基于Pro/E抽油机的运动仿真模拟
基于Pro_E减速器的虚拟装配及运动仿真
基于Pro/E减速器的虚拟装配及运动仿真王宁1,王兴权2,魏晓波3,张国宏4,周立楠5(1.沈阳工业大学,辽宁辽阳111003;2.中石油抚顺工程建设公司三分公司,辽宁抚顺113001;3.沈阳工业大学工程学院,辽宁辽阳111000)摘要:把Pro/E的虚拟装配技术和运动仿真应用到减速器的设计中,通过利用Pro/E的参数化建模功能,建立圆柱齿轮减速器的三维参数化模型,并且进行了虚拟装配、干涉检验和运动仿真。
该技术在机械工程、化工设备、汽车制造等多领域有很强的实用和推广价值。
关键词:减速器;虚拟装配;运动仿真中图分类号:T P399文献标志码:A传统的机械产品设计通常采用平面图形表示机械零件及其装配关系,设计结果是在某一个位置的静态图形。
这种方法难以反映机器在运行过程中各零件的运动状态及其相对位置关系,无法直观地判断其运动是否合理,各零件之间是否存在干涉等问题。
随着CAD技术的发展及计算机硬件性能的不断提高,三维建模、装配及计算机运动仿真技术逐步得到应用,应用这些技术就可以进行机器的运动仿真分析。
要进行减速器运动学分析,必须首先建立减速器的三维参数化模型。
本文利用Pr o/E的参数化建模功能,建立了圆柱齿轮减速器关键零部件的三维参数化模型,并进行了装配,然后用Pro/E的动画模块进行减速器虚拟装配动画片的制作,同时也运用Pr o/E运动仿真模块对减速器的传动系统进行了干涉检验和运动仿真。
1圆柱齿轮减速器零件的三维建模1.1渐开线圆柱齿轮的三维参数化造型在三维实体造型过程中,对于齿轮这样的复杂模型来说,常规的特征操作已难以满足设计要求,这时可以采用参数和关系式等辅助工具以及扫描混合等高级特征功能。
1)创建齿轮的基本圆曲线首先创建任意尺寸的4条基本圆曲线,添加齿轮参数与参数关系式,如图1所示。
然后把添加了参数关系式的齿轮参数赋予基本圆曲线,得到4条基本圆曲线。
2)创建齿槽的轮廓曲线选取=从方程>的方式插入基准曲线,然后选择=柱坐标>,添加渐开线的柱坐标方程如图2所示,生成一条渐开线曲线。
基于Pro/E剪板机曲柄连杆机构运动仿真
3 机构简化模型
将 曲轴 分为单个 曲柄之后 , 整个 曲轴 活塞连杆 机构就 演变为如 图2 所示 的 曲柄滑块机 构 的组合 。
基 于 PoE40 r/ .软件 建立 剪板机 曲柄 连杆 机构 模 型 ,其 中的活 塞连杆 组 和 曲轴 飞 轮组 部件模 型 ( 图 1 如 )所 示 。其 中 ,造型 的关 键技 术用 到 了
与 缸 套 的 圆 柱 连 接 处 添 加 相 同 的 阻 尼 系 数
C 30 1 一 sc mm, 目的 是模拟 活 塞与 缸套 之 = .x 0 N. / e
间的 阻力 。
模 型 设置 好 以后 即可 进 行机 构 仿真 ,绘制 相 关 曲线 并做 分析 。 () 出活塞 速度 、活 塞 主体 角加 速度 、活 塞 1 得 角 速度 曲线 ( 图 3 图 4 图 5所 示 。 如 、 、 ) 从 活塞 速度 、活 塞主 体 角加 速度 、活塞 角速 度 曲 线 可 以看 出 : ① 活塞 在 缸 套 内运动 到 最低 点和 最 高 点 时 , 即速度 为零 处 ,速 度发 生 突变 ; ② 活 塞主 体 角加 速度 不 稳 定 ,变 化 很 大 ,在 已加载 荷 下 出现 了突变 值 ; ③ 可 以推 断 出活 塞在 运 动过 程 中不 稳 定 ,产
拉伸 、旋转 、孔 、 阵列 、镜 像 、伸 出项等 基 本命 令 ,并 且在装 配 的过程 中还 用 到 了简单 的对齐 、
匹配 等命 令 。
图 2 曲柄 滑 块 机 构
其 中04 4 .、. B为 曲柄 、连 杆 , 为活 塞 ;M2 、 为连杆 等 效质量 。根据 零件 间 的实 际运 动关 系
作 功行 程 中把活 塞 的往复 运动 转变 成 曲轴 的旋转 运 动 ,对外 输 出动力 ,而 在其他 三 个行程 中,又 把 曲轴 的旋转 运动 转变 成活 塞 的往 复直 线运 动 。
抽油机动态模型仿真
本科毕业设计(论文)题目:抽油机动态模型仿真抽油机动态模型仿真摘要课题主要通过对抽油机电机及其负载转的研究来分析了油田应用较多的游梁式抽油机电机一个冲程内的工作状态,并利用Matlab软件对抽油机进行仿真。
本文主要从以下两部分展开分析。
第一部分就是建立异步电机的数学模型并仿真,即分析异步电机运行时的电压、磁链、转矩等之间关系,用数学表达式来模拟电机运行各能量关系;第二部分是建立抽油机负载转矩的数学模型并仿真,分析抽油机输出转矩、曲柄输出扭矩、悬点载荷与抽油机各参数之间的关系,得到抽油机负载转矩。
在Matlab Simulink上分别搭建异步电机模型和抽油机负载转矩模型,并进行仿真,利用电流、功率仿真曲线分析工常工作时的抽油机工作状态。
