某型渦軸航空發(fā)動機試車臺架畢業(yè)論文.doc

畢業(yè)設(shè)計題 目某型渦軸航空發(fā)動機試車臺架設(shè)計某型渦軸航空發(fā)動機試車臺架設(shè)計摘 要本課題以某型號航空發(fā)動機為載體，為了適應現(xiàn)代航空發(fā)動機的不斷轉(zhuǎn)型、不斷需要更加先進的方法和設(shè)備來檢測和校驗航空發(fā)動機的相關(guān)性能而設(shè)計出與其相匹配的試車臺架。在航空發(fā)動機無論是批準出廠還是性能檢測和維修中，試車臺架參與了所有這一切的試驗過程，為保證和提高發(fā)動機性能做出了卓越的貢獻。要求掌握航空發(fā)動機的工作原理，學習機械振動、力學等方面的知識，結(jié)合已學機械設(shè)計、機械原理等方面的知識，確定合理的設(shè)計方案，利用計算機輔助繪圖軟件(PRO/E、UG、AUTO CAD)對試車臺架各組成部分進行建模、裝配及仿真，并繪制二維平面圖形。建模過程嚴格遵循機械設(shè)計的基本原來和方法，做到結(jié)構(gòu)合理、達到預定設(shè)計要求、便于加工、結(jié)構(gòu)簡單并盡量的標準話；通過三維軟件的虛擬裝配檢察干涉和整體的合理性；通過機構(gòu)仿真檢驗是否滿足預期的運動。通過認真的學習和討論，設(shè)計出了滿足預定要求的機械產(chǎn)品。關(guān)鍵字：航空發(fā)動機，試車臺架，機械設(shè)計 A Design for Certain Type Turbo-shaft Aviation Engine Test Facility AbstractThis topic with some model number aviation motor for carry a body, for the sake of orientation modern aviation motor of continuously transformation, continuously need more advanced method and equipments to examine the run-in set that checks the related function of aviation motor but designs to mutually match with it with school.Regardless grant an a factory still a function examination and maintain in the aviation motor in, test the car set the on trial process that participated in all all theses, for promise and raised motor function to do to outstandingly contribute.The work principle that requests to control an aviation motor studies the knowledge of machine vibration, and mechanics.etc., combining the knowledge of learning the machine design, and machine principle.etc. makes sure a reasonable design project already, make use of the calculator assistance painting software(PRO|E, UG and AUTO CAD) to run-in set Be each to constitute part to carry on a model, assemble and imitate really, and draw two-dimensional flat surface sketch.The model process strictly follows a machine design of basic originally and method, attain structure reasonable, attain to schedule to design to request, easy to process, structure in brief combine as far as possible standard words;Pass the virtual assemble of 3D software check Cha interference and whole rationality;Imitate if the true examination satisfies anticipant sport through an organization.Pass earnest study and discussion, designed to satisfy to schedule to request of machine product.Key Words : Aviation motor, run-in set, the machine designs目 錄摘要Abstract第一章 引 言11.1 航空發(fā)動機試車臺架概況11.2 論文的主要內(nèi)容15第二章 試車臺架方案設(shè)計202.1設(shè)計要求102.2 