基于ProE的連桿機(jī)及運動仿真分析

1、湖北文理學(xué)院湖北文理學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）正文畢業(yè)設(shè)計（論文）正文 題題 目目 基基 于于 Pro/EPro/E 的連桿機(jī)及運動仿真分析的連桿機(jī)及運動仿真分析 專專 業(yè)業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 姓姓 名名 王鑫軍王鑫軍 班班 級級 機(jī)制機(jī)制 08120812 學(xué)學(xué) 號號 指導(dǎo)指導(dǎo) 老師老師 李梅李梅 副教授副教授 基于基于 PRO/EPRO/E 的連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計及遠(yuǎn)動仿真分析的連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計及遠(yuǎn)動仿真分析 摘要摘要 連桿機(jī)構(gòu)是機(jī)械中常見的一種機(jī)構(gòu)，是往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)的主要工作機(jī)構(gòu)。曲 柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動機(jī)實現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換的主要遠(yuǎn)動零件。虛擬裝配 與遠(yuǎn)動仿真是根據(jù)產(chǎn)品的形

2、狀特征.精度特性，利用計算計圖形學(xué)和仿真技術(shù)， 在計算機(jī)上模仿產(chǎn)品的實際裝配過程.仿真模擬機(jī)器的遠(yuǎn)動過程。通過對曲柄連 桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行有關(guān)運動學(xué)和理論分析與計算機(jī)仿真分析，利用 PRO/E 軟件的裝配 功能，將曲柄連桿機(jī)構(gòu)的各組成零件裝配成活塞組件.連桿組件和曲柄組件，從 而完成內(nèi)燃機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的虛擬裝配與運動仿真。在內(nèi)燃機(jī)的開發(fā)設(shè)計階段 應(yīng)用這種方法可以大大縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，減少樣機(jī)實驗次數(shù)，快速的對市 場做出反應(yīng)，降低產(chǎn)品的成本，提高企業(yè)的競爭力。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：曲柄連桿機(jī)構(gòu)：虛擬裝配：運動仿真；裝配功能 Based on Pro/E internal combustion engine

3、connecting rod assembly and motion simulation of the virtual Abstract The 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 fe

4、atures 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 fe

5、atures, 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

6、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 目錄目錄 1 緒論緒論5 1.1 本課題研究的目的和意義 6 1.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 7 2 設(shè)計的方

7、案設(shè)計的方案9 2.1 研究的基本內(nèi)容 9 2.1.1 連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計9 1手壓抽水機(jī) 的結(jié)構(gòu)特點9 2手壓抽水機(jī) 的設(shè)計9 3 連桿機(jī)構(gòu)的裝連桿機(jī)構(gòu)的裝 配配.13 3.1 手壓抽水機(jī)的裝配. .13 3.2 伺服電動機(jī)定 義22 3.3 運動分析定義.23 4 本文總結(jié)本文總結(jié) 24 5 5 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)25 6 6 致致 謝謝26 1 1 緒論緒論 1.11.1 本課題研究的目的和意義本課題研究的目的和意義 基于虛擬現(xiàn)實的產(chǎn)品虛擬拆裝技術(shù)在新產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)品的維護(hù)以及操作培 訓(xùn)方面具有獨特的作用。在交互式虛擬裝配環(huán)境中，用戶使用各類交互設(shè)備 （數(shù)據(jù)手套/位置跟蹤器、鼠標(biāo)/鍵盤、力反

8、饋操作設(shè)備等）象在真實環(huán)境中一 樣對產(chǎn)品的零部件進(jìn)行各類裝配操作，在操作過程中系統(tǒng)提供實時的碰撞檢測、 裝配約束處理、裝配路徑與序列處理等功能，從而使得用戶能夠?qū)Ξa(chǎn)品的可裝 配性進(jìn)行分析、對產(chǎn)品零部件裝配序列進(jìn)行驗證和規(guī)劃、對裝配操作人員進(jìn)行 培訓(xùn)等。在裝配（或拆卸）結(jié)束以后，系統(tǒng)能夠記錄裝配過程的所有信息，并 生成評審報告、視頻錄像等供隨后的分析使用。 虛擬裝配，可以驗證裝配設(shè)計和操作的正確與否，以便及早的發(fā)現(xiàn)裝配中 的問題，對模型進(jìn)行修改，并通過可視化顯示裝配過程。虛擬裝配系統(tǒng)允許設(shè) 計人員考慮可行的裝配序列，自動生成裝配規(guī)劃，它包括數(shù)值計算、裝配工藝 規(guī)劃、工作面布局、裝配操作所模擬等。

