基于PRO／E的曲柄连杆机构的建模与仿真研究
基于ProE的发动机曲柄连杆机构运动仿真
［３］ 詹友刚．Ｐｒｏ／ＥＮＧＩＮＥＥＲ ２００１ 教程［Ｍ］．北京：清华大 学出版社，２００３．
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Kinematical Simulation of Slider-Crank Mechanism of Engine Based on Pro/E
ZHAO Ming-yu, GAO Yu-zhi
Ｔｉｍｅ／ｓ
图 ３ 活塞随时间变化的位移曲线
２３２．８１８７９５７
Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ１：：ｍｅａｓｕｒｅ１／ｍｍ
２２１２２２．．８８１１８８７７９９５５７７
２０２．８１８７９５７
１９２．８１８７９５７
１８２．８１８７９５７
１１７６２２．．８８１１８８７７９９５５７７ １ ５２．８１８７９５７ ０ ２ ４ ６ ８ １０ １２
收稿日期 作者简介
２００４－０８－１５ 赵明宇 １９６８－ ，男 ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ
讲师
（Ｅ－ｍａｉｌ）ｚｈａｏｍｙ０００００＠
Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ 的 Ｍｅａｓｕｒｅｓ 后直接得到的分析结果 图 ４ 是将运行结果转化为 ＥＸＣＥＬＥ 的图表方式输出 更 有利于结果的分析
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 。
基于Pro／E的曲柄滑块机构运动仿真
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般 可 分 为结 点 正 置 和 偏 置
，
将 电 动 机 的 旋 转 运 动转 变 为 滑 块 的 直线 往 复 运 动
”]
实现
两 类 这 两 种 不 同 的 结 构类 型 由 于 其 具 有 不 同 的 运 动 速
各 种 冲压 工 艺
。
同时 该 机 构 还 具 有 力 的放 大 作 用 ( 工 作
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基于Pro／E的曲柄压力机三维建模与运动仿真
基于Pro／E的曲柄压力机三维建模与运动仿真摘要：Pro/E软件是一款广泛应用于机械专业的三维设计软件，本文利用Pro/E对曲柄压力机进行三维建模和运动仿真，为其开发设计提供可靠的分析依据，极大地缩短产品开发周期并提高产品可靠性。
关键词：曲柄压力机；Pro/E；三维建模；运动仿真1引言曲柄压力机是一种最常用的冷冲压设备，随着新工艺新设备的不断出现，一些形状复杂的特殊零件可以直接成形。
本文通过Pro/E对曲柄压力机进行三维建模和运动仿真，可以直接获得曲柄压力机地运动特性曲线，从而缩短了曲柄压力机研发周期，降低了试验成本，提高了企业的经济效益。
2曲柄压力机的三维建模曲柄压力机由机身、电动机、传动装置、飞轮、曲轴、连杆和滑块、操纵系统及辅助系统与装置组成。
为了实现曲柄压力机的三维建模，应采取自下而上的方法进行建模。
打开Pro/E后新建一个零件，点击拉伸选项进入草绘，选择草绘平面并绘制草绘曲线，根据零件尺寸要求进行拉伸旋转、扫描、倒角等特征，零件创建过程及其效果如图1所示。
建模时要做好基准线、基准面，以便裝配使用。
零、部件建模过程就是一系列拉伸、旋转、对称等指令，在此不一一赘述。
绘制完零、部件图后，根据各部件在整机中的位置、作用以及运动关系进行合理的虚拟装配，以保证整机定位可靠、运动灵活，在运动仿真时不发生干涉现象。
装配是在Pro/E的组件模块中实现的，装配步骤如下：选择文件——新建——组件模块——取消使用缺省模板——插入元件——调入零件模型——给零件施加定位约束——插入下一个元件——调入零件——给零件进行定位约束。
Pro/E為各部件之间的不同装配关系提供了与之相对应的装配形式。
若装配件之间无相对运动，则选用“放置”选项定义板定义两个零件的约束关系；否则，选用“连接”选项板定义零件之间的连接关系和约束关系。
在装配时，如果当前约束关系不能使装配件处于“正常的工作位置”，则通过“拖动”选项板上的“平移”、“旋转”等选项对配件进行调整修改，直至符合要求为止。
基于Pro_E的曲柄滑块机构运动仿真
