基于proe實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的仿真和分析.doc

攀枝花學(xué)院?？飘厴I(yè)論文（設(shè)計(jì)）摘要I摘要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是基基于于pro/e實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)發(fā)發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)的的仿仿真真和和分分析析，其中最主要部分當(dāng)然是軟件Pro/ENGINEER的造型和裝配應(yīng)用。隨著社會(huì)的需要和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)愈來(lái)愈激烈，CAD技術(shù)的廣泛應(yīng)用，給傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)行業(yè)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)帶來(lái)深刻的變化?？萍妓降牟粩喟l(fā)展，也使社會(huì)生產(chǎn)力得到了空前的進(jìn)步對(duì)社會(huì)進(jìn)步發(fā)揮著巨大的推進(jìn)作用。本設(shè)計(jì)從實(shí)際出發(fā)，系統(tǒng)地介紹了基于PRO/E的基礎(chǔ)應(yīng)用，功能指令應(yīng)用。通過(guò)詳細(xì)的過(guò)程說(shuō)明及大量的圖片說(shuō)明，在編寫方式上強(qiáng)調(diào)通俗易懂，由淺入深，并力求全面，系統(tǒng)和重點(diǎn)突出。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我清楚明白地了解PRO/E的產(chǎn)品設(shè)計(jì)功能和過(guò)程。由于論文編寫順序是按實(shí)際工作中進(jìn)行，先從Pro/ENGINEER軟件的介紹再進(jìn)行零件設(shè)計(jì)相關(guān)工作。通過(guò)緒論我們可以了解到PRO/E在社會(huì)生產(chǎn)行業(yè)中的發(fā)展?fàn)顩r及其重要性，從中我們從一個(gè)新的角度了解生產(chǎn)的需要和未來(lái)的發(fā)展方向，讓我們跟上生產(chǎn)的步履，也提醒我們要做到老學(xué)到老以及這次論文的目的和方向。因本人水平有限，設(shè)計(jì)中難免存在缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)活塞，運(yùn)動(dòng)仿真，合理性，可靠性。攀枝花學(xué)院?？飘厴I(yè)論文（設(shè)計(jì)）摘要IIABSTRACTThegraduationprojectisbasedonpro/etoachievetheenginessimulationandanalysis,whichofcourseispartofthesoftwarePro/ENGINEERmodelingandassemblyapplications.Astheneedsofsocietyandscienceandtechnologyofrapiddevelopment,moreandmoreintensecompetitioninproduct,peoplewhostudythegrowingproductdesign,whilethosewhoreallymasterthetechnologytheminority.ExtensiveuseofCADtechnologytothetraditionalproductdesignindustry,productmix,Industrialstructurebroughtaboutprofoundchanges.thecontinuousdevelopmentofscientificandtechnologicallevel,butalsothesocialproductiveforcesoftheunprecedentedprogressonsocialprogressplayingaroleinpushingforward.Thisdesignfromreality,thesystemintroducedonPRO/Ebasedapplications,featuresinstructionapplication.Throughthedetailedprocessdescriptionsandnumerousphotographsshowthatstressinthepreparationofeasytounderstandway,implementedprogressivelyandseeksacomprehensive,systematicandfocused.GraduationbythisletmeclearunderstandingofthePRO/Eproductdesignfeaturesandprocesses.Asthepaperpreparedbytheorderoftheactualworkcarriedout,startingwithPro/ENGINEERsoftwareintroducesfurtherpartdesignrelatedwork.WecanlearnthroughtheintroductionPRO/Einthesocialproductionindustryanditsimportanceinthedevelopment,fromwhichwelearnfromanewperspectiveofproductionneedsandfuturedirection,wewalkedtokeepupproduction,butalsoremindusTobetoooldtolearn,andthepapersofpurposeanddirection.Becauseofmylimitedability,designflawsanderrorsinevitable,askyoutocriticizetheteachercorrection.Keywordsenginepiston,motionemulate,rationality,dependability。攀枝花學(xué)院?？