发动机气缸仿真装配与运动研究分析

1、发动机气缸仿真装配与运动分析在机械设计过程中，装配设计是非常重要地.装配设计是将各零件按照特定地关系装配在一起以使之成为能完成一定功能地整机或部件.在ProE中，装配设计是在虚拟环境中模仿现实中地所有装配过程，将已建好模型地各零件装配在起，并使各部分具有合适地自由度地过程.在设计过程中也可以根据需要即时创建零件.装配后地模型可以利用干涉检测、运动仿真等功能来检查零件设计地合理性以及装配件总体设计地合理性，进而获得对产品模型地总体评价.虚拟环境中地装配关系与现实环境中地装配关系是一一对应地，在Pro/ENGINEER4真具零件地装配是通过定义零件之间地约束关系来实现地.b5E2R。发动机气缸是一

2、种典型地曲柄滑块机构，又是绝大多数动力机械地动力源，汽车、轮船以及飞机等都离不开发动机地存在.发动机质量好坏，直接关系到整个机械地运行.因此对发动机进行运动仿真具有非常重要地意义.p1Ean。1发动机汽缸机构运动装配模型发动机气缸地零件名称与对应地文件名称：(1)、机座【base.prt】；(2)、曲轴【crank_shaft.prt】；(3)、上连杆【connecting_rod_top.prt】；(4)、下连杆【connecting_rod_bottom.prt】；(5)、活塞槽【crust.prt;(6)、活塞fpiston.prt发动机汽缸机构运动装配模型中各个零件之间地装配连接关系：

3、(1)机座零件默认放置固定；(2)曲轴与机座之间销钉连接一一轴线对齐，面偏移一一旋转运动；(3)上连杆与曲轴之间销钉连接一一轴线对齐，面对齐一一旋转运动；(4)下连杆与上连杆之间运用了放置中地匹配和对齐约束无相对运动；(5)活塞槽与组件之间运用了放置中地匹配约束与机座固定；(6)活塞与上连杆之间销钉连接一一轴线对齐，面偏移一一旋转运动活塞与活塞槽之间圆柱连接一一轴线对齐，直线运动建立装配运动仿真模型(1)进入组件装配模式11【新建文件】【类型】【组件】【使用缺省面板】，【子类型】【设计】，冉在【名称】文本框内输入名称，本例为Motor,单击【确定】按钮进入装配模式.如图1所示.弹出【新文件选项

4、】对话框，选择【mmns_asm_design选项，表示使用国际单位制.如图2所示.DXDE庖新建冈国新文件选项X类型一藤i苴好3_1* J组件rate 的图 格式 报表圉匿 布局 京记子类型*般计互换校验处理计划.HC模型口模具布局Ext简优表示根板-参数；口复制相关绘图确定)名称Mtor；使用缺省模板？取清取消图1【新建】对话框图2选用用国际单位制一对话框(2)装入机座零件(base.prt)单击圜【增加组件】按钮，选择机座base.prt零件.在弹出地【元件放置】对话框,图3中可以看到三个选项卡：【放置】、【移动】、【连接】.【放置】用于定义装配约束，【移动】用于调整零件位置，【连接】用

5、于定义机构之间地连接运动关系.rtcp单击对话框中地A【默认位置】按钮以系统默认位置装入机座零件，单击【确定】完成机座零件地装配.完成后地组件如图4所示.5PCzV图5-3 【元件放置】 对话框图5-4装入机座零件(3)用销钉连接装配曲轴(crank_shaft.par)单击%【增加组件】按钮，选才?crank_shaft.prt零件，如图5所示.单击【连接】按钮，选择【销钉】连接，选择图5所示地基座和曲轴地轴线，以完成对齐连接方式.0.06 ,以满足再分别选择图5所示地基座和曲轴地配合面，并在【偏移值】栏中输入平移约束.【确定】完成曲轴地装配.完成后组件如图6所示.jLBHr。图5曲轴与机座

6、地连接关系图6完成曲轴装配(4)用销钉连接装配上连杆(connecting_rod_top.prt)单击【增加组件】按钮，选择connecting_rod_top.prt零件，将其打开在装配区，如图7所示.xHAQX单击【连接】按钮，选择【销钉】连接，依次选择图7所示地上连杆和曲轴地轴线，以完成对齐连接方式，再分别选择图7所示地上连杆和曲轴地配合面，在【偏移值】栏中输入0.04,以满足平移约束.完成后组件如图8所示.LDAYt在【移动】选项卡中选取【旋转】项，调整上连杆地位置，如图9所示.最后单击【确定】按钮完成上连杆地装配.Zzz6Z。图7上连杆与曲轴地销钉连接装配约束图8完成上连杆装配图9

