内燃机样机的ADAMS仿真设计

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1、内燃机样机的 ADAMS 仿真设计一、设计的意义及原理一百多年以来，内燃机以其热效率高、结构紧凑、机动性强、运行维护简便 的优点著称于世。目前世界上内燃机的拥有量大大超过了任何其它的热力发动 机，在国民经济中占有相当重要的地位。现代内燃机更是成为了当今用量最大、 用途最广、无一与之匹敌的最重要的热能机械。因此，内燃机的开发尤为重要。 利用虚拟样机技术进行内燃机开发是现代发动机设计十分重要的一种方法。其重 点是建立内燃机系统的计算机虚拟模型。内燃机样机机构开发的传统方法往往是 方案的比较和试凑过程，因此在无物理样机的初始开发阶段，及时获得所选方案 的机构运动特性对缩短开发周期和降低开发试制及实验

2、费用具有相当积极地作原理图如图1-1。图1-1内燃机样机原理图二、建立模型构件本内燃机样机由内燃机箱体、齿轮传动机构、凸轮机构和曲柄滑块机构组成， 下面依次进行建模：1、启动ADAMS/View程序双击桌面上的ADAMS/View快捷图标，打开ADAMS/View，在欢迎对话框中选 择【Create a model，在模型名称Model Name栏中输入：neiranji。重力设置 选择【Earth Normal ,单位设置为MMSK单位制。单击【0K按钮，完成创建新 模型设置。2、设置其余建模环境(1)工作网络设置在Settings菜单中选择【Working Grid,系统弹出设置工作网格对

3、话窗，将网格x、y方向的尺寸设置为500mm，将网格x、y间距设置为5mm，单击【OK】按钮，完成网格设置。(2) 图标设置 在Settings菜单中选择【Icons】，系统弹出设置图标对话 窗，在New Size栏中输入“40”，单击【OK】按钮，完成图标设置。(3) 打开坐标窗口。按下F4键，打开坐标窗口，当鼠标在图形区移动时， 在坐标窗口中显示了当前鼠标所在位置的坐标值。3、创建内燃机样机齿轮机构(1)创建齿轮构件。在ADAMS/View零件库中选择圆柱体图标IC，主工具箱 显示设计点选项，选取【Add to Ground和Dont Attach,再点击【Point Table按钮，系统

4、弹出点的列表编辑器，连续按【Create】按钮，并输入点的坐标如图2-1所示，完成点的创建。在ADAMS/View零件库中选择圆柱体图标，在参数 设置栏Cylinder中选择【New Part， 勾选中【Length】和【Radius】并分别 设置为 40mm， 50mm。 用鼠 标选择【Point_1为起始绘图点，拖动鼠标， 可以看见圆柱体几何形体随鼠标拖动 改变方向，单击鼠标左键完成圆柱体的形体创建。将光标置于Point一1点，用图2-1右键点出弹出式菜单，依次选择【marker_1】【modify】，显示修改对话框。在 orientation栏输入“0，0， 0”，改变齿轮的方向。在Lo

5、cation栏将0， 0， 0 改为0，0，-20，将圆柱体移动到z轴对称于栅格平面的位置，选择【OK】按 钮，完成修改，将圆柱体重命名为“gear1”。按创建齿轮1的步骤，分别以Point_2、Point_3为中心，创建齿轮2和齿 轮3，他们的半径分别为30mm和50mm，并将它们重命名为“gear2”、“gear3”。(2)创建齿轮啮合处的标记点。在零件工具栏中选择标记点图标，在标 记点的设置栏中，设置【Add to Ground】和【GlobalXY】，在工作屏幕中任选取 一点，创建一个标记Marker_4。将鼠标光标置于该标记点上，单击鼠标右键， 显示弹出式菜单，在菜单中依次选择【Ma

6、rker_4】/【modify,显示标记点修改 对话框(如图2-2 )，在对话框location项中输入(-30， 0， 0)”，将标记点的 坐标位置修改为齿轮1、2啮合点的位置，在Orientation”中输入(180，90，图2-2180),使标记点的z轴方向沿齿轮1、2 啮合点的切线方向。并将Marker_4重 命名为niehel。单击【0K】按钮，完成 标记点Marker_4的创建。按照创建Marker_4的步骤，在齿轮2、3的啮合点处创建一标记点Marker_5， 使标记点的z轴方向沿齿轮2、3啮合点 的切线方向，并将Marker_5重命名为 Niehe2。4、创建内燃机样机的箱体及

7、气缸(1) 创建内燃机箱体。在零件工具栏中单击绘制长方体按钮耳，并在工具 栏下端的输入框中将【Length】、【Height】和【Depth】勾选中，分别设置为300mm、150mm和40mm，然后在图形区移动鼠标，当鼠标的坐标值显示为X=0，Y=75, Z=0 时，单击鼠标左键，就创建了长方体Part_11。单击工具栏中的回，按钮，调整视 图的方向，单击移动按钮口，设置Distance为80mm，单击右方向按钮*，使 长方体移动到恰当的位置。(2)创建内燃机活塞滑动槽。在ADAMS/View零件库中选择圆柱体图标， 在参数设置栏Cylinder中选择【NewPart】，勾选中【Length】

8、和【Radius】并 分别设置为200mm，50mm。然后在图形区移动鼠标，当鼠标的坐标值显示为X=0，Y=75， Z=0 时，单击鼠标左键，拖动鼠标，可以看见圆柱体几何形体随鼠标拖动 改变方向，单击鼠标左键完成圆柱体滑动槽的创建。(3)创建内燃机气缸。在零件工具栏中单击绘制长方体按亦，并在工具栏 下端的输入框中将【Length】、【Height】和Depth】勾选中，分别设置为140mm、 80mm和80mm，然后在图形区移动鼠标，当鼠标的坐标值显示为X=0， Y=275， Z=0 时，单击鼠标左键，就创建了长方体Part_13。单击工具栏中的爲，按钮，调整视 图的方向，单击移动按钮口，设置