关键词:游梁式抽油机;异步电机;抽油机负载转矩;悬点载荷Dynamic Modeling of the pumping unitAbstractThe thesis mainly researches and analysis the working conditions of beam pumping unit which is applied a lot on the oilfield. Mathematical model of the pumping unit and its load is established. And its modeling and simulation are based on MATLAB.This paper includes the following two parts. The first part is to establish a mathematical model of induction motor simulation, which analyzes the voltage asynchronous motor is running, flux, torque and so the relationship between mathematical expressions to simulate the motor is running all the energy relationship; The second part is to create smoke generator load torque of the mathematical model and simulation, analysis pumping output torque, output torque of the crank, and the pumping rod load relationship between parameters obtained pumping load torque. Were built on the Matlab Simulink model and pumping induction motor load torque model and simulation, the use of current, power simulation curve analysis work normally when the pumping operation.Keywords:Beam pumping unit;asynchronous motor;pumping load torque;rod load目录第1章引言 (1)1.1 课题研究的背景 (1)1.2 课题研究现状 (1)1.3 论文主要研究内容 (2)第2章异步电机的数学模型及仿真 (3)2.1 异步电机在ABC三相坐标系下的数学模型 (3)2.1.1 电压方程 (3)2.1.2 磁链方程 (4)2.1.3 转矩方程 (6)2.1.4 运动方程 (6)2.2 坐标变换与变换矩阵 (6)2.1.2 坐标变换的基本原理 (6)2.1.2 常用的坐标系变换矩阵 (6)2.3 异步电机α、β静止两相坐标系下的数学模型 (7)2.4 异步电机在MATLAB下的建模仿真 (7)2.5 本章小结 (11)第3章抽油机电机负载的数学模型及仿真 (12)3.1 抽油机电机特性 (12)3.2 驴头悬点载荷的计算 (13)3.2.1 悬点运行规律 (13)3.2.2 悬点载荷与加速度的关系 (15)3.3 驴头悬点载荷的传递转换 (18)3.3.1 电机负载转矩的求解 (18)3.3.2 曲柄轴扭矩的计算 (19)3.4 抽油机负载转矩的仿真 (22)3.5 抽油机动态模型仿真 (26)3.6 本章小结 (28)第4章结论 (30)4.1 结论 (30)4.2 展望 (30)致谢 (31)参考文献 (32)第1章引言1.1课题研究的背景在能源紧张的今天,石油作为现在消耗最多的能源,显得犹为重要。
基于ADAMS抽油机的运动学仿真与优化设计
基于ADAMS抽油机的运动学仿真与优化设计郭锐;褚超美【摘要】为提高抽油机的工作效率和获得较好的工作性能,针对抽油机的主要尺寸进行优化设计.通过对抽油机工作原理的分析,确定了设计变量、目标函数和约束条件,建立以最大扭矩因数为目标函数的参数化数学模型,采用Ad-ams仿真软件对该机构进行仿真,并对参数进行了优化计算.结果表明,优化后的最大扭矩因数比优化前降低了42.7%,抽油机的工作效率和工作性能得到明显改善.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2017(030)007【总页数】4页(P44-46,54)【关键词】抽油机;运动学仿真;扭矩因数;优化设计【作者】郭锐;褚超美【作者单位】上海理工大学机械工程学院,上海200093;上海理工大学机械工程学院,上海200093【正文语种】中文【中图分类】TP391.9抽油机是油田中的设备,游梁式抽油机结构简单、可靠性好、耐久性高和维修方便,但是由于其四连杆的结构特点,使它存在着悬点扭矩大峰值波动剧烈,载荷冲击大等缺陷[1],这些缺陷使抽油机运动平衡性差、耗油大。
为解决这些缺陷,以往通常采用两种简化模型:一种是曲柄等效模型;另一种则是平面等效模型[2-3]。
但是这两种方法都无法准确描述抽油机的真实运动。
虚拟样机技术可以直观清晰的模拟抽油机在真实情况下的运动变化,同时利用优化设计,为解决这类问题提供了新的途径[2-4]。
文献[5]利用Adams对双驴头抽油机进行了运动学仿真,验证了模型结构的合理性,为抽油机的优化设计理论提供了理论基础。
本文利用UG建立虚拟样机的结构模型,在Adams中进行参数化设计[6-7],以最大扭矩因数为目标建立优化设计模型,利用Adams/Insight测量设计变量对目标因数的敏感度,进行变量筛选,同时对模型进行优化计算,优化了模型主要结构,改善了游梁式抽油机综合性能。
抽油机四连杆机构主要由曲柄、连杆、横梁、游梁以及驴头等组成。
曲柄的主要作用是传递输出轴扭矩;连杆的作用是连接曲柄与横梁并传递曲柄力矩;横梁是连杆和游梁连接的中间部件,游梁是抽油机的主要承载部件,在抽油机正常工作时,游梁同时承受悬点载荷、连杆拉力以及支架对游梁的反作用力等载荷,驴头的作用是保证抽油时光杆始终对准井口中心位置。
基于Pro/E的配气机构三维运动仿真设计
计的方法。