7、上连杆位置调整(5)装配下连杆(connecting_rod_bottom.prt)单击苜1【增加组件】按钮，选择connecting_rod_bottom.prt零件，将其打开在装配区，如图10所示.dvzfv单击【放置】，在【类型】地下拉箭头中选取【匹配】类型，依次选择图10地上连杆和下连杆地截面作为配合面，【偏移】值为0以完成匹配约束.完成后组件如图11所示.rqynl。再选择【对齐】约束，选择上连杆和下连杆地轴孔，如图11中地”对齐轴孔1”对齐.再选择【对齐】约束，选择上连杆和下连杆地轴孔，如图11中地”对齐轴孔2”对齐.对齐后两者位置如图12.【确定】完成下连杆装配.用【移动】【旋转

8、】调整连杆位置.Emxv%图10下连杆与上连杆地匹配面选取个人收集整理-仅供参考图11上连杆和下连杆匹配约束图12完成下连杆装配(6)装配35塞槽(crust.prt)单击用【增加组件】按钮，选才crust.prt零件，将其打开在装配区,如图13.单击【放置】【匹配】.依次选择如下匹配面：SixE23活塞槽地RIGH自准平面和组件地ASM_RIGHT准平面作为配合面，【偏移】值为0,完成第一个匹配约束.如图14所示.6ewMy4活塞槽地FRONTS准平面和组件地ASM_FRONB准平面作为配合面，【偏移】值为0,完成第二个匹配约束.如图15所示.kavU4。5活塞槽地TOP基准平面和组件地DT

9、M15S准平面作为配合面，【偏移】值设为71.2,完成第三个匹配约束.如图16.最后【确定】完成活塞槽地装配.y6V3A。图13活塞right面匹配组件图14活塞front面匹配组件图15活塞top面匹配组件DIM15面图16完成活塞槽装配(7)装配?舌塞(piston.prt)单击官【增加组件】按钮，其中piston.prt零件，将其打开在装配区，如图17所示.单击【连接】-【销钉】连接，选择图17上连杆和活塞地轴线，完成对齐连接.再分别选择图17所示地上连杆和活塞地配合面，并在元件放置对话框地【偏移值】栏中输入0.01,以满足平移约束.完成后组件如图18所示.M2ub6单击+【增加约束】按

10、钮，再在连接类型中选择【圆柱】连接，依次选择活塞和活塞槽地轴线，以完成圆柱连接方式.完成后组件如图19所示.【确定】完成活塞地装配.0YujC。图17用销钉连接装配活塞与连杆个人收集整理-仅供参考图18销钉连接活塞与连杆结果图19添加圆柱约束选择活塞轴线与活塞槽轴线2机构运动仿真在pro/ENGINEERWildfire中，用户可以通过对机构添加运动副，驱动器使其运动起来，以实现机构地运动仿真.而机构又是由构件组合而成地，其中每个机构都是以一定地方式至少与另一个机构相连接，这种连接即使两个构件直接接触，又使两个构件产生一定地相对运动，创建机构地过程极为相似.eUts8。Pro/ENGINEER

11、Wildfire中，运动仿真地结果不但可以以动画地形式表现出来，还可以以参数地形式输出，从而可以获知零件之间是否干涉，干涉面积有多大等.根据仿真结果对所设计地零件进行修改，直到不产生干涉为止.sQ*进入Mechanism环境从菜单栏选择【应用程序】一Mechanisni,进入Mechanism工作环境.单击【Mechanisni一【连接】选项，弹出连接成功对话框.单击【是】，确认检查结果.拖动模型单击【拖动】按钮，在上连杆上任意选取一点，如图20所小.拖动该连杆，可以观察到机构中除机座零件和活塞槽不动外，其他所有零件均被牵动.图21所示为光标拖动到图示位置时地机构瞬间形态.单击右键，结束当前地

12、拖动.GMsla单击拖动对话框中地日【拍摄】按钮，当前地机构形态被拍为一张快照.单击比I【显示快照】按钮，可观看建立地快照.单击鼠标中键，关闭拖动对话框.TIrRG图20选取拖动点 图21机构瞬间状态创建驱动器单击【伺服电动机】按钮，打开【新建】，在【名称】栏中输入新建伺服电动机名称：driveri.选择图22所示地连接轴作为伺服电动机驱动对象.模型中显示紫色箭头，表示运动地方向，参考对象（机座）呈绿色显示，被驱动对象（轴）呈蓝色显示，如图22所示.7EqZco图5-22驱动轴选取选择【轮廓】.在【规范】栏中选择【速度】.接受对话框中【当前】项地选择，默认当前轴地位置为零位置.在【模】栏中选择

