擇“crankshaft”

114、為主體，單擊“運(yùn)行”，確認(rèn)裝配成功，點擊“是”如圖（6-3），再單擊工具欄中“加亮主體”查看裝配機(jī)構(gòu)連接是否正確（如圖6-4）。</p><p>　　圖6-3 鎖定定義主體圖</p><p>　　圖6-3 加亮主體圖</p><p>　　6.2.2 設(shè)置伺服電機(jī)</p><p>　　伺服電動機(jī)提供機(jī)構(gòu)所需運(yùn)動的動力源，我們可直接將電動機(jī)設(shè)置在