確定方案152.3確定設(shè)計方法102.4具體實施的步驟15第三章 航空發(fā)動機試車臺架結(jié)構(gòu)設(shè)計203.1 航空發(fā)動機試車臺架前安裝節(jié)部分設(shè)計103.2 航空發(fā)動機試車臺架后安裝節(jié)部分設(shè)計153.3 航空發(fā)動機試車臺架進氣裝置部分設(shè)計153.4 航空發(fā)動機試車臺架前、后安裝板凳部分設(shè)計153.5 航空發(fā)動機試車臺架與測功器連接部分設(shè)計153.6航空發(fā)動機試車臺架總體安裝部分設(shè)計153.7 航空發(fā)動機試車臺架前安裝節(jié)部分螺栓強度校核10第四章 航空發(fā)動機試車臺架結(jié)構(gòu)建模及運動仿真204.1 PROE 5.0軟件簡介104.2 PROE 5.0軟件基本建模環(huán)境154.3 基于PROE 5.0航空發(fā)動機試車臺架建模154.3 基于PROE 5.0航空發(fā)動機試車臺架裝配154.4 基于PROE 5.0航空發(fā)動機試車臺架運動仿真15第五章 總結(jié)與展望XX參考文獻XX致謝XX附錄XX第一章 引言1.1 航空發(fā)動機試車臺架概況航空發(fā)動機試車臺架就是用來對發(fā)動機性能進行測試衡量檢修的支撐部件，臺架設(shè)計的合理與否關(guān)系到發(fā)動機測試能否正確的反映出其實際的性能，它作為發(fā)動機測試系統(tǒng)的一員擔負著巨大的使命。雖說是給航空發(fā)動機作為試車臺架用，實質(zhì)上就是純粹的機械結(jié)構(gòu)等內(nèi)容的設(shè)計，畢竟它不需要上天，也沒必要刻意的減輕它重量和采用優(yōu)質(zhì)的材料。目前為止只要是存在航空發(fā)動機生產(chǎn)試車、檢測、維修等場所，無例外的會出現(xiàn)它的身影。臺架的合理與否關(guān)系到發(fā)動機測試能否正常的反映出其實際的性能，它作為發(fā)動機測試系統(tǒng)的一員擔負著巨大的使命。國內(nèi)情況：目前我國的發(fā)動機設(shè)車臺架的配備部隊情況極為罕見，僅各大研究機構(gòu)和發(fā)動機生產(chǎn)檢修工廠里配備，而且數(shù)量少的可憐，一方面反映了我國自主研發(fā)的航空發(fā)動機數(shù)量少，另一方面也反映了發(fā)動機試車臺架所組成的設(shè)備的復雜性和經(jīng)濟費用高昂。據(jù)考察，目前軍工廠中使用的試車臺架極少有創(chuàng)新和滿足現(xiàn)在機型發(fā)展的需要，老一輩的設(shè)計者設(shè)計的臺架現(xiàn)在仍然在繼續(xù)的使用。國外情況：據(jù)了解，（以美國為例）現(xiàn)在已經(jīng)配備到了旅一級，這也就是說，其旅一級的部隊就已經(jīng)具備了航空發(fā)動機的試車檢測及維修的技術(shù)及其設(shè)備。這對真正的實戰(zhàn)提高部隊二次戰(zhàn)斗力有了可靠的保障。目前最好的測功機是德國生產(chǎn)的水力測功機，其中很大的一部分是水力循環(huán)系統(tǒng)。我國也大量的進口以滿足試車的需要，但是美國已經(jīng)出現(xiàn)了性能更加完備的空氣測功機，它的出現(xiàn)使得試車的體積和結(jié)構(gòu)上大大的減小，也提高了試車的可靠及安全性；并且已經(jīng)配備到可移動的試車臺架上，使得可移動的試車平臺更加的靈活和接近真實的航空發(fā)動機工作的環(huán)境。而現(xiàn)階段我們對發(fā)動機臺架的研究和設(shè)計甚少，為了更好的測試發(fā)動機而設(shè)計。航空發(fā)動機試車臺架設(shè)計和其他機械設(shè)計一樣，也遵循著機械設(shè)計的一般步驟，但是它的環(huán)境苛刻要求較高。為此能夠更好的深刻學習機械設(shè)計及其優(yōu)化設(shè)計理論。常州藍翔機械是我國少有的幾個中航工業(yè)集團下屬的軍工企業(yè)，為我國的航空事業(yè)在航空發(fā)動機生產(chǎn)、試車、研發(fā)等方面做出了重要的貢獻。此次之行，主要的任務之一就是實際的參觀其發(fā)動機試車臺架的具體結(jié)構(gòu)，對前期的準備的內(nèi)容有了實際的概念，之前和公司的一位師傅探討的東西（比如：航空發(fā)動機前后安裝節(jié)的結(jié)構(gòu)），因為從未見過所以怎么講都不明白是什么樣的原理和結(jié)構(gòu)，看過實體才能更好的消化和吸收。臺架部分的還不夠，畢竟這是為航空發(fā)動機服務的，所以我們又參觀了某型號渦軸航空發(fā)動機，這也是我第一次見到真正的渦軸發(fā)動機。1.2 論文的主要內(nèi)容航空發(fā)動機試車臺架的設(shè)計是一個并非單一系統(tǒng)的機械設(shè)計，它要綜合考慮到很多的情況（自我感覺最深刻的是航空發(fā)動機的排氣管位置及大小所占據(jù)的空間對設(shè)計有很大的影響，一開始自己就沒能注意到這部分的情況，導致走了很多彎路。）及各個系統(tǒng)配合的問題。這就需要設(shè)計者能夠把握很多的信息及解決的方案。