１引言 曲柄滑块机构是曲柄压力机的工作机构， 这一机构
将电动机的旋转运动转变为滑块的直线往复运动［１］， 实现 各种冲压工艺。同时， 该机构还具有力的放大作用（ 工作 载荷大于传动系统输入的作用力） ， 满足压力机瞬时峰值 力的要求。在曲柄滑块机构的设计中， 运动分析是设计和
强度校核的基础， 也是静力学分析的基础。曲柄滑块机构 根据运动机构的布置特征， 一般可分为结点正置和偏置 两类， 这两种不同的结构类型， 由于其具有不同的运动速 度特征， 而分别被应用于不同的压力机中。
ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｇｒａｉｎ － ｓｉｚｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｓａｎｄｓ
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（ 编辑 昊 天）
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用pro_E进行曲柄滑块机构仿真设计
寸标识中相对应有： ｓｄ７＝ａ、ｓｄ８＝ｂ、ｓｄ９＝ｅ。
选择“工具 ／关系”命令， 在“关系”编辑框中输入：
／@ ｓ１ｄ０００１＿ｓｅｃ．ｔｘｔ
ｓｄ１４＝４５
ｓｏｌｖｅ
２@ｓｄ７@２４４．１６８@ｃｏｓ （ ６） ＋２@ｓｄ７@ｓｄ９@ｓｉｎ （ ６） － （ ｓｄ７＾２ ＋
ｓｄ９＾２－ ｄ８＾２） ＝２４４．１６８＾２ ２@ｓｄ７@２３１．４７０@ｃｏｓ （ ４５） ＋２@ｓｄ７@ｓｄ９@ｓｉｎ （ ４５） － （ ｓｄ７＾２ ＋
１ 机械设计基础（ 第二版） ．高等教育出版社， １９９８ 年 ７ 月 ２ 精通 ｐｒｏ ／Ｅ 中文野火版．中国青年出版社， ２００４ 年 ８ 月
（ 作者单位： 湖南化工职业技术学院）
栏目责编： 黄 友
特点就是参数驱动， 因此很有必要采用它来进行计算机辅助
设计。
２ 用 ｐｒｏ ／Ｅ 求出各构件尺寸值
启 到 ｐｒｏ ／ｅｎｇｉｎｅｅｒ ｗｉｌｄｆｉｒｅ 中 文 版 ， 选 择 “文 件 ／新 建 ”命
令， 点选“草绘”， 在名称栏中输入 ｓ１ｄ０００１．ｓｅｃ， 画出机构示意
图 ， 其 中 构 件 尺 寸 任 选 ； 选 择 “信 息 ／切 换 尺 寸 ”命 令 ， 下 列 尺
（ １）
在 ｙ 轴投影： ａｓｉｎψ－ ｂｓｉｎδ－ ｅ＝０
（ ２）
消去 δ得位置参数方程：
２ａｘｃｃｏｓψ＋２ａｅｓｉｎψ－ （ ａ２＋ｅ２－ ｂ２） ＝Ｘｃ２
（ ３）
由参数方程列出线性方程组， 需经繁重的数学运算， 才
能 解 出 ａ、ｂ、ｅ 的 值 ， 确 定 各 构 件 的 尺 寸 ， 由 于 ｐｒｏ ／Ｅ 的 一 大
程 （ ３） 确 定 ， ａ＝４５，ｂ＝２００，ｅ＝２０， 尺 寸 图 发 生 变 化 后 ， 相 应 的 图 形亦确定下来。
基于Pro／E的曲柄摇杆机构的运动仿真研究
经 典
压缩 百 分 比
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空 间 分 割 的 局 部 ＫＤ 树动 态创建算 法 ， 可 以 在保 证 搜 索 结 果正
１ 引 言
而 且 降低开 发成 本 和周期 。
２ 曲柄摇 杆 机构 的数 学模 型
在 机械 设计 的实 际过程 中 ， 杆 机构 是应 用较 简 单 、 连 较 方便 的一种 机构 ，特别是 曲柄摇 杆机 构 的应 用 尤其 广
泛 。为 ＿ ｒ分析 机构 是 否满 足给 定 的运 动规 律 和运 动 空间
圃固四唾匾殛
仿■ ， 建穗 Ｉ Ａ Ｃ Ｃ ＤＩ ＡＭＩ ＡＥ ＣＡ Ｐ Ｃ Ｉ Ｐ
基 ｒＥ 柄 杆 构 运动 真 究 于Ｐｏ 的曲 摇 机 的 仿 研 ／
安 爱 琴 。 逢 明 华 ， 聂 永 芳
（ 河南 科 技 学 院 机 电学 院 ， 南 新 乡 ４ ３ ０ ） 河 ５ ０ ３
Ｔｈ ｏ ｉ ｎ Ｓ ｍ ｕ ａ ｉ ｎ Ｓ ｕｄ ｆ ｔ ｅ Ｃｒ ｎｋ － ｏ ｋ ｒ Ｍ ｅ ｈ ｎ ｓ Ｂａ ｅ ｎ Ｐｒ ／ ｅ Ｍ ｔｏ ｉ ｌ ｔｏ ｔ ｙ ｏ ｈ ａ — ｃ ｅ ｒ ｃ ａ ｉ ｍ ｓ ｄ ｏ ｏ Ｅ
在 对 曲 柄 摇 杆 机
构 建模 之 前 ， 先对Fra bibliotek曲 首 分析， 并设 计 各构 件 尺
的要 求 ， 要对 机构 的运 动规 律进 行研 究 。 构 的运 动规 柄 摇 杆 机 构 进 行 位 置 需 机