关 键词 : 气机 构 ; 配 凸轮 型 线 ; 配气 相 位 角 ; 真 仿 中 图分 类 号 : P l T 3 文 献 标 识码 : B
利用 Po E软件 进行 零件 的三维 设计 已经被 越来 越广 泛地 应 用 , 而 , r/ 然 要利 用它 进 行 机 构 的 运 动 仿 真 设 计 还 比较 复 杂 。 此 次 配 气 机 构 设 计 以 R 2 2 0 J 柴油 机为原 型 , 于 Po E野 火 3 0版 , 用 了 T p—d w 1V 8 Z 型 基 r/ . 采 o o n协 同设计 模 式 , 骨架 模 型定位 , D U F精确 凸轮 轮 廓建 模 和 三 维 机构 连 接 方 法 , 实现 了全 三维 配气机 构 的运动 仿 真 。
成 两个 部分 , 以上级 骨架 的安 装定 位信 息为 设计 基准 进行 建模 , 这样 做 的好
处 是两个 总 成部 分可 同步 进 行 , 不 干 涉 。其 中 , 缸 盖 总 成 组 件 由气 缸 互 气
盖 、 臂组 件 、 摇 横臂 组 件 、 门组件 等 组 成 ; 气 凸轮 轴 总成 组 件 由凸 轮轴 、 杆 推 组件、 挺杆 组件 组成 , 用整 体式 结构 , 采 分左 、 2根 , 右 两缸 1节 , 为 3个 单 分
分 , 个部 分 分别 以一个 骨 架模 型 零 件 进行 三 维 建 模 , 个 零 件 结 构 简单 , 每 每
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容 易建模 。然后 将所 有 完 成 的零件 进 行相 应 的合 并及 剪 切就 可 以完 成气 缸 盖 的建模 了 , 个零 件 的特征 过 程非 常 干净 , 续 如有 设 计改 动 只需 在相 应 整 后 的骨 架模 型 中进 行 即可 , 改 容 易 , 修 出错 率 低 。 图 1 图 2 图 3分 别 显 示 了 、 、
应用逆向运动学实现抽油机运动的三维仿真模拟
抽油机的运动模型
抽油机 的类 渐近 线运 动可 以看成 为修 正 的 闭环 运 动 。一般 地 ,抽 油 机可 以简 单 的看 成 由平衡 块 、 ]
曲柄装 置 、连杆 、游 梁 和驴 头组 成 的运 动装 置 ,如 图 1 所示 。要 在 一个 虚拟 现 实系统 中模拟 出抽 油机 的
复杂运 动 ,必须 首先 建立 抽油 机 的运 动模 型n 。根据 逆 向运 动学 的原 理 ,把抽 油 机的运 动看成求得 各 中间关节 的位 置 与方 向。
可 以构造 逆 向 运 动学解 法 , 通过 研究 末 端效 应 器 的小 幅移 动 来解 决 问题 , 假设 关 节速 度 与末 端效 应 器 的速度 满足线 性关 系 :
一
。
( 3)
式 中,.是 雅 可 比矩 阵 ,它 是末端 效应 器速 度 与关 节 速度 相 对 应 的 多维 导数 ,是 × 的矩 阵 , 是 , ] 关 节变 量数 ( 的 自由度 数 ) 总 ,而 , 末端 效应 器 的 自由度数 。. 第 列代 表 由 的增 量 引起 的末 端 n是 ,的 效应 器 位置和 方 向的增 量 。如果 . ,的逆 矩 阵存在 ,则 有 :
实生 活和工业 生 产 中很 多常见 的 机械运 动 ,然 而要 想在 一个 虚拟 现实 系统 中真 实 的模 拟 出抽油 机的机 械 运 动 ,却是 一个 很大 的难题 。
笔者 应用 逆 向运 动学原 理L ,针 对抽 油 机 的运 动结构建 立 了抽 油机关 节 运 动模 型 ,从 而 实现对 抽 油 2 ] 机运 动 的三维 仿真 模拟 ,并且将 其应 用 到 井下作 业 仿真 系统 中 ,已取 得 了 良好 的效 果 。
换 矩阵 。;
基于Pro/E的机构仿真在《机械设计基础》课堂教学中的应用
基于Pro/E的机构仿真在《机械设计基础》课堂教学中的应用摘要在机械设计基础的教学过程中,从过去的采用挂图、模型的教学方法到现在的多媒体教学,不仅提高了教学效果,同时也激发了学生的学习兴趣。
本文针对机械设计的课程特点,结合自身的教学实践,对机械设计基础课堂教学中应用Pro/E软件进行机构仿真的辅助教学加以描述,旨在提高该课程的教学质量,推动课程的教学改革。
关键词机械设计基础;Pro/E软件;机构仿真0 引言机械设计基础课程是工科院校机械类专业学生的主要课程之一,作为专业基础课在教学中占有重要的地位,该课程系统地阐述了机械原理及常用机械零件的设计方法。
然而这门课的理论性很强,一些抽象的概念和常用的机构对于没有实际经验甚至连见都没见过的学生来说很难掌握。
开展课程教学改革,提高教学质量是南京信息职业技术学院教学改革一项重要举措,本文结合自身的教学实践,根据课程的特点,在教学过程中从教学方法、教学手段方面进行了探索,在课堂教学中应用Pro/E软件进行机构仿真辅助教学,取得了良好的教学效果。
1 机械设计基础传统教学方法的弊端1.1 传统的教学模式影响课堂教学效果机械设计基础主要研究机械中常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本设计原理和计算方法。
上课前学生往往对机械设备知之甚少,尤其是对常用机构部分缺乏感性认识。
传统的教学方法是采用挂图与模型,但对于常用机构来说实物模型一般较为复杂,给上课带来诸多不便,而且教材的变化较大,模型往往与教材相脱节,教师不能根据实际情况灵活选用教具,近年来虽已逐步采用多媒体教学,但多数只是采用简单的PPT,缺乏直观性,教师无法在课堂上进行演示,也不能随意进行反转、拆卸、使学生观察内部结构及装配关系,更不能充分展示动态变化过程。