第一章主要介紹了航空發(fā)動機試車臺架的具體的功用及國內(nèi)外航空發(fā)動機試車臺架使用的情況的對比，突出航空發(fā)動機試車臺架存在的現(xiàn)實價值；第二章主要是為了能夠設(shè)計航空發(fā)動機試車臺架而進行的最初的了解及其對航空發(fā)動機試車臺架感性的認識；明確航空發(fā)動機試車臺架設(shè)計要求，根據(jù)提出的要求進行方案的設(shè)計及論證；說明航空發(fā)動機試車臺架設(shè)計擬定的設(shè)計方法及具體實施的步驟，明確方法及步驟可以更有效的完成預定的設(shè)計任務；第三章的詳細設(shè)計是航空發(fā)動機試車臺架設(shè)計部分的主體，花費的時間和資源也最多，也是體現(xiàn)機械設(shè)計水平及設(shè)計合理性的最好證明；對以上章節(jié)的校核，也是體現(xiàn)機械設(shè)計中很重要的必要步驟，是驗證設(shè)計的好壞的一個方面；第四章的航空發(fā)動機試車臺架結(jié)構(gòu)建模及仿真是用軟件的方式進行部件的虛擬裝配及仿真運動；在裝配過程中不斷地發(fā)現(xiàn)新的問題，比如：零部件間的干涉及空間位置不合理等等；在運動仿真過程中檢驗設(shè)計的可否實現(xiàn)功能和以直觀的方式來展示設(shè)計者的設(shè)計理念，以達到預期的效果;第五章是對航空發(fā)動機試車臺架發(fā)展進行了展望，同時對本文進行了總結(jié)。第二章 試車臺架方案設(shè)計前期準備2.1 設(shè)計要求發(fā)動機試車臺架主要是用來支撐發(fā)動機在靜置,特別是在上萬轉(zhuǎn)高速運轉(zhuǎn)時要能夠保證它的位置不發(fā)生變化或在一定的范圍內(nèi)的變化。在結(jié)構(gòu)設(shè)計時要考慮到發(fā)動機重量，高速運轉(zhuǎn)的震動以及轉(zhuǎn)動慣量對強度，剛度的要求。結(jié)合發(fā)動機實體，因為發(fā)動機機身復雜，要考慮到安裝節(jié)的高低不至于與其發(fā)生不必要的干涉。 在發(fā)動機安裝時，為了保證各個部件正確合理的安裝，確保發(fā)動機處于正確的安裝位置，前后安裝節(jié)要求在上下，左右方向上可以實現(xiàn)在一定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，此調(diào)節(jié)是在發(fā)動機安裝在安裝節(jié)上以后進行的細微調(diào)節(jié)，在考慮到發(fā)動機重量的前提下，要能夠保證發(fā)動機調(diào)節(jié)的快速準確性。而且，發(fā)動機測試環(huán)境惡劣，高溫，多油，高頻震動，要保證滑動導軌的清潔和除污功能，以此來設(shè)計滑動導軌和調(diào)節(jié)器的形式及尺寸大小。航空渦軸發(fā)動機前安裝節(jié)所要滿足的運動調(diào)試的問題如下：1.實現(xiàn)與后安裝節(jié)及進氣裝置左右微調(diào)調(diào)節(jié)位置的要求（這里設(shè)計左右移動余量25 MM）；2.實現(xiàn)與后安裝節(jié)及進氣裝置上下微調(diào)調(diào)節(jié)高度的要求（這里設(shè)計上下移動的余量為50MM）。 水力測功器是一種測試發(fā)動機功率的裝置，與發(fā)動機連接也就相當于對發(fā)動機施加了一定的負載。我們公司所購買的水力測功器的聯(lián)接法蘭是60均布的六孔法蘭而發(fā)動機功率輸出法蘭是120均布的三孔法蘭，這就要求在中間設(shè)計一個滿足功率扭矩輸出的彈性聯(lián)軸器及與其配套的安裝調(diào)節(jié)測量裝置。進氣裝置是為了發(fā)動機工作時為發(fā)動機提供空氣的進氣入口，它與一般的管道不同，表面的特殊形狀可以使得空氣無阻礙的流入而不產(chǎn)生渦流。在數(shù)據(jù)采集方面，它內(nèi)置空氣流量計，換算成進氣的體積以提供關(guān)鍵的技術(shù)指標的衡量數(shù)據(jù)。設(shè)計它的安裝座要達到這樣的一個功能：在發(fā)動機安裝時，它不妨礙裝配，發(fā)動機正確的安裝后，能根據(jù)發(fā)動機的位置細微的調(diào)節(jié)到與發(fā)動機相配合的正確位置。2.2 方案根據(jù)要求和使用性能，擬定的方案如下。圖2.1圖2.1是航空發(fā)動機拖掛車的總體設(shè)計方案。圖2.2根據(jù)圖2.1的總體設(shè)計方案設(shè)計發(fā)動機試車臺架的結(jié)構(gòu)。2.3 設(shè)計方法機械設(shè)計的基本要求和一般步驟：一. 機械設(shè)計的基本要求1.運動和動力性能的要求根據(jù)預定的使用要求確定機械的工作原理，并根據(jù)此選擇機構(gòu)類型和機械傳動方式，達到以合理的機構(gòu)組合來協(xié)調(diào)運動，實現(xiàn)預定運動。2.工作可靠性要求為了使機械在預定的工作期限內(nèi)可靠的工作，防止因零件失效而影響正常運行，零件應滿足下列要求:(1) 強度 強度是衡量零件抵抗破壞的能力，是保證零件工作能力的最基本要求。（2）剛度 剛度是衡量零件抵抗彈性變形的能力。（3）耐磨性 耐磨性是指零件抵抗磨損的能力。（4）耐熱性 耐熱性包括抗氧化、抗熱變形和抗蠕變的能力。（5）振動穩(wěn)定性 3.經(jīng)濟性要求經(jīng)濟性是用設(shè)計、制造和使用三個方面綜合指標來衡量的。4.勞動保護要求在設(shè)計機械時，必須考慮操作簡便、省力，力求改善使用條件和減輕勞動強度，同時應注意安全，加強保護。5.其他特殊要求二. 機械設(shè)計的一般步驟1.提出設(shè)計要求2.調(diào)研、分析、確定設(shè)計模型與方案3.結(jié)構(gòu)設(shè)計4.試驗分析5.