单缸发动机三维可视化虚拟装配教学实验系统研究【含11张CAD图纸】

1、开题报告学生姓名 指导教师姓名 课题来源班级工作单位课题性质课题名称单缸发动机三维可视化虚拟装配教学实验系统研究1当前模拟拆装发动机的现状本设计的科学依据（科学意 义和应用前 景，国内外研 究概况，目前 技术现状、水 平和发展趋势 等）随着生活质量的提高，汽车快成为每家每户的必备交通工具。因此 对于汽车知识的认识和了解是我们车辆工程专业学生必须掌握的。发动 机是汽车的心脏，那我们就必须更加了解发动机。在很多高校的实践活 动里，都有一门必做的实践，那就是拆装发动机。但是往往学生在刚接 触实物发动机的时候会不知所措，不知道如何下手去拆装。虽然在实践 活动中会有老师反复耐心指导，告诉学生注意事项，但

2、是学生还是会在 实际拆装发动机是会出现失谋。这会影响学生对拆装发动机这个实验的 兴趣，从而导致学生对拆装发动机顺序会有很多错误的观念1。一位名叫潘鸿彬的硕士曾经也对此虚拟教程做过研究。他认为虚拟 技术的出现是对拆装的研究提供了一个非常好的机会。在三维可视化的 坏境下，技术人员可以先通过在计算机里的模拟，熟悉和认识实际的拆 装，可以更加充分地发挥人的创造性，达到优化拆装发动机过程和目的2o同时李国勇教授等人也认为在虚拟拆装是拆装过程在计算机里的本 质实现，是基于拆装实验的数字化实体模型，在计算机上模拟拆装发动 机整个过程，这会提高在实际拆装发动机的效率，减少实际拆装时所遇 到的不必要的失误3。针

3、对这种现彖，我开发一套适用学生拆装发动机的模拟虚拟教程， 能够仿真发动机的拆装过程。这样学生在进行实际拆装发动前可以先观 看这个教程，将复杂的过程变得简单明了，让同学先对拆装发动机有初 步了解，然后在实际操作屮能够减少错误的操作，让同学更能很好的掌 握拆装发动机的知识，让同学学到知识14o这与以往只是在书上文字提 到如何拆装发动机相比，这个虚拟教程更直观，更容易让同学接受并记 住基本拆装发动机的顺序，具有事半功倍的效果。2.发动机虚拟拆装系统设计的工具本次设计用到的主要工具就是soilworkso soilworks操作软 件是美国参数技术公司旗下的cad/cam/cae 一体化的三维软件。

4、soliworks软件以参数化著称，是参数化技术最早应用者，在三维造 型软件领域中占有着重要地位，soilworks作为当今世界机械 cad/cam/cae领域的新标准而得到世界的认可和推广。是现今主流的 cad/cam/cae软件2，特别是在国内产品设计领域占据重要位置。 它可以进行概念设计，工业造型设计，三维模型设计，分析计算，动态 模拟与仿真，工程图的输岀以及生产加工的全过程，功能非常强大5。本次设计主要用的是soilworks,这个版本相对于其他版本有很 大的有点，功能也比较全，在使用界面上更加桌而化，操作更加方便简 洁，容易学会和掌握。用soilworks会比较容易学会，操作相对于其

5、 他软件来说比较简单。而且特别比较适合用于一个模型组对其不同零件 进行独立的拆装，选定每个主体，在每个关键帧上进行快照并插入相应 的时间，设置每个主体的起始位置与最终位置。而且可以设置不同时间 点的视图位置，能更清楚更全面得观看其拆装过程。3.发动机的组成及拆装顺序3.1发动机的组成发动机一般由机体组，曲柄连杆机构，配气机构，供给系统，点火 系统，冷却系统，润滑系统和起动系统组成，即由一体，两机构和五大 系统组成6。3.2发动机的拆装顺序本次设计主要是针对发动机大的方面拆装模拟，对于一些细节方面 本次设计不加以讨论。主要是让同学先初步认识发动机大的方面的拆装, 细节的注意事项还需指导老师告诉学

6、生。拆装发动机大的方向一般都按 照这个顺序：先是发动机外表附件的拆卸，然后是发动机各组件的拆卸,最后是发动机的装配。本课题最后会以动态演示视频将大方向的拆装顺 序演示出来。4.小结通过查阅大量的资料，初步对该设计有个大体的了解，对于设计整 个拆装发动机的虚拟教程也有所认知。虚拟教程教学是以后教学的一个 重要方向，因此本课题研究这个拆装发动机虚拟教程有很大的意义。研 究出这个拆装发动机虚拟教程可以帮助同学更好的了解关于拆装发动机 的知识，让我们在实际操作中达到事半功倍的效果。设计内容 和预期成果（具体设 计內容和重点 解决的技术问 题、预期成果 和提供的形 式）（1）了解虚拟技术在拆装发动机的意

