攀枝花學院?？飘厴I(yè)論文（設計）摘要I摘要本次畢業(yè)設計是基基于于pro/e實實現(xiàn)現(xiàn)發(fā)發(fā)動動機機的的仿仿真真和和分分析析，其中最主要部分當然是軟件Pro/ENGINEER的造型和裝配應用。隨著社會的需要和科學技術的快速發(fā)展，產(chǎn)品的競爭愈來愈激烈，CAD技術的廣泛應用，給傳統(tǒng)產(chǎn)品設計行業(yè)、產(chǎn)品結構，產(chǎn)業(yè)結構帶來深刻的變化?？萍妓降牟粩喟l(fā)展，也使社會生產(chǎn)力得到了空前的進步對社會進步發(fā)揮著巨大的推進作用。本設計從實際出發(fā)，系統(tǒng)地介紹了基于PRO/E的基礎應用，功能指令應用。通過詳細的過程說明及大量的圖片說明，在編寫方式上強調(diào)通俗易懂，由淺入深，并力求全面，系統(tǒng)和重點突出。通過本次畢業(yè)設計讓我清楚明白地了解PRO/E的產(chǎn)品設計功能和過程。由于論文編寫順序是按實際工作中進行，先從Pro/ENGINEER軟件的介紹再進行零件設計相關工作。通過緒論我們可以了解到PRO/E在社會生產(chǎn)行業(yè)中的發(fā)展狀況及其重要性，從中我們從一個新的角度了解生產(chǎn)的需要和未來的發(fā)展方向，讓我們跟上生產(chǎn)的步履，也提醒我們要做到老學到老以及這次論文的目的和方向。因本人水平有限，設計中難免存在缺點和錯誤，懇請各位老師批評指正。關鍵詞：發(fā)動機活塞，運動仿真，合理性，可靠性。攀枝花學院?？飘厴I(yè)論文（設計）摘要IIABSTRACTThegraduationprojectisbasedonpro/etoachievetheenginessimulationandanalysis,whichofcourseispartofthesoftwarePro/ENGINEERmodelingandassemblyapplications.Astheneedsofsocietyandscienceandtechnologyofrapiddevelopment,moreandmoreintensecompetitioninproduct,peoplewhostudythegrowingproductdesign,whilethosewhoreallymasterthetechnologytheminority.ExtensiveuseofCADtechnologytothetraditionalproductdesignindustry,productmix,Industrialstructurebroughtaboutprofoundchanges.thecontinuousdevelopmentofscientificandtechnologicallevel,butalsothesocialproductiveforcesoftheunprecedentedprogressonsocialprogressplayingaroleinpushingforward.Thisdesignfromreality,thesystemintroducedonPRO/Ebasedapplications,featuresinstructionapplication.Throughthedetailedprocessdescriptionsandnumerousphotographsshowthatstressinthepreparationofeasytounderstandway,implementedprogressivelyandseeksacomprehensive,systematicandfocused.GraduationbythisletmeclearunderstandingofthePRO/Eproductdesignfeaturesandprocesses.Asthepaperpreparedbytheorderoftheactualworkcarriedout,startingwithPro/ENGINEERsoftwareintroducesfurtherpartdesignrelatedwork.WecanlearnthroughtheintroductionPRO/Einthesocialproductionindustryanditsimportanceinthedevelopment,fromwhichwelearnfromanewperspectiveofproductionneedsandfuturedirection,wewalkedtokeepupproduction,butalsoremindusTobetoooldtolearn,andthepapersofpurposeanddirection.Becauseofmylimitedability,designflawsanderrorsinevitable,askyoutocriticizetheteachercorrection.Keywordsenginepiston,motionemulate,rationality,dependability。