使用與考核總體遵循先由上到下設(shè)計，后由下到上優(yōu)化修改的設(shè)計原則：研究機械設(shè)計的基本原理，設(shè)計零部件（盡可能的標準化）。通過理論分析（理論力學和材料力學的知識進行驗證計算）和仿真實驗（利用UG和PRO/E等軟件，在不同工況和載荷下零件的受力變形分析），優(yōu)化設(shè)計。參觀工廠與機加工工人探討工藝及實現(xiàn)的難易程度從而優(yōu)化設(shè)計，達到既實現(xiàn)功能又保證生產(chǎn)的經(jīng)濟合理性（去啟東啟測機械制造廠參觀學習，和一線工人進行交互）。將零件裝配完成后，實際工作情況下檢驗試車臺架（回公司進行發(fā)動機試車檢驗）。2.4 具體步驟具體步驟：步驟1:實際了解發(fā)動機的結(jié)構(gòu)及其工作原理,環(huán)境，進行考察和學習。步驟2:設(shè)計前安裝節(jié)所有部件。步驟3:設(shè)計后安裝節(jié)所有部件。步驟4:設(shè)計前后安裝節(jié)的安裝板凳。步驟5:設(shè)計與安裝凳相連接的底座。步驟6:裝配以上進行優(yōu)化修改。步驟7:根據(jù)進氣裝置的功用及尺寸設(shè)計進氣道安裝裝置及安裝板凳。步驟8:根據(jù)水力測功器的功用尺寸及與發(fā)動機連接設(shè)計其安裝裝置及安裝板凳。步驟9:根據(jù)發(fā)動機及水力測功機的位置及其輸出的功率來設(shè)計中間段的連接器（彈性聯(lián)軸器）。步驟10:裝配以上所以部件進行整體的優(yōu)化修改。步驟11: 校核計算驗證。步驟12: 運動部件進行運動仿真分析。第三章 航空發(fā)動機試車臺架結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1 航空發(fā)動機前安裝節(jié)部分設(shè)計航空發(fā)動機試車臺架前安裝節(jié)的設(shè)計是基于該型號渦軸航空發(fā)動機前安裝節(jié)的具體尺寸和考慮到發(fā)動機左右發(fā)的要求所設(shè)計的。首先前安裝節(jié)是支撐發(fā)動前部分重量及維持其動穩(wěn)定的基礎(chǔ)支撐部件，按照航空渦軸發(fā)動機的一種分類，航空渦軸發(fā)動機可以分為左、右發(fā)（從航空渦軸發(fā)動機的功率輸出軸往發(fā)動機進氣方向上看，航空渦軸發(fā)動機的排氣管的方位位于左、右來分為左、右發(fā)），為了達到安裝調(diào)試方便這里采取左右發(fā)相同設(shè)計并同時安裝在航空發(fā)動機試車臺架中的設(shè)計方案，這樣可以解決發(fā)動機左右發(fā)問題的同時，兼顧了航空渦軸發(fā)動機調(diào)換的問題，而且它的存在可以起到一定的減震的作用（發(fā)動機試車臺架的重量加大對吸震減震有很好的作用）。由于航空渦軸發(fā)動機安裝到發(fā)動機試車臺架上時，勢必會出現(xiàn)裝配的問題，而且航空渦軸發(fā)動機的輸出軸在輸出功率時要求有很好的對中及發(fā)動機體安裝位置度的要求，所以為了達到最佳的測試效果，這里除了發(fā)動機安裝節(jié)本身的自適應調(diào)節(jié)外，務必要設(shè)計一種可以滿足安裝時可以對發(fā)動機位置進行細微調(diào)節(jié)的運動裝置，可以做到上下、左右在一定范圍內(nèi)精確調(diào)節(jié)。3.1.1 航空渦軸發(fā)動機前安裝節(jié)所采取的運動調(diào)節(jié)形式：1. 左右調(diào)節(jié)采取螺紋帶動螺柱驅(qū)動主體在滑槽內(nèi)滑動的形式；2. 上下調(diào)節(jié)采取螺紋副直接驅(qū)動調(diào)節(jié)。采取以上調(diào)節(jié)的方法優(yōu)點：首先，螺紋調(diào)節(jié)是相對來說比較常見而且易于加工及操作的方式，再者與兩一套方案電動調(diào)節(jié)來說，結(jié)構(gòu)簡單，而且與臺架部分不是經(jīng)常的拆卸及調(diào)整，正符合此種調(diào)節(jié)方式。調(diào)節(jié)的難點：因為調(diào)節(jié)的對象是在航空渦軸發(fā)動機安裝后進行的細微調(diào)節(jié)，這樣就在一定的負載壓力的情況下進行調(diào)節(jié)，必須保證調(diào)節(jié)桿及螺紋可以承受的住此壓力進行細微的調(diào)節(jié)。底座采取滑槽的方式，優(yōu)點可以承受較大的力，但是同樣由于接觸面大，其摩擦力也相對較大，再者加工的要求也較高，必須保證足夠的配合，使得以上兩者取得較大的合理安排。為了達到精確調(diào)節(jié)的目的，這里螺母的螺紋采取特定的螺距，通過換算就可以知道在進行調(diào)節(jié)螺母時一圈所調(diào)節(jié)的距離。在配合校正卡具的配合下，不斷的校正調(diào)節(jié)，直到達到要求為止。3.1.2航空渦軸發(fā)動機前安裝節(jié)固定及安裝的方法；這里采用螺栓固定的方法聯(lián)接及固定前安裝節(jié)，由于要拆卸及調(diào)整，對螺栓的要求比較高（在參觀藍翔廠時發(fā)現(xiàn)一個細節(jié)問題，安裝節(jié)的螺母都已經(jīng)被擰的棱角都磨圓掉了，所以對我的啟發(fā)很大，相對來說如果是同一型號的航空渦軸發(fā)動機則不需要經(jīng)常的調(diào)節(jié)，但是如果換或者是拆卸則必須能經(jīng)受得?。Ｔ诓扇「邚姸炔牧系耐瑫r對調(diào)節(jié)桿還要求特殊處理，從而加強這部分的功用。