律分 析 比较 困难 ，难 以在机 构设 计 完成 之后 准 确判 定其
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)正文2011年 5 月 25日基于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The structural design of the slider-crank mechanism and motion simulation analysis based on PRO/EAbstract: The slider-crank mechanism is a crank and slider torotate 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目录1绪论 11.1课题提出的目的和意义 11.2国内外的研究现状及发展趋势 21.3运动仿真技术及国内外运动仿真技术现状和发展概况 21.4主要研究内容、途径及技术路线 31.5本章小结 52 曲柄滑块机构简介 62.1曲柄滑块机构定义 62.2曲柄滑块机构的特性及应用 62.3曲柄滑块机构的分类 62.4偏心轮机构简介 72.5 本章小结 83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 93.2曲柄滑块的运动学特性 103.3本章小结 114曲柄滑块机构零件设计 114.1 曲柄滑块机构总体分析 114.2曲柄滑块机构零件的三维造型 114.3本章小结 175 曲柄滑块机构的装配 185.1曲柄滑块机构的模型的创建步骤 18 5.2本章小结 196曲柄滑块机构运动仿真 206.1运动机构仿真 206.2机构仿真 206.3本章小结 22参考文献 23致谢 241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。
基于ProE的连杆机及运动仿真分析
基于PRO/E的连杆机构设计及远动仿真分析摘要连杆机构是机械中常见的一种机构，是往复式内燃机的主要工作机构。
曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要远动零件。
虚拟装配与远动仿真是根据产品的形状特征.精度特性，利用计算计图形学和仿真技术，在计算机上模仿产品的实际装配过程.仿真模拟机器的远动过程。
通过对曲柄连杆机构进行有关运动学和理论分析与计算机仿真分析，利用PRO/E软件的装配功能，将曲柄连杆机构的各组成零件装配成活塞组件.连杆组件和曲柄组件，从而完成内燃机曲柄连杆机构的虚拟装配与运动仿真。
在内燃机的开发设计阶段应用这种方法可以大大缩短产品的开发周期，减少样机实验次数，快速的对市场做出反应，降低产品的成本，提高企业的竞争力。
关键词：曲柄连杆机构：虚拟装配：运动仿真；装配功能Based on Pro/E internal combustion engine connecting rod assembly and motion simulation of the virtualAbstractThe crank is a common machinery, reciprocating internal engine is the main working body. Crank the engine duty to achieve of the main moving parts of energy. Virtual and motion simulation based on tee shape of product precision features the use of computer graphics and simulation technology, the product on the computer to imitate the actual assembly process the movement of the machine Crank through the relevant kinematics and dynamics of the theoretical analysis and computer simulation analysis, the use of Pro/E, assembly features, the