9、現(xiàn)在產(chǎn)品的制造正在向著自動化、數(shù) 字化的反向發(fā)展，虛擬裝配是產(chǎn)品數(shù)字化定義中的一個重要環(huán)節(jié)。 虛擬裝配技術(shù)的發(fā)展是虛擬制造技術(shù)的一個關(guān)鍵部分，但相對于虛擬制 造的其它部分而言，它又是最薄弱的環(huán)節(jié)。虛擬裝配技術(shù)發(fā)展滯后，使得虛擬 制造技術(shù)的應(yīng)用性大大減弱，因此對虛擬裝配技術(shù)的發(fā)展也就成為目前虛擬制 造技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)研究的主要對象，這一問題的解決將使虛擬制造技術(shù)形成一個完 善的理論體系，使生產(chǎn)真正在高效、高質(zhì)量、短時間、低成本的環(huán)境下完成， 同時又具備了良好的服務(wù)。虛擬裝配從模型重新定位、分析方面來講，它是一 種零件模型按約束關(guān)系進(jìn)行重新定位的過程，是有效的分析產(chǎn)品設(shè)計合理性的 一種手段;從產(chǎn)品裝配過

10、程來講，它是根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計的形狀特性、精度特性，真 實的模擬產(chǎn)品三維裝配過程，并允許用戶以交互方式控制產(chǎn)品的三維真實模擬 裝配過程，以檢驗產(chǎn)品的可裝配性。 作為虛擬制造的關(guān)鍵技術(shù)之一，虛擬裝配技術(shù)近年來受到了學(xué)術(shù)界和工業(yè) 界的廣泛關(guān)注，并對敏捷制造、虛擬制造等先進(jìn)制造模式的實施具有深遠(yuǎn)影響。 通過建立產(chǎn)品數(shù)字化裝配模型，虛擬裝配技術(shù)在計算機(jī)上創(chuàng)建近乎實際的虛擬 環(huán)境，可以用虛擬產(chǎn)品代替?zhèn)鹘y(tǒng)設(shè)計中的物理樣機(jī)，能夠方便的對產(chǎn)品的裝配 過程進(jìn)行模擬與分析，預(yù)估產(chǎn)品的裝配性能，及早發(fā)現(xiàn)潛在的裝配沖與缺陷， 并將這些裝配信息反饋給設(shè)計人員。運用該技術(shù)不但有利于并行工程的開展， 而且還可以大大縮短產(chǎn)品開發(fā)周

11、期，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品在市場中的競爭 力. 1.21.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 虛擬裝配技術(shù)已成為數(shù)字化制造技術(shù)在制造業(yè)中研究和應(yīng)用的典范，針對 復(fù)雜產(chǎn)品利用該技術(shù)可優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計，避免或減少物理模型的制作，縮短開發(fā) 周期，降低成本，從而實現(xiàn)產(chǎn)品的并行開發(fā)，提高裝配質(zhì)量和效率，改善產(chǎn)品 的售后服務(wù)。 虛擬裝配是近十幾年興起的虛擬制造技術(shù)研究的重要方向之一，它從產(chǎn)品 裝配的視角出發(fā)，以提高全生命周期的產(chǎn)品及其相關(guān)過程設(shè)計的質(zhì)量為目標(biāo)， 綜合利用計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、計算機(jī)建模與仿真技術(shù)、信息 技術(shù)等，建立一個具有較強(qiáng)真實感的虛擬環(huán)境，設(shè)計者可在虛擬環(huán)