臺架的其他部件的連接方式皆以螺紋連接，不僅可以使得部件的裝配有一定的調(diào)節(jié)余地，也減輕了安裝的復雜程度。3.1.5航空渦軸發(fā)動機前安裝節(jié)詳細設(shè)計； 3.2 航空發(fā)動機前安裝節(jié)部分設(shè)計第四章 航空發(fā)動機試車臺架結(jié)構(gòu)建模及運動仿真4.1 PROE軟件簡介Pro/Engineer 是美國PTC公司的產(chǎn)品，于1988年問世。10多年來，經(jīng)歷20余次的改版，已成為全世界及中國地區(qū)最普及的3D CAD/CAM系統(tǒng)的標準軟件，廣泛應用于電子、機械、模具、工業(yè)設(shè)計、汽車、航天、家電、玩具等行業(yè)。 Pro/E是全方位的3D產(chǎn)品開發(fā)軟件包，和相關(guān)軟件Pro/DESINGER（造型設(shè)計）、Pro/MECHANICA（功能仿真），集合了零件設(shè)計、產(chǎn)品裝配、模具開發(fā)、加工制造、鈑金件設(shè)計、鑄造件設(shè)計、工業(yè)設(shè)計、逆向工程、自動測量、機構(gòu)分析、有限元分析、產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫管理等功能，從而使用戶縮短了產(chǎn)品開發(fā)的時間并簡化了開發(fā)的流程；國際上有27000多企業(yè)采用了PRO/ENGINEER軟件系統(tǒng)，作為企業(yè)的標準軟件進行產(chǎn)品設(shè)計。 Pro/E獨樹一幟的軟件功能直接影響了我們工作中的設(shè)計、制造方法。與其他同類三維軟件（MDT、UG、CATIA等）相比，Proe/ENGINEER的不同之處在于以下幾點：（1）基于特征的（Feature-Based）Pro/ENGINEER是一個基于特征的（Feature-Based）實體模型建模工具，利用每次個別建構(gòu)區(qū)塊的方式構(gòu)建模型。設(shè)計者根據(jù)每個加工過程，在模型上構(gòu)建一個單獨特征。特征是最小的建構(gòu)區(qū)塊，若以簡單的特征建構(gòu)模型，在修改模型時，更有彈性。（2）關(guān)聯(lián)的（Associative）通過創(chuàng)建零件、裝配、繪圖等方式，可利用Proe/ENGINEER驗證模型。由于各功能模塊之間是相互關(guān)聯(lián)的，如果改變裝配中的某一零件，系統(tǒng)將會自動地在該裝配中的其他零件與繪圖上反映該變化。（3）參數(shù)化（Parametric）Pro/ENGINEER為一參數(shù)化系統(tǒng)，即特征之間存在相互關(guān)系，使得某一特征的修改會同時牽動其他特征的變更，以滿足設(shè)計者的要求。如果 某一特征參考到其他特征時，特征之間即產(chǎn)生父/子（parent/child）關(guān)系。（4）構(gòu)造曲面（surface）復雜曲面的生成主要有三種方法：1）由外部的點集，生成三維曲線，再利用Pro/E下surface的功能生成曲面。2）直接輸入由Pro/desinger（造型設(shè)計）產(chǎn)生的曲面。3）利用import（輸入）功能，以IGES、 SET、VDA、Neutral等格式，輸入由其他軟件或三維測量儀產(chǎn)生的曲面。（5）在裝配圖中構(gòu)建實體根據(jù)已建好的實體模型，在裝配（component）中，利用其特征（平面，曲面或軸線）為基準，直接構(gòu)建（Create）新的實體模型。這樣建立的模型便于裝配，在系統(tǒng)默認（default）狀態(tài)下，完成裝配。如圖2所示，電飯煲的內(nèi)鍋是在裝配圖中，以外鍋體的軸線為基準，完成設(shè)計。4.2 PROE 5.0軟件基本建模環(huán)境PROE5.0界面較有好，如圖4.21所示，是PROE5.0歡迎界面，在其歡迎界面可以隨時了解該產(chǎn)品的任何更新及一些應用的幫助，有問題當然也可以進行在線進行咨詢，其強大的功能，讓你只有想不到，沒有做不到，真正的讓設(shè)計者專注于產(chǎn)品設(shè)計。進入創(chuàng)建操作界面，如圖4.22所示，選擇操作的類型，這里分成很多的子模塊，如：草繪、零件、組件等等，這里我們常用的及是以上的三種，草繪是繪制草圖的專用模塊，相當于AUTO CAD的部分功能;零件模塊是主體如圖4.23所示，是我們機械產(chǎn)品進行設(shè)計的最直接最直觀的表現(xiàn)方式，在這里進行將二維的圖紙轉(zhuǎn)換成三維的部件進行深入的研究和優(yōu)化；組件模塊，將零件這種單一的零部件組裝起來形成能夠達到預定要求性能的機器，直觀的進行裝配優(yōu)化和干涉檢測，將設(shè)計的零件進行虛擬的組裝，進行優(yōu)化設(shè)計，發(fā)現(xiàn)問題進行返回式不斷的修改優(yōu)化直到滿足最優(yōu)化為止，這樣可以使得設(shè)計人員根據(jù)虛擬的裝配可以預見性的發(fā)現(xiàn)一些列的問題，從而進行排查故障，確保設(shè)計的正確及優(yōu)化性。如圖4.24、4.25、4.26所示，分別為PROE5.0的一些功能選項。 圖4.21 歡迎界面 圖4.22 進入創(chuàng)建操作界面 圖4.23 進入part環(huán)境 圖4.24 工具欄、菜單欄 圖4.25 模型數(shù) 圖4.26 基準創(chuàng)建4.3 基于PROE 5.0航空發(fā)動機試車臺架建模、前安裝節(jié)T型槽板三維建模1 根據(jù)底面T型槽板的設(shè)計尺寸，用【拉伸】命令，選擇任意基準面，構(gòu)造底面長方體，長280mm，寬180mm，高30mm，如圖3.25。