攀枝花學院?？飘厴I(yè)論文（設計）摘要III目錄摘要.IABSTRACT.II1緒論.11.1課題研究的背景及意義.11.2國內(nèi)外研究水平及發(fā)展趨勢.21.2.1原理方案設計技術.21.2.2概念設計建模技術.21.2.3草圖重建技術.21.3課題內(nèi)容.32發(fā)動機簡介.42.1發(fā)動機基本構造.42.1.1曲柄連桿機構.52.2發(fā)動機工作原理.62.2.1四沖程汽油機的工作原理.62.2.2四沖程柴油機的工作原理.73PROE軟件簡介.83.1PRO/E的主要模塊.83.2PRO/E的特點.84發(fā)動機活塞的運動仿真.104.1繪制發(fā)動機組件.104.1.1設置工作目錄.104.1.2繪制曲軸.104.1.3繪制連桿.134.1.5繪制發(fā)動機機座.144.1.6繪制活塞.204.1.7繪制活塞銷.214.1.8繪制汽缸蓋部分.224.2裝配連接.244.2.1建立發(fā)動機機座放置圖.244.2.2建立曲柄與發(fā)動機機座的連接.254.2.3建立曲柄與曲軸的連接.274.2.4建立曲軸與活塞的連接.28攀枝花學院專科畢業(yè)論文（設計）摘要IV4.2.6裝配汽缸蓋.294.3定義伺服電機.304.4定義運動和分析.304.5動畫的輸出.325結論與展望.335.1結論.335.2展望.33參考文獻.34致謝.35攀枝花學院專科畢業(yè)論文（設計）1緒論11緒論1.1課題研究的背景及意義利用計算機及其圖形設備幫助設計人員進行設計工作和產(chǎn)品的生產(chǎn),簡稱CAD/CAM。在工程和產(chǎn)品設計中，計算機可以幫助設計人員擔負計算、信息存儲和制圖等項工作。在設計中通常要用計算機對不同方案進行大量的計算、分析和比較，以決定最優(yōu)方案；各種設計信息，不論是數(shù)字的、文字的或圖形的，都能存放在計算機的內(nèi)存或外存里，并能快速地檢索；設計人員通常用草圖開始設計，將草圖變?yōu)楣ぷ鲌D的繁重工作可以交給計算機完成；由計算機自動產(chǎn)生的設計結果，可以快速做出圖形并顯示出來，使設計人員及時對設計做出判斷和修改；利用計算機可以對圖形的編輯操作。Cad的出現(xiàn)縮短設計周期和提高設計質(zhì)量和效率。一個功能完善的產(chǎn)品設計，不僅需要產(chǎn)品設計尺寸準確，還需要設計合理，以保證生產(chǎn)出的零件在正常工作運動過程中不發(fā)生運動干涉，使用安全可靠。現(xiàn)代仿真三維設計技術可以直接應用已建立的幾何模型，進行二維和三維的機械系統(tǒng)的復雜運動的分析，可分析機構最小距離，反作用力，圖解合成位移，速度和加速度，繪制軌跡包絡等。如果說裝配仿真技術能夠從靜態(tài)的角度保證設計尺寸的正確性，機構運動仿真則從運動的角度保證了設計的合理性和可靠性。Pro/E的機構能方便地在Pro/E環(huán)境中，對任何實際的二維或三維機構進行較復雜的運動學分析并結合Pro/EMechanic的motion模塊對運動機構進行設計仿真。同時，可通過設計中斷將運動分析結果導入到Pro/EMechanic的structure當中，對運動的各個部件進行靜力分析，得出部件在運動過程中不同位置的應力和應變值。機構是在Assembly模式中，專門處理組建的房子功能塊，它的一些定義能直接調(diào)入到Pro/E得motion之中。Pro/Mechanic的motion具有以下功能：（1）校驗機構運動的正確性，對運動進行仿真，計算機構任意時刻的位置、速度、加速度；（2）通過運動分析可以得出裝配的最佳配置；（3）根據(jù)給出的力決定運動狀態(tài)及反作用力，（4）根據(jù)運動反求所需的力；(5)求出鉸接點的力和軸承力；（6）通過尺寸變量對機構進行優(yōu)化；（7）干涉檢查等。攀枝花學院?？飘厴I(yè)論文（設計）1緒論21.2國內(nèi)外研究水平及發(fā)展趨勢在工程領域，設計后期的詳細設計階段和裝配設計階段的CAD技術已相當成熟。而對于概念設計，一般認為它包括產(chǎn)品早期設計階段的草圖設計、構思設計、初步的參數(shù)設計和結構設計等內(nèi)容。因而，CAD研究往往已詳細設計過程中的CAD技術為基礎，將其中的建模技術、真實感顯示技術等針對概念進行改進，從而建立一套面向CACD的理論技術。1.2.1原理方案設計技術原理方案設計是概念設計過程的第一步，原理方案的創(chuàng)新是實現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新的關鍵。當前，計算機輔助原理方案設計的研究主要體現(xiàn)在基于設計原理的目錄方案和基于知識的原理方案設計專家系統(tǒng)等方案于技術。1.2.2概念設計建模技術它是CACD的核心技術。許多學者從工程設計方法學中概念設計的定位出發(fā)，提出層次概念模型、基于廣義特征的概念模型、工程設計概念模型、基于功率建圖的概念設計等概念設計方法與技術。另外，從產(chǎn)品設計學的角度看，產(chǎn)品的設計過程可視為一個特征的演化過程，概念設計過程亦然。