7、义。（2）能够熟练掌握soilwoks画出零件图。（3）制作一个仿真拆装动画演示。（4）撰写符合要求的毕业论文或设计说明书。拟采取设 计方法和技术 支持（设计方 案、技术要求、 实验方法和步 骤、可能遇到 的问题和解决 办法等）（1）查阅文献：通过查阅大量关于发动机拆装的文献，对拆装发动 机油更好的了解和认识。（2）实践体验：通过自身实际去拆装发动机的体验，从实际屮了解 拆装发动机的顺序。（3）软件学习：学习soilworks画发动机的零件图。（4）整体研究：将所有的零件组装，经过多次改进，制作成最后的 拆装发动机虚拟教程。主要参考 文献1 马喜英，吴精实谈发动机拆装实习j.河北农机,1994

8、,第（2）期：3-152 潘鸿彬.虚拟环境下可视化互动装配技术研究d.广东工业大学， 20063 李国勇，谢克明，杨丽娟计算机仿真技术与cad 基于 matlab的控制系统（第2版）m电子工业出版社,2010,第期:9-134 刘怡，崔欣虚拟现实vrml程序设计m天津：南开大学出版社，20075齐从谦，甘屹，王士兰soliworks产品造型设计与机构运动 仿真m冲国电力岀版社,2010.36赵燕山.汽车修理专业拆装口诀j.现代技能开发,1997,第（10）期：12-30各环卫拟 定阶段性工作进度（以周为 单位）第14周撰写开题报告；第58周 开始实习同吋完成学校分布的任务，做好实习工作的同 吋

9、记录实习日记，写好实习报告。并收集论文需要的资料。第1112周 根据收集的资料，交给指导老师初稿，画好初版图纸， 老师指导，修改，完成二稿。第1315周 根据老师的指导，完成二稿，提交，完成修改图纸， 并由老师再次修改，完成论文三稿；第16周完成论文定稿与装订；第17周 毕业论文答辩。开题报告审定纪要时间地点持人参 会 教 师姓名职务（职称）姓名职务（职称）论证 情 况 摘 要记录人：指 导 教 师 意 见指导教师签名：年月日教 研 室 意 见教研室主任签名：年 月日发动机是广泛使用的机器，其传递动力并将能量转换成机械能。fi前传 统的发动机是将燃料化学能转化为热能，然后从热能转化为机械动力，

10、并通过驱 动系统底盘驱动汽车驾驶车。空间很大，但由于发动机的传统发展模式，开发周 期长，过程复杂，开发成本高，性能测试困难。本文将模拟技术引入发动机开发 领域，介绍发动机的发展历史和前景，引擎类型，介绍了模拟技术的背景，国内情 况的发展和模拟技术的实际意义。简要介绍了 solidworks软件在工程设计中的应用。利用solidworks软件画 出发动机的曲轴，连杆，活塞，上下箱体还有螺栓等小部件，在画完发动机的主 要零部件后再利用solidworks软件进行活塞，曲轴，连杆和箱体零部件z间的 装配，最后组成完整的发动机并对其进行仿真运动生成爆炸视图。关键词：发动机仿真技术三维建模abstrac

11、tan engine is a widely used machine that transmits power and converts energy into mechanical energy. the current traditional engine is the fuel chemical energy into heat, and then from thermal energy into mechanical power, and through the drive system chassis drive car driving ca匸 space is wide, but

12、 because of the traditional development model of the engine, the development cycle is long, the process is complex, the development cost is high, the performance test is difficult. this paper introduces simulation technology into the field of engine development,introduce the development history and

13、prospect of the engine, the engine type, introduces the background of the simulation technology, the development of the domestic situation and the practical significance of the simulation technology.this paper briefly introduces the application ofsolidworks software in engineering design. the engine

14、's three-dimensional solid model consists of solidworksand assembled.keywords: engine simulation technology 3d modeling摘要iabstractvii前言1第1章发动机的简介2第2章运动仿真技术简介42.1运动仿真技术的背景42.2运动仿真技术42.3国内外运动模拟技术的发展42.4运动模拟技术发展的重要性5第3 章solidworks 软件简介63.1solidworks软件的基本功能及作用63.2发动机主要零件三维实体建模73.2.1零件建模73.2.2曲轴的生成83