2 利用【拉伸】命令，選擇中間平面作為拉伸平面，在繪制草圖時運用鏡像的方法鏡像另一草圖，選擇去除材料，完成T型槽，如圖3.26。3 再次使用【拉伸】命令，選擇中間平面作為拉伸平面，如圖3.27。4 用【孔】命令在上表面上作出d=19mm和d=13mm的孔，將上兩個孔作【組】命令，然后對組進行【陣列】，陣列長度方向陣列數(shù)3個陣列長度130mm，寬度方向陣列數(shù)2個陣列長度150mm，如圖3.33。5 用【孔】命令選擇上表面，選擇創(chuàng)建標準孔選項，選擇ISOM8x1.25拉伸深度15mm，如圖3.35。6 用【陣列】命令構(gòu)造其余的三個螺紋孔，然后進行編【組】進行【鏡像】操作，如圖3.36。7 用【圓角】命令將立方體四個棱邊倒R=2mm的圓角如圖3.39。 圖4.31齒輪拉伸 圖4.32 建立基準面1 圖4.33拉伸鍵 圖4.34 小齒輪軸的三維建模 圖4.35 齒輪拉伸 圖4.36 建立基準面1 圖4.37 拉伸鍵 、前安裝節(jié)滑導軌的三維建模進入part建模環(huán)境進行建模。1 用【拉伸】命令構(gòu)造帶有四個圓孔的長方形，一步到位，如圖4.38。2 再次利用【拉伸】命令，拉伸出三個滑槽，完成滑槽的成型，如圖4.39。3 利用【倒圓角】命令對長方形的四個拐角R=10的倒圓角，完成建模如圖4.310。 圖4.38 齒輪拉伸 圖4.39 建立基準面1 圖4.310 拉伸鍵 、軸的三維建模1 用【拉伸】命令，選擇任意基準平面，按照設(shè)計尺寸依次拉伸成型，如圖4.311。2 通過【拉伸】命令，用上表面作為草繪的平面，繪制草圖并用【切除】命令切出一個突臺（如圖4.312）。3 用【拉伸】命令修創(chuàng)建上平面的支撐平面，完成建模，如圖4.313。4 利用【孔】命令選擇ISOM10x1.25拉伸深度12mm。如圖4.3145 通過【鏡像】鏡像出對稱的另一螺紋孔，如圖4.315。6 通過【筋】命令來創(chuàng)建支撐筒的加強筋，如圖4.316。7 通過【陣列】中軸選項，90度陣列，結(jié)果如圖4.317。8 利用【鏡像】復制出另外兩個螺紋孔，結(jié)果如圖4.318。 圖4.311 齒輪拉伸 圖4.312 建立基準面1 圖4.313 齒輪拉伸 圖4.314 建立基準面1 圖4.315 拉伸鍵 圖4.316 小齒輪軸的三維建模 圖4.317 拉伸鍵 圖4.318 小齒輪軸的三維建模 圖4.319 齒輪拉伸 4.4 基于PROE 5.0航空發(fā)動機試車臺架裝配完成以上全部的零部件的建模后，運用PROE的裝配模塊進行虛擬裝配。裝配是將各種零件模型插入到裝配體文件中，利用零件的相應結(jié)構(gòu)來限制各個零件的相對位置，使構(gòu)成機構(gòu)的某部分，或者是一個完整的機構(gòu)或機器。PROE允許用戶在裝配體文件中插入數(shù)目眾多的零件進行組裝配合。4.4.1 前安裝節(jié)總體的裝配 首先組裝零件要先在組件的模塊下新建一個裝配文件，選擇為空，以便下面的裝配，進入一個空的裝配界面，選擇前安裝節(jié)中T型槽板作為安裝基體的零件，如圖4.4.1?！静迦搿棵钪械摹驹垦b配組件，選擇前安裝節(jié)滑導軌，選擇【放置】中的【匹配】將前安裝節(jié)滑導軌的底面與T型槽板上表面匹配，用兩個零件對應的平面分別用【對齊】【對齊】來進行定位，達到最后的完全約束。如圖4.4.2?！静迦搿棵钪械摹驹垦b配組件，選擇支撐筒作為插入的組件，具體定位同上，完成如圖4.4.3。【插入】命令中的【元件】裝配組件，選擇調(diào)節(jié)螺母作為插入組件，分別用【對齊】命令使得其中心線與支撐筒的中心線重合，用【匹配】命令使其底面與支撐筒的上表面配對，用【對齊】命令使得完全定位該組件。完成如圖4.4.4。【插入】命令中的【元件】裝配組件，選擇蓋板作為插入組件，分別用【對齊】命令使得其中心線與支撐筒上的安裝螺紋孔的中心線重合，用【匹配】命令使其底面與支撐筒的上表面配對，用【對齊】命令使得完全定位該組件。完成如圖4.4.5?！静迦搿棵钪械摹驹垦b配組件，選擇上下調(diào)節(jié)螺桿作為插入組件，分別用【對齊】命令使得其中心線與支撐筒中心線重合，用【對齊】中偏移命令使其底面與支撐筒的上表面相距100mm，用【對齊】命令面對面對齊使得完全定位該組件。完成如圖4.4.6?！静迦搿棵钪械摹驹垦b配組件，選擇安裝節(jié)板作為插入組件，分別用【對齊】命令使得其中心線與上下調(diào)節(jié)螺桿的中心線重合，用【匹配】命令使其孔內(nèi)底面與上下調(diào)節(jié)螺桿的上表面配對，用【對齊】命令面對面使得完全定位該組件。完成如圖4.4.7。在裝配的環(huán)境下對蓋板組件進行鏡像操作，完成如圖4.4.8?！静迦搿棵钪械摹驹垦b配組件，選擇M8作為插入組件，分別用【對齊】命令使得其中心線與支撐筒上的安裝螺紋孔的中心線重合，用【匹配】命令使其底面與上下蓋板的上表面配對，用【對齊】命令面對面使得完全定位該組件。并通過【陣列】命令完成其余三個螺栓的定位，如圖4.4.9?！静迦搿棵钪械摹驹垦b配組件，選擇銷作為插入組件，分別用【對齊】命令使得其中心線與上下調(diào)節(jié)螺桿上的定位孔的中心線重合，用【對齊】命令面對面使得完全定位該組件。如圖4.4.10。