1.2 学生的学习兴趣不高机械设计基础内容较多,由于学生刚接触机械专业知识,缺少实践,对实际生产中的一些零件及机构都很陌生,专科院校的学生基础相对较差,上课时学生对部分较难的内容不能很好理解,难以掌握,因而学生的学习积极性受到挫伤,有的甚至产生厌学情绪。
抽油机载荷的模拟与控制仿真研究的开题报告
抽油机载荷的模拟与控制仿真研究的开题报告(以下内容仅供参考,具体内容可以根据自己的实际情况进行修改和补充)一、研究背景和意义抽油机被广泛应用于石油勘探开发中,其主要作用是将井中的原油从井底向地面输送。
而抽油机的运行状态和效率直接影响着石油勘探开发的效果和成本。
因此,如何提高抽油机的效率和稳定性是石油工程学研究的重要方向之一。
在抽油机运行过程中,载荷是一个关键的参数,它反映了抽油机在运行过程中所受到的负载大小。
因此,对抽油机载荷的模拟和控制研究具有重要的指导意义。
通过对抽油机载荷进行模拟,可以深入理解抽油机的工作原理和运行过程,从而优化抽油机的设计和运行控制策略;通过实时控制抽油机的载荷,可以实现抽油机的高效、稳定运行,节约能源和降低成本。
二、研究内容和方法本研究的主要内容是对抽油机载荷的模拟和控制进行研究,具体包括以下几个方面:1. 基于数学模型对抽油机载荷进行理论分析;2. 利用MATLAB/Simulink等工具建立抽油机载荷的数学模型,进行仿真分析;3. 设计抽油机载荷控制器,实现对抽油机载荷的实时控制;4. 基于实际应用场景,搭建抽油机仿真平台,进行实验验证。
研究方法主要为理论分析、数学建模和仿真模拟等。
三、研究计划和进度安排本研究计划历时一年,具体进度安排如下:1. 第1-3个月:收集相关文献,学习抽油机的基本原理和工作方式,熟悉MATLAB/Simulink等数学建模工具;2. 第4-6个月:建立抽油机载荷的数学模型,进行仿真分析;3. 第7-9个月:设计抽油机载荷控制器,进行控制器的仿真验证;4. 第10-11个月:搭建抽油机仿真平台,进行实验验证;5. 第12个月:撰写论文并答辩。
四、预期成果和影响本研究的预期成果包括:1. 建立抽油机载荷的数学模型,深入了解抽油机的工作机理和运行过程;2. 设计实时控制抽油机载荷的控制器,提高抽油机的效率和稳定性;3. 搭建抽油机仿真平台,为抽油机的仿真分析和实际应用提供参考。
基手Pro/E的输油泵三维仿真及应用
本模块 主要 是 以计 算 机 三维 仿 真 软 件 P r o / E N 伽 E R为 主 , 以A u t o C A D 、 P o w e r P o i n t 等 软 件 为 辅 助 手
段, 通过图片、 声音、 录像等多媒体方式 , 对输油泵 的各零件、 总装配以及正常操作步骤和拆装维修进行多
输 油泵 的组装过 程动态仿 真 , 较好地展示 了输油泵整体及部件三 维立体动 态装配 、 各部件 动态关 系等 , 演示 了输 油泵 的结
构 和组装过程 , 在输油泵运营管理和教学培训等实际应用方面都具有重要 意义。 关键词 : 输油泵 ; 三维仿真 ; P r o / E N G I N E E R; 3 D S M a x
媒体演示。在本展示模块中可通过连接服务器处理相关 内容 , 在录像及 图片、 声音 的讲述下进行系统培
收稿 日期 : 2 0 1 4—0 4—2 8 ; 修 回1 3 期: 2 0 1 4—0 5 —1 3
作者简介 : 吕建成( 1 9 6 2 一) , 男, 新疆 石河子人 , 本科 , 工程师 , 从事设备管理 工作与研究 。
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广 东石油 化工 学 院学报
2 0 1 4正
训 。输 油泵 多媒 体展 示模块 总结 构 图如 图 2所示 。
图 1 榆 油 泵三 维仿 真 总体 结构 图
图 2 输 油 泵 多媒 体展 示 模 块 结 构
2 输 油 泵仿 真 的 实现
2 . 1 资料收 集
建模前进行生产现场资料收集 , 分析输油泵设备的结构组成 、 工作原理和测绘零部件尺寸。整理后绘 制二维 C A D图形( 包括主要零件 图、 部件装配图以及整体装配图) , 建立工程图图库 , 建立相关 资料文档
基于Pro_E的液压挖掘机工作装置运动仿真
基于A3,!>的液压挖掘机工作装置运动仿真郭!卫!,杨武成!,张传伟!,张武刚!,唐向阳"(%$西安科技大学!机械工程学院,陕西!西安!)%""(-;!$西安黄河挖掘机厂,陕西!西安!)%""&#)!"中图分类号#+.’*%$*$+d-!!$!!!!"文献标识码#K!!!"文章编号#%""%0((-1%!""#&"#0"")%0"-O8+1%$.)$%&/1#$,+1+1/8)$),-#4(48’31&/$.(N.1E1#,32,3P$+*(Q&$"%(+#61)(’,+A3,!>),-#213(8=V6?4#]/78690F H?5J#a T/78M H9<50R?4#a T/78690J<5J#+/7814<5J0C<5J!!近年来#集挖掘和装载功能于一体的液压挖掘机在基础建设和民用建筑建设中的使用与日俱增$由于液压挖掘机的工作条件比较恶劣#工作装置故障较多#造成整机工作可靠性较差#因此挖掘机的可靠性和最优化设计成为国产挖掘机设计的重点和难点$本文以某国产!!B挖掘机为例#探讨在.@:%U软件环境下#对挖掘机工作装置进行三维实体建模&虚拟装配&运动仿真与动态模拟#为挖掘机物理样机的制造&新机型设计方案的评估提供有效参考数据$9!挖掘机虚拟样机的建立9;9!挖掘机三维零件模型的建立一般来说#在.