12、境中交互式 地進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計、裝配操作和規(guī)劃、檢驗和評價產(chǎn)品的裝配性能，并制定合理 的裝配方案。 虛擬裝配技術(shù)已成為數(shù)字化制造技術(shù)在制造業(yè)中研究和應(yīng)用的典范，針對復(fù) 雜產(chǎn)品利用該技術(shù)可優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計，避免或減少物理模型的制作，縮短開發(fā)周 期，降低成本，從而實現(xiàn)產(chǎn)品的并行開發(fā)，提高裝配質(zhì)量和效率，改善產(chǎn)品的 售后服務(wù)。虛擬裝配在航空航天、汽車、船舶、工程機(jī)械等領(lǐng)域的復(fù)雜產(chǎn)品設(shè) 計及其裝配工藝規(guī)劃具有重要的意義，受到國內(nèi)外的普遍關(guān)注。 虛擬裝配技術(shù)是一項多學(xué)科交叉的綜合技術(shù)，涉及的各項技術(shù)仍處在不斷的 發(fā)展之中，將來的發(fā)展方向主要體現(xiàn)在如下幾方面： (1) 開放性的系統(tǒng)框架。虛擬裝配系統(tǒng)的開發(fā)涉及到支

13、撐技術(shù)、數(shù)據(jù)庫、虛 擬現(xiàn)實、用戶界面等多方面的技術(shù)，需要構(gòu)架虛擬裝配系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架，規(guī)劃 支持技術(shù)群、統(tǒng)一的模型信息結(jié)構(gòu)、功能實現(xiàn)和系統(tǒng)集成接口等，從而通過信 息和技術(shù)共享、系統(tǒng)集成，較快地開發(fā)出工程應(yīng)用系統(tǒng)。 （2）網(wǎng)絡(luò)的虛擬裝配。隨著產(chǎn)品復(fù)雜性增加，不同企業(yè)之間的協(xié)同和交互成 為產(chǎn)品開發(fā)的主要形式。裝配作為產(chǎn)品功能的最終體現(xiàn)的環(huán)節(jié)，其工藝設(shè)計、 分析、規(guī)劃、驗證更需要若干團(tuán)隊人員的協(xié)同參與，基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬裝配必將 為產(chǎn)品的開發(fā)提供強(qiáng)有力的支持。 （3）換接口。建立 C A D 與虛擬裝配系統(tǒng)模型交換的標(biāo)準(zhǔn)接口，制定 C A D 模型的數(shù)據(jù)提取和表達(dá)、信息的存儲和管理等方面的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，

14、為虛 擬裝配系統(tǒng)的應(yīng)用提供必要的幾何信息、特征信息和約束。 （4）分析。目前，在產(chǎn)品設(shè)計、虛擬裝配中，通常以理想的零件模型為基礎(chǔ)， 沒有考慮實際的加工和裝配環(huán)境對零件形狀和尺寸精度的影響，可能導(dǎo)致實際 生產(chǎn)出來的零件裝配性能不能滿足要求。在虛擬裝配中，可以設(shè)定零件的形狀 和尺寸、定位誤差等，預(yù)測裝配精度，也可以通過分析裝配過程零件變形的影 響，評價裝配工藝，從而更全面地為產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)提供支持。 （5）裝配的管路、線纜布局。在復(fù)雜產(chǎn)品中（如飛機(jī)、船舶、火箭發(fā)動機(jī) 等），由于空間和結(jié)構(gòu)的限制，各種剛性管路和柔性線纜等交錯纏雜在一起， 給設(shè)計和裝配操作帶來很大困難，虛擬裝配技術(shù)可以為管路、線纜布局

15、設(shè)計提 供有效的支持。 2 2 設(shè)計的方案設(shè)計的方案 2.1.2.1.研究的基本內(nèi)容研究的基本內(nèi)容；( (注注: :這里我們以曲柄搖桿機(jī)構(gòu)做為研究對象這里我們以曲柄搖桿機(jī)構(gòu)做為研究對象) 2.1.1.2.1.1.連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1.1.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點 （1）定義：在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若兩連架桿之一為曲柄，另一個是搖桿，此 機(jī)構(gòu)稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。 （2）曲柄搖桿桿機(jī)構(gòu)的特點：a 能夠進(jìn)行多種運動形式的轉(zhuǎn)換；b 構(gòu)件之間 連接處是面接觸，單位面積上的壓力較小，磨損較慢，可以承受較大載荷；c 兩構(gòu)件接觸表面是圓柱面或平面，制造容易；d 連接處的間隙造

