《基于proe的发动机的实体建模及运动仿真》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于proe的发动机的实体建模及运动仿真（70页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基于Pro/E的发动机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
2、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 solid modeling 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 ch
3、emical 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 test
4、ing difficulties, this paper will develop the field of simulation technology into the engine, do the following:1. The development foreground,the category and engines history is introduced,also the background of simulation technology come into being,developing status in local and the significance of
5、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
6、is completed,and the capability curve is reached.Keywords: engine , Simulation technology, 3D modeling.目录1 前言11.1发动机的简介11.1.1发动机的发展历史及前景11.1.2发动机的种类21.1.3 本章小结31.2 运动仿真技术简介41.2.1运动仿真技术产生的背景41.2.2运动仿真技术41.2.3运动仿真技术在国内外的发展概况41.2.4 发展运动仿真技术的重要意义51.2.5 总结52 Pro/E软件简介62.1 Pro/E软件的基本功能及作用62.2本章小结73.发动机主要零
7、件三维实体建模83.1零件建模83.1.1曲轴的生成83.1.2上下曲轴箱体的生成93.1.3 机油盘的生成103.1.4 气缸盖的生成113.1.5 连杆的生成113.1.6 活塞的生成123.1.7活塞销的生成123.1.8螺栓与螺母的生成133.1.9汽缸垫的生成133.2零件装配模型建模143.2.1 上曲轴箱与曲轴模型装配163.2.2 曲轴与连杆模型装配163.2.3 活塞与连杆和活塞销模型装配173.2.4 活塞体模型与活塞缸的装配连接183.2.5 上曲轴箱与下曲轴箱的装配连接183.2.6 上曲轴箱与气缸垫模型装配连接193.2.7 气缸垫和气缸盖模型装配连接203.2.8
8、下曲轴箱机油盘模型装配213.2.9 螺栓模型的连接213.2.10本章小结224 发动机活塞运动仿真234.1 概述234.2 创建发动机活塞的机械运动仿真234.2.1 定义伺服电动机234.2.2运动分析定义264.2.3 结果回放动态干涉检查与制作播放文件274.2.4 测量295结论32主要参考文献33谢辞34I1 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。现代化的开发手段是提高企业竞争力的重要保证。企业应用ProE后，可改变传统的设计方法，显著缩短了新产品的设计周期，为新产品占领市场
9、创造了有利的条件。现结合ProE软件的实际，阐述该软件对提高产品设计能力的重要作用和应用效果。在产品零部件的计过程中，运动机构的空间干涉问题历来都是令械设计工程师深感头疼的事。按传统设计模式，计人员在一些细节问题上耗费了很大精力，降低设计效率。而有些错误又往往具有很强的隐蔽，给生产造成不应有的损失。因此，利用计算机三维设计工具合理地解决这些问题无疑具有一定的实意义。当今流行比较广的三维设计软件主要有MechanicalDesktop(简称MDT),AutoCAD,Pro/ENGINEER(简称Pro/E)等。无论从零件设计作中的整体结构设计，还是工程图三视图的生成，以及3D装配图的形成方式和仿