crank assembly of the constituent parts into a piston, connecting rod assemblies and crankshaft components, to complete the internet combustion engine connecting rod assembly and motion simulation of the virtual. The development of internal combustion engine design using this method can greatly shorten the product development cycle and reduce prototype test times, respond quickly to market, lower product costs and improve the competitiveness of enterprises.Keywords: crank Vrtual assembly; Motion simulation；assembly features目录1绪论 (5)1.1本课题研究的目的和意义 (6)1.2国内外的研究现状及发展趋势 (7)2设计的方案 (9)2.1研究的基本内容 (9)2.1.1连杆机构的结构设计 (9)1手压抽水机的结构特点 (9)2手压抽水机的设计 (9)3连杆机构的装配 (13)3.1手压抽水机的装配 (13)3.2伺服电动机定义 (22)3.3运动分析定义 (23)4本文总结 (24)5参考文献 (25)6致谢 (26)1绪论1.1本课题研究的目的和意义基于虚拟现实的产品虚拟拆装技术在新产品开发、产品的维护以及操作培训方面具有独特的作用。
学长福利-PROE设计-发动机曲柄连杆机构详细图文过程
淮阴工学院
Huaiyin Institute of T echnology
Pro/E基础设计
（大作业）
学院：交通工程学院
班级：车辆1103班
姓名：李朗
学号： 1101504321
一、题目
汽车发动机曲柄连杆机构
二、主要操作步骤
1.曲轴的绘制
（1）新建文件。
新建名为quzhou的零件文件，勾去“使用缺省值”，单位选择mmns_part_solid。
（2）绘制旋转实体特征1。
单击“旋转”按钮，单击“草绘”按钮，选择基准平面TOP为草绘平面，确认进入草绘环境。
绘制中心线和如图所示截面。
完成绘制后点击“确认”，返回特征操控面板，单击“确认”，完成旋转。
效果如图。
（3）创建旋转实体特征2。
步骤同（2）。
草绘截面如图所示。
（4）创建旋转实体特征3。
步骤同（2）。
草绘截面如图所示。
（5）创建拉伸实体特征。
单击“拉伸”按钮，单击“草绘”按钮，选择如图所示的平面为草绘平面。
单击“确认”按钮，进入草绘环境。
绘制如图所示截面。
绘制完成点击“确认”按钮，返回拉伸操控面板，选择拉伸至如图所示位置。
单击“确认”按钮，完成拉伸。
（6）创建拉伸特征2。
步骤同（5）。
草绘截面如图所示。
草绘平面以及拉伸至平面请参考效果图。
效果如图所示。
基于Pro_E的连杆压套夹具设计及运动仿真_王宝剑
与
科研探索知识创新
科研探索
知识创新
与。
2时间编码
时间编码法使用较少种类的色彩或者较少级别的灰度值编码投射图案，为了使编码单元的数量变小，在测量中可以投射多幅宽度不同的垂直条纹，采用简单的系列数据容易区分彼此；连续投射在物体表面的编码图案具有粗定位模式，像素值编码更准确容易，以上两点使得编码方法有较高的测量精度。
另外由于编码法能够较准确的区分不同的灰度级别或者色彩；而且每个点的位置能够精确的用编码表示，编码法在三维扫描中具有较高的扫描精度，较大的扫描
密度。
目前时间多路编码策略主要分为以下三种：（1）二灰度级图4铜套座运动测量与位置图
图5铜套座运动时间与位置图4结论
本文以连杆压套夹具为例，用Pro/E 进行机构运动仿真，探讨了一种效率更高的方法。
从分析过程及结果与实物对比，运动仿真与夹具运动情况基本一致，这样可以提前看到夹具的装配及运动过程，可以更准确、合适的设计各零部件。
通过仿真节省了具体实物试验的费用。
仿真结果还可以以动画的形式表现出来，也可以以参数形式输出。
为以后的分析提供了依据，节省设计时间提高设计的质量和效率。
参考文献：
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02-0050-04.。