15、.2.3曲轴箱体的生成9324下曲轴箱盖103.2.5 连杆10326活塞113.2.7 飞轮113.2.8螺栓等零件绘制12第4章零件装配134.1新建装配模型154.2组装机构模型154.2.1活塞与连杆的装配154.2.2活塞连杆与曲轴的装配174.2.3曲轴箱的装配194.2.4曲轴箱与活塞等机构的装配19第5章发动机运动仿真215概述215.2定义仿真与分析215.2.1定义伺服电动机215.2.2定义机构分析255.2.3测量活塞的速度26第6章结论28致谢29参考文献301刖吕随着工程机械的快速发展和日益激烈的市场竞争，如何提高产品质量，提高 市场竞争力，缩短产品开发周期，降低成

16、本，成为企业最重要的问题之一。现代 的开发工具是提高企业竞争力的重要保证。应用solidworks的可能改变传统的设 计方法，它显著降低了新产品的开发周期，以获取新产品的市场创造了有利条件。 是solidworks软件的实际操作提高了设计的重要作用和应用效果。在设计零部件 的过程中，运动的空间干扰一直是机械设计工程师的头痛。根据传统设计模式， 设计师在一些细节问题上做了大量的努力，降低了设计效率。而且一些错误往往 有很强的隐瞒，对生产造成的损失很大。因此，利用计算机三维设计工具来解决 这些问题无疑具有一定的现实意义。如今，流行的三维设计软件，主要是时， autocad, solidworks,

17、等等。solidworks软件是简单，易于使用和易于修改和 易于成形三种类拉伸件和形成组件简单的设计优点。进行了流程建模和仿真参数 等一系列分析。在机械三维实体造型设计得到广泛应用。第1章发动机的简介发动机，也被称为一个马达，能够从一个形式转换成机器更加适用的另一种 形式的，并且通常将化学能转换成机械能。（这将电能转换成动能的机器称为马 达）有时应用于整个机器包括发电单元和电源，诸如汽油发动机或航空发动机。 首先，发动机在英国出生，所以发动机的概念来自于英语中，它的字面意思是“机 械式功率器件。”在18世纪中叶，瓦特发明了蒸汽机，之后人们开始思考安装在汽车蒸汽机。 法国是安装汽车蒸汽机的第一家

18、。1770年居纽制作了一辆三轮蒸汽机车。这辆 车长有7.23米，3.5公里每小时的速度，是世界上第一台蒸汽机车。1771年古诺改进了蒸汽汽车，时速可达9.5千米，牵引45吨的货物。1858年，雷诺在法国巴黎，发明了燃气发动机，并于1860年申请了专利。 使用空气和蒸汽的气体混合物的发动机來代替往复蒸汽机。电池和感应线圈产生 火花，并且火花点燃混合物。该发动机具有汽缸，活塞，连杆，飞轮。燃气发动 机是内燃机的主要产物，作为气体发动机的压缩比是零。1876年，奥托，由雷诺燃气发动机的启发，燃气发动机也做了很多的研究, 生产水平气动发动机，法国在1878年得到改善。该展在国际展览。由于高效率 发动机

19、，引起了参观者的极大兴趣。在长期的研究中，奥托提出了四冲程内燃机 的理论，为将来发明的内燃机奠定了理论基础。1892年，德国工程师狄塞尔根 据恒压热循环原理，研制出一种压缩点火柴油机，并制造了这款发动机专利。1957年，德国汪克尔发明了转子式发动机，这是发展汽油发动机是一个重 要的产业。该转子式发动机的特征是外座圈和转子，并且在活塞杆的曲轴阀机构 内使用圆形轮旋转体组件，活塞可以直接转换到所述凸轮的旋转运动。比构件往 复运动的活塞拥有重量轻，体积小，高速，高功率的优势。1958年，汪克尔外 转子固定到转子的行星运动，22.79千瓦的功率，速度5500转/分，一个新的转 子活塞发动机。许多类型的