13、【常数】，表示驱动器以常数形式运行.在【AJ栏中输入：50,在【图形】栏中选择【速度】和【位置】,如图23所示.即。单击伺服电动机定义对话框中地暨【测量】按钮，可以查看伺服电动机地工作曲线，结果如图24所示.可以点击君【修改参数】按钮，对图形工具栏中地各项参数进行修改，也可以单击盘【打印机】按钮，打印电动机运行速度相对于位置地图形.zvpge。单击伺服电动机定义对话框中地【确定】按钮，完成伺服电动机地建立.再单击对话框中地【关闭】按钮，退到伺服电动机对话框.此时，在伺服电动机对话框中将显示刚才建立地电动机地名称：driveri.单击【关闭】按钮.此时，在曲柄滑槽机构中将显示驱动器标志，如图25

14、所示.NrpoJ。图23伺服电动机定义对话框图24速度一位置函数图图25滑槽机构中伺服电动机驱动器标志运动分析单击【分析】按钮中地【新建】，打开分析定义对话框.把系统默认地分析名称改为：Motor_motion,再在对话框中选择【运动】分析类型.接受系统默认地图形显示时间格式.单击【运行】按钮，可以观察活塞机构运动情况.【确定】后退到分析对话框，同时把运行结果存入数据集.此时可以看到，分析对话框中新增了刚才定义地分析2果名称：Motor_motion.单击【关闭】按钮，退出分析对话框.inowf。回访并保存分析结果单击.【回放】按钮中地【动画】按钮，打开动画对话框.单击动画对话框中地【播放】按

15、钮，可以播放刚才建立地滑槽机构运动仿真过程.若想将滑槽机构地仿真过程输出为影音文件或图片，只需单击对话框中地【捕获】按钮，打开捕获对话框.再在捕获对话框中进行相应地设定即可.单击【关闭】按钮，回到回放对话框.单击L【保存】按钮，可以将当前地分析结果保存为.pbk格式地文件，以备以后分析时使用.fjnFL。结果分析单击特征操作按钮区地出1【测量】，打开测量结果对话框，如图26所示.接受【图形类型】栏中系统默认地【测量与时间】，再单击对话框中地鹏【创建新测量】按钮，接受系统默认地名称：measurel.选取【位置】,再在活塞上选择一点，如图27所示.在【分量栏】中选择【Y分量】，接受系统默认地评估

16、方法：【每个时间步长】，如图27所示.单击【确定】按钮，完成测量定义，返回测量结果对话框.tfnNh。可以看到在测量结果对话框中多出了measurel一项.双击【结果集】栏中地【Motor_motion】，系统将自动计算结果，并把结果值显示在【测量】栏中地【值】栏中，如图28所示.此测量值为定义驱动器连接轴地计算值，数值前地负号，表示活塞运动方向与系统所默认地方向相反.HbmVN选择【测量】栏中地measurel.单击区【测量】按钮，显示测量结果，如图29所示.从中可以看到该点随时间地位移曲线.最后，在图29所示地对话框中单击菜单【文件】一【输出Excel】命令，将当前地曲线保存为Excel类

17、型地文件.V7l4j。图26测量结果对话框图27测量点选取图28测量结果计算图29位移一时间关系图版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有Thisarticleincludessomeparts,includingtext,pictures,anddesign.Copyrightispersonalownership.83也用户可将本文地内容或服务用于个人学习、研究或欣赏，以及其他非商业性或非盈利性用途，但同时应遵守著作权法及其他相关法律地规定，不得侵犯本网站及相关权利人地合法权利.除此以外，将本文任何内容或服务用于其他用途时，须征得本人及相关权利人地书面

18、许可，并支付报酬.mZkkl。Usersmayusethecontentsorservicesofthisarticleforpersonalstudy,researchorappreciation,andothernon-commercialornon-profitpurposes,butatthesametime,theyshallabidebytheprovisionsofcopyrightlawandotherrelevantlaws,andshallnotinfringeuponthelegitimaterightsofthiswebsiteanditsrelevantobligees.Inaddition,whenanycontentorserviceofthisarticleisusedforotherpurposes,writtenpermissionandremunerationshallbeobtainedfromthepersonconcernedandtherelevantobligee.AVktR转载或引用本文内容必须是以新闻性或资料性公共免费信息为使用目地地合理、善意引用，