基于ProE的路宝车发动机配气机构的三维建模设计
基于Matlab和UG的发动机配气凸轮的三维建模
作者简介：陈家兑 （ １ ９ ７ ９一 ），男，广西 玉林 人，讲师 ，研究方 向为发动机可变气 门驱动技 术￣ Ｕ ＣＡ Ｅ 技 术。 【 ｇ ４ 】 第３ ６ 卷 第２ 期 ２ ０ １ ４ — ０ ２ （ ：
匐 似
ｌ ｅ ｇ ｅ ｎ ｄ （ ’ 位移’ ， ’ 速 度’ ， ’ 加 速 度’ ）
中图分类号 ：Ｔ Ｄ ９ ４ 文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：１ ０ ０ ９ —０ １ ３ ４ （ ２ ０ １ ４ ） ｏ ｒ （ 下） 一 ０ ０ ９ ４ —０ ３
Ｄｏ ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ｃ ｝ ／ Ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ９ —０ １ ３ ４ ． ２ ０ １ ４ ． ｏ ２ （ 下） ． ２ ６
摘 要 ： 根据 发动机 配气需 要 ， 设 定了高次多 项式配气凸轮的平底从动件升程函数 、回程函数和约束条 件 ；编 写Ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ 的Ｍ文件程序 求出高次多 项式凸轮 轮廓曲线 、曲线的点 数据和生成从 动件运 动学曲线 ，并利用从动件运 动学曲线分 析高次多项 式凸轮轮廓 的曲线性能 。利用 Ｕ Ｇ 的曲线生 成功 能、实体 功能获得高精度、曲线光滑连续的高次多项式发动机配气凸轮的三维模型 。 关键词 ：Ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ ；Ｕ Ｇ；高次多项式 ；配气凸 轮
凸轮平 底从 动 件升 程 函数为 ：
－ ］ ｃ
：
０ ，
ｄ Ｚ ｈ （ ｘ ）
—
：
０， —
ｄ ３ ｈ （ ｘ ）
：
０；
（ ） ＝ａ ０ ＋ａ ｌ ｘ＋ａ ２ ｘ ＋ａ ３ ｘ
ｘ７ ＋ ａ４ｘ ４ ＋ ａ ５ ｘ ５ ＋ ａ６ｘ６ ＋ ａ ７
设 凸轮平 底从 动件 回程 函数 为 ：
基于ProE的路宝车发动机配气机构的三维建模设计-开题报告
毕业设计（论文）开题报告学生姓名院系汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程指导教师姓名职称副教授从事专业车辆工程是否外聘□是■否题目名称基于Pro/E的路宝车发动机配气机构的三维建模设计一、设计（论文）目的、意义微型汽车在我国有很大市场，从0.9L到1.6L，价格适合我国国情，适合正在发展的中国现况。
汽车配气机构作为发动机两大机构的重要部件之一，它的装配质量和效率直接关系到发动机本身乃至整车性能的发挥和控制的质量，也直接影响着它的动力性和经济性。
配气机构的功用是按照发动机每一气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求，定时开启和关闭各气缸的进、排气门，使新鲜充量得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出；在压缩与膨胀行程中，保证燃烧室的密封。
新鲜充量对于汽油机而言是汽油和空气的混合气。
以我国哈飞公司生产的“路宝”乘用车为例：如今微型乘用车汽车占汽车保有量的1/3，哈飞每年生产近20万轻型乘用车，对其安装的465式发动机进行采用SOHC间接驱动气门的配气机构，对于小排量的乘用车而言，其优点就在于结构简单，维修便捷，经济适用。
产品的装配是产品生命周期的重要环节，面对顾客的需求日益多样化的市场现状，以手工装配为主的传统装配方法逐步暴露出其缺陷：1.零件全部加工完成后才可进行装配；2.不能体现并行设计的思想。
针对这些问题，致力于产品的模拟装配技术的研究。
需要的应用价值。
虚拟装配作为虚拟制造实施的核心技术之一，通过运用Pro/E进行配气机构的模拟装配设计，从而达到对配气机构的装配工艺进一步加深了解；这样可以从本质上提高制造效率，节省劳动力，节约生产资源；加快了解汽车企业生产工艺加工、制造及应用的工程，还可以加强对三维制图软件的使用与掌握。
二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）收集有关国内外微型及普及型配气机构工艺相关资料，通过对变速器操纵机构工作条件的了解，提出配气机构的装配工艺方案，符合装配工艺设计方法规定，提出问题，提出自己的观点，解决问题，再Pro/E参数化建模的基础上，进行装配建模虚拟装配过程，从而实现汽车配气机构的动态装配。
基于ProE的机械运动仿真设计
基于Pro/E的机械运动仿真设计作者：施叶飞来源：《中小企业管理与科技·下旬》2010年第11期摘要:仿真技术在机械产品的设计中起着非常重要的作用。
本文主要通过汽缸运动机构的运动仿真设计过程介绍了Pro/E中的仿真模块以及机构仿真的设计方法和过程,并总结了该设计途径的优越性。
关键词:曲柄滑块机构运动仿真 Pro/E 仿真模块0 引言目前,许多国内外的大型辅助设计软件,都包含了机械装配和运动学仿真的功能模块,例如PTC的Pro/Engineer,SDRC的1一DEAS,MATRA的EUCI ID软件及DES的UG等。
机械产品的运动分析和仿真已经成为计算机辅助工程(CAE)中不可缺少的重要环节,同时也成为机械设计的必经过程。
进行机械产品设计时,通常要进行机构的运动分析,以此来验证机构设计的合理性和可行性。
机构运动仿真技术就是通过对机构添加运动副、驱动器,使其运动起来,以实现机构的运动模拟。
此外,运用机构中的后处理功能可以查看当前机构的运动,并且可以对机构进行运动速度、轨迹、位移、运动干涉情况的分析,为研究机构模型提供方便。
1 机构运动仿真的设计过程机构运动仿真是在Pro/E系统的装配模式中进行的,其Mechanism功能专门用来处理装配件的运动仿真。
机构运动仿真的设计过程如图1所示,主要可分为以下几个总体方案设计主要是利用已知条件,以及希望达到的目的或机械应实现的功能,进行机械的全局设计,在头脑中构思形成比较完善的设计方案。
建立运动模型是指进行机械各部分的具体设计,首先确定各零件的形状、结构、尺寸和公差等,并在计算机上进行二维绘图和三维实体造型,然后通过装配模块完成各零件的组装,形成整机。
装配是运动仿真的前提保障,装配关系的正确与否直接影响着运动仿真的结果,装配前首先要确定运动的各构件以及各构件之间的运动副。
确定好各构件及各构件之间的运动副之后,即可通过选择构件和运动副组成机构,最后由各机构组成整机。
毕业设计(论文)基于proe的四缸内燃机凸轮配气机构的结构设计及运动仿真分析
湖北文理学院毕业设计(论文)正文题目基于PRO/E的四缸内燃机凸轮配气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班姓名学号指导教师职称2012年5 月23日基于PRO/E的四缸内燃机凸轮配气机构的结构设计及运动仿真分析摘要：配气机构作为内燃机的重要组成部分，其设计合理与否直接关系到内燃机的动力性能、经济性能、排放性能及工作的可靠性、耐久性。
随着内燃机高功率、高速化，人们对其性能指标的要求越来越高，要求其在高速运行的条件下仍然能够平稳、可靠地工作，因而对其配气机构提出了更高的要求。
配气凸轮型线是配气机构的核心部分，配气凸轮型线设计是配气机构优化设计的重要途径之一。
模拟计算和实验研究是内燃机配气机构研究两种重要手段。
运用多体力学的方法对配气机构进行了动态仿真分析，采用数字多体程序的方法，建立了配气系统的理论模型，进行配气机构的运动学、动力学分析，除了得到气门的升程、速度、加速度外，还考虑了摇臂与气门之间的碰撞，以及摇臂支座的柔性。
因此得到气门与摇臂之间的碰撞力，摇臂支座的柔性衬套的受力，气门弹簧力，凸轮轴支座反力，气门座反力及凸轮与摇臂之间的压力角等。
为凸轮型线、摇臂形状和整个配气机构的设计改进提供了重要依据。