20、发动机，工作原理和目标是不一样的。大多数发动机中的驱动轴, 是一种或多种活性动力输岀轴的。这种含有活塞的发动机。活塞涡轮增压的活塞式发动机，其包括：一个内燃 机，一个热空气机（斯特林发动机），一个旋转活塞发动机（旋转式发动机包括 一个三角形），蒸汽等。还有一些特殊的活塞式发动机，正在使用。涡轮机类型包括：燃气轮机，汽轮机，风力发电机，涡轮机也可视为涡轮发 动机。还有特殊场合使用的涡轮发动机，例如用于鱼雷的涡轮发动机，其慕本上 类似于蒸汽轮机，但是工作流体是气体和蒸汽的混合物。活塞式+涡轮式，有“自 由活塞式发动机”，是采用气缸获得高温高压气体，在涡轮机屮做出发动机的输 出功率。涡轮增压内燃机，

21、涡轮复合式内燃机也可以看作是活塞式+涡轮式。其实各种不同工况下的发动机，还要根据其他方而的不同，分解成多种类型。 例如，内燃机可分为汽油发动机，柴油发动机，气体发动机（使用天然气的燃气 发动机涉及内燃机作为也包括在内），多燃料发动机。燃气轮机可分为单转子， 双转子，三转子，也可根据不同的热循环分为热量，中间压缩空气，再热型，以 及各种循环循环组成的燃气轮机。热风机可分为单作用型，双作用型，菱形式，斜盘式，自由活塞型等。总之, 根据每个原则，工作引擎可以有很多不同的分支。飞机发动机和火箭发动机中， 获得高速空气喷射反应推力。空气动力发动机通常被称为航空发动机，包括涡轮喷气发动机，涡轮风扇发 动机

22、（其可分为涡轮风扇发动机的混合排气管道，以及比单独的排气涡扇发动机 更大的管道）涡轮发动机，螺旋桨涡轮发动机，冲压式喷气发动机等的轴。不依 赖于空气中，通常被称为燃料火箭发动机是在液体火箭发动机和固体火箭发动机 的固体或液体，使用核能火箭发动机，使用电场的火箭发动机等。第2章 运动仿真技术简介2.1运动仿真技术的背景在21世纪科学技术突飞猛进，社会的快速发展。个性化的产品，对产品性 能的提高越來越迫切的要求的需求，世界经济已经证明了买方市场的特征。由于 这一变化，导致市场竞争更加激烈，核心竞争力主要体现在产品创新上，体现在 速度和客户的质量产生相应的影响。在创新和产品开发的传统物理样机，在中期

23、 的发展，开发成本，产品质量已越来越不能满足市场的需求，运动仿真技术是由 于市场需求。2.2运动仿真技术运动仿真技术是一种新的产品开发方法，许多相关学科和跨产品的整合集 成。这是数字化设计，基于产品的计算机仿真模型。它是基于产品生命周期的建 模和计算机模拟。它是基于运动学计算机，电子，计算机图形学，建模，仿真， 虚拟现实等机械系统动力学和控制理论。具有复杂的三维计算机图形技术的帮助 下，图形用户界而，信息技术，集成技术，多媒体技术，并行处理，设计和开发, 产品分析的变化相结合，使虚拟样机设计的所有产品开发的优化，性能测试一个 早期的视觉形彖，制造和使用模拟仿真。换句话说，“运动仿真”的方法来第

24、一 技术（物理），使用该系统的计算机模型和可视化仿真系统对象，通过在实际工 作环境的变化设计的动态特性反复模拟运动z前创建的软件原型产品的仿真设 计，最终得到了优化设计。2.3国内外运动模拟技术的发展国外已广泛应用于各种仿真设计领域。涉及的产品是从巨型卡车到小型相机 的快门，从火箭到船上的卷扬机。在工程/矿山机械行业，如约翰迪尔利用模拟 技术成功解决高速施工机械时，蛇形现彖和自重振动在重负荷下一直受到设计师 和用户的困扰，大大提高了工程/矿山机械的高速性能和重型作业性能。卡特彼 勒使用虚拟样机在切割任何金属材料之前，可以快速测试数千种设计，降低产品 设计成本，缩短开发周期，并创造更多产品。国外

25、这样模拟技术有很多应用实例, 中国也急于加入技术研究。传统上，在中国引入物理原型，开发人员往往保持在 零部件的复制水平，原型在系统层而缺乏理解和研究，虽然结果投入了大量的人 力物力资源，但与没有成功。但是，如果使用虚拟原型技术，技术人员将能够对 原型进行深入研究，可以跟踪原型设计，从而真正提高设计师开发产品水平以满 足市场需求。2.4运动模拟技术发展的重要性功能传输和交互建模和生产的分析。在概念设计和程序演示中，设计师将能 够将他们的经验和想象力融入计算机的虚拟原型设计中，充分发挥想彖力和创造 力，而不是虚拟样机仿真性能。开发人员可以很容易地通过改变设计过程屮识别 您的电脑，并逐步优化设计。根