飘厴I(yè)論文（設(shè)計(jì)）摘要III目錄摘要.IABSTRACT.II1緒論.11.1課題研究的背景及意義.11.2國(guó)內(nèi)外研究水平及發(fā)展趨勢(shì).21.2.1原理方案設(shè)計(jì)技術(shù).21.2.2概念設(shè)計(jì)建模技術(shù).21.2.3草圖重建技術(shù).21.3課題內(nèi)容.32發(fā)動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)介.42.1發(fā)動(dòng)機(jī)基本構(gòu)造.42.1.1曲柄連桿機(jī)構(gòu).52.2發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理.62.2.1四沖程汽油機(jī)的工作原理.62.2.2四沖程柴油機(jī)的工作原理.73PROE軟件簡(jiǎn)介.83.1PRO/E的主要模塊.83.2PRO/E的特點(diǎn).84發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的運(yùn)動(dòng)仿真.104.1繪制發(fā)動(dòng)機(jī)組件.104.1.1設(shè)置工作目錄.104.1.2繪制曲軸.104.1.3繪制連桿.134.1.5繪制發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)座.144.1.6繪制活塞.204.1.7繪制活塞銷.214.1.8繪制汽缸蓋部分.224.2裝配連接.244.2.1建立發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)座放置圖.244.2.2建立曲柄與發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)座的連接.254.2.3建立曲柄與曲軸的連接.274.2.4建立曲軸與活塞的連接.28攀枝花學(xué)院?？飘厴I(yè)論文（設(shè)計(jì)）摘要IV4.2.6裝配汽缸蓋.294.3定義伺服電機(jī).304.4定義運(yùn)動(dòng)和分析.304.5動(dòng)畫的輸出.325結(jié)論與展望.335.1結(jié)論.335.2展望.33參考文獻(xiàn).34致謝.35攀枝花學(xué)院?？飘厴I(yè)論文（設(shè)計(jì)）1緒論11緒論1.1課題研究的背景及意義利用計(jì)算機(jī)及其圖形設(shè)備幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)工作和產(chǎn)品的生產(chǎn),簡(jiǎn)稱CAD/CAM。在工程和產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)可以幫助設(shè)計(jì)人員擔(dān)負(fù)計(jì)算、信息存儲(chǔ)和制圖等項(xiàng)工作。在設(shè)計(jì)中通常要用計(jì)算機(jī)對(duì)不同方案進(jìn)行大量的計(jì)算、分析和比較，以決定最優(yōu)方案；各種設(shè)計(jì)信息，不論是數(shù)字的、文字的或圖形的，都能存放在計(jì)算機(jī)的內(nèi)存或外存里，并能快速地檢索；設(shè)計(jì)人員通常用草圖開始設(shè)計(jì)，將草圖變?yōu)楣ぷ鲌D的繁重工作可以交給計(jì)算機(jī)完成；由計(jì)算機(jī)自動(dòng)產(chǎn)生的設(shè)計(jì)結(jié)果，可以快速做出圖形并顯示出來(lái)，使設(shè)計(jì)人員及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)做出判斷和修改；利用計(jì)算機(jī)可以對(duì)圖形的編輯操作。Cad的出現(xiàn)縮短設(shè)計(jì)周期和提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率。一個(gè)功能完善的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，不僅需要產(chǎn)品設(shè)計(jì)尺寸準(zhǔn)確，還需要設(shè)計(jì)合理，以保證生產(chǎn)出的零件在正常工作運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉，使用安全可靠?，F(xiàn)代仿真三維設(shè)計(jì)技術(shù)可以直接應(yīng)用已建立的幾何模型，進(jìn)行二維和三維的機(jī)械系統(tǒng)的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的分析，可分析機(jī)構(gòu)最小距離，反作用力，圖解合成位移，速度和加速度，繪制軌跡包絡(luò)等。如果說(shuō)裝配仿真技術(shù)能夠從靜態(tài)的角度保證設(shè)計(jì)尺寸的正確性，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真則從運(yùn)動(dòng)的角度保證了設(shè)計(jì)的合理性和可靠性。Pro/E的機(jī)構(gòu)能方便地在Pro/E環(huán)境中，對(duì)任何實(shí)際的二維或三維機(jī)構(gòu)進(jìn)行較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析并結(jié)合Pro/EMechanic的motion模塊對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真。同時(shí)，可通過(guò)設(shè)計(jì)中斷將運(yùn)動(dòng)分析結(jié)果導(dǎo)入到Pro/EMechanic的structure當(dāng)中，對(duì)運(yùn)動(dòng)的各個(gè)部件進(jìn)行靜力分析，得出部件在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不同位置的應(yīng)力和應(yīng)變值。機(jī)構(gòu)是在Assembly模式中，專門處理組建的房子功能塊，它的一些定義能直接調(diào)入到Pro/E得motion之中。Pro/Mechanic的motion具有以下功能：（1）校驗(yàn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的正確性，對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行仿真，計(jì)算機(jī)構(gòu)任意時(shí)刻的位置、速度、加速度；（2）通過(guò)運(yùn)動(dòng)分析可以得出裝配的最佳配置；（3）根據(jù)給出的力決定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及反作用力，（4）根據(jù)運(yùn)動(dòng)反求所需的力；(5)求出鉸接點(diǎn)的力和軸承力；（6）通過(guò)尺寸變量對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化；（7）干涉檢查等。