利用pro/e强大的分析仿真功能, 对凸轮式配气机构的运动特性以及弹簧刚度对系统运动的影响进行了仿真分析, 得出弹簧刚度与气门振动的关系图, 为改善系统动力学性能和关键零部件设计提供了依据。
利用计算机软件仿真, 有利于降低研发成本并缩短产品的开发周期。
关键词：内燃机；配气机构；凸轮型线；优化设计;汽车；发动机；配气系统；顶置凸轮；动态仿真Based on the PRO / E four cylinder internal combustionengine cam mechanism design and motion simulationanalysisAbstract:The valve train is one of the most important mechanisms in a internal combustion engine, whether the performances are good or bad, that affecting the power performance, economic performance, emissions performance of the engine, as well as affecting the reliability and wear performances of the whole engine. Along with the requests of the engine’s high power, super-speed, people demand a higher index. That is, when the engine runs under a high speed, it can still work steadily and dependably, which demand that the valve train system should have a high performance. Cam profile is the hard core of the valve train, which design is one of the important ways to carry out valve train optimal design. Simulation calculation and experimentation research are two important ways to carry out research and development on valve train of internal-combustion engine.Valve-train has been dynamically simulated by the multi-body method.A theory model has been built for the valve train by using the digital multi-body program.Not only the lift height,speed and acceleration of valve but also the collision between valve and rocker and the flexibility of rocker support are taken into account.Therefore, the collision force between valve and rocker ,loading on the flexible bearing of rocker support, valve spring force, can support counter - force, valve ring counter - force and direction angle of acting force between cam and rocker have been carried out. The important basis on design improvement for cam profile, rocker form and valve form and valve train have been provided.This paper analyzed the dynamic characteristics of a cam-type valve t rain and the influence o f the spring stiffness on the systematic mot ion by using Pr o / E .The relationship between stiffness of spring and vibration of valve was got ten. The work ha s provided a basis for improving the system's dynamic char act eristics and designing the key components. T hereby , computer simulation can cut down the pro duct cost and shorten the development cycle.Key words:Internal combustion engine; Valve train; Cam profile; Optimal design;Automobile Engine Valve -train system Overhead camshaft Dynamic simulation目录1绪论 (5)1.1本课题研究的目的和意义 (5)1.2配气机构优化设计的目的及意义 (6)2基于PRO/E的配气机构的结构设计 (7)2.1配气机构总体骨架设计 (7)2.2凸轮轴设计 (9)2.3凸轮的设计 (9)2.4挺杆的设计 (9)2.5推杆的设计 (9)2.6气门杆的设计 (10)2.7弹簧的设计 (10)2.8使用PRO/E创建配气机构的相关元件 (11)3配气机构的装配 (15)3.1首先装配凸轮轴并准确定位 (15)3.2装配平底从动件 (16)3.3装配弹簧 (17)3.4装配汽门挺杆 (18)4四缸内燃机凸轮配汽机构动态仿真分析 (20)4.1内燃机凸轮配汽机构运动仿真准备工作 (20)4.2内燃机凸轮配汽机构运动仿真分析 (21)5本文总结 (27)参考文献 (29)致谢 (30)1绪论1.1 本课题研究的目的和意义现代内燃机不断向高速高强度方向发展. 作为内燃机三大机构之一的配气机构, 如果设计不当, 势必产生很大的冲击、振动、噪音, 严重时, 气门会产生反跳与飞脱, 这将严重影响到内燃机的动力性与经济性. 同时, 由于速度的提高, 凸轮机构的润滑与磨损也成为一个不可忽视的问题. 现代大功率柴油机普遍采用下置凸轮轴式配气机构,配气机构的好坏又对柴油机的性能指标、可靠性及寿命有着很大的影响，其设计是否优良直接影响柴油机的性能指标。
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 、 、
柴油机进气道三维仿真及优化
柴油机进气道三维仿真及优化
周磊;赵长禄;张世鹰
【期刊名称】《车辆与动力技术》
【年(卷),期】2004(000)002
【摘要】利用PRO/E建立了6V150柴油机的进气道三维CAD模型,并在软件FIRE中进行了三维流动仿真,计算出的进气道流量和在稳流吹风实验台上所测的结果有较好的一致性.通过分析进气道内部三维流场及横截面面积变化,对进气道提出了缩小气门杆后部的气流停滞区、光滑处理气道的拐角、加大进气门座的直径、减短分叉处的肋壁等优化办法,对优化模型的仿真结果证明,缩小气门杆后部的气流停滞区既可以提高气道的流量4%～11%,又对气缸盖的布置及进气门的影响很小,是一种有效而又合理的改进办法.