26、据运动模拟器的实验，以及测试集创建设计动态 模拟方法保存驱散结合部位的设计和分析技术，提供设备的性能的更完整的画 面。他利用虚拟环境的可视化优势，并可以互动探索虚拟对彖的功能，设备几何, 安装测试设备和测试仪器等相关成本，更快地确定敏感参数设计参数的性能实现 最优化设计目标这样可以大大缩短产品开发周期，降低开发成本，提高设计质量 和效率，获得竞争优势的产品。第3章 solidworks软件简介3.1 solidworks软件的基本功能及作用solidworks是美国ptc (参数)公司开发的三维软件。solidworks以其基 于特征的参数建模的新概念而闻名，在单个数据库下完全相关，并具有强大

27、的实 体建模和虚拟装配能力。功能界而清晰明了，让用户有一种视觉和心理感的轻松 感。该软件是一个全而的3d产品开发工具。机床参数化设计为传统模具设计带 来了许多新思路，强调实体模型结构优于传统表面模型结构和线模型架构。pro / e还具有良好的数据接口，他可以输出各种格式的图纸，以及autocad, solidworks等数据交换软件。solidworks为代表的高端3d软件，功能强大，易 于使用，易于学习和使用，已成为机械设计，家居设计，模具等行业常用的三维 设计软件。与过去相比，最常用的autocad等流行的绘图软件，直接从一个单 一的数据库软件，并与处理，3d建模和二维工程等相关技术关联。

28、新技术的应 用solidworks能迅速提高设计效率，优化设计，降低了技术人员实力，缩短开发 周期，加强设计的标准化。效率，舒适性显著改善。机械零件直接解决3d (3d)图形。二维截面草图的应用后，软件可用于拉 伸，旋转，放样，倒角和布尔运算。所需项目的三维实体模型。可以直接显示在 屏幕上，修改的设计的尺寸上，并且能够检查是否合理的结构，标准化。组装的组件形成装配后的3d机械部件的装配单元形式的三维的方法。通过 组合键，如果设计不合理或不相称的，我们可以从一个零件或装配的3d视图屮 的任意位置或角度看，很容易找到，改变细节，以提供部件的相容组合，也能避 免，如果一些干扰参与建设可以彼此进行修改

29、，并且是在本变形例是非常有用的, 只要该部分的相应部分的大小要被改变的误差的部分，以实现期望的冃标，相比 于手动牵引，物力和财力资源，以减少垃圾量。机器部件，以及当我们设计整个机器的部分的表而的有价值的部分计算，一 个构件，以确定其形状因数大小，总重量和表面积很多时间的。solidworks可以 从计算机部件的相关菜单中找到很容易的部分，重量和表而积可用维度。生成图纸建立三维实体模型后，可以在任何方向观察，看是否满足设计和使 用要求，并可以在满意后使用实体模型;自动生成三个视图，也可以生成任何位 置，然后进行简单的修改和维度，可以生成二维图。产生强烈的动画感，强烈的动画形彖将由三维实体模型和3

30、dmax等软件设 计，并可以调整照明布置场景，给予机器一定的材质等，可以产生逼真的效果光 机模型动画图像。此外，我们还可以设计运动学和动力学分析的机械部件，在运 动学和动力学参数的各个点，应力偏转振动和屈曲等的机械部分获得，以便设计 机械结构可以优solidworks软件结合技术人员的设计思路和习惯，而且建立统一 的数据库并拥有完整的数据模型。其特点是其强大的参数设计和统一的数据库管 理。实现了 3d实体和2d绘图的特征和双向相关驱动的尺寸驱动，实体特征的建 模，标准零件库的建立，零件的组装，动态模拟，有限元分析，干涉检查，数控 加工和快速的产甜变异性等，克服二维图形不能包含所有产甜设计信息的

31、缺点。 solidworks功能允许设计人员将设计模型扩展到产品系列，从而将工作负载降 低高达90%,大大提高了生产自动化和提高生产力。3.2发动机主要零件三维实体建模3.2.1零件建模在传统的工程设计中，设计师首先在心中形成三个轮廓的产品，然后使用图 纸使用二维图纸，其他设计师和技术，生产等部门的员工通过两个产品缩减为二 维图像由于图纸的错误和误解，设计师的意图并不总是完全实现，因此设计周期 更长，产品质量受到影响。当产品的形状和结构更复杂时尤其如此。所以三维设 计是发展的趋势。基木功能是建模中创建的第一个功能，它是零件结构的基木元 素。其他特征取决于基本特征。基木特征可以是物理基准，并且正