攀枝花學(xué)院專科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）1緒論21.2國(guó)內(nèi)外研究水平及發(fā)展趨勢(shì)在工程領(lǐng)域，設(shè)計(jì)后期的詳細(xì)設(shè)計(jì)階段和裝配設(shè)計(jì)階段的CAD技術(shù)已相當(dāng)成熟。而對(duì)于概念設(shè)計(jì)，一般認(rèn)為它包括產(chǎn)品早期設(shè)計(jì)階段的草圖設(shè)計(jì)、構(gòu)思設(shè)計(jì)、初步的參數(shù)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等內(nèi)容。因而，CAD研究往往已詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程中的CAD技術(shù)為基礎(chǔ)，將其中的建模技術(shù)、真實(shí)感顯示技術(shù)等針對(duì)概念進(jìn)行改進(jìn)，從而建立一套面向CACD的理論技術(shù)。1.2.1原理方案設(shè)計(jì)技術(shù)原理方案設(shè)計(jì)是概念設(shè)計(jì)過(guò)程的第一步，原理方案的創(chuàng)新是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新的關(guān)鍵。當(dāng)前，計(jì)算機(jī)輔助原理方案設(shè)計(jì)的研究主要體現(xiàn)在基于設(shè)計(jì)原理的目錄方案和基于知識(shí)的原理方案設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)等方案于技術(shù)。1.2.2概念設(shè)計(jì)建模技術(shù)它是CACD的核心技術(shù)。許多學(xué)者從工程設(shè)計(jì)方法學(xué)中概念設(shè)計(jì)的定位出發(fā)，提出層次概念模型、基于廣義特征的概念模型、工程設(shè)計(jì)概念模型、基于功率建圖的概念設(shè)計(jì)等概念設(shè)計(jì)方法與技術(shù)。另外，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)學(xué)的角度看，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程可視為一個(gè)特征的演化過(guò)程，概念設(shè)計(jì)過(guò)程亦然。許多學(xué)者將他們?cè)诋a(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)等方面的研究成果加以拓展，應(yīng)用在概念設(shè)計(jì)過(guò)程中，提出以支持變量特征和概念設(shè)計(jì)為標(biāo)志的個(gè)類產(chǎn)品模型、基于變動(dòng)特征的模型、信息基因模型、生成特征設(shè)計(jì)模型等建模方法。這些模型中的特征概念在繼承原有特征的性質(zhì)和屬性操作的基礎(chǔ)上增加了語(yǔ)意性，變動(dòng)性，置換性和遺傳性等新特點(diǎn)，以適應(yīng)概念設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)象的抽象性、模糊性和繼承性。它們支持的設(shè)計(jì)模式更加產(chǎn)品的實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程，在一定程度上體現(xiàn)了概念設(shè)計(jì)中的特征演化過(guò)程。1.2.3草圖重建技術(shù)它是將概念設(shè)計(jì)師的二維和三維設(shè)計(jì)草圖進(jìn)行三維建模的關(guān)鍵技術(shù)，也是用來(lái)彌補(bǔ)傳統(tǒng)CAD系統(tǒng)與概念設(shè)計(jì)之間鴻溝的一種有效手段。目前，草圖重建技術(shù)發(fā)展的相對(duì)比較成熟，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)建立了一些產(chǎn)品概念快速形成的系統(tǒng)以及基于草圖的CAD系統(tǒng)。現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)模式的發(fā)展方向，當(dāng)前，工業(yè)產(chǎn)品由傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品向機(jī)電一體化產(chǎn)品、電子產(chǎn)品方向發(fā)展。市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，消費(fèi)觀念不斷變化，一個(gè)產(chǎn)品的功能已不再是消費(fèi)者購(gòu)買的的主要因素了。產(chǎn)品的創(chuàng)新性、外觀造型、宜人性等因素愈來(lái)愈受到重視，在競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)著突出的地位。同時(shí)，隨著以信息技術(shù)為主導(dǎo)的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展。傳統(tǒng)的制造業(yè)正在發(fā)生著極其深刻的重大轉(zhuǎn)變，各種新的制造模式應(yīng)運(yùn)而生。再設(shè)計(jì)模式上，并行設(shè)計(jì)、協(xié)同設(shè)計(jì)、智能設(shè)計(jì)、虛擬設(shè)計(jì)、敏捷設(shè)計(jì)、全生命周期設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)方法代表了現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)模式攀枝花學(xué)院?？飘厴I(yè)論文（設(shè)計(jì)）1緒論3的發(fā)展方向。