9、Distance为20mm，单击右方向按钮*，使长 方体移动到恰当的位置。(4)内燃机样机的箱体及气缸的融合。在ADAMS/View零件库的Boolean栏 中选择cP,用左键单击内燃机箱体和滑动槽，然后右键完成内燃机箱体和滑动槽 的融合；再次点击Lp,左键单击滑动槽和内燃机气缸，然后右键完成滑动槽和内 燃机气缸的融合。接着，在Features栏中选择匕，勾选【End Radius并将Radius 和End Radius分别设置为4mm和4mm，分别对创建体的棱角倒圆。并将融合后的整体重命名为 jizuo。标,可以看见圆柱体几何形体随鼠标拖动改变方向,单击鼠标左键完成曲柄齿轮 的形体创建,并将

10、此齿轮重命名为 gear4。(3)创建内燃机活塞。在ADAMS/View零件库中选择圆柱体图标，在参数 设置栏Cylinder中选择【New Part,勾选中【Length和【Radius并分别设 置为40mm, 40mm。用鼠标选择滑动槽的中心点，拖动鼠标，可以看见圆柱体几 何形体随鼠标拖动改变方向，单击鼠标左键完成内燃机活塞的形体创建。(4 )创建内燃机样机连杆机构。设曲柄和连杆的宽度和厚度分别为15mm和 10mm，在零件工具库中选择连杆图标1,在连杆设置栏中选取【Add to Part, 勾选Width 和 Depth，并分别设置 “Width=15mm” “ Depth=10mm”。

11、在屏幕 工作区选择【gear4，再以gear4边沿和活塞的中心创建连杆形体。将鼠标光标 置于连杆上，重命名为 liangan。6、创建内燃机样机凸轮机构在零件库中选择多义线图标 哽，在多义线设置栏中选取【Add to Part】、 【Closed】和points，在工作区选择齿轮3,并在齿轮3的附近任取8个点，按 右键完成凸轮轮廓曲线的创建。选中该曲线，用右键打开主工具箱中的颜色图标， 选择一种颜色,完成曲线上色。将鼠标光标移到曲线上,单击鼠标右键显示弹出式菜单，选择modify，显示修改对话框（如图2-4所示）。在修改的对话框中Namemodel_l ground MARKEF?_1Loca

12、tio nSOO.O. 1O1.0.Q.0Location Relative Tomodel 1OrientatianD.D. o.a.Orientation Relative Ta| Tangent Velocity*Curre Reference Marker17工1KZ10.QQ.D00?ir -innn321.0-20 000丁 -4nnnnf.11 .0-hiiiimi|;-1 III-Millmi3.U3UUuu81 D.U=iojnin n9D.Oin n录 Lacartion TableSalver ID.model 1zctRawIneeriAppendDelete-ibPe

13、nJWrileReebI： DK I CancelA叩W图 2-4 图 2-5点击一按钮，显示样条曲线上的坐标，如图2-5所示。图中怡州 表示在当前 行前插入一行，即2nd表示在当前行后附加一行Delete表示删除当前 行。通过以上按钮可将原样条曲线修改为凸轮轮廓曲 线。在零件库中选择圆柱体图标，在参数设置栏Cylinder中选择【New Part ,勾选中【Length和 Radius并分别设置为5mm, 200mm。用鼠标选择凸轮 上的 Marke 点为起始绘图点，拖动鼠标，可以看见圆柱 体几何形体随鼠标拖动改变方向，单击鼠标左键完成凸 轮顶杆的形体创建。如图 2-6 所示。按照以上创建内

14、燃机样机凸轮机构的步骤，在齿轮1上以同样的方式创建内燃机样机的另一个凸轮机构。图2-67、添加约束(1)添加齿轮机构的约束副。在约束工具副中选择铰接副图标姿，在铰接副设 置栏中，选取【1-locate】和【Normal to Grid，用鼠标左键选择【Point_1】, 完成齿轮 1 和大地间铰接副的添加。以相同的方式添加齿轮2、齿轮3和大地间的铰接副。在约束工具库中选择齿轮副图标籠，系统显示创建齿轮副对话框，在Joint Name栏中单击右键，在弹出的菜单中依次选择【Joint/【Pick,选取【Joint_1、 Joint_2。在Common Velocity marker栏中点击弹出式菜

15、单，在其中依次选 择【Marker /【pick,选择【Neihe1,单击【0K按钮，添加齿轮1、2间的 齿轮副。以相同的方式添加齿轮 2、 3间的齿轮副。(2) 添加内燃机样机曲柄滑块机构的约束副。在约束工具副中选择铰接副 图标巨，在铰接副设置栏中，选取2bodies-1location 和 Normal to Grid, 在屏幕工作区选择【liangan【gear4和【chuandongzhou，完成曲柄和连杆 之间的铰接副添加。同样，在约束工具副中选择铰接副图标用，在铰接副设置栏 中，选取【2bodies-1location和【Normal to Grid,在屏幕工作区选择图 2-7【liangan、【huosai 和 point_15，完成连杆 和活塞间的球铰接副添加。在约束工作库中选择移动副图标底，移动副 设置参数栏中，【2bodies-2location和【Pick Geometry Feature,如图2-7所示。按照提 示完成活塞和滑动槽之间移动副约束的添加。(3) 添加凸轮机构的约束