【插入】命令中的【元件】裝配組件，選擇T型槽螺栓，選擇【放置】中的【匹配】將其與T型槽板下表面匹配，用兩個零件對應的平面分別用【對齊】使得孔中心線相重合，【對齊】來進行定位，達到最后的完全約束。并通過【陣列】命令完成其余三個螺栓的定位，如圖4.4.11。【插入】命令中的【元件】裝配組件，選擇T型槽螺母作為插入組件，分別用【對齊】命令使得其中心線與T型槽滑塊中的孔的中心線重合，用【匹配】命令使其與T型槽滑塊上表面配對，用【對齊】命令面對面使得完全定位該組件。并通過【陣列】命令完成其余三個螺母的定位，如圖4.4.12。再次陣列，完成結(jié)果如圖4.4.13?！静迦搿棵钪械摹驹垦b配組件，選擇調(diào)節(jié)支座作為插入組件，分別用【對齊】命令使得其一個孔中心線與T型槽滑塊的一個螺紋孔對齊，用【匹配】命令使其與T型槽滑塊上表面配對，用【對齊】命令面對面使得完全定位該組件。并通過【陣列】命令完成另一個的定位，如圖4.4.13。【插入】命令中的【元件】裝配組件，選擇左右調(diào)節(jié)桿作為插入組件，分別用【對齊】命令使得其孔中心線與調(diào)節(jié)支座的螺紋孔對齊，用【配對】命令使其端面與滑槽側(cè)面配對，用【對齊】命令面對面使得完全定位該組件。并通過【陣列】命令完成另一個的定位，如圖4.4.14?！静迦搿棵钪械摹驹垦b配組件，選擇M8作為插入組件，分別用【對齊】命令使得其孔中心線與調(diào)節(jié)支座的安裝螺紋孔對齊，用【配對】命令使其端面與調(diào)節(jié)支座上面配對，用【對齊】命令面對面使得完全定位該組件。并通過【陣列】命令完成其余的定位，如圖4.4.15。全部完成如圖4.4.16 圖4.4.1 軸承的爆炸視圖 圖4.4.2 軸承的裝配體 圖4.4.3軸承的爆炸視圖 圖4.4.4 軸承的裝配體 圖4.4.5 軸承的爆炸視圖 圖4.4.6 軸承的裝配體 圖4.4.7軸承的爆炸視圖 圖4.4.8 軸承的裝配體 圖4.4.9 軸承的爆炸視圖 圖4.4.10 軸承的裝配體 圖4.4.11軸承的爆炸視圖 圖4.4.12 軸承的裝配體 圖4.4.13 軸承的爆炸視圖 圖4.4.144 軸承的裝配體 圖4.4.15 軸承的爆炸視圖 圖4.4.16 軸承的裝配體 圖4.4.17 軸承的爆炸視圖 圖4.4.18 軸承的裝配體 4.4.2干涉檢查裝配完成后，進行零部件之間的干涉檢查，以檢查裝配體有無干涉及干涉位置。步驟：（1）單擊裝配體工具欄上的【干涉檢查】。（2） 選擇需要干涉檢查的零部件。（3） 單擊【計算】，在結(jié)果中即會顯示干涉的位置及大小。（4） 存在干涉，使用零部件中的碰撞檢查，對干涉的位置進行調(diào)整，對干涉零件的尺寸或者位置進行調(diào)整，完后再進行（1）的步驟，直到干涉檢查結(jié)果顯示無即可。通過干涉檢查，發(fā)現(xiàn)減速器存在的干涉主要是螺紋干涉和齒輪干涉，螺紋干涉，螺紋是固定的，不參與減速器運動，螺紋干涉被忽略不計，齒輪干涉通過碰撞干涉旋轉(zhuǎn)齒輪的位置進行調(diào)整，直至消除齒輪干涉，如圖4.2.1。圖4.10 干涉檢查4.5 基于PROE 5.0航空發(fā)動機試車臺架運動仿真1) 首先在組件中裝配零部件，使得其具有一定的運動自由度，為下面的運動仿真打下基礎(chǔ)。在進行裝配之前應該充分的了解該裝配體的運動情況，分析哪些是主動，那些是從動，了解好運動的形式才能在裝配中選擇正確的裝配形式。該裝配與上面裝配基本相同，只不過不是將組件完全約束，而是根據(jù)其運動的方式及各部件之間的關(guān)系，選擇裝配的類型，做到不過分約束（否則運動不起來），也不缺少約束（會產(chǎn)生非理想的運動情形）。應該注意的是，在選擇基體時應該非常的小心，不然很可能使得運動產(chǎn)生意想不到的結(jié)果，只有以上的做的到位才可以進行下面的步驟。2) 【打開】以上準備好的前安裝節(jié)裝配體，進入如圖4.5.1界面，然后如圖4.5.2所示進入機構(gòu)模塊如圖4.5.3，下面就體驗一下軟件給我們帶來的強大的運動功能。3) 單擊伺服電機，如圖4.5.4，根據(jù)需要進行合理的設(shè)置參數(shù)。4) 單擊分析定義，跳出如圖4.5.5對話框，在這里可以調(diào)節(jié)我們運動速度的快慢以及畫面的質(zhì)量等等。單擊運行，即可以看到定義的運動，在伺服電機的帶動下運動起來，單擊確定。5) 單擊回放，對話框如圖4.5.6，在這里可以選擇已經(jīng)定義的所有運動形式，進行分別的查看動畫效果。選擇“播放當前結(jié)果集”彈出如圖4.5.6對話框，在這里可以反復進行觀看運行的效果。6) 【保存】即可輸出運動動畫。7) 將上面各個片段的動畫用“會聲會影”進行編輯合成等操作，即可以得到連貫的動畫。 圖4.5.1旋轉(zhuǎn)零部件界面 圖4.5.2 齒輪配合界面 圖4.5.3 旋轉(zhuǎn)零部件界面 圖4.5.4 齒輪配合界面 圖4.5.5 旋轉(zhuǎn)零部件界面 圖4.5.6 齒輪配合界面 圖4.5.7 旋轉(zhuǎn)零部件界面 第5章 總結(jié)與展望5.1 總結(jié)本文基于PROE 對航空渦軸發(fā)動機試車臺架進行虛擬設(shè)計，詳細概述了航空渦軸發(fā)動機試車臺架的設(shè)計、建模、裝配以及仿真的方法，通過本課題的研究獲得了以下結(jié)論:本文是在PROE軟件平臺上，對航空渦軸發(fā)動機試車臺架的三維模型設(shè)計以及運動模擬仿真，設(shè)計結(jié)果表明設(shè)計方案是可行的。