16、成的積累誤差 較大；e 連桿機(jī)構(gòu)運動時產(chǎn)生慣性力，不適用于高速場合。 （3）應(yīng)用：在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)曲柄為主動件時，可將曲柄的連續(xù)回轉(zhuǎn)運 動轉(zhuǎn)換成搖桿的往復(fù)擺動。如雷達(dá)天線俯仰角調(diào)整機(jī)構(gòu)。當(dāng)搖桿為主動件時， 可將搖桿的往復(fù)擺動轉(zhuǎn)換成曲柄的連續(xù)回轉(zhuǎn)運動，如縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)。 (4)工作原理:手壓式抽水機(jī)又叫“吸取式抽水機(jī)”。機(jī)體下部的進(jìn)水管插入 水中，抽水機(jī)是一個圓筒，筒內(nèi)裝一個可以上下滑動而且跟筒壁緊密配合的活 塞，筒底和活塞上各有一個只能向上開的活門 v1 和 v2。使用時，若活塞向上 移動，活門 v2 受到大氣壓的作用而關(guān)閉，因此活塞下面空氣稀薄，氣壓小于外 界的大氣壓。于是，低處的水受到

17、大氣壓的作用推開活門 v1 進(jìn)入筒內(nèi)。當(dāng)壓下 活塞時，筒底活門 v1 被水的壓迫而關(guān)閉，水被阻不能向下流動，于是沖開活門 v2 向上，水進(jìn)入筒的上部。再提起活塞時，活塞上面的水將活門 v2 關(guān)閉，水 即從側(cè)管流出，與此同時，井里的水又在大氣壓的作用下推開活門 v1 而進(jìn)入圓 筒中。這樣，活塞不停地上下移動，水就從管口連續(xù)不斷的流出。這種抽水機(jī) 的結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，但出水量小，提水的高度只能達(dá)到八米左右，效率也 較低。 2.2.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計 （1）選擇機(jī)構(gòu)的設(shè)計材料 a.介質(zhì)的腐蝕性：各種材質(zhì)的抗腐蝕性能均不相同，且每種材質(zhì)的耐腐都 具有一定的局限性，如：耐酸鋼 1Cr

18、18Ni9 可耐中低濃度的硝酸或有機(jī)酸的腐蝕， 但是不能耐稀硫酸的腐蝕。 b.電化學(xué)腐蝕：不同的材料的電位不同，在流體中容易形成原電池，形成 電化學(xué)腐蝕效應(yīng)，因此在水泵的過流部件部分最好采用相同的金屬材質(zhì)。 c.介質(zhì)的溫度：溫度很低的情況下材料的脆性將會增大，在高溫的時候卻 會產(chǎn)生蠕變，同時介質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)也會因溫度的變化而有所變化，如腐蝕性會 隨溫度升高而增加等。因此在選用水泵用材質(zhì)時應(yīng)考慮到溫度的變化，選用合 適的材料。 d.水泵材質(zhì)選用的經(jīng)濟(jì)考慮：在設(shè)計時應(yīng)綜合考慮使用技術(shù)要求和經(jīng)濟(jì)性， 避免高材低用或低材高用的情況發(fā)生。如把不耐腐蝕的材料當(dāng)耐腐蝕材料用， 則容易將泵腐蝕，減短使用壽命。

19、e.固體顆粒對水泵的磨損性：當(dāng)所輸送的介質(zhì)中含有磨料性固體顆粒如沙 粒、晶體，則相關(guān)的零部件應(yīng)采用耐磨材料。 f.材料間的咬合性；對于安裝或運行時有相對運動的零件，如軸與軸套、 螺栓與螺母、葉輪密封環(huán)與泵體密封環(huán)、平衡盤與平衡板等，在選擇材料或加 工工藝時應(yīng)使兩零件材料的硬度有些差別，以避免在裝卸或運轉(zhuǎn)中出現(xiàn)互相咬 住或擦傷的現(xiàn)象。 g.溫差變化：同意位置的零件在工作時溫度相差很大時，例如熱油泵體填 料函冷卻水套與泵體詳解的地方，與介質(zhì)接觸的泵體溫度高，膨脹大；與冷卻 水接觸的冷卻套外周溫度低，膨脹小，這種工作條件的零件宜采用可塑性強(qiáng)的 材料，以免工作中由于膨脹程度的不同而產(chǎn)生裂紋。 h.高速