32、交基准面通常 用作基本特征。solidworks中的零件设计步骤是创建基本特征，然后添加结构特 征。在您开始做零件之前，您应该做好准备，以明确设计意图。识别设计的关键 尺寸，可以改变装配体与装配关系的其他部分之间的关系的尺寸和尺寸。由于 solidworks的实体模型可以生成各种不同的方法，所以我们需要使用的过程中要 更加的合理，有效地积累经验。作为一般规则，根据用于选择模型来创建的模型 的方法的形式。草图尽可能简单，最好不要画非关键信息圆角，倒角。3.2.2曲轴的生成图3-1曲轴曲轴建模主要用于拉伸，首先选择草图平面进入草图模式，将曲轴二维草图 画出，然后拉伸曲轴产生一个大概的曲轴模型三维立

33、体图，然后再通过旋转凸台 命令形成一个更加清晰的曲轴，然后再画长轴首先进入草图绘制画一个长方形然 后通过旋转拉伸形成一个圆柱形然后再通过拉伸切除命令形成一个完整的长轴 最后通过插入零部件点击浏览和曲轴的两端配合最后想成一个完整的曲轴应注 意确保准确度主要尺寸，最后添加一些细节。对于复杂的部件，如图3-1所示 的曲轴。在画图时重要的是选择合理的制作方法。因为选择不正确的牛成方法 不仅效率低下，在某些情况下根本无法生成实体模型。因此，设计师在设计实 体模型时，必须考虑模型的形成方法和步骤。这就要求设计师有更好的想象力和 抽象的思维能力，这是三维建模和2d图形呈现最大的区别。3.2.3曲轴箱体的生成

34、图3-2上曲轴箱按照图纸的测量尺寸进行曲轴箱的建模首先进入草图绘制然后通过拉伸方 法建立曲轴箱盖的基部，然后将拉伸好的图形在进行草图绘制将一些尺寸绘制好图33下曲轴箱后然后再次点击拉伸切除命令将外观基本上切割出來，最后进行冲压形成一 个完整的曲轴箱如图32所示在完成上曲轴箱后接着对下曲轴箱进行建模再次利 用拉伸命令生成下曲轴箱毛坯然后对毛坯进行切除指令最后冲压成型形成如图 3-3所示的下曲轴箱。3.2.4下曲轴箱盖图34下曲轴箱盖下曲轴箱盖按照图纸进行草图绘制然后进行拉伸命令最后在画好的图上再 次进行草图绘制指令画出需要切除的部分然后进行切除命令进行打孔命令形成 如图34所示下曲轴箱盖。3.2

35、.5连杆按照图纸画两个直径不同的圆然后运用拉伸命令形成两个高度相同的圆柱， 然后对两个圆进行拉伸切除命令对两个孔进行钻孔，接着对两个孔进行连接在进 行拉伸命令使高度相同最后在连杆当中进行一定的切除，最后如图3-5所示。图3-5连杆3.2.6活塞图3-6活塞生成这个部分主要是按照图纸的尺寸进行草图绘制然后通过旋转生成凸台 和拉伸切除命令，进行基本的活塞三维图绘制，先画一个旋转轴，然后按照活塞 尺寸绘制横截而，然后进行旋转指令旋转生成可以产生360度的基本体如图3-6 所示的活塞。3.2.7飞轮图3-7飞轮选择一个基准面然后进行草图绘制先画一个圆拉伸后再选一个基准在画一 个圆然后进行旋转凸台命令然

36、后生成一个与下面的圆相连接的凸台然后在进行 绘制飞轮的基本样式在绘制齿轮时进行圆周阵列进行轮齿的绘制最后对飞轮进 行切除命令对飞轮进行打孔最后形成如图3-7所示的飞轮。3.2.8螺栓等零件绘制按照草图上的要求在solidworks软件上进行螺栓，垫片等小零件草图绘制 在绘制出草图后进行拉伸切除命令形成基木的螺栓和垫片或者是标准件的螺栓 可以直接在solidworks上寻找。在拉伸切除命令完成后再把螺纹等部位进行绘 制，最后形成完整螺栓垫片等零件，如图38所示。图3-8螺栓第4章零件装配建设的细节完成后，根据设计要求，往往需要零部件的组装。在solidworks 限制模块组装位置，以确定各部分z