【总页数】5页(P10-14)
【作者】周磊;赵长禄;张世鹰
【作者单位】北京理工大学机械与车辆工程学院,北京,100081;北京理工大学机械与车辆工程学院,北京,100081;北京理工大学机械与车辆工程学院,北京,100081【正文语种】中文
【中图分类】TK421.3
【相关文献】
1.机车柴油机进气道的仿真计算及结构优化 [J], 韩运动;陈大伟;王万静
2.柴油机螺旋进气道三维数值模拟及其结构优化 [J], 张庆才;高超;王仁人
3.柴油机螺旋进气道三维造型设计与CFD分析 [J], 王鑫鑫;雷基林;申立中;毕玉华;贾德文
4.柴油机进气道三维瞬态分析 [J], 王辉;武文捷
5.柴油机进气道三维瞬态分析 [J], 王辉;武文捷
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基于Pro_E的发动机活塞运动仿真分析
马成习 :基于 Pro / E的发动机活塞运动仿真分析
装配时注意 :将转动件的连接设置为销钉连接 ,将移动件的连接 设置为滑动杆连接 ,且连杆的两端均设置为销钉连接 。否则在后续 的运动学分析中可能会失败 。 2. 2 机构运动学分析
在 Pro / E的 Mechanism 模块下 ,机构的运动仿真主要通过以下 3 个步骤进行 :一是对装配好的机构模型建立伺服马达 ,使机构产生一 定形式的运动 ;二是运行一个机构运动分析 ,产生可视化的机构运动 过程 ,保存运动分析结果 ;三是进行分析测量 ,得到分析测量图形 ,同 时输出分析结果 。
在发动机的活塞连杆机构中 ,对曲轴建立一个伺服马达 ;通过运 行机构运动分析 ,产生了整个机构的一个可视化的运动过程 (以发动 机转速 2 200 r/m in为例 ) 。在分析测量阶段 ,主要分析了活塞的位 移 、速度及加速度随时间变化的过程 (如图 3～图 5所示 ) 。
图 3 活塞行程随时间变化规律曲线 F ig. 3 C u rve o f P is to n’s D is ta nce w ith Tim e
3)本文介绍的遗传算法在汽车动力传动系参数设计变量上的优 化运用 ,不仅能对传动系参数匹配快速做出优化选择 ,而且使得在设 计阶段就比较准确地预测传动系匹配方案的节油效果和动力性能 。 这就避免了设计人员在设计阶段的盲目性 、缩短了产品开发研制时 间 。在汽车开发过程中具有一定的使用价值 。
参考文献 : [ 1 ] 张文修 ,梁怡. 遗传算法的数学基础 [M ]. 西安 :西安交通大学出版社 ,
4)基于 Pro / E的机构运动仿真已经进入了可视化仿真以及虚拟 现实仿真技术的新阶段 ,它是未来计算机仿真的发展方向 ,并且它为 发动机理论的研究提供了新的思路 。
基于Matlab的发动机配气凸轮机构的动力学建模与仿真
基于Matlab 的发动机配气凸轮机构的动力学建模与仿真引言汽车发动机配气机构的任务是保证气门在规定时刻开启或关闭, 开启或关闭应该动作迅速。
随着凸轮轴转速的提高, 构件的弹性变形和惯性力对机构的运动和动力特性会产生较大的影响,致使气门的实际位移、速度、加速度与名义位移、速度、加速度之间, 尤其是实际加速度与名义加速度之间出现明显的差异,故应对其进行弹性动力学分析, 将整个配气机构看作一个弹性系统, 研究气门的实际输出随凸轮轴输入的动态响应, 可以为配气凸轮廓线的运动/动力学综合提供理论依据。
配气机构的动力学模型建立一般情况下将凸轮机构简化为双自由度动力学模型进行分析, 就可获得工程上比较满意的近似结果, 但在高速运转的情况下, 往往需要将其简化为更加精确的多自由度动力学模型, 以便使分析结果更接近于凸轮机构运行时的真实情况。
随着自由度数的增多, 计算工作量会大大增加, 因此在建立动力学模型时,应该抓住主要的而忽略次要的影响因素, 对相关参数进行合理取舍和简化。
如图1( a) 所示, 是一个发动机配气凸轮机构系统,它由凸轮轴、挺柱、转臂、气门杆等多个组成环节。
假设凸轮轴具有较大的刚度, 不考虑其振动, 并按集中质量进行等效, 将其动力学模型等效为三自由度系统[1], 如图1( b) 所示, 其中m1为A 点的等效集中质量, m2为B点的等效集中质量, m3为C点的等效集中质量; k1为凸轮与推杆接触表面的接触刚度, k2为挺柱AB 的拉伸刚度, k3为转臂BC的弯曲刚度, k4为等效弹簧刚度; h凸轮作用于从动件的理论位移。
系统中各元件的等效质量和等效刚度可由材料力学中知识求得, 由拉格郎日定理得：化简整理得：Matlab/Simulink 下的仿真过程式( 2) 为三自由度系统的非线性微分方程组, 通常要采用有限差分法等数值计算的方法进行求解, 编程复杂、费时, 而且不直观, 为此本文借助Matlab/Simulink 系统仿真软件来实现[3], 考虑到数学模型中运动规律h=h( t) 的计算为分段的函数, 就采用m函数来建立仿真过程, 可以进行复杂的计算和判断。
发动机排气歧管三维建模及流通特性分析
发动机排⽓歧管三维建模及流通特性分析发动机排⽓歧管三维建模及流通特性分析学院专业班级学号姓名指导教师负责教师摘要随着汽车市场⽇益壮⼤，⼈们的购车理念也愈加成熟，对于汽车的各项性能指标越来越重视，尤其是汽车的动⼒性和经济性。
作为汽车最重要的部件发动机，其性能的优劣将对汽车动⼒性能和经济性能产⽣决定性的影响。
⽽作为发动机重要零部件之⼀的排⽓歧管，它的⽓体流通性能也会对整机的输出功率和循环热效率产⽣显著影响。
为了分析某型发动机排⽓歧管的⽓体流通特性，这⾥采⽤有限元分析法，利⽤CFD软件fluent对排⽓歧管⽓体模型进⾏仿真，从⽽估测实际流体在排⽓歧管内的流动状态，并以此来判断排⽓歧管的⽓体流通特性。
结果表明，排⽓歧管的转弯会对流场均匀性造成影响，但该排⽓歧管流通性符合要求。