Pro／E软件与机构运动的仿真
Pro/E软件与机构运动的仿真摘要：本文讨论了机械原理（机械基础）教学中机构运动仿真视频的作用及其优势，着重对用Pro/E软件制作机构运动的多媒体仿真视频进行了探讨。
关键词：Pro/E；机构运动；多媒体仿真一.前言随着多媒体技术的确发展，其应用已遍及社会生活的各个角落，正在对人们的工作方式、生活方式带来巨大的变革。
同样，多媒体技术对教学也产生了积极的效应，能为学生提供最理想的教学环境。
由于多媒体具有图、文、声并茂及活动影象的特点，具有许多宝贵的特性与功能。
主要表现为;直观性，能突破视觉的限制，多角度地观察对象，并能够突出要点；图文声像并茂，多角度调动学生的情绪、注意力和兴趣。
动态性，动态反映机构运动的全过程，有效地突破了传统教学难点；通过多媒体对真实情景的模拟，培养学生的探索、创造能力；传统的机构运动教学多半是用挂图进行讲述，既没有立体感，也没有动态感，没有接触过机械的学生很难想象出机构运动的情形，如果在多媒体教学环境中，通过动画、图形、声音的演示，加上教师深入浅出的讲解，学生会在不知不觉中学到知识。
这样学生就能够在原有认知结构和生活经验的基础上，认同我们的概念和思维方式，并强化到自己新的认知结构中，形成自己新的概念和思维方式。
Pro/E软件平台能直接仿真机构各零件的造型与装配，可进行机构运动的仿真，甚至可以仿真一台机器的运行。
对机构的运动进行多角度、多方位的观查，还可进行透视和剖视情况观查。
并能将运动的画面生成视频文件，供离开Pro/E 软件平台时进行演示。
二．Pro/E简介Pro/E全称是“Pro ENGINEER”由美国PTC（参数）公司开发的一款三维软件。
Pro/E软件具有操作容易、使用方便、修改方便的特点。
因此在机械三维实体造型设计中得到了广泛的应用。
具有很强的实体造型、虚拟装配和仿真运行能力。
功能界面清楚明确，让使用者视觉和心理都有一种轻松感。
目前已经成为机械设计、家电设计、模具设计等行业所普遍采用的三维软件。
ProE机构运动仿真设计及分析
活塞速度的测量结果，也可导出为EXCEL和文本格式
测量特征也可加入到运动分析中，进行结果查看，图形输出，如测量连杆大头最外边 与缸体裙部的距离。
应将测量保存为一个特征,然后才能进行测量分析
回放：轨迹曲线
轨迹曲线用来表示机构中某一元素相对于另一零件的运动。分为“轨迹曲线”与“凸轮 合成曲线”两种： “轨迹曲线”表示机构中某一点或顶点相对于另一零件的运动。 “凸轮合成曲线”表示机构中某曲线或边相对于另一零件的运动。 菜单：插入--->轨迹曲线
序号
1 2 3 4 5 6 7
8 9 10 11
名称
自由度 旋转 平移
0
0
1
0
0
1
1
1
1
2
说明
使用一个或多个基本约束，交元件与组件连接在一起，连接后，元件与组件成为一个 主体，相互间没有自由度。 由一个轴对齐约束加一个与轴垂直的平移约束组成。元件可以绕轴旋转，不能平移。 例如，活塞销，齿轮、曲轴等。 由一个轴对齐约束与一个旋转约束组成，元件可沿轴平移，但不能旋转。如活塞。 由一个轴对齐约束组成，元件可绕轴旋转同时可沿轴向平移。如挺柱、气门等。
定义并约束相对运动的主体之间的关系。
自由度（Degrees 允许的机械系统运动。连接的作用是约束主体之间的相对运动，减少系统可能的
of Freedom)
总自由度。
执行电动机（ Force Motor）
作用于旋转轴或平移轴上（引起运动）的力。
机构（Joints）
特定的连接类型（例如销钉机构、滑块机构和球机构）
选取运动轴，曲柄连杆机构选 择曲轴的销钉连接图标 反向按钮改变旋向
定义轮廓，“规范”为位置时模选 项定义为斜坡曲轴旋转一圈360度， 图形中可以查看定义的轮廓，横坐 标为时间
曲柄滑块在PROE中仿真
曲柄滑块在PRO/E中的仿真一、建立曲柄滑块机构所需构件各构件参数曲柄长度30mm，连杆长度100mm，e为5mm1.机架启动Pro/E，新建文件：选“零件”/“实体”，文件名jijia-1。
使用多次拉伸的方法建立曲柄滑块机构的第一个构件——机架。
见图1。
图1确定打钩，对称拉伸，拉伸距离为5。
再如图2所示面拉伸圆柱，图2圆直径为5，拉伸距离为140。
然后照图3所示拉出两圆柱凸台，大圆柱凸台与方形三边相切，即保证偏心距e=5，小圆柱凸台直径3，长度3。
画完见图4。
图3图42、曲柄画曲柄，新建零件，名称为qubing-1,如图5拉伸草绘图5拉伸距离为3，画完如图6图63连杆画连杆，新建零件，名称liangan-1.如图7拉伸草绘，只在一边画圆拉伸孔。
