基于PROE的曲柄滑块机构的结构设计及运动仿真分析毕业论文

湖北文理学院毕业设计（论文）报告纸

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湖北文理学院

毕业设计(论文)正文

题目基于PRO/E的曲柄滑块机构的结构设计及运动仿真分析专业机械设计制造及其自动化

班级机制0812班

姓名郑昌文

学号

08116251

指导教师

职称

李梅

副教授

2011年5 月25日

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基于PRO/E的曲柄滑块机构的结构设计及运动仿真分析

摘要：曲柄滑块机构是用曲柄和滑块来实现转动和移动相互转换的平面连杆机构，也称曲柄连杆机构。曲柄滑块机构广泛应用于往复活塞式发动机、压缩机、冲床等的主机构中。活塞式发动机以滑块为主动件，把往复移动转换为不整周或整周的回转运动；压缩机、冲床以曲柄为主动件，把整周转动转换为往复移动。偏置曲柄滑块机构的滑块具有急回特性，锯床就是利用这一特性来达到锯条的慢进和空程急回的目的。

关键词：曲柄滑块;机构;设计;回转;往复;急回

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The structural design of the slider-crank mechanism

and motion simulation analysis based on PRO/E

Abstract:The slider-crank mechanism is a crank and slider to rotate and move the conversion between the planar linkage, also known as crank linkage. The slider-crank mechanism is widely used in the reciprocating piston engines, compressors, presses and other institutions. Piston engine slider initiative pieces, the reciprocating motion is converted to not weeks or rotary movement of the whole week; compressors, presses crank driving part, the whole week rotation converted to move back and forth. Slider offset slider-crank mechanism with quick-return characteristics of the sawing machine is to use this feature to achieve the purpose of the quick return of the saw blade slowly into the empty process.

Key words: crank slider; institutions; design; rotation; back and forth; quick return

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目录

1绪论 (1)

1.1课题提出的目的和意义 (1)

1.2国内外的研究现状及发展趋势 (2)

1.3运动仿真技术及国内外运动仿真技术现状和发展概况 (2)

1.4主要研究内容、途径及技术路线 (3)

1.5本章小结 (5)

2 曲柄滑块机构简介 (6)

2.1曲柄滑块机构定义 (6)

2.2曲柄滑块机构的特性及应用 (6)

2.3曲柄滑块机构的分类 (6)

2.4偏心轮机构简介 (7)

2.5 本章小结 (8)

3曲柄滑块机构的动力学与运动学特性 (9)

3.1曲柄滑块的动力学特性 (9)

3.2曲柄滑块的运动学特性 (10)

3.3本章小结 (11)

4曲柄滑块机构零件设计 (12)

4.1 曲柄滑块机构总体分析 (12)

4.2曲柄滑块机构零件的三维造型 (12)

4.3本章小结 (17)

5 曲柄滑块机构的装配 (18)

5.1曲柄滑块机构的模型的创建步骤 (18)

5.2本章小结 (19)

6曲柄滑块机构运动仿真 (20)

6.1运动机构仿真 (20)

6.2机构仿真 (20)

6.3本章小结 (22)

参考文献 (23)

致谢 (24)

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1绪论

1.1课题提出的目的和意义

当今任何一个国家，若其要在综合国力上取得优势地位，就必须在科学技术上取得优势。90年代以来，随着以计算机技术为支柱的信息技术的发展，世界经济格局发生了巨大的变化，逐步形成了一个统一的一体化市场，经济循环加大、加快，市场竞争日趋激烈。同时，工业产品由传统的机械产品向机电一体化产品、信息电子产品开发时把面向产品的创新性、外观造型、人机工程等的设计提高到了一个新的高度，从而也迫切要求对产品设计的研究能有进一步的突破，以提高企业形象、产品设计水平和市场竞争力。正因如此，工业设计领域的研究逐渐受到了国内学者的关注。特别是近几年来，随着计算机软硬件技术的日新月异，计算机图形学、计算机辅助设计、多媒体等技术的发展和CAD/CAM、PRO/E软件应用的逐步深入，现代产品设计理论与方法的研究有了长足的进步。

随着现代化工业的高速发展，产品的功能、结构日趋复杂，新产品的更新换代周期不断缩短，设计工作在产品的整个生命周期中占据了越来越重要的地位。事实上，虽然开发中设计本身所花的费用仅占产品总成本的5%左右，但新产品的开发费用中约有80%取决于设计过程，因而产品的设计阶段己被视为提高整个生产效率的瓶颈，对于生产系统的整个生产率起着举足轻重的作用。因此，伴随着现代化工业的发展，计算机辅助设计也得到了迅速的发展和普及。而参数化技术是当前PRO/E技术需要的研究的领域之一。参数化设计一般是指设计对象的结构比较定型，可以用一组参数来约定尺寸关系，参数的求解较简单，参数与设计对象的控制尺寸有显式的对应，设计结果的修改受到尺寸驱动。参数化设计技术以其强有力的草图设计、尺寸驱动修改图形功能，成为初始设计、产品建模及修改系列设计、多方案比较和动态设计的有效手段。

为了能够更直观、更全面地反映设计意图，可在计算机内部建立相应的三维实体模型。并且，在三维模型的基础上可以进行零件装配、干涉检查、有限元分析，运动分析等高级的计算机辅助设计工作。而PRO/ENGINEER是美国参数技术公司 (PTC) 研制的CAD/CAM软件，它具有以上强大功能，因此本课题具有很重要的实际研究意义。

本课题设计的曲柄滑块机构正是运用PRO/E的独特造型设计功能来实现的。