关键词：排⽓歧管，⽓体模型，流通特性，fluentThree-dimensional modeling of the exhaust manifold and thegas flow characteristicAbstractNowadays, the car industry has shown a momentous growth. Car buyers become more cautious and careful to make a final decision. Before their purchase, they’d like to check out the car’s performance as well as it’s every single indicator, especially the power and economy. It’s known that a car’s engine can make a great difference in a car’s total performance. Therefore, exhaust manifold, part of a car’s engine, undoubtedly have its crucial stake in determining the engine performance. Its gas flow can exercise a remarkable influence on the engine’s output power and its cycle thermal efficiency. In this paper, finite element analysis was adopted to explore the characteristics of the gas flow in the exhaust manifold. With Fluent (a CFD software) we created a gas model, which simulates the situations in the exhaust manifold, to estimate the actual gas flow. As a result, the gas flow in the exhaust manifold can be better analyzed and understood.The results show that, the turning of the exhaust manifold has an effect on the uniformity of gas flow, but this exhaust manifold meets the requirements on gas flow. Keywords: Exhaust manifold, gas model, flow, fluent⽬录1 绪论 (1)1.1 引⾔ (1)1.2 国内外研究成果 (1)1.3 本⽂研究对象及内容 (2)2 背景及概述 (3)2.1 课题背景 (3)2.2 有限元法及计算流体⼒学（CFD） (3)2.2.1 概论 (3)2.2.2 CFD求解流体问题的⼀般过程 (3)2.3 计算流体⼒学软件fluent概要 (4)3 排⽓歧管有限元物理模型 (5)3.1 排⽓歧管⼏何模型 (5)3.1.1 排⽓歧管三维模型建⽴ (5)3.1.2 排⽓歧管⽹格划分 (7)3.2 排⽓歧管材料 (9)3.3 有限元边界条件 (9)3.3.1 发动机实验数据 (10)3.3.2 ⽓体⼊⼝处的边界条件 (11)3.3.3 ⽓体出⼝处的边界条件 (12)3.3.4 壁⾯边界条件 (13)3.3.5 操作环境设置 (13)4 fluent模拟过程 (14)4.1控制⽅程 (14)4.1.1 连续⽅程 (14)4.1.2 动量⽅程 (14)4.1.3 能量⽅程 (14)4.2 湍流模型 (15)4.3 求解⽅法 (16)5 计算结果及分析 (17)5.1排⽓歧管内各⽀管流场分布 (17)5.1.1⽀管1计算结果 (17)5.1.2⽀管2计算结果 (19)5.2结果分析 (21)5.3结论及结构优化⽅向 (21)5.4⼯作展望 (22)6 致谢 (23)参考⽂献 (24)1 绪论1.1引⾔随着计算机技术的迅速发展、计算流体⼒学的⽇益成熟，CFD软件已经成为解决各种现实流体问题的重要辅助⼿段。
基于Pro_E的三维机械设计与运动仿真
基于Pro E的三维机械设计与运动仿真郑伯学,吴俊海(辽宁工程技术大学职业技术学院,辽宁阜新123000)摘要:在机械设计中,尤其是在零件的三维造型和运动仿真方面,计算机辅助设计(CAD)技术已经成为重要的设计工具。
Pro E是CAD C AM C AE领域的一种优秀软件,其强大的参数化造型、产品装配和运动仿真与分析等功能已经广泛应用于工业产品设计。
关键词:计算机辅助设计;Pro E;三维造型;运动仿真中图分类号:TP39 文献标志码:A 文章编号:1003-0794(2007)12-0094-033D Design and Motion Simulation Based on Pro EZHENG Bo-xue,WU Jun-hai(Liaoning T echnical University Vocational Technology College,Fuxin123000,China)Abstract:In mechanical design,C AD technique already become an important tool for design,especially the three dimensional modeling and motion simulation.Pro E is a kind of excellent softwares in C AD CAM C AE field.Its technical of full para metric product design function can be used for three dimensional modeling design and it also includes assembling and motion simulation analysis function etc..Key words:computer aided design;Pro E;3D modeling;motion simulation0 引言面临激烈的市场竞争,每个企业都将产品设计这一环节作为企业的生命线,没有适销对路的创新产品,即使企业设备再先进,管理再科学,也会在竞争中败下阵来。
基于ProE的发动机的实体建模及运动仿真
摘要发动机是一种应用广泛的传递动力，把能量转化为机械能的装置。
目前的传统的发动机都是将燃料的化学能转变为热能，再由热能转变为机械动力，并通过底盘的传动系和行驶系驱动汽车行驶。
有其广泛的空间，但由于发动机传统开发模式存在的开发周期长、过程繁杂、开发成本高、性能测试困难等问题，本文将仿真技术引入发动机开发领域，完成以下工作：1．介绍了发动机的发展历史及前景，发动机的种类，介绍了仿真技术产生的背景、在国内的发展状况以及仿真技术的实际意义。