37、间的关系，你可以组装的组件在装配和移动 零部件符合设计要求之间检查是否存在干扰。在组装过程中也产生了，用户也可 以根据需要加入到创造新的部件和功能。使用solidworks进行装配设计有两种基本方法，示意图如下图4-1所示。零件设计示意图一 零件零件 零件零件tf部件装配件部件装配件装se»is计示意1*1-i 装配件 图41有底向上的设计方法装配体设计示意图一装配件v部件装配件部件装配件i 1vvvv零件设计示意图f 零件 零件零件 零件图42由顶向下的设计方法如图42所示由顶向下的设计方法在上述两种方法屮，与第二种方法相比， 第一种方法相对较低端。在设计的真实概念中，很少使用单个

38、零件来控制整个装 配的设计，往往在产品外观概念和功能概念的上，逐渐对产品设计进行细化，直 到细化为单部分。如设计一种新型的汽车，首先由设计师出來的汽车外观图的概 念，然后将现场工程师和车身工程师的车辆布局配合，根据协调的结果，得到他 们的自己部分布局的概念图布局概念基于零件设计的细化。可以看出，产品的整 体设计，从上到下的设计方法更贴近实际。但低端的设计方法并不是没有用，对 于一些较成熟的产甜设计过程，使用这种设计方法更有效率。在现实组装过程中 通常会混淆这两种设计方式来施展各自的优势。由于引擎设计在技术上已经更加 成熟，所以第一种方法比较合适。以前已经生成了发动机各部分的三维模型，然后使用自

39、下而上的组装设计方 法来定位零件以生成组件。在组装的设计中，您可以根据需要修改组件中的零件, 例如修改零件尺寸，移动装配体屮的零件，生成新的特征等。对于组件，当所有 部件完全受限制时，组件称为参数化组件，否则它是非参数组件。4.1新建装配模型1首先设置工作目录。2. 新建一个装配模型，命名为fadongji_asm,选取mmns_asm_design模版。4.2组装机构模型4.2.1活塞与连杆的装配1引入第一个零件活塞选项，并使用。2引入第二个零件连杆选项，创建其与活塞选项之间的重合连接。3. 点击进入solidworks装配图选项，点击如图4-3所示的插入零部件然后再 点击浏览选择已经画好的

40、活塞。<99 e令 0y wn入e 6rr.fls3 heimsg wu6 (_ e/ai 九 c jeng运动k伽1图43插入零部件选择之后再重复插入零部件然后点击浏览之后再选则连杆选项在点击如图 4-4所示的配合选项选屮连杆和活塞z后选择重合并且调整好角度将两者连接 好，如图45所示活塞与连杆装配。0圮台v x 刁 i x |0配合|炉分析|标准配台(a)| a重台(c)| z平行(r)| |垂玄(p)相切e| ©j同轴心(z)i愛|锁定(o)i h i 1.0 0mm| 4 |30.00度配合对齐:j? ji高级配合(d)y台 s)yinr.l -图44配合图4-5活塞与

41、连杆的装配5.将已经装配好的装配图保存留待下次与曲轴装配使用。4.2.2活塞连杆与曲轴的装配1.将已经装配好的连杆与活塞的装配图引入点击插入零部件。2 .重复点及点击插入零部件之后选择曲轴选项。3 将己经选好的两个零件点击配合选项然后点击重合选项并且调整好角度, 如图46所示活塞连杆曲轴的装配图。图46活塞连杆曲轴的装配图4.2.3曲轴箱的装配1 点击插入零部件将己经画好的上曲轴箱导入。2 .重复点击插入零部件导入画好的下曲轴箱。3.然后调整好两个曲轴箱的角度点击配合选项选择同轴心将上下曲轴箱连 接到一起，如图47所示的曲轴箱装配。图4-7曲轴箱的装配4.2.4曲轴箱与活塞等机构的装配1.点击

42、插入零部件导入已经装配好的活塞，连杆，曲轴机构。2 重复点击插入零部件导入曲轴箱的各个部分的零件。3. 然后按照顺序依次的一一组装各个部位的零部件。4. 装配好z后再将各部分的螺栓装入选择锁定选项。然后组成最终的单缸发动机如图4-8所示装配好的单缸发动机。图4屿装配好的单缸发动机第5章 发动机运动仿真5.1概述在solid-works机构模块中，可以是用于移动模拟装置和分析，除了用于观 看的运行状态，具有或不具有冲突检测机制工作时，该装置可以进一步分析，运 动分析，动态分析，静态分析和分析机制的平衡，为设计和制造的进一步发展的 验证提供参考数据。5.2定义仿真与分析机构按钮,进入机构模块。单击