20、液流通過的地方：高揚程泵的葉輪葉片、導(dǎo)葉葉片進(jìn)口邊、單級揚 程和高的密封套、高揚程泵平衡套、平衡盤和平衡板等處應(yīng)采用耐沖刷的材料， 可選用鉻不銹鋼或鉻鎳耐酸鋼等。 i.焊接性能：在鑄造、加工及使用過程中需要補(bǔ)焊的零件應(yīng)用焊接性好的 材料如：低碳鋼的焊接性能比高碳鋼的焊接性好。 （2）建立參數(shù)方程 給定曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的曲柄轉(zhuǎn)角及對應(yīng)的搖桿擺角 1，2， 3，4 與 1，2，3，4，設(shè)計曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，設(shè)計 原數(shù)據(jù)如 表 所 示。設(shè)曲桿 AB 長度為 a，連桿 BC 長 度為 b，搖桿 CD 長 度為 c， 固定桿長度為 d，如圖所示。 首先列出投影方程： acosbcosdcos （在軸投影） as

21、inbsincsin （在軸投影） 消出 得位置參數(shù)方程： A2b2c2d22cdcos2adcos2accos（）0。 很顯然，由參數(shù)方程列出線性方程組，需經(jīng)繁瑣的數(shù)學(xué)運算，才能解出 a，b，c，d 的值，確定各構(gòu)件的尺寸，由于 Pro/E 的一大特點就是參數(shù)驅(qū)動， 因此很有必要采用它來進(jìn)行計算機(jī)輔助設(shè)計。 圖 2-曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計圖 （sd12） 30.000 75.000 135.000 150.000 （rsd13） 116.154 113.604 126.960 131.005 簡圖表原數(shù)據(jù) （3）用 Pro/E 求出各構(gòu)件的尺寸 打開 Pro/E 中文版，選擇“文件新建”命令，點選

22、“草繪” ，在名稱欄 中輸入 s1d0001sec，畫出機(jī)構(gòu)示意圖(2)，其中構(gòu)件尺寸任選；選擇“信 息切換尺寸”命令，下列尺寸標(biāo)識中相對應(yīng)有： sdoa，sd1b，sd2c，sd3d 選擇“工具關(guān)系”命令，在“關(guān)系”編輯框中輸入： solve sd0120 sd1360 sd2445 sd3420 sd02sd22sd12sd322sd2sd3cos(116.154) 2sd0sd3cos(30) 2sd0sd2cos(30116.154)0 Sd02sd22sd12sd322sd2sd3cos(113.604) 2sd0sd3cos(75) 2sd0sd2cos(75113.604)0 S

23、d02sd22sd12sd322sd2sd3cos（126.960） 2sd0sd3cos(135) 2sd0sd2cos（135126.960）0 Sd02sd22sd12sd322sd2sd3cos（131.055） 2sd0sd3cos(150) 2sd0sd2cos（150131.055）0 For: Sd0，sd1，sd2，sd3 然后，按“確定” ，圖中 3 尺寸由上述關(guān)系即位置參數(shù)方程(3)確定，即 sd00.，sd10.，sd20.。sd30.。尺寸圖發(fā)生變化后，相應(yīng)的圖形亦確 定下來，如圖所示。因為，方程組有無數(shù)組解，上面是其中一組，若己知 d420，其他尺寸按比例放大即得