2. 简述了Pro/E软件在工程设计中的应用，利用Pro/E构建发动机的三维实体模型，并对其进行装配，在Pro/E环境下进行了装配干涉检验。
3．在Pro/ENIEER MECHANISM环境下进行运动仿真,得出发动机工作的性能曲线。
关键字：发动机仿真技术三维建模The Papers about engine that based on Pro / E solidmodeling and SimulationAbstractThe engine is a widely used transmission power, the energy into mechanical energy of the device. The current engine is the fuel of traditional chemical energy into heat, then heat energy into mechanical power transmission through the chassis and drive line drive the vehicle. With its wide space, but there is the engine of the traditional development model long development cycle, the process of complex, high development cost, performance testing difficulties, this paper will develop the field of simulation technology into the engine, do the following:1. The development foreground,the category and engine’s history is introduced,also the background of simulation technology come into being,developing status in local and the significance of virtual prototype technology is introduced.2.To brief introduce the Pro/E software which application in the field of engineering,the 3D modeling is used by Pro/E software,which is built and interferential test of assembly in Pro/E environment is completed.3.The simulated motion in Pro/E invironment is completed,and the capability curve is reached.Keywords: engine , Simulation technology, 3D modeling.目录1 前言 (1)1.1发动机的简介 (1)1.1.1发动机的发展历史及前景 (1)1.1.2发动机的种类 (2)1.1.3 本章小结 (3)1.2 运动仿真技术简介 (4)1.2.1运动仿真技术产生的背景 (4)1.2.2运动仿真技术 (4)1.2.3运动仿真技术在国内外的发展概况 (4)1.2.4 发展运动仿真技术的重要意义 (5)1.2.5 总结 (5)2 Pro/E软件简介 (6)2.1 Pro/E软件的基本功能及作用 (6)2.2本章小结 (7)3.发动机主要零件三维实体建模 (8)3.1零件建模 (8)3.1.1曲轴的生成 (8)3.1.2上下曲轴箱体的生成 (9)3.1.3 机油盘的生成 (10)3.1.4 气缸盖的生成 (11)3.1.5 连杆的生成 (11)3.1.6 活塞的生成 (12)3.1.7活塞销的生成 (12)3.1.8螺栓与螺母的生成 (13)3.1.9汽缸垫的生成 (13)3.2零件装配模型建模 (14)3.2.1 上曲轴箱与曲轴模型装配 (16)3.2.2 曲轴与连杆模型装配 (16)3.2.3 活塞与连杆和活塞销模型装配 (17)3.2.4 活塞体模型与活塞缸的装配连接 (18)3.2.5 上曲轴箱与下曲轴箱的装配连接 (18)3.2.6 上曲轴箱与气缸垫模型装配连接 (19)3.2.7 气缸垫和气缸盖模型装配连接 (20)3.2.8 下曲轴箱机油盘模型装配 (21)3.2.9 螺栓模型的连接 (21)3.2.10本章小结 (22)4 发动机活塞运动仿真 (23)4.1 概述 (23)4.2 创建发动机活塞的机械运动仿真 (23)4.2.1 定义伺服电动机 (23)4.2.2运动分析定义 (26)4.2.3 结果回放动态干涉检查与制作播放文件 (27)4.2.4 测量 (29)5结论 (32)主要参考文献 (33)谢辞 (33)1 前言随着机械行业的迅速发展和市场竞争的日益激烈，如何提高产品品质，增强产品的市场竞争能力，缩短产品开发周期，降低成本已成为企业十分重视的问题。
基于Creo的航模发动机三维造型与装配
基于Creo的航模发动机三维造型与装配本论文对常见的CAD/CAM应用软件进行了对比，更进一步了解了各种软件的不同特性。
运用Creo软件对某航模发动机进行三维造型、装配及干涉检查，实现了对航模发动机的设计工作。
标签：CAD/CAM;Creo;三维造型1 CAD/CAM技术概述20世纪90年代初，American Academy of Engineering Sciences评选20世纪最优秀的工程技术，计算机辅助设计与制造（简称CAD/CAM）顺利入选，该技术的发展水平，体现出一个国家的制造业发展水平和智能制造能力。
在现代制造业中，CAD技术应用十分广泛，该技术的应用场合有零部件的设计、三维实体造型、有限元分析、受力分析、运动仿真等。
该技术拥有以下特点：（1）拥有强大的零部件造型能力和工程分析功能;（2）拥有丰富的图形编辑能力;（3）支持用户进行二次开发，拓展软件功能模块;（4）文件格式多样化，但主流软件均可实现通用接口的文件导入;（5）实现对主流硬件的支持;（6）对多种操作平台的无缝对接[1]。
随着时代的迅速发展，用户对机电产品的要求越来越高，零件加工精度不断提高，零件设计形状越来越复杂，这就要求大部分零部件需要在数控机床上加工，但手工编程无法完成复杂零件的数控加工程序的编制，这就催生了CAM技术的诞生。