@:%U软件环境下#机械系统的三维建模应该严格按照设计构思或者前期图纸为依据进行#尽量保持三维图形数据的完整和正确性$由于本文将进行挖掘机虚拟样机的动力学分析和工作装置的有限元分析#因此此次建模原则是’挖掘机工作装置建模尽量细化#包括动臂&斗杆等的内部加强筋等需详细建模#而除工作装置以外的部件#在建模时则尽量简化#比如回转平台&行走装置等只是勾画出外部形状#而内部细节并未详细绘制#但在动力学分析时#其转动惯量&质量等依据设计数据进行$建立挖掘机工作装置虚拟样机的过程如图%所示$9;:!挖掘机虚拟样机的装配所建立的某国产!!B液压挖掘机的虚拟样机模图9!挖掘机工作装置虚拟样机的建模过程%按工艺流程&型如图!所示$图:!某国产::#液压挖掘机虚拟样机模型在进行虚拟样机装配之初#采用按照挖掘机各铰接点位置装配#结果发现效率低下#而且装配的精度很低#且在最后连杆装配时#出现无法约束的情况$后来#改用(连接)约束方式’动臂和回转平台的连接&动臂与斗杆的连接&斗杆与铲斗的连"收稿日期#"##’%#"%")"通讯地址#郭卫,西安科技大学机械工程学院!%%信箱接#动臂油缸缸筒与回转平台的连接#连杆与斗杆的连接#动臂油缸活塞杆与动臂的连接等均采用$销轴%约束&各油缸活塞杆与油缸缸筒的连接#摇杆与铲斗的连接#连杆与摇杆的连接采用$圆柱%约束&其它刚性零件!斗齿#驾驶室等"采用刚性连接中的$匹配%和$插入%约束’这种虚拟装配方法不需要移动连杆#摇杆和铲斗拼凑装配(工作量小#效率高(也易于达到装配要求’:!挖掘机工作装置的运动仿真:;9!挖掘机工作装置动态模拟与分析基本流程工作装置动态模拟与分析的基本流程如图’所示’图<!工作装置的动态模拟与分析基本流程!:":;:!工作装置的运动学分析挖掘机工作装置动态模拟的工况设定如下)以斗杆缸挖掘为主(铲斗缸配合(使斗中土壤不至于撒出’取!!B 挖掘机最大挖掘深度的%*!!’’"%$(P P "(取其最大挖掘半径的%*’!#)"-P P "(同时铲斗处于最大挖掘力状态(卸载高度为!$(P (回转*"\至目的地卸土’设斗杆摆动("\可使铲斗满载(注意在提升过程中配合转动铲斗保持满载状态’熟练操作工充分利用复合动作(且动作间衔接紧密(液压系统可自动合流(挖掘土壤’级’图-给出了某国产!!B 挖掘机的作业循环时间表’该时间表根据上述工况假设(按$流量法%从理论上计算出挖掘#提臂#满斗#卸载#回转#降臂等整个工作循环所需要的时间’根据图-(在.@:*U 软件的.@:*_U M T/073E _模块下进行如下设定(完成挖掘动作模拟’分别在动臂油缸#斗杆油缸#铲斗油缸上施加#个$伺服电动机%&在回转平台与行走机构的$连接%轴上施加!个$伺服电动机%’设定各个$伺服电动机%的速度(设定$结束时间%为%-$)-!A (设定挖掘机挖掘初始状态为起始位置(并根据$作业循环时间表%设定各个$伺服电动机%的起止时间’!!依据图-(可以得出挖掘机各个伺服电动机运动的时间关系分段函数为)!.!,"X ’$%)!!/"!,%0!""’$%)!"($(’*!/"!,!0!’$%)!"&$)%%"-$&&)!/"!,’0!($--#"%"$’’’"%$(*-!/"!,-0!%"$’’’"%%$*!)"’$##(!/"!,(0!%%$"))"%-$)-!"%$*’!!/"!,#0!%%$*!)"%’$&(*123"!%"其中,%(,!(,’(,-(,((,#分别为挖掘#提臂#回转#卸载#回转和降臂所对应伺服电动机的运行时间’一个作业循环时间.X %-$)-!A(在设定中注意有复合动作伺服电动机起止时间的设定’根据!%"式很好地解决了各个伺服电动机的运动关系问题(使工作装置的整个工作循环动态模拟能顺利地按工作顺序完成’最后可以通过捕捉动态模拟过程(制作成一个动画片’通过以上设定(运行上述$动作设定%(可得出挖掘机工作状态模拟(如图(所示’与挖掘机实际挖掘动作相比(模拟过程完全相符(因此证明在.@:*U 软件环境下的运动仿真是正确的’另外(挖掘机整个作业循环的完成(也证明了在.@:*U 软件环境下(不但可以完成挖掘机动态模拟(还可以在分析过程中检查各个构件的干涉情况’通过全局干涉检查(判断某国产!!B 挖掘机工作装置不存在干涉问题’:;<!挖掘机工作装置虚拟样机的仿真结果分析如图#所示(本文以挖掘机铲斗中齿的齿尖部位作为研究对象!图中测量点"(分析其运动轨迹(速度#加速度与时间的关系’由于篇幅所限(以下仅给出挖掘机工作装置的斗齿部位在整个挖掘作业循环时间里的速度#加速度#位置和时间的运动仿图B!某国产::#挖掘机理论作业循环时间表图C!整个挖掘循环过程的动作模拟真分析结果#如图)$图&$图*所示%从图)$图&中可以看出#只有在铲斗油缸动作时!也即铲斗运动时"#斗齿部位才有速度$加速度的变化#其他时刻铲斗相对于斗杆为静止%图)$&中曲线的拐点/处为挖掘状态&K$M$,处曲线呈锯齿状#这是因为在动臂提升过程中进行了三次瞬间的铲斗姿态的调整#以保证铲斗满载状态&U处为铲斗快速卸载状态%相对来说#铲斗在卸载时的速度$加速度最大%从图*中可以看出#铲斗在整个挖掘机挖掘过程中#其位置!相对地面位置"在不停地变化%拐点的位置发生在挖掘各个不同的工况位置%图D !测量点示意图图G !斗齿部位的速度!时间曲线图F !斗齿部位的加速度!时间曲线图R !斗齿部位的位置!时间曲线:;B !