完成航空渦軸發(fā)動機試車臺架的機械設(shè)計，對航空渦軸發(fā)動機試車臺架這個在航空領(lǐng)域廣泛應用的裝置有了重新的認知，了解了航空渦軸發(fā)動機試車臺架至關(guān)重要的作用。通過應用PROE軟件，完成了零件的建模，軟件本身強大的系統(tǒng)，免去不必要的重復設(shè)計，減輕了勞動強度，之后裝配減速器，通過干涉檢查，和仿真運動的檢驗，便于設(shè)計者糾正錯誤，為設(shè)計帶來了效率，具有極大的優(yōu)越性，直至最后觀察的到預設(shè)運動的動畫，證明了設(shè)計的可行性。5.2 展望1. 研究航空渦軸發(fā)動機試車臺架設(shè)計中重要部件的圖形模型，使之程序化。2.針對不斷改型的航空渦軸發(fā)動機建立主要零件模型，并最大限度的發(fā)揮既得的成果實現(xiàn)參數(shù)化繪圖。參 考 文 獻小三黑體，居中，段前空一行1） 專著（教材） 著錄格式： 序號 編著者. 書名M. 版本，出版地：出版者，出版年. 頁碼.例：1 劉謀佶, 呂志詠, 丘成昊, 等. 邊條翼與旋渦分離流M. 第2版，北京: 北京航空學院出版社, 1988. 2427.五號宋體，單倍行距。下同2 Isidori A. Nonlinear control systemsM. 2nd, New York: Springer Press, 1989. 3233.注：初版書不標注版本，頁碼是可選項。2） 期刊 著錄格式： 序號 作者. 題目J. 刊名，年，卷（期）：頁碼.例：1 傅惠民. 二項分布參數(shù)整體推斷方法J. 航空學報，2000，21（2）： 155158.2 Moustafa G H. Interaction of axisymmetric supersonic twin jetsJ. AIAA J, 1995, 33(5): 871875.注：外文期刊的刊名可用簡稱；請注意標注文章的年、卷、期、頁，不要遺漏。3） 學位論文 著錄格式：序號 作者. 題目D. 地點：單位，年.例：1 朱剛. 新型流體有限元法及葉輪機械正反混合問題D. 北京：清華大學，1996.2 Sun M. A study of helicopter rotor aerodynamics in ground effectD. Princeton: Princeton Univ, 1983.4） 論文集，會議錄 著錄格式：序號 主要責任者. 題名C. 出版地：出版者，出版年.例：1 辛希孟. 信息技術(shù)與信息服務國際研討會論文集：A集C. 北京：中國社會科學出版社，1994.2 北京空氣動力研究所. 第九屆高超聲速氣動力會議論文集C. 北京：北京空氣動力研究所，1997.5） 論文集中析出的文獻 著錄格式：序號 作者. 題目A. 見：主編. 論文集名C. 論文集名. 出版地：出版者，出版年：頁碼.例：1 陳永康，李素循，李玉林. 高超聲速流繞雙橢球的實驗研究A. 見：北京空氣動力研究所編. 第九屆高超聲速氣動力會議論文集C. 北京：北京空氣動力研究所，1997：914.2 Peng J, Luo X Z, Jin C J. The study about the dynamics of the approach glide-down path control of the carrier aircraftA. In: GONG Yao-nan ed. Proceedings of the Second Asian-Pacific Conference on Aerospace Technology and ScienceC. Beijing: Chinese Society of Aeronautics and Astronautics, 1997: 236241.注：會議文集的出版者可能不是正式的出版社；出版地指出版者所在地，不一定是會議地點。6） 科技報告 著錄格式：序號 作者. 題名R. 報告題名及編號，出版地：出版者，出版年.例：1 孔祥福. FD-09風洞帶地面板條件下的流場校測報告R. 北京空氣動力研究所技術(shù)報告 BG7-270，北京：北京空氣動力研究所，1989.2 Carl E J. Analysis of fatigue, fatigue-crack propagation and fracture dataR. NASA CR-132332, 1973.注：對于NASA報告，AIAA Paper等航空航天領(lǐng)域知名報告，出版地和出版者可以省略。7） 國際、國家標準，行業(yè)規(guī)范 著錄格式：序號 標準編號，標準名稱S. 出版地：出版者，出版年.例：1 MIL-E-5007 D, 航空渦輪噴氣和渦輪風扇發(fā)動機通用規(guī)范S. 美國空軍，1973.2 GB 7713-87, 科學技術(shù)報告、學位論文和學術(shù)論文的編寫格式S.注：對于國標GB等，出版地、出版者和出版年可省略。8） 專利 著錄格式：序號 設(shè)計人. 專利題名P. 專利國別：專利號，公告日例：1 黎志華，黎志軍. 反饋聲抵消器P. 中國專利：ZL85100748，19860924.9） 其他未定義文獻類型 著錄格式：序號 主要責任者. 文獻題名Z. 出版地：出版者，出版年.致 謝小三黑體，居中，段前空一行。這次畢業(yè)設(shè)計可以圓滿的完成，.小四宋體，首行縮進2個字符，1.5倍行距。小三黑體，居中，段前空一行。附 錄1XXXXXXX2XXXXXXXXXXX3XXXXXXX小四宋體，居行首，1.5倍行距。襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