设计方案修改越来越频繁，手工编程已无法完成复杂零件加工程序的编制，CAM技术的优越性愈发明显。
在一个零部件的整个生产周期看，很容易看出，计算机辅助贯穿始终。
CAM的定义有多种，从不同的角度得出不同的結论，如果缩小定义范围，则可认为CAM就是在数控加工过程中应用相应CAM软件，使用了辅助完成数控编程的过程。
在实际生产过程中，CAD/CAM技术是以系统化的形式呈现出来的，有标准化的CAD/CAM系统和用户根据自己的实际需求订制的CAD/CAM系统。
整个系统由三个主要环节构成，贯穿到了零件设计和数控加工的全部环节。
pro-e实验报告
发动机仿真设计报告书杨建芳交运112班201110601239一、发动机主要零件的设计流程（一）、摆杆创建流程1、单击窗口右侧快捷工具栏中的草绘工具按钮，打开草绘对话框，在窗口右侧的模型树中单击RIGHT基准平面特征，将其作为草绘平面。
2、用草绘工具栏中的创建两点线按钮绘出如下所示封闭折线：3、单击继续当前部分按钮，再单击拉伸工具按钮，选择上步创建的草图，单击操控板中拉伸方式下拉箭头选择两侧对称按钮，在深度值文本框里输入数值1.5，并按Enter键确认，单击右侧应用并保存按钮，生成如下所示立体图。
4、单击窗口右侧快捷工具栏中的草绘工具按钮，打开草绘对话框，单击使用先前的按钮，绘出如下所示矩形5、单击继续当前部分按钮，再单击拉伸工具按钮，选择上步创建的草图，单击操控板中拉伸方式下拉箭头选择两侧对称按钮，在深度值文本框里输入数值2.6，并按Enter键确认，单击右侧应用并保存按钮，生成如下所示立体图。
6、单击窗口右侧快捷工具栏中的草绘工具按钮，打开草绘对话框，单击使用先前的按钮，绘出如下所示图形7、单击继续当前部分按钮，再单击拉伸工具按钮，选择上步创建的草图，单击操控板中拉伸方式下拉箭头选择两侧对称按钮，在深度值文本框里输入数值4，并按Enter键确认，单击右侧应用并保存按钮，生成如下所示立体效果图。
8、单击窗口右侧快捷工具栏中的草绘工具按钮，打开草绘对话框，单击使用先前的按钮，绘出如下所示圆9、单击继续当前部分按钮，再单击拉伸工具按钮，选择上步创建的草图，单击操控板中去除材料按钮，然后单击拉伸方式下拉箭头选择两侧对称按钮，在深度值文本框里输入数值4，并按Enter键确认，单击右侧应用并保存按钮，生成如下所示立体效果10、倒圆角，应用并保存得到如下立体效果图。
11、利用草绘工具画出下图，然后进行拉伸，拉伸深度值为2.12、利用草绘工具画出下图，然后进行旋转，得到下图13、进入二维草图绘制界面，单击通过边创建图元按钮，然后单击曲面投影，将其作为参照基准，单击继续当前部分按钮，系统自动显示创建的曲线效果。
基于PROE的发动机活塞参数化实体建模
基于PRO/E的发动机活塞参数化实体建模作者：程美来源：《现代商贸工业》2019年第29期摘要：为了准确、快速设计发动机活塞实体模型，减少设计时间，缩短生产周期，在Pro/E环境下，利用参数化设计方法对其进行了设计。
以活塞顶部圆直径pd为基本参数，运用参数化公式设定相关参数并建立约束，然后利用实体技术生成模型。
该设计实现了准确、快速、可靠地创建实体模型，并且能够通过修改几何参数实现快捷变更设计，对生产实际有一定的参考价值。
关键词：发动机活塞;参数化;PRO/E;实体建模中图分类号：TB 文献标识码：Adoi：10.19311/ki.1672-3198.2019.29.1111 引言随着内燃机强化指标的不断提高，活塞作为发动机的核心部件，五年内其需求将迎来爆发性增长。
然而，我国在活塞及其配合件的开发、设计和制造的总体水平还有待提高，市场竞争不具备明显优势。
因此，活塞制造相关企业必须缩短产品设计周期，增强产品创新能力，提高产品的用户化程度，逐步提高产品核心竞争力。
本文以PRO/E API函数为接口，开展活塞、活塞环、活塞销及缸体的参数化建模，不仅提高活塞曲柄机构的设计精度和效率，缩短产品开发周期，为模型相关应用打下基础。
2 PRO/E参数化设计对象和原理2.1 PRO/E API对象PRO/E是Pro/Engineer的简称，是美国参数技术公司（PTC）旗下的一款CAD/CAM/CAE 一体化的三维软件，能实现参数化造型、产品设计、造型与装配、机构功能模拟、加工制造功能等。
PRO/E API是PRO/E为用户二次开发提供的应用程序编程接口，涵盖了全部的PRO/E 数据模型，通过对这些对象属性的设置和方法的调用，实现自动化和自定义操作。
PRO/E API 有两种：一种是J-Link工具包中的Java语言API函数;另一种是Pro/Toolkit工具包中的C语言API函数。
本文主要调用Pro/Toolkit工具包中的C语言API函数，实现活塞、活塞环、活塞销等关键零件关键尺寸的设置与修改，最终完成发动机活塞实体模型的建立与自动更新。
基于ProE的发动机连杆设计系统开发
ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ
ｂｕｉｌｔ
ｉｎｔｏ
ｍｅｎｕ璐ｅｎｇｉｎｅ
ｓｕｂｍｅｎｕｓ ｗｅｒｅ＋ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ
ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ ｍｏｄｅｌ ｔｈｒｅｅ．ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ Ｋｅｙ
ｏｆｅｎｇｉｎｅ
ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ ｒｏｄ，ｓｕｃｈ傩ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ ｒｏｄ
Ｓｔｕｄｉｏ
２００８语言开发环境，以及ＵＩ可视化对话框技术，利用Ｐｒｏ／Ｅ的二次开发工具Ｐｒｏ／ＴＯＯＬＫＩＴ及其相
关接口函数，对发动机连杆部件进行可视化Ｐｒｏ／Ｅ Ｗｉｌｄｆｉｒｅ ５．０系统开发。发动机连杆部件的设计子菜单被嵌入在Ｐｒｏ／Ｅ 的主菜单中，针对连杆部件的设计实例，软件通过连杆部件相关子菜单弹出的ＵＩ对话框设计界面，在ｕＩ对话框中输入 发动机连杆部件的设计参数并自动生成连杆体、衬套和轴瓦等连杆部件的三维造型。
ｂｏ毋，ｂｕｓｈ ａｎｄ
ｂｅａｒｉｎｇ．
Ｗｏｒｄｓ：Ｐｒｏ／Ｅ；Ｆｕｒｔｈｅｒ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆＰｒｏ／Ｅ Ｗｉｌｄｆｉｒｅ；Ｅｎｇｉｎｅ
Ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ Ｒｏｄ；ＵＩ Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ
１引言
２０世纪至今，计算机可视化动态模拟技术一直不断前进发 展。针对某一研究项目，用户可以在一些初始条件和理论分析的 基础上创建相关的数学模型，运用计算机这一先进工具编制相应
ＧＡＴ－
ＥＷＡＹ插件和ＶＢ的二次开发也比较常见。Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ＧＡＴＥＷＡＹ 是某公司开发的针对Ｐｒｏ／Ｅ软件的二次开发工具，与Ｐｒｏ／Ｅ系统 自带的二次开发Ｐｒｏ／ＴＯＯＬＫＩＴ相比，具有简单易用的优点Ｈ。应用
Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ
ＧＡＴＥＷＡＹ可以自动实现Ｐｒｏ／Ｅ任务，创建用户界面，
6.创建配气机构装配课件 - 2
创建配气机构装配
汽车零部件三维造型技术
主要内容
创建配气机构装配的三维模型
a)轴测图
b) 轴向视图
汽车零部件三维造型技术
1、创建配气机构装配文件
新建模型文件
汽车零部件三维造型技术
2、配气机构装配组件添加
组件添加
ห้องสมุดไป่ตู้
汽车零部件三维造型技术
3、配气机构装配气门部分装配操作
接触对齐操作
汽车零部件三维造型技术
4、配气机构装配摇臂与凸轮轴向对齐操作
中心对齐2对2操作
汽车零部件三维造型技术
5、配气机构装配摇臂轴水平定位操作
固定和距离装配操作
汽车零部件三维造型技术
6、配气机构装配摇臂轴与凸轮轴距离定位
距离装配操作
汽车零部件三维造型技术
7、配气机构装配摇臂滚轮与凸轮接触操作
接触对齐装配操作
汽车零部件三维造型技术
8、配气机构装配气门轴线定位
距离装配操作
汽车零部件三维造型技术
9、配气机构装配摇臂气门支臂与气门对齐操作
中心对齐1对2装配操作
汽车零部件三维造型技术
10、配气机构装配气门导管轴向定位操作
距离装配操作
汽车零部件三维造型技术
11、配气机构摇臂气门支臂与气门接触操作
接触对齐操作
汽车零部件三维造型技术
小结：
配气机构主要部件的装配方法（装配文件创建、组件的添加、接触对齐、 中心对齐（1对2、2对2）、距离、固定等）。
汽车零部件三维造型技术
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摘要本文介绍了基于Pro/E的微型乘用车发动机配气机构的建模与ANSYS进行有限元分析的相关知识。
综述了国内外目前微型乘用车发动机配气机构的装配与分析的发展趋势。
通过对发动机配气机构的使用性能、工作条件、结构、技术要求的了解，利用Pro/E绘出配气机构的三维图，并进行发动机配气机构的模拟装配，在有限元分析过程中，应用到了当今流行ANSYS有限元分析软件，通过Pro/E的三维建模，将此模型导入到ANSYS软件中进行分析，近年来随着计算机技术的普及和计算速度的不断提高，有限元分析在工程设计和分析中得到了越来越广泛的重视，已经成为解决复杂的工程分析计算问题的有效途径，对于工程实际具有重要的应用价值。
基于以上的说明，我们可以知道本设计从理论上可以提高制造效率，节省劳动力，节约生产资源，加快了解汽车企业生产工艺设计、制造及应用的过程，Pro/E与ANSYS的紧密结合，比传统AutoCAD设计更能够缩短开发周期，提高生产制造水平。
关键词：配气机构；Pro/E；建模；ANSYS；有限元分析ABSTRACTThis paper introduced the relevant knowledge of miniature car valve train of engine based on Pro/E and the analysing of miniature car valve train of engine based on ANSYS.It summaried of the current miniature car valve train of engine manufacturing technology and development trend.Through the understanding of the using performance,working conditions, structure,the technical requirements,the author drew graphic model of the valve train with Pro/E and assembled of the valve train of engine.In the process of finite element analysis,it applied ANSYS that popular software of finite element analysis.Through the Pro/E three-dimensional modeling,it inport this model into the ANSYS software to analyze.In recent years,with the popularization of computer technology and the continuous improvement of computing speed,finite element analysis in engineering design and analysis has been more and more attentioned,it has became an effective way that solving complex computing problem of engineering analysis,it has an importan actual application value in the project.Based on the above description,we can know that the design can improve manufacturing efficiency,save labor and productive resources in theory,it can speed up the