挖掘机运动仿真的意义从图)和图&中可以看出#在铲斗进行挖掘的时候#斗齿部位的速度和加速度增大到拐点位置后有一个平缓的过渡#在挖掘结束后从另一个拐点位置开始减小#两个拐点之间的区间为挖掘机进行复合挖掘的时间$显然#在斗齿刚切入土壤时和装满铲斗准备提升时两个暂态#速度和加速度的值略大于挖掘时刻的值#这与挖掘机实际工作情形是相符的$从提高挖掘机作业效率角度考虑#可以通过减小挖掘的时间段达到提高作业效率的目的$在挖掘机铲斗装满土壤提升动臂时#为使铲斗中土壤不至于洒出#需要在动臂提升过程中进行铲斗姿态的调整$本次仿真在提升过程中进行了’次铲斗的调整#因此图)和图&的曲线中有’次锯齿状突变$该突变说明铲斗姿态的调整对运动中铲斗的速度和加速度有很大影响#调整时间越短#突变越剧烈$从液压缸设计角度出发#应该考虑姿态调整引起的冲击力对液压缸的影响$另外#这个冲击力也必然会影响到斗杆%动臂的载荷分布及应力变化#需要在斗杆和动臂的设计中考虑其影响$在铲斗卸料的时候#由于考虑作业效率和铲斗的卸净度#在设计中采用了短时间%快速的卸料方法#因此图)和图&中的卸料区间的速度%加速度突变非常剧烈$从仿真结果可以得出#这种大的速度%加速度变化#虽然有液压系统的缓冲#但是对工作装置的影响必然存在#所以应在实际的工作装置设计中予以考虑$挖掘机工作装置运动仿真的实现#结束了挖掘机设计的分析和评估只能在物理样机上进行的历史#创造了新的挖掘机设计途径&计算机三维设计’’’虚拟样机分析’’’设计评估及改进$这样不仅使挖掘机的设计效率和可靠性明显提高#也为企业产品的早日推出争取了时间$"参考文献#(%)同济大学主编$单斗液压挖掘机(_)$中国建筑工业出版社#%*&#$(!)祝凌云#李斌$.@:*U 运动学仿真和有限元分析(_)$北京人民邮电出版社#!""-$(’)张玉川#蔡禺$进口液压挖掘机国产化改造(_)$西南交通大学出版社#%***$(-)魏阳#王书义$基于.@:*U 的机械系统运动仿真分析(‘)$现代机械#!""-#!("$(()郭卫#李富柱#薛武$基于.@:*U 5J45??@软件的装载机工作装置虚拟样机与仿真分析(‘)$工程机械#!""(#!’"$"责任编辑$贺彩宏#。
基于PROE的新型抽油机的设计
摘要针对目前国内普遍使用的游梁式抽油机冲程长度有限、体积大,改进费用高,改进后外形尺寸大、消耗功率多,操作维修不便等问题。
本文阐述了一种新型的链条抽油机,利用滑轮组增倍原理对现有抽油机进行了改进,对改进部分进行详细的设计,对零部件进行必要的强度校核。
改进后的抽油机具有结构简单、质量轻、耗能少、冲次少、长冲程、悬点加速度变化小、惯性载荷小、运行平稳、减速器输出扭矩小、易于安装、维护使用方便等优点,能够满足抽油机一年365天无人看守连续工作的目的。
通过校核验证零件设计的合理性,并用PRO/E建模、装配,得到抽油机的整体效果。
关键词:链条抽油机滑轮组增倍原理长冲程ABSTRACTFor current domestic widespread use of Rod-stroke length limited, bulky, expensive improvements, improved overall size, power consumption, operation and maintenance inconvenient. This article describes a new type of chain pumping, utilization increase corner body principle,pulley block doubling principle on existing pumping unit has been improved, more on improving the part design, components as necessary strength check.Improved pumping unit has a simple structure, the quality of light, less energy consumption, fewer, long-stroke, polished acceleration changes in small, inertial loading, running smoothly, gearbox output torque is small, easy to install, maintain, easy to use, can meet the pumping 365 days a year to work continuously for unmanned.By the rationality of the design of the check verification components, and PRO / E modeling, assembly, the overall effect of the pumping unit.Key word: chain type pumping ,stroke double ,long stroke目录摘要 (1)ABSTRACT (2)目录 (3)第一章绪论 (5)1.1选题的目的与意义 (5)1.2抽油机的简介 (5)1.3抽油机的发展前景 (6)1.3.1 国外抽油机的发展方向 (6)1.3.2 国内抽油机的发展趋势 (6)1.3.3 抽油机的总体发展趋势 (7)1.4设计内容和设计优点 (8)第二章总体方案确定 (9)2.1方案确定 (9)2.2结构和工作原理 (9)第三章链式抽油机的整机设计 (13)3.1电机选择与减速器选择 (13)3.1.1电机的选择 (13)3.1.2 减速器的选择 (13)3.2冲程设计 (14)3.3配重的计算 (15)第四章链传动的设计计算 (17)4.1滚子链的设计 (17)4.1.1 滚子链链条的选择 (17)4.1.2 滚子链链条的校核 (17)4.2滚子链链轮的设计 (18)4.2.1 滚子链链轮的设计概述 (18)4.2.2 滚子链链轮的设计 (18)4.3链轮箱体的设计 (22)4.4链传动小结 (22)第五章传动零件的设计计算 (24)5.1天轮轴的设计计算 (24)5.1.1 初估天轮尺寸 (24)5.1.2 天轮轴受力分析 (24)5.1.3 天轮轴轴承的选用及校核 (25)5.2小链轮轴的设计计算 (27)5.2.1 初估小链轮轴轴径 (27)5.2.2 小链轮轴轴承的选用及校核 (28)5.3大链轮轴的设计 (32)5.3.1 初估大链轮轴的直径 (32)5.3.2 大链轮轴轴承的选用及校核 (34)5.3.3 大链轮轴键的选用及校核 (35)第六章抽油机部分零部件的PRO/E三维建模 (37)6.1P RO/E软件简介 (37)6.2抽油机部分部件模型的建立 (38)参考文献 (44)致谢 (45)第一章绪论1.1选题的目的与意义随着油田开发的转移,我国大多数油田都已进入开发的中后期,逐渐丧失自喷能力,基本上已从自喷转入机采。