隨著技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品設(shè)計(jì)模式必然朝著數(shù)字化，集成化，網(wǎng)絡(luò)化和智能化得方向發(fā)展，未來(lái)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)必然是一人機(jī)為核心的人機(jī)一體化智能集成系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)現(xiàn)在待解決的關(guān)鍵技術(shù)是基礎(chǔ)理論的研究主要是立足于現(xiàn)代產(chǎn)品的發(fā)展方向，從設(shè)計(jì)對(duì)象自身出發(fā)，用類似的方法和精確的方法對(duì)概念設(shè)計(jì)過(guò)程及設(shè)計(jì)方法進(jìn)行研究，使得CAD/M系統(tǒng)更符合設(shè)計(jì)方法。設(shè)計(jì)創(chuàng)新技術(shù)研究主要是研究概念設(shè)計(jì)過(guò)程以及過(guò)程中需要遵行的原則和規(guī)范，探討各類設(shè)計(jì)創(chuàng)新技法，研究概念設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新技術(shù)。建模技術(shù)研究主要是從概念設(shè)計(jì)的方法性和過(guò)程性出發(fā)，研究面向概念設(shè)計(jì)的產(chǎn)品模型和過(guò)程模型的建立方法，研究面向產(chǎn)品級(jí)和全生命周期的概念設(shè)計(jì)建模技術(shù)。人機(jī)交互技術(shù)研究主要是在傳統(tǒng)的人機(jī)交互手段基礎(chǔ)上，研究虛擬現(xiàn)實(shí)和多媒體新興技術(shù)下的人機(jī)交互技術(shù)。并行和協(xié)同技術(shù)研究住要是研究概念設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮制造、成本等其他因素的并行設(shè)計(jì)技術(shù)，研究概念設(shè)計(jì)中不同或相同領(lǐng)域的設(shè)計(jì)師之間的協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)。智能技術(shù)研究主要是研究概念設(shè)計(jì)過(guò)程中智能支持技術(shù)，研究概念設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)過(guò)程中的智能支持技術(shù)。從產(chǎn)品設(shè)計(jì)的角度看，隨著CAD，人工智能，多媒體，虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，對(duì)概念設(shè)計(jì)過(guò)程必然有更深的認(rèn)識(shí)，對(duì)概念設(shè)計(jì)的模擬必將達(dá)到新的境界。CAD/M將朝著更加自然的人機(jī)交互方式，更加有效的設(shè)計(jì)方向發(fā)展。概念設(shè)計(jì)的方案也更加富有創(chuàng)新性。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)是一個(gè)人機(jī)一體化的智能集成系統(tǒng)。從整個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造的發(fā)展趨勢(shì)看，概念設(shè)計(jì)作為產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中的重要組成部分，必然與其發(fā)展趨勢(shì)一致。因此，概念設(shè)計(jì)與其他設(shè)計(jì)過(guò)程最終必將建立統(tǒng)一的產(chǎn)品設(shè)計(jì)支持模型。在這一模型的支持下，產(chǎn)品設(shè)計(jì)是一種并行的、協(xié)同的、面向全生命周期的設(shè)計(jì)模式。概念設(shè)計(jì)的結(jié)果能夠直接進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)，概念設(shè)計(jì)師能簡(jiǎn)潔有效的對(duì)詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程中的方案進(jìn)行概念層次上的修改。1.3課題內(nèi)容本課題是利用Pro/e軟件的仿真功能對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行動(dòng)畫模擬，并對(duì)活塞、連桿、汽缸壁進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)分析及計(jì)算，以確定設(shè)計(jì)的合理性，可行性，最終完成設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)具體研究方法及主要內(nèi)容是使用PROE軟件仿照汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，繪制出發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸、連桿、活塞及其他零部件實(shí)體圖。繪制好發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)構(gòu)件后，進(jìn)入機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)擴(kuò)展，然后對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行模擬仿真校驗(yàn)，包括仿真顯示、運(yùn)動(dòng)干涉檢測(cè)、運(yùn)動(dòng)軌跡、速度及加速度的檢測(cè)。攀枝花學(xué)院?？飘厴I(yè)論文（設(shè)計(jì)）2發(fā)動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)介42發(fā)動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)介2.1發(fā)動(dòng)機(jī)基本構(gòu)造發(fā)動(dòng)機(jī)是將某一種型式的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的機(jī)器，其作用是將液體或氣體燃燒的化學(xué)能通過(guò)燃燒后轉(zhuǎn)化為熱能，再把熱能通過(guò)膨脹轉(zhuǎn)化為機(jī)