production process of automobile enterprises and the process of manufacture,the Pro/E can combinate with the ANSYS to shorting the traditional development cycle than AutoCAD design and increases the production level.Key words：valve train；Pro/E；Three-Dimensional Map；ANSYS；Finite Element Analysis目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1选题背景 (1)1.2国内外发动机配气机构的发展趋势 (1)1.2.1国内外发动机配气机构的发展趋势 (1)1.3Pro/E及ANSYS的简介 (2)1.3.1Pro/E的现状及功能特点 (2)1.3.2ANSYS的现状及功能特点 (3)1.4课题研究的主要内容 (3)1.5课题研究的主要方法 (4)第2章气门组零件的建模 (5)2.1概述 (5)2.2气门的建模 (5)2.2.1进气门的建模 (5)2.2.2排气门的建模 (8)2.3其他零件的建模 (10)2.4本章小结 (19)第3章气门传动组零件的建模 (20)3.1概述 (20)3.2气门传动组设计中需注意的问题 (20)3.3凸轮轴的建模 (20)3.4摇臂的建模 (25)3.4.1进气摇臂的建模 (25)3.4.2排气摇臂的建模 (30)3.5摇臂轴的建模 (32)3.5.1进气摇臂轴的建模 (32)3.5.2排气摇臂轴的建模 (36)3.6其他零件的建模 (37)3.7本章小结 (47)第4章配气机构的装配 (48)4.1概述 (48)4.2装配过程 (48)4.3本章小结 (55)第5章气门的有限元分析 (56)5.1概述 (56)5.2ANSYS与Pro/E (57)5.3排气门的有限元分析 (60)5.3.1设置参数 (61)5.3.2施加载荷和约束条件 (67)5.3.3查看结果 (71)5.4本章小结 (74)结论 (75)参考文献 (76)致谢 (78)附录A外文文献 (79)附录B中文翻译 (82)第1章绪论1.1选题背景我国从二十世纪八十年代初引进微型车，20余年经历了三代产品，目前，已经形成以五大生产基地为主体的年产54.6万辆能力的微型车行业，基本上具备了迎接国际挑战的能力。
微型车在我国占有很大的市场。
据统计，2006年我国汽车保有量为3880万辆，微型车的比重已增加到31.65％，已达1228万辆[1]。
在我国汽车发展史上，微型车近20年的历程走出了具有自己鲜明特色的发展道路。
微型车已经稳稳地成为中国汽车市场中的主力车型。
Pro/E是目前最先进的计算机辅助设计、制造和分析的软件，广泛应用于机械、电子、建筑、汽车等领域，利用Pro/E可以轻松地完成大多数的机械类设计、制造和分析任务。
发动机是汽车结构中最重要的部分，如果说发动机是汽车的心脏，那么配气机构就是它的心房。
配气机构作为发动机两大机构的重要部件之一，它的平稳性是保证配气机构正常工作的关键，它的功用是根据每一气缸内进行的工作循环顺序，定时的开启和关闭各缸的进、排气门，以保证新鲜的可燃混合气得以及时进入气缸并把燃烧后的废气及时排除气缸。
最大限度的降低有害气体的排放量。
通过运用Pro/E进行发动机配气机构的三维建模、及基于ANSYS有限元分析。
虚拟技术在系统动力学仿真中的成功应用，这些不仅可以提高仿真精度，而且可以缩短产品设计周期，对于工程实际具有重要的应用价值。
从而达到对配气机构的装配工艺进一步更深了解；这样可以从本质上提高制造效率，节省劳动力，节约生产资源；加快了解汽车企业生产工艺设计、制造及应用的过程，该毕业设计可以加强国内外流行三维Pro/E软件以及ANSYS软件的使用与掌握。
目前在发达国家的汽车行业中，Pro/E 软件以及ANSYS软件的应用已得到普遍应用，并取得了巨大的经济效益，新的轿车产品的开发周期已缩短至2年。
Pro/E的三维建模与ANSYS的有限元分析紧密结合，比传统AutoCAD设计更能够缩短开发周期，这们也可以提高生产制造水平。
1.2国内外发动机配气机构的发展趋势1.2.1国内外发动机配气机构的发展趋势配气机构是发动机的主要组成部分，它的平稳性是保证配气机构正常工作的关键，因此研究配气机构动力学具有十分重要意义。
发动机配气机构是一个弹性系统，工作时的弹性变形引起机构弹性振动，严重时机构无法正常工作。
目前除试验方法观察机构动态性能和研究机构动力学之外，运用力学方法建立配气机构的力学模型，用计算机进行动态模拟研究已显示出非常突出的优越性。
随着发动机高效率、高速化的发展，人们对其性能指标的要求更高，这给配气机构的设计以及制造工艺增加了难度。
目前，广泛采用的是气门、凸轮式配气机构，它具有保证气缸密封性的优点。
配气机构系统研究内容主要有两方面：一方面是零部件的设计，包括凸轮型线、气门摇臂机构的设计，气门弹簧及气门等零部件的设计；另一方面是机构的动力学问题，而对于机构动力性能的研究，又主要集中在气门的运动规律上。
国外对配气机构的振动模型、摩擦及配气相位和可变气门正时等的研究有一些报道。
国内也在致力于研究更精确的气门振动模型、凸轮挺柱副的动力润滑、非对称凸轮型线以及凸轮型线的拟合等问题主要有：一是设计了许多性能优良的凸轮型线；二是配气机构由性设计发展为弹性设计；三是由孤立研究凸轮设计发展到配气机构系统设计。
内燃机配气凸轮的研究已经涉及到配气机构性能的各个方面，包括型线、挺柱的运动规律、气门振动模型、挺柱与凸轮的接触应力、摩擦应力等。
在研究更精确的气门振动模型、凸轮挺柱副的动力润滑、非对称凸轮型线以及凸轮型线的拟合等方面，国内外都有很大的发展。
1.3Pro/E及ANSYS的简介1.3.1Pro/E的现状及功能特点Pro/Engineer是由美国PTC（Parametric Technology Corporation）公司开发研制的三维数字化设计、分析及制造软件。
目前，全球有超过四万家公司的五百多万名工程师和设计师在使用Pro/E[2]。
它建立在极大的性能优势之上，把创造性的新技术带到了每一位工程师和设计师的手中。
它集零件设计、大型组件设计、运动分析、造型设计、数据库管理等功能于一体，具有参数化设计，特征驱动，单一数据库等特点，大大加快了产品的开发速度，这些技术超越了纯粹的参数化系统和那些已经过时的所谓混合建模系统。