图7再在另一边拉伸凸台，如图8所示，凸台与R2.5同心，高度3。
图84滑块最后画滑块，文件名huakuai-1，如图9拉伸。
图9对称拉伸，拉伸长度为10。
然后在图10所示平面拉伸一圆柱，直径3，长度10。
图10二、装配1.新建名称为zhuangpei的组件，如图11所示。
图112、插入机架位置缺省，然后插入曲柄，约束类型选销钉如图12所示图12装配完如图13图133、插入连杆同样选销钉，如图14把凸台插入曲柄孔中图144、插入滑块首先选销钉，把滑块凸台插入连杆孔中，销钉的平移不能选重合，选偏距，距离计算好后再输入，要使滑块孔轴线与机架圆柱轴线在同一基准平面内，如图15图15然后选放置里面的新设置，如图16图16注意这里集类型选圆柱，如图17图17然后选择滑块孔和机架轴。
装配完毕如图18所示图18三、运动仿真1、选择应用程序下面的机构，如图19图19进入机构运动仿真环境，窗口左侧出现运动仿真特征树，右侧显示运动分析工具栏。
2、设置主动件。
单击工具按钮“伺服电机”，在弹出的窗口中，选择曲柄与机架的铰接轴作为运动轴，即指定曲柄为主动件，来产生回转运动。
如图20,21图20图21然后点轮廓，把位置改为速度，A处输入10，意思为10度/秒，确定。
基于Pro_E的汽车雨刮器仿真分析
图 ３ 雨刮器模型 ２ 雨刮器的仿真分析
将装配好的雨刮器模型导入 Pro/E 的“应用程序”中“机 构”模块进行仿真，得出两个雨刮臂的往复摆动轨迹和摆 动角度，如图 4 所示。
图 １ 四连杆机构
图 ４ 某点轨迹曲线
设 计 与 研 究
２３
基于 Pro/E 的汽车雨刮器仿真分析
柏艳雪
（南京航空航天大学金城学院，南京 211156）
摘 要：本文通过 Pro/E 软件对汽车雨刮器的零部件进行设计，完成汽车雨刮器的虚拟装配；利用 Pro/E 的 仿真模块，获得雨刮臂的运动轨迹，得出通过改变电动机曲柄长度，可以改变雨刮臂的摆动角度大小，从而获得 设计的雨刮器的雨刮臂摆最大摆动角度，为研究雨刮臂的摆动角度提供相关参考。
雨刮器是由电机带动，通过连杆机构将电机的旋转运 动转变为刮臂的往复运动，从而实现刮雨动作。其中，连 杆机构是主要运动单元。仿真运动则主要是模拟连杆机构 的运动。
其实，雨刮器的模型介绍，主要就是介绍连杆机构模型。 应用最多的、较为简单的连杆机构就是四连杆机构，如图 1 所示。该机构中，固定不动的构件 4 称为机架，与机架相 连接的构件 1 和 3 称为连架杆，不与机架相连的构件 2 称 为连杆。在两个连架杆中，能作整周回转的构件称为曲柄， 若只能绕其回转轴线作往复摆动的构件称为摇杆。四连杆 机构根据两连架杆运动形式不同可分为三种基本型式：曲 柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。
然而，这种普通的四连杆机构并不是真正的雨刮器的 连杆机构模型。该雨刮器机构是“单机双臂”，即两个雨 刮臂只由一个电动机带动运行。
该机构可简化为图 2 所示。电动机的旋转由曲柄 1 的 圆周运动代替，连架杆 3 和 4 分别带动雨刮臂运动；曲柄 1、 摇杆 3、连杆 2 和机架 6 组成一个简单的四连杆机构（曲柄 摇杆机构）；曲柄 1 做圆周运动，从而带动摇杆 3 做往复运动； 摇杆 3、4，连杆 5 和机架 7 也组成一个简单的四连杆机构（双 摇杆机构），同时摇杆1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
基于ProE的曲柄摇杆机构运动仿真
· 83·
出现两次急 回 特 性 。 在 单 周 期 的 t = 7 ． 3 s 时 刻 ， 急 回特性开 始 出 现 。 而 对 于 模 式 2 下 分 析 点 的 角 速 度， 从 MOD2 可知 ， 在 t = 0 ～ 17 ． 8 s 时 间 段 内 ， 摇杆 分析点的角速度经历了三 次 变 化 ， 即曲线上出现了 三个拐点 。 显 然 ， 在 一 个 运 动 周 期 内， 模式 2 下摇 杆分 析 点 的 角 速 度 变 化 明 显 较 曲 线 1 复 杂 。 在 t = 17 ． 8 s 时 ， 模式 2 下 的 急 回 特 性 开 始 出 现 。 比 较 二种模式下的速度 － 时间 变 化 曲 线 可 知 ， 模式 2 出 现急回特性的时间较晚 ， 当模式 1 下分析点出现第 二次急 回 特 性 时 ， 模式 2 下的急回特性才首次出 MOD1 下曲柄的平 现。由此可以判断， 在两种模式下， 均角速度是 MOD2 下曲柄平均角速度的 2复 杂 ， 在满足一定条 件的情况下 ， 曲 柄 在 作 圆 周 运 动 的 过 程 中， 摇杆的 运动具有 急 回 特 性