10、真模拟加工记录参数完善改进，Pro/E软件都有操作容易、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。1.1发动机的简介发动机（Engine），又称为引擎，是一种能够把一种形式的能转化为另一种更有用的能的机器，通常是把化学能转化为机械能。（把电能转化为机器能的称谓电动机）有时它既适用于动力发生装置，也可指包括动力装置的整个机器，比如汽油发动机,航空发动机。发动机最早诞生在英国，所以，发动机的概念也源于英语，它的本义是指那种“产生动力的机械装置”。1.1.1发动机的发展历史及前景发动机是汽车的“心脏”。汽车的发展与发动机的进步有着直接的联系。18世纪中叶，瓦特发明了蒸气
11、机，此后人们开始设想把蒸汽机装到车子上载人。法国的居纽是第一个将蒸汽机装到车子上的人。1770年，居纽制作了一辆三轮蒸汽机车。这辆车全长7.23米，时速为3.5公里,是世界上第一辆蒸汽机车。1858年，定居在法国巴黎的里诺发明了煤气发动机，并于1860年申请了专利。发动机用煤气和空气的混合气体取代往复式蒸汽机的蒸汽，使用电池和感应线圈产生电火花，用电火花将混合气点燃爆发。这种发动机有气缸、活塞、连杆、飞轮等。煤气机是内燃机的初级产品，因为煤气发动机的压缩比为零。1867年，德国人奥托（August Otto）受里诺研制煤气发动机的启发，对煤气发动机进行了大量的研究，制作了一台卧式气压煤气发动机
12、，后经过改进，于1878年在法国举办的国际展览会上展出了他制作的样品。由于该发动机工作效率高，引起了参观者极大的兴趣。在长期的研究过程中，奥托提出了内燃机的四冲程理论，为内燃机的发明奠定了理论基础。德国人奥姆勒和卡尔本茨根据奥托发动机的原理，各自研制出具有现代意义的汽油发动机，为汽车的发展铺平了道路。1892年，德国工程师狄塞尔根据定压热功循环原理，研制出压燃式柴油机，并取得了制造这种发动机的专利权。1957年，德国人汪克尔发明了转子活塞发动机，这是汽油发动机发展的一个重要分支。转子发动机的特点是利用内转子圆外旋轮线和外转子圆内旋轮线相结合的机构，无曲轴连杆和配气机构，可将三角活塞运动直接转换
13、为旋转运动。它的零件数比往复活塞式汽油少40%，质量轻、体积小、转速高、功率大。1958年汪克尔将外转子改为固定转子为行星运动，制成功率为22.79千瓦、转速为5500转/分的新型旋转活塞发动机1.1.2发动机的种类发动机的种类很多，工作原理和用途也不一样。大多数发动机都是以输出有效轴功率为目的的，即驱动一根或几根轴转动。这样的发动机主要包括：1.活塞式。2.涡轮式。3.活塞+涡轮式活塞式发动机包括：内燃机、热气机（斯特林发动机）、旋转活塞发动机（包括三角转子发动机）、蒸汽机等。还有一些特殊的比如用在鱼雷中的活塞式发动机。涡轮式包括：燃气轮机、蒸汽轮机，风力发动机、水轮机也可以看作是涡轮式发动
14、机。还有一些用在特殊地方的涡轮式发动机，比如用在鱼雷中的涡轮发动机，其本质与蒸汽轮机类似，但工作工质是燃气和蒸汽的混合物。活塞+涡轮式的，有一种“自由活塞发动机”，是使用气缸得到高温高压燃气，在涡轮中做功输出有效功率的发动机。另外涡轮增压内燃机、涡轮复合内燃机也可以看作是活塞+涡轮式的。实际上上述各种工作原理不同的发动机，还可以根据其它方面不同，细分成很多种类型。比如，内燃机可以分成汽油机、柴油机、煤气机（以煤气为燃料的内燃机。使用天然气的叫做燃气内燃机，也包含在这里吧）、多种燃料发动机等等。燃气轮机和以分成单转子、双转子、三转子的，也可以根据热力循环的不同分成回热式、压气中间冷却式、再热式，
15、以及多种循环组成的复合循环燃气轮机。热气机可以分成单作用式、双作用式，以及菱形传动、斜盘传动、自由活塞式等等。总之按照每一种原理工作发动机都可以有很多的不同分支。飞机发动机和火箭发动机，利用喷出高速气流的反作用力获得推力。喷气发动机包括依赖空气的和不依赖空气的。依赖空气的一般俗称航空发动机，包括涡轮喷气式发动机、涡轮风扇式发动机（可以分成混合排气小涵道比涡轮风扇发动机，和大涵道比分开排气涡轮风扇发动机）、涡轮轴发动机、涡轮螺旋桨发动机、冲压式发动机等。不依赖空气的一般俗称火箭发动机，以使用的燃料是固态的还是液态的，分成液体火箭发动机和固体火箭发动机、使用核能的核火箭发动机、使用电场加速离子的电火箭发动机等等。1.1.3 本章小结 本章主要讨论了发动机的发展状况及发展趋势，介绍了发动机的种类，为课题研究的实际意义提供了依据。1.2 运动仿真技术简介1.2.1运动仿真技术产生的背景进入21世纪，科学技术突飞猛进，社会发展日新月异。人们对个性化产品的需求越来越迫切，对产品性能的要求越来越高，全球化经济已明显的呈现出买方市场的特点。由于这一变化，导致市场竞争日益激烈，而竞争的核心则主要体现在产品创