24、a120，b360，c445（原數(shù)據(jù)如表所 示） 。 圖 2-2 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)尺寸 （4）Pro 設(shè)計出連桿機(jī)構(gòu)的實體圖 a.打開 Pro/E 中文版，選取特征工具條上的拉伸命令，以 TOP 基準(zhǔn)平面為 草繪平面，進(jìn)入草繪環(huán)境。 b.選擇雙向拉伸命令，輸入拉伸量 10mm，單擊【確定】按鍵，創(chuàng)建如圖 3 所示的連桿毛胚。 c.創(chuàng)建銷釘過孔。以連桿底面為草繪平面，繪制兩個對稱的直徑為 5 的圓； 通過拉伸獲得過孔。創(chuàng)建完成的連桿： d.兩端進(jìn)行“完全倒圓角” 。選取特征工具條上的“倒圓角”命令按鈕，打 開倒圓角操控板上的設(shè)置，分別選取連桿的兩端面為參照曲面，然后選取連桿 的一個側(cè)面為驅(qū)動曲面，

25、“設(shè)置”欄中的“完全倒圓角”被激活，單擊【確定】 按鈕，即可創(chuàng)建完全倒圓角。這樣就可以獲得如圖（2-3）的連桿 1 圖 圖 2-3 連桿 1 e.依照上面的做法依次繪出一下三個連桿的實體圖 圖 2-4 連桿 2 圖 2-5 連桿 3 圖 2-6 連桿 4 3.3.桿機(jī)構(gòu)的裝配桿機(jī)構(gòu)的裝配 3.13.1 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的裝配曲柄連桿機(jī)構(gòu)的裝配 裝配的具體步驟如下： (1)作路徑 文件/設(shè)置工作目錄 （2）創(chuàng)建新的裝配文件 文件/新建/組件 （3）加入第一個連桿 在裝配窗口中點擊按鈕，在彈出的對話框中選擇連桿零件 4，點擊打 開按鈕 在彈出的工具版面上自動列表框設(shè)定約束類型為缺省，如圖（3-1）所示

26、。 圖 3-1 約束設(shè)定為缺省 點擊工具版面右側(cè)按鈕，完成連桿零件 4 的裝配，如圖（3-2）所示 圖 3-2 第一個零件的裝配 (4)加入第二個連桿 在裝配窗口中點擊按鈕 在彈出的對話框中選擇連桿零件 3，點擊“打開”按鈕 在彈出的工具版面上拉開用戶定義列表框，設(shè)定約束類型為“銷釘” 按提示選擇零件 1 的軸線面和零件 2 的軸線面對齊，并按住鍵盤 Ctrl+Alt 鍵及 鼠標(biāo)左鍵，將兩連桿零件拖開一定距離，如圖（3-3）所示： 圖 3-3 兩連桿對齊 再將零件 4 的前側(cè)面與零件 3 的后側(cè)面重合。 工具版面右側(cè)的按鈕，并按住鍵盤 Ctrl+Alt 鍵及鼠標(biāo)左鍵 將兩連桿旋轉(zhuǎn)到合適位置，完

27、成第二個零件的裝配，如圖（3-4）所示： 圖 3-4 零件 2 的裝配 (5)加入第三個連桿 在裝配窗口中點擊按鈕 在彈出的對話框中選擇連桿零件 1.點擊“打開”按鈕 在彈出的工具版面上拉開用戶定義列表框，設(shè)定約束為“銷釘” 按提示選擇零件 3 的軸線面與零件 1 的軸線面對齊，并按住鍵盤 Ctrl+Alt 鍵及鼠標(biāo)左鍵，將兩連桿零件拖開一定距離，如圖（3-5）所示： 圖 3-5 零件 3 與零件 2 對齊 再將零件 3 的前側(cè)面與零件 1 的后側(cè)面重合： 點擊工具版面右側(cè)的按鈕，并按住鍵盤 Ctrl+Alt 鍵及鼠標(biāo)左鍵，將 連桿 3 旋轉(zhuǎn)到合適位置，完成第三個零件的裝配，如圖（3-6）所示

