發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 更新版

1、 發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .摘要 以桑塔納2000AJR型發(fā)動(dòng)機(jī)為例，基于相關(guān)參數(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)主要零部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算，同時(shí)進(jìn)行強(qiáng)度、剛度等方面的校核，并進(jìn)行相關(guān)力學(xué)分析和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真分析，以達(dá)到良好的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析的方法很多，而且已經(jīng)完善和成熟，但仍缺乏一種基于良好生產(chǎn)效益、經(jīng)濟(jì)效益上的綜合性分析，本次設(shè)計(jì)在清晰、全面剖析的基礎(chǔ)上，有機(jī)地將各研究模塊聯(lián)系起來(lái)，達(dá)到既簡(jiǎn)便又清晰的設(shè)計(jì)目的，力求為發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供一種綜合全面的思路。 分析研究的主要模塊分為以下三個(gè)部分：第一，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析，著重分析活塞的位移、

2、速度、加速度以及工質(zhì)的作用力和機(jī)構(gòu)的慣性力；第二，進(jìn)行曲柄滑塊機(jī)構(gòu)活塞組、連桿組以及曲軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并對(duì)其強(qiáng)度和剛度進(jìn)行校核；第三，應(yīng)用ProEngineer 建立曲柄滑塊機(jī)構(gòu)主要零部件的幾何模型，并利用Pro/Mechanism進(jìn)行機(jī)構(gòu)仿真。 關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)；曲柄滑塊機(jī)構(gòu)；力學(xué)分析；機(jī)構(gòu)仿真 I目錄 第一章 緒論11.1國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11.2研究的主要內(nèi)容1第二章 總體方案的設(shè)計(jì)22.1原始參數(shù)的選定22.2原理性方案設(shè)計(jì)22.3 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)32.4 確定設(shè)計(jì)方案3第三章 中心曲柄連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)53.1 氣缸內(nèi)的作用力分析53.2 慣性力的計(jì)算5第四章 活塞以及連桿組件的設(shè)計(jì)84.1 設(shè)計(jì)活

3、塞組件84.2 設(shè)計(jì)活塞銷94.3 活塞銷座94.4 連桿的設(shè)計(jì)9第五章 曲軸的設(shè)計(jì)115.1 曲軸的材料的選擇115.2 確定曲軸的主要尺寸和結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)11第六章 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的創(chuàng)建136.1 活塞的創(chuàng)建136.2 連桿的創(chuàng)建146.3 曲軸的創(chuàng)建166.4 曲柄連桿機(jī)構(gòu)其它零件的創(chuàng)建18第七章 活塞及連桿的裝配1971添加活塞組件197.2添加連桿體組件197.3曲軸連桿的連接20總結(jié)22參考文獻(xiàn)23結(jié)束語(yǔ)24 ii第一章 緒論1.1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀水冷式四沖程往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)是目前使用最廣泛的內(nèi)燃機(jī),應(yīng)用于轎車、公交車和柴油機(jī)的中型和重型卡車。最出名的發(fā)動(dòng)機(jī),是轉(zhuǎn)子活塞式發(fā)動(dòng)機(jī),也稱為轉(zhuǎn)子

4、式發(fā)動(dòng)機(jī)，但應(yīng)用很少。就全球的汽車發(fā)展而言,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，具有優(yōu)良的性能,更好的燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性能，得到越來(lái)越廣泛的關(guān)注。發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)越來(lái)越向環(huán)境保護(hù)和節(jié)能的方向發(fā)展。1.2研究的主要內(nèi)容以桑塔納2000AJR型的發(fā)動(dòng)機(jī)為例，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)中的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，進(jìn)行深入的分析與研究，研究?jī)?nèi)容如下：（1)對(duì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的力學(xué)進(jìn)行分析,對(duì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的主要部件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度計(jì)算,以便滿足設(shè)計(jì)所需要的要求。 (2)分析活塞，活塞銷，活塞銷座的設(shè)計(jì)要求，確定主要結(jié)構(gòu)的尺寸。(3)應(yīng)用Pro / E軟件建模來(lái)裝配曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的相關(guān)組件，最后組裝成一個(gè)完整的機(jī)構(gòu)。第二章 總體方案的設(shè)計(jì)2.1原始參數(shù)的選定以桑塔納2