［1］
点位置 2 出现， 此时曲柄与机架的夹角为 49° 。 则极 位夹角 θ = 83° ， 由四杆机构速度行程变化系数定义可 知， 在两极限位置， 180° + θ k= = 2． 7 180 － θ 显然， 速度行程变化系数 k ＞ 1 ， 则机构存在着明 显的急回特性。 为了比较和分析曲柄摇杆机构在不同的速度模式 加速度、 位置变化情况， 在此给定两 下分析点的速度、 种速度模式如下： 0 ＜ t20 模式 1 ： ω = 36 ， 0 ＜ t20 模式 2 ： ω = 180cos36 t + 18 ， 设定曲柄摇杆机 构 运 动 的 起 始 位 置 如 图 1 （ b ） 所示 ， 运动 方 向 为 逆 时 针 方 向 。 曲 柄 从 图 1 （ b ） 所 示位置运 动 到 图 1 （ c ） 所 示 位 置 时 ， 摇杆从最右端 摆动到最左端 。 曲柄继续 运 动 到 起 始 位 置 时 ， 摇杆 从最左端回到最 右 端 。 经 过 Pro / E 仿 真 分 析 ， 得到 在两 如图 2 － 图 4 所 示 的 仿 真 结 果 。 由 图 2 可 知 ， 种 速 度 模 式 下 ，角 速 度 的 初 始 值 相 同 ，均 为 － 21 ． 6 deg / s 。 然后因为 不 同 的 速 度 模 式 ， 导致分析 点的速度曲线也不同 。 在 模 式 1 下 ， 分析点的角速 度逐渐减 小 ， 在 t = 3 ． 6 ～ 6 ． 7 s 时， 速 度 降 为 零， 然 后 再 反 向 加 速。 在 t = 7 ． 3 s 时， 速度最大值为 ω max = 21 ． 6 deg / s 。 然后 ， 角速度 急 剧 变 化 ， 在 t = 10 s 时， 分析点的角 速 度 ω = － 21 ． 6 deg / s 。 t = 20 s 内 ， 模式 1 下的分析点的角速 度 曲 线 经 历 了 两 个 周 期 ，
基于proe的机构运动仿真
⑧ 轴承 具有3个旋转自由度和 一个平移自由度相当于球连 接的基础上再加一个平移自 由度，使用“点与轴线对齐” 来限制其他两个自由度
二、建立运动模型
讲义. 运动连接（续
连接类型
自由度
平移
旋转
约束
刚性（Rigid） 0
0
完全
销钉（Pin）
0
1
轴对齐；平面或点对齐
滑动杆（Slider） 1
0
轴对齐；平面或点对齐
初始条件包括初始位置和初始速度两个
方面点击按钮
初始位置的确定需要借
助快照功能从事先创建好的快照得到主体的
位置。由于速度为矢量，所以在指出模的同
时还要指出其方向，
进行动态分析 时用到
点速度 连接轴速度
角速度 相对于槽的切线速度
评估 删除
五、运动分析
完成运动模型及运动环境的设置后需 要对机构进行分析点击按钮
三、运动副
齿轮类型分为一般、正、锥、涡轮、 齿条与小齿轮
对于所有类型需对每一个齿轮选取 连接轴，传动比一般都采用齿数比的方 式予以确定。
对于齿条类，齿条的定义通常需要 指出滑动杆连接轴，传动比定义一般使 用 mm/rev，即齿轮旋转一周，齿条前进 的距离。
2. 齿轮（续
实例演练
三、运动副
四、运动环境
选取运动轴曲柄连杆机构 选择曲轴的销钉连接图标 反向按钮改变旋向
类型分为两种一种是连接轴伺服电机，用于定义某一旋转轴的旋转 运动，可用于运动分析，另一种是几何伺服电机，用于创建复杂的 运动如螺旋运动，不能用于运动分析
4. 伺服电机续)
定义轮廓规范为位置时 模选项定义为斜坡曲轴旋转一圈 360度，图形中可以查看定义的 轮廓，横坐标为时间
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
【ＡｂｓｔｎｃｔＪ Ｚ７诂讥ｔｅｍ以—ｃｏ，拍瑚ｔ汤ｎ ｅ，痧，把ＤｃｃＬ妒如ｓ ｉ，印。心删ｐ傩如幻ｎ仍琳“以ｄ砌ｉ昭如ｒｃｅ ｗｅ ｉｎ
ｊ
ｌ【ｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ａｓｓｅｍｂｌｅ疗ｃｔｉｔｉｏｕｓｌｙ；Ｍｏ廿蚰ｓｉｍｌｌｌａｔｉｏｎ；Ｉｎｔｅｎｍｌ—ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｅｎ西ｎｅ