28、： 圖 3-6 第三個零件的裝配 (6)加入第四個連桿 在裝配窗口中點擊按鈕 在彈出的對話框中選擇連桿零件 2.點擊“打開”按鈕 在彈出的工具版面上拉開用戶定義列表框，設(shè)點擊工具版面右側(cè)的按鈕， 并定約束為“銷釘?！?按提示選擇零件 3 的軸線面與零件 2 的軸線面對齊，并按住鍵盤 Ctrl+Alt 鍵及鼠標(biāo)左鍵，將兩連桿零件拖開一定距離 再將零件 3 的前側(cè)面與零件 2 的后側(cè)面重合，如圖（3-7）所示： 圖 3-7 零件 3 與零件 2 重合 點擊右鍵，在彈出的菜單中選擇加集，如圖（3-8）所示，在連桿 3 上再添 加一個銷釘約束。 圖 3-8 添加集 選擇零件 4 的軸線面與零件 3 的

29、軸對齊： 將零件 3 的前側(cè)面與零件 2 的后側(cè)面重合，如圖（3-9）所示： 圖 3-9 零件 4 與零件 3 重合 點擊工具版面右側(cè)的按鈕，并按住鍵盤 Ctrl+Alt 鍵及鼠標(biāo)左鍵，將零件 旋轉(zhuǎn)到合適位置，完成第四個零件的裝配，如圖（3-10）所示： 圖 3-10 第四個零件的裝配 (7)加入銷釘 在裝配窗口中點擊按鈕 在彈出的對話框中選擇銷釘零件.點擊“打開”按鈕 在彈出的工具版面上拉開自動列表框，設(shè)定約束類型為“插入” 按提示選擇零件 2 的軸線 A-4 與銷釘?shù)妮S線 A-2 對齊： 點擊工具版面上的“放置”按鈕，點擊“新建約束”添加一個插入約束，如 圖（3-11）所示： 圖 3-11

30、 插入約束 選擇銷釘?shù)那岸嗣媾c連桿 3 側(cè)面對齊。 點擊工具版面右側(cè)按鈕： (8)加入其他銷釘 同上面的一樣，看將其他三個銷釘零件分別裝入連桿 1 與連桿 4,連桿 4 與 連桿 3 及連桿 3 與連桿 2 的孔里 3.23.2 伺服電動機(jī)定義伺服電動機(jī)定義 選下拉式菜單中“應(yīng)用程序/機(jī)構(gòu)”進(jìn)入機(jī)構(gòu)仿真窗口，點擊伺服電動機(jī)定 義按鈕，確定運動反向。如圖（3-12）所示： 圖 3-12 運轉(zhuǎn)方向 確定定義速度為 360 度每秒，初始角為默認(rèn)值，點擊確定按鈕，完成電動機(jī) 定義。如圖（3-13）所示： 圖 3-13 電機(jī)定義 3.33.3 運動分析定義運動分析定義 點擊分析定義按鈕，在彈出的對話框中

31、選擇運動學(xué)，在圖形顯示中設(shè)定開 始時間，終止時間及顯示幀速，如圖（3-14）所示：點擊運動按鈕，圖形窗口 將顯示曲柄搖桿機(jī)構(gòu)按預(yù)定的轉(zhuǎn)速運動的情況，最后點擊確定按鈕完成分析定 義。 圖 3-14 運動分析 4 4 本文總結(jié)本文總結(jié) 本文從最初的背景介紹，課題分析拓展出基于 Pro/E 的連桿機(jī)構(gòu)的總體 輪廓。 在文中，詳細(xì)介紹了連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特征和運動特性，參閱各種結(jié)構(gòu)設(shè) 計的方法，盡可能多的嘗試不同設(shè)計方法以達(dá)到學(xué)習(xí)目的。除了設(shè)計方法運用， 還運用了 CAD 畫出各部分的三視圖，以便對各部分的結(jié)構(gòu)情況都有更直觀的 了解。 隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，各種機(jī)械設(shè)備的數(shù)量和種類越來越多，性能 越來越先進(jìn)，基于 Pro/E 的連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計越來越多的大量應(yīng)用于機(jī)械生產(chǎn)、 房屋建筑、橋梁設(shè)計等生產(chǎn)生活中。其使用場合和數(shù)量密度也越來越高，對連 桿的正確設(shè)計關(guān)系機(jī)械壽命、工程質(zhì)量等問題。因此，在設(shè)計連桿機(jī)構(gòu)時要考 慮機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性準(zhǔn)確性以及智能性，以便在較復(fù)雜的