基于Proe的活塞连杆机构的运动学仿真1

1、北 京 科 技 大 学机械动力学大作业基于Proe的活塞连杆机构的运动学仿真学院：机械工程学院班级：机研111姓名：陈欣欣学号：s201108262012年4月 日基于Proe的活塞连杆机构的运动学仿真陈欣欣（北京科技大学机械工程学院 北京：100083）摘要：活塞连杆是机械行业中常见的曲柄滑块机构，应用该机构最典型的实例就是发动机气缸，它可以将燃气能源转换为机械动能。广泛的应用到动力机械的动力源，如汽车、轮船、飞机等。本文主要对活塞连杆机构的运动仿真，进一步分析其运动是否合理、结构是否发生运动干涉等技术信息。关键字：自由度；碰撞检测；干涉；AbstractThe piston rod is

2、in the machinery industry common crank slider mechanism, application of the most typical example is the engine cylinder, it can be a gas energy is converted to mechanical energy. Widely applied to mechanical power source, such as automobiles, ships, aircraft and other. This paper focuses on the pist

3、on connecting rod mechanism movement simulation, further analysis of its motion is reasonable, whether the structure motion interference and other technical information.1序言2活塞连杆模型根据已知数据，在proe中对活塞、基座、输出轴、连杆进行建模，并装配。模型如下图。图-1活塞连杆机构的装配图3、机构设置在对机构进行设置之前，需要对机构进行检测，如果机构是符合设计意图，那么就可以对机构设置动力源和运动环境等模型元素。1） 机

4、构检测2） 添加伺服电机 4运动分析1） 自由度分析从理论上，一个自由度代表只要确定机构中任意一个活动机构的位置，就可以确定机构中所有其他机构的位置。从数学意义来讲，整个机构只需要一个变量就可以确定下来。从实际应用的观点来看，可以认为一个有一个自由度的机构，只需要一个伺服电动机就能驱动它。2） 运动仿真选取连杆元件，对其进行包络分析。如图2所示。包络分析后在“AnalysisDefinition”选项中，进行全局碰撞检测，这样在仿真中如果发生碰撞冲突时则会响起消息铃声。3） 分析测量结果a 对活塞的孔轴线进行测量，得到活塞轴线位置曲线如图所示。b 对销轴进行测量，得到活塞运动的速度和加速度曲线

5、如果所示。活塞的结构分析1建立分析模型分析条件：活塞顶部受到2500K、9Mpa高温气体作用，在复返1千万次运行的疲劳安全系数。活塞为A16061合金铝，抗拉强度为290MPa，屈服强度为240MPa，疲劳强度为95MPa，热传导为167W/m。（1） 简化模型并分配材料简化模型时，不影响分析结构的特征简化掉，尽量不能出现锐角等难以进行网格划分的结构缺陷。否则容易产生分析错误。如果出现不可避免的锐角，可采用倒圆角工具使其圆滑过渡。简化后的模型，尽量结构简单，以减少分析中产生的错误和降低计算分析时间。图-简化后的模型（2） 定义约束在孔的内表面添加轴约束，且为对称约束。（3） 创建载荷在活塞的上表面定义9MPa的载荷。2 结构分析1） 静态分析条件：活塞在约束条件下，受到9MPa压力作用是，计算其应力和变形。得到的应力曲线图和变形曲线如下图所示。2） 模态分析变形条纹图变形曲线变形线框图3） 疲劳分析寿命所需强度