基于Pro/E实现活塞压缩机的运动仿真
真。而机构又是 由构件组合而成 的,其 中每个构件
都 是 以一定 的方 式 至少 与另 一个 构 件相 连接 ,这种
连接既使两个构件直接接触 ,又使两个构件产生一
定的相对运动。创建机构的过程与零件装配的过程
极 为相 似 。
2 r/ PoE中运动仿真的实现
在 Po 中,用 户可 以通过 对机构 添加 运动 r厄 副 、驱动器使其运 动起 来 ,以实现 机构 的运动仿
于零件无实体概念 ,无法在计算机中对其进行虚拟
装配,因此无法模拟机构的运动情况 ,只能运用图 解法进行研究 ,其缺点是效率低下 ,且精度不高。 P m厄 N NE R 的 运 动 学 分 析 模 块 P / GI E o r ME H N S 可以进行装配的运动学分析和仿真。 C A IM 这样可以使得原来在二维图纸上难以表达和设计的 运动学问题变得非常直观和易于修改 , 并且能够大 大简化机构的设计开发过程 ,缩短其开发周期 ,减 少开发费用 ,同时提高设计质量。运动仿真的结果
关键词 :Po E;活塞压缩机 ;运动仿真 r/ 中图分类号 :TH 5 47 文献标识码 :A
Ca r tM o i n S mu a i n f r Pit n Ty e Co p e s r Ba e n Pr E r y Ou to i l to o so p m r s o s d o o/ LV o ~, R Ha EN o yn YAN u Nu - ig , J n ,YAN n Ga g ,LI n z o g Ya —h n
smuain frpso o pes r s g tePr/ EC i lt o i ncm rso i h o M o t un HANI M d l f r / ,a dito u e h cu l p S mo ueo o E P n rd cst ea ta — n o
基于Pro_E的内燃机曲柄连杆机构虚拟装配与运动仿真
(b)速度
图6活塞的加速度曲柄销加速度
7仿真结果的分析研究
(1)活塞顶部中心的位置变化范围为:(158.496—221.996)
mm,曲线位置值由小变大,再由大变小,成余弦规律变化。位置变 化范围正好为曲柄销长度的两倍,实际运转中活塞的运动也正是
万方数据
122 文章编号:100l一3997(2009)12.0122_02
【摘要】逆向工程就是根据已经存在的产品模型,反向推出产品的设计数据(包括设计图纸或数字l
模型)的过程。主要借助逆向造型方法,将一个无cAD图纸的零件通过机器扫描,软件处理,最终得到该{
零件的三维CAD模型的过程进行研究,并且对所得零件进行一定的误差评价和精度分析。
关键词:逆向工程;扫描;造型
中图分类号:THl2文献标识码:A
I摘要】内燃机作为常用动力,在机械行业中占有重要地位。但其由大量零件组成,零件之间的装 配关系也比较复杂,设计与方案确定需要经过反复的样机实验与修改,致使设计周期长,研制费用高。现 在通过应用虚拟装配与运动仿真技术,大大提高了其设计开发效率。
关键词:虚拟装配;运动仿真;内燃机
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动画设计技巧与抽油机运动模拟
动画设计技巧与抽油机运动模拟
熊蔡华;刘卓钧
【期刊名称】《石油天然气学报》
【年(卷),期】1992(000)001
【总页数】1页(P69)
【作者】熊蔡华;刘卓钧
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TE933.1
【相关文献】
1.基于Pro/E抽油机新型减速器的运动仿真模拟 [J], 王述;石成江;张绍禹
2.基于RSView32的电梯运动模拟动画设计 [J], 罗范谊;罗飞;周辉
3.基于Pro/E抽油机的运动仿真模拟 [J], 杨霞
4.抽油机变周期运动泵内流场数值模拟 [J], 徐畅;闫雪柱;褚慧娟;仪记敏;孟珊
5.应用逆向运动学实现抽油机运动的三维仿真模拟 [J], 李从信;刘芳;王再强;杨丽因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
柴油机气道Pro/E建模及CFD数值模拟分析的研究
柴油机气道Pro/E建模及CFD数值模拟分析的研究
张亮峰;刘明伟
【期刊名称】《湖南工程学院学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2012(022)003
【摘要】利用CFD数值模拟技术探求柴油机螺旋气道几何形状对气体流动状况的影响规律,对所设计的气道进行预测.通过Pro/E构建气道流体实体模型,利用通用的几何标准将模型导入到有限元分析软件ANSYS中进行分析,得到气道内、气道出口的速度分布、紊流动能分布等结果,采用动量矩流率对涡流水平进行评定,并对气道进行改进.