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０ 引言
曲柄 连 杆机 构 是 自动 化设 备 中常用 机 构之 一 ，
它 可实 现 旋转 运 动 与直 线往 复 运动 问 的相 互 转化 。 本 文 对 曲柄 连 杆 机 构 进 行 建 模 、动 力 学 、仿 真 和
轴 转 角 为 ３ ７ 时 ， 曲 轴 上 出现 次 大 等 效 应 力 为 ７。 ９． ａ ２４ ＭＰ ，位 置 在 第 １拐 前 侧 曲 柄 臂 与 连 杆 颈 相 连 的 圆 弧 倒 角 处 ，最 大变 形 值 为 ０９ ６ ． ｍｍ，等 效 ９ 应 力分 布 云 图如 图 ２所 示 。在 其 他 位 置 时 的 应 力
务ｌ 匐 似
基于Ｐ ＯＥ 曲柄连杆机构 的建模 与仿真研 究 Ｒ ／的
Ｍ ｏｄｅｌｎｇ ａｎｄ ｓ ｍ ｕｌ ｉ ｈｅ ｃｒ ｉ ｉ ａｔｏｎ ｏｆｔ ａｎｋ－ ｃｏｎｎ ｅｃｔｎｇ ｒ ｅｃｈ ｉ ｏｄ ｍ ａｎｉ ｍ ｓ ｂａｓ ｅｄ ｏｎ ＰＲＯ／ Ｅ
柄 销 直径 ８ ｍｍ；主轴 颈 直径 ９ ｒｍ； 曲柄 的厚 度 ０ ０ ａ ４ ｍｍ；曲柄 宽度 １４ ８ ４ ｍｍ。
图 １ 曲轴 ３７ ７ 。位 置 等 效 应 力云 图 １
在 静 强 度 计 算 中 ，曲 轴材 料 无论 是 采 用 原 来
的 ４ Ｃ Ｍｏ ２ ｒ Ａ，还 是 采 用 ￥ ４ Ｙ钢 ， 对 静 强 度 计 ４Ｓ
算 结 果都 没 有 明显 影 响 。在选 定 的 ４ ｏ种计 算 工 况 中 ，随 着 曲轴 转 角 的 变化 ，最 大 等 效 应 力 的 位 置 也 会 发 生 改变 ，将 出现 在 不 同 的 曲 拐处 出现 在 主 轴 颈 圆 弧 倒 角 处 ， 有 的工 况 出现 在 连 杆 颈 圆弧 倒 角处 。在 一 个 完 整 的工 作 循 环 中 ， 曲轴 转 角 为 １。 ， 曲轴 上 出 现 ７时
装 配分 析 ， 结果 可推 广应 用 到压缩 机 、 内燃 机 和 其 发 动 机 等 类 似 问 题 的研 究 。该设 计 为 曲柄 连 杆 机 构 设 计 和 减 小 发 动机 振 动 等研 究 提 供 了重 要 的 理
论依 据 。
１ 曲轴 的设计
曲轴 接 受 活 塞 压 缩 机 中 电动 机 输 入 的扭 矩 动
的 最 大 等 效 应 力 为 １５ ａ ０ ＭＰ ，位 置 在 第 ６拐 后 侧
曲柄 臂 与 主 轴 颈 相 连 的 圆 弧 倒 角处 ，最 大 变 形 值 为 ０１９ ｍ，等 效 应 力 分 布 云 图如 图 １所 示 ；曲 ． ｒ ７ａ
收稿日期：２ １－ ８ ９ ０ １ ０ －２ 图２ 曲轴３７ ７ 。位置等效 应力云 图２
作者简介：杨 林建 （９４一），男，Ｉ）ｌ １７ ￣ｉ ｔ 射洪人 ，副教授 ，研究生 ，研究方向为机电一体化 和数控技 术。 ［６ 第３ 卷 ７１ ４ 第３ 期 ２１— （ ） ０ ２ ３下
力 ， 工作 中承受 周期 性 的复 杂交变 载 荷 。曲轴 的 在 伸 臂 端 有 ｈｌ ０的 锥 度 ， 有 带 风 扇 的连 轴 节 与 电 装 动机相连 ， 曲轴 的 另一 端 有 插 入油 泵 齿 轮 轴 的孔 ，
通 过 孔 端 的 盘 带动 齿 轮 油泵 工作 。主 轴 颈 和 曲 拐 颈 内钻 有 轴 向和 径 向 油 孔 。该 设 计 尺 寸 分 别 为 曲
关键词 ： 活塞压缩机 ；曲柄连 杆机 构 ；建模 ；仿真
中图分类号 ：Ｔ ４ １ Ｋ ０ 文献标识码 ：Ｂ
文章编号 ：１０ － １ ４ ２ １ ） （ ） ０ ６ ４ ９ ０ （ ０ ３下 一０ ７－０ ０ ３ ２
Ｄ ｉ１ ．９ ９ Ｊｉｓ ．０ ９ ０ ．０ ．（ ） ２ ｏ ： ３ ６／ ． ｎ １ ０ － １４ ２ １ ３ 下 ．４ ０ ｓ ３ ２
杨林 建
，
Ｙ ＮＧ Ｌｎｊ ｎ Ａ ｉ－ａ ｉ
（ 四川工程职业技术学院 ，德阳 ６ ８ ０ ） １ ０ ０
摘
要 ：本文根据机械系统动态仿真技术理论 ，介绍一种基于Ｐ ｏ 和Ｓ ｌｗ ｒｓ ｒ ／Ｅ ｏｉ ｏｋ 工程 软件 的曲柄连杆 ｄ 机构动力学仿真分析方法 。运用Ｐ ｏ Ｅ ｒ ／ 对其三维实体建 模及ｍ ｃ ａｉ 模 块对其进行装 配仿真 ｅｈｎ ｍ ｓ 和运动学分析 ， 运用Ｓ ｌｗ ｒｓ ｏｄ ｏｌ软件对曲轴进行应力分析 ， ｉ ＜ 为曲柄连杆机构的选型 、优化设计 提供了一种有效的新思路。具有 一定的工程应用价值 。