許多學者將他們在產(chǎn)品結構設計、裝配設計等方面的研究成果加以拓展，應用在概念設計過程中，提出以支持變量特征和概念設計為標志的個類產(chǎn)品模型、基于變動特征的模型、信息基因模型、生成特征設計模型等建模方法。這些模型中的特征概念在繼承原有特征的性質(zhì)和屬性操作的基礎上增加了語意性，變動性，置換性和遺傳性等新特點，以適應概念設計過程中對象的抽象性、模糊性和繼承性。它們支持的設計模式更加產(chǎn)品的實際設計過程，在一定程度上體現(xiàn)了概念設計中的特征演化過程。1.2.3草圖重建技術它是將概念設計師的二維和三維設計草圖進行三維建模的關鍵技術，也是用來彌補傳統(tǒng)CAD系統(tǒng)與概念設計之間鴻溝的一種有效手段。目前，草圖重建技術發(fā)展的相對比較成熟，國內(nèi)外已經(jīng)建立了一些產(chǎn)品概念快速形成的系統(tǒng)以及基于草圖的CAD系統(tǒng)。現(xiàn)代產(chǎn)品設計模式的發(fā)展方向，當前，工業(yè)產(chǎn)品由傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品向機電一體化產(chǎn)品、電子產(chǎn)品方向發(fā)展。市場競爭日趨激烈，消費觀念不斷變化，一個產(chǎn)品的功能已不再是消費者購買的的主要因素了。產(chǎn)品的創(chuàng)新性、外觀造型、宜人性等因素愈來愈受到重視，在競爭中占據(jù)著突出的地位。同時，隨著以信息技術為主導的現(xiàn)代科學技術的迅猛發(fā)展。傳統(tǒng)的制造業(yè)正在發(fā)生著極其深刻的重大轉(zhuǎn)變，各種新的制造模式應運而生。再設計模式上，并行設計、協(xié)同設計、智能設計、虛擬設計、敏捷設計、全生命周期設計等設計方法代表了現(xiàn)代產(chǎn)品設計模式攀枝花學院專科畢業(yè)論文（設計）1緒論3的發(fā)展方向。隨著技術的發(fā)展，產(chǎn)品設計模式必然朝著數(shù)字化，集成化，網(wǎng)絡化和智能化得方向發(fā)展，未來的設計系統(tǒng)必然是一人機為核心的人機一體化智能集成系統(tǒng)。計算機輔助設計現(xiàn)在待解決的關鍵技術是基礎理論的研究主要是立足于現(xiàn)代產(chǎn)品的發(fā)展方向，從設計對象自身出發(fā)，用類似的方法和精確的方法對概念設計過程及設計方法進行研究，使得CAD/M系統(tǒng)更符合設計方法。設計創(chuàng)新技術研究主要是研究概念設計過程以及過程中需要遵行的原則和規(guī)范，探討各類設計創(chuàng)新技法，研究概念設計中的創(chuàng)新技術。建模技術研究主要是從概念設計的方法性和過程性出發(fā)，研究面向概念設計的產(chǎn)品模型和過程模型的建立方法，研究面向產(chǎn)品級和全生命周期的概念設計建模技術。人機交互技術研究主要是在傳統(tǒng)的人機交互手段基礎上，研究虛擬現(xiàn)實和多媒體新興技術下的人機交互技術。并行和協(xié)同技術研究住要是研究概念設計過程中考慮制造、成本等其他因素的并行設計技術，研究概念設計中不同或相同領域的設計師之間的協(xié)同設計技術。智能技術研究主要是研究概念設計過程中智能支持技術，研究概念設計評價過程中的智能支持技術。從產(chǎn)品設計的角度看，隨著CAD，人工智能，多媒體，虛擬現(xiàn)實等技術的進一步發(fā)展，對概念設計過程必然有更深的認識，對概念設計的模擬必將達到新的境界。CAD/M將朝著更加自然的人機交互方式，更加有效的設計方向發(fā)展。概念設計的方案也更加富有創(chuàng)新性。計算機輔助設計系統(tǒng)是一個人機一體化的智能集成系統(tǒng)。從整個產(chǎn)品的設計與制造的發(fā)展趨勢看，概念設計作為產(chǎn)品開發(fā)過程中的重要組成部分，必然與其發(fā)展趨勢一致。因此，概念設計與其他設計過程最終必將建立統(tǒng)一的產(chǎn)品設計支持模型。在這一模型的支持下，產(chǎn)品設計是一種并行的、協(xié)同的、面向全生命周期的設計模式。概念設計的結果能夠直接進行詳細的設計，概念設計師能簡潔有效的對詳細設計過程中的方案進行概念層次上的修改。1.3課題內(nèi)容本課題是利用Pro/e軟件的仿真功能對汽車發(fā)動機活塞的運動過程進行動畫模擬，并對活塞、連桿、汽缸壁進行一些簡單的數(shù)據(jù)分析及計算，以確定設計的合理性，可行性，最終完成設計。該設計具體研究方法及主要內(nèi)容是使用PROE軟件仿照汽車發(fā)動機，繪制出發(fā)動機汽缸、連桿、活塞及其他零部件實體圖。繪制好發(fā)動機各個構件后，進入機構設計擴展，然后對設計進行模擬仿真校驗，包括仿真顯示、運動干涉檢測、運動軌跡、速度及加速度的檢測。攀枝花學院?？飘厴I(yè)論文（設計）2發(fā)動機簡介42發(fā)動機簡介2.1發(fā)動機基本構造發(fā)動機是將某一種型式的能量轉(zhuǎn)換為機械能的機器，其作用是將液體或氣體燃燒的化學能通過燃燒后轉(zhuǎn)化為熱能，再把熱能通過膨脹轉(zhuǎn)化為機