【总页数】4页(P30-33)
【作者】张亮峰;刘明伟
【作者单位】湖南工程学院机械工程学院,湘潭,411101;湖南工程学院机械工程学院,湘潭,411101
【正文语种】中文
【中图分类】TK421
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1.柴油机切向进气道三维几何建模研究 [J], 张国勇;陈志忠
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3.柴油机排气歧管的CFD数值模拟分析 [J], 王素梅;董沛存
4.UG正向建模在柴油机缸盖气道开发中的应用 [J], 杜义远;庞祖高
5.ANSYS环境下柴油机螺旋气道的参数化建模 [J], 黄世伟;胡春雨;朱丽静
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基于 Pro/E的 V6发动机运动仿真分析实例
基于 Pro/E的 V6发动机运动仿真分析实例蒋恩杰;付卫元;李双清;王瑞平【摘要】The motion simulation analysis of engine is an important part in the engine design.For the organization of V6 en-gine which could convert rotary motion to linear reciprocating motion forms, the relative position relationships of the moving parts are analyzed by using the mechanism motion simulation module of the Pro/E software; And the interference analysis of relationship between valve and piston movement when the VVT working is also completed according to the characteristics of the V6 engine which has double VVT mechanism.%发动机的运动和仿真分析是发动机产品设计时不可缺少的重要环节。
针对V6发动机将旋转运动转化为直线往复运动的机构形式,利用Pro/E软件下的机构运动仿真模块,重点分析了各运动件之间的相对位置关系,且针对V6发动机双VVT机构的特点,对VVT执行下的气门活塞运动进行了干涉分析。
【期刊名称】《机械研究与应用》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】4页(P34-36,40)【关键词】发动机;Pro/E;运动仿真;VVT【作者】蒋恩杰;付卫元;李双清;王瑞平【作者单位】宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司,浙江宁波 315336;宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司,浙江宁波 315336;宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司,浙江宁波 315336;宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司,浙江宁波 315336; 浙江吉利罗佑发动机有限公司,浙江宁波 315800【正文语种】中文【中图分类】U2630 引言目前,机械产品的运动和仿真分析是机械设计制造,尤其是发动机设计制造过程中不可缺少的重要环节,因为发动机在进行设计前期要对运动机构进行分析,以此来验证机构设计的合理性和可行性。
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() 6 设计 文档 的管理 及产 品数控 ( C) N 加工 仿真
l PoE软 件功能 和特 点 r/
() 1产品方案设计
C D技 术可 以帮 助设 计 人 员 进行 产 品 的结 构 布局 、 A
设计人员完成产 品上述各步骤任务后 , 以生成产 可 品的数控加工指令文件 , 并在计算机里进行加工仿真, 以
抽油机是最常用的采油设 备, 占采油设备 的 8% 以 0 上, 改进抽油机的设计方法显得越来越重要。同时, 随着
C D基 础理论 和应 用技 术 的 不断 发 展 , A 高端 C D 如 P / A r o
以便 观察产 品设计 的正 确性 和 装配 干 涉等 可 装 配性 的检
查。
() 动 生成产 品 的设计文 档资 料 5自
E g er 以下简称 PoE 、G等在制造业也逐步得到普 ni e( n r )U / 及, 应用技术也越来越成熟。在石 油机械行业推 广高端 C D的应用对推进石油机械的创新设计有着重要意义。 A
设计人员通过 C D技术可以快速生成精确美观的产 A 品设计文档资料 , 如产品 的Байду номын сангаас组成部分 ( 零部件 ) 的工程
M o o Em u a i n S mu a i n o u p n i n Pr / i t n l to i l to f P m i g Un ti o E
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Ab t a t h sp p rma ny i t d c d t e p e e t o s c st ain o e a p iain o AD , u i g u i fre a l t i s r c :T i a e i l n r u e h r s n me t i t ft p l t fC o d i u o h c o p mpn n t o x mpe, s h p p r ito u e t n smu ain me h d a d o tu s t e s c e o v me ta ay i r s l n P o E Moin smu ai n ma e a e n r d c s moi i l t t o n u p t h u k r r mo e n n l s e u t i r / . o o d s s t i lt k s o o p mp n t n p o e sg t n u t e p r r n e.I t i v e e t i ne n lmo e n r cp e n u n n f c f r r u t n u i g mo i rc s e t i v f ma c o i i e o n u t e r f cs t i tr a v me t i i lsa d r n ig ef t, o o ci i l s p n e pd o p o i ig mo e i o tn ee e c a u . r vd n r mp r tr fr n e v l e a Ke r s P o E; u ig u i ;i ll n a ay i e u t y wo d : r/ p mp n n t s mua i ; n lssr s l o s
机的设计创新 , 缩短设计周期 , 改进产品结构的意义重大。
2 抽 油机 的机构分 析
抽油 机机 构简 图如 图 1 所示 抽油 机工作运 动过程 : 电机 启动后 , 过减 速 器将 动 力 传 至 曲柄 装 置 , 通 曲柄 带 动 连杆 , 带动尾 轴 承 和游 梁 的 运动 , 而 驱 动钢 丝 绳 的 连杆 从
由于传统 抽油 机设 计 方 法 的落 后 , 用 高端 C D来 运 A 进行 抽 油机 的三维造 型 、 虚拟装 配和运 动仿 真对推 动抽 油
部分的几何模型设计与分析; 可以进行手工无法进行 的复 杂计算及数据的整理与表达; 并可以在计算机中便捷地进 行产品结构的三维几何外形的设计与修改。
分析结果 , 运动仿 真使得抽 油机运动过程得到直观的表 现 , 并直观反 映 了其 内部运动原理及运 行效果 , 为生产提供 了较 为
重要的参考价值 。
关 键 词 : r/ 抽 油 机 Po E 中图 分 类 号 :P 9 . T 3 19 仿 真模 拟 分 析 结 果 文 章 编 号 : 0 68 (0 10 — 0 7 0 1 2— 86 2 1 )3 05 — 3 0 文 献标 识码 : B
( ) 品的性 能分析 与仿 真 3产 C D技 术 可 以 帮助 设 计 人 员 进 行 产 品 结 构 工 作 过 A 程/ 动过程 的仿 真观察 , 产 品盼 I能 进行计 算 分 析 , 运 对 生 并 将计 算结果 以直 观 的图形再 现在设 计人 员面前 , 以便 判 断 是 否满足用 户 的要 求 , 时还提 出修改 意见 。 同 () 4 对产 品结构 的可装 配 l的检 查 生 设计 人员 在完 成 产 品 结 构 中的 各 组 成 部 分 设 计 后 ,
检查 产 品的可加 工 性 ( 如 足 否会 产生 过 切 、 涉现 象 ) 例 干
方案决策与优选 。
( ) 品/ 2 的结构 设计 与分析 2产 3程 C D技 术可 以帮 助设计 人员 进行 产 品结 构 及其 组 成 A
以及加工刀具轨迹的生成 , 从而保证实际加工时的一次加
工 成功 …。
・
5 ・ 7
基 于 P o E抽 油 机 的运 动仿 真 模 拟 r/
杨霞
( 泸州职业技 术学院 , 四川 泸州 600 ) 4 35
摘 要 : 文 主要 介 绍 了国 内 C D 的应 用现 状 , 以抽 油 机 为 例介 绍 了 Po E运 动 仿 真模 拟 的 方 法 并 输 出 了抽 油杆 的 运 动 本 A 并 r/