43、应用程序 选项卡“运动”区域中的 进入机构模块。5.2.1定义伺服电动机伺服马达可以施加一定的运动的一个自由度（主要是旋转或平移运动）这两 个机构之间。在确定了伺服电机，该速度可以被确定，和对于时间的位置或加速 度，并且确定根据伺服马达，它可以被定义运动轮廓曲线。在确定运动功能可以 从由该系统所提供的功能来选择，或者可以自定义函数木身。主要有以下功能：恒定该参数定义机构，速度和加速度的为恒定值的位置。斜坡:此参数可设置为机构，速度和加速度为恒定值的位置或待随时间变化。 余弦：该选项可以设置机构，速度和往复运动的振动运动的加速度的位置。scca： scca是指“正弦常数余弦加速度”，即一条包含正

44、弦、常数、余 弦的复合曲线且仅用于加速度的设置。摆线：该选项可以设置机构的位置、速度和加速度为一种规律性的平缓上升 运动。抛物线：该选项可以设置机构的位置、速度和加速度。多项式：该选项同前面介绍的几种类型，可以用于设置机构的位置、速度和 加速度。该参数可通过输入信号或对应于在引入模拟伺服电机，当所述移动机构不能 由函数表示的时间的大小来确定的，这个方法可以被用于拟合的运动功能的曲 线。电子表格文件可预编程的扩展.tab,我们可以创建或在任何文本编辑器中 打开。使用两列的文件格式中，第一列是时间，这个间段的时间值应从第一行到以升序的最后一行被定位。按钮，系统弹出“伺服电动机选择命令，单击“插入”

45、区域中的 定义”对话框。如图51所示。名»servomotorl类塑轮廊 从动图元 ®运动釉 o几何向竝 应用 取消图5-1运动轴然后选取参考对象。选取如图52所示的参考对象。图5-6参考对象设置轮廓参数，单击“伺服电动机定义”对话框中的“轮廓”选项卡，在 “定义运动轴设置”中的矗 位置下拉列表选择“速度”选项，在“模”下拉列表中选择“常量”选项，设置a二600。如图5-3 所示。odeg图5-3轮廓看位置、速度、加速度随时间变化的图形如图54所示。1单击“确定”按钮，完成伺服电动机的定义，再生模型，单击虐°按钮 （快捷键ctrl+g）设置初始位置。2. 选着拖动

46、命令，单击 述 按钮，系统弹出对话框。3.记录快照单击“当前快照”区域中的按钮，即可记录当前位置为快照。4.单击关闭按钮。5.2.2定义机构分析1. 选择命令。单击分析区域屮的按钮，系统弹出对话框。2. 定义分析类型，在类型下拉列表屮选择“运动学”选项。3. 定义时间参数。在“终止时间”文本框中输入值10,在“帧频”文本框屮 输入值20o4. 定义初始配置。在“初始配置”区域屮选择快照选型。5. 完成配置如图5-5o6. 运行运动分析。单击“分析定义”对话框中的运行按钮。查看机构的运行 状况。7. 完成运动分析，单击确定。保存回放结果。hot»ft图5-5图形显示(1) 单击机构区域

47、的耳城 按钮，系统弹出对话框。(2) 在“回放”对话框中单击“保存”按钮，系统弹出对话框；釆用默认 名称，单击保存按钮。(3) 输出视频。(4) 单击回放区域下的® .按钮，系统弹出对话框。(5) 单击“捕获”按钮，设置类型，图像大小、质量、帧频后，单击确定。5.2.3测量活塞的速度1选择命令。单击按钮，系统弹出“测量结果”对话框。2.新建一个测量。单击按钮，系统弹出“测量定义”对话框，在该对话 框中进行下列操作。(1) 输入测量名称，或采用默认名。(2) 选择测量类型。在“类型”下拉列表屮选择“速度”选项。(3) 选取参考点。如图56所示。(4) 选取评估方法。在“评估方法”下拉列表屮选取“每个时间步长”。(5) 单击“测量定义”对话框屮的确定按钮，系统立即将measurel添加到 “测量结果”对话框的列表中(如图57所示)。图5-6参考点03 an alysxs d« £ mix lonl图5-7测量结果(7) 选取测量名称。在“测量结果”对话框的列表屮选