5、000AJR型的內(nèi)燃機(jī)為例，它主要性能參數(shù)如表2.1所示：表2-1 桑塔納2000AJR型內(nèi)燃機(jī)參數(shù)氣缸的數(shù)目四缸供油的方式電控噴射排量的大小/L1.80氣缸的直徑/mm80.965沖程/缸徑1.088連桿的長(zhǎng)度/mm135曲軸的半徑/mm42.6轉(zhuǎn)矩 N.m/r/min160/1400額定功率/kW76(5300 r/min)最大扭矩/(Nm)162(3600 r/min)點(diǎn)火順序13422.2原理性方案設(shè)計(jì)連桿是發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳輸系統(tǒng),是完成能量轉(zhuǎn)換的主要運(yùn)動(dòng)部分。活塞連桿組:活塞、活塞銷、連桿;曲軸部件:曲軸、飛輪、曲軸正齒輪的三個(gè)部分。工作原理是:在燃料燃燒的能量,推動(dòng)活塞上下移動(dòng),然后

6、通過(guò)連桿帶動(dòng)曲軸圓周運(yùn)動(dòng)。吸入空氣,排出廢氣,配備進(jìn)口和排氣系統(tǒng),推動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)。四缸發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)包括四個(gè)沖程:進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣。進(jìn)氣沖程:汽油發(fā)動(dòng)機(jī)將汽缸和油門之外混合空氣吸入發(fā)動(dòng)機(jī),形成可燃混合氣并吸入氣缸。壓縮沖程:為了使可燃混合物快速燃燒,產(chǎn)生更大壓力,產(chǎn)生更高的動(dòng)力引擎,所以對(duì)混合氣體進(jìn)行壓縮,因此,需要壓縮。做功沖程:在做功中,進(jìn)、排氣閥關(guān)閉,活塞上到頂點(diǎn)附近時(shí)的火花塞旁時(shí)，點(diǎn)燃可燃混合氣體?；旌衔锶紵?。排氣沖程:生成廢氣體后,活塞到達(dá)下止點(diǎn)后再向上移動(dòng),繼續(xù)將廢氣排出來(lái)完成一個(gè)工作循環(huán)。2.3 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度來(lái)看，連桿可分為三類: 中心曲柄連桿機(jī)構(gòu)、偏心曲

7、柄連桿機(jī)構(gòu)和主副連桿式曲柄連桿機(jī)構(gòu)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，中心曲柄連桿的特點(diǎn)符合標(biāo)準(zhǔn)。 中心曲柄連桿機(jī)構(gòu)它的特點(diǎn)是氣缸的中心線通過(guò)曲軸的旋轉(zhuǎn)中心與軸垂直于曲柄。這種類型的發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)是使用范圍最廣的。一般單一式內(nèi)燃機(jī)和活塞式內(nèi)燃機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)屬于這一類。2.4 確定設(shè)計(jì)方案通過(guò)對(duì)三種連桿的比較,設(shè)計(jì)選型為中心曲柄連桿機(jī)構(gòu),中心曲柄連桿機(jī)構(gòu)圖如圖2-1所示, 曲軸中心為O，曲柄為OB，連桿為AB，曲柄銷中心為B，A為連桿小頭孔中心或活塞銷中心為A。圖2-1 中心曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖第三章 中心曲柄連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)研究曲柄連桿的受力分析,關(guān)鍵要對(duì)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的所受到的力進(jìn)行分析,根據(jù)力和曲柄連桿機(jī)構(gòu)的

8、各部件強(qiáng)度、剛度和磨損分析，計(jì)算和設(shè)計(jì)出適合的發(fā)動(dòng)機(jī)中心曲柄,實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出和轉(zhuǎn)速等各方面的要求。 作用在曲柄連桿機(jī)構(gòu)上的力可以分為:氣缸內(nèi)氣體的壓力、運(yùn)動(dòng)的慣性力,摩擦阻力和發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸上的負(fù)載力。但運(yùn)動(dòng)阻力以及負(fù)載力難以判斷，因此只要研究氣體的壓力和慣性力的變化。相關(guān)參數(shù)表1已給出。3.1 氣缸內(nèi)的作用力分析作用在活塞上的氣體作用力等于活塞上、下兩面的空間內(nèi)氣體壓力差與活塞頂面積的乘積，即 （3.1）公式中：為活塞上的氣體作用力，單位：N； 為缸內(nèi)絕對(duì)壓力，單位：MPa； 為大氣壓力，單位：MPa； 為活塞直徑，單位：mm。由于活塞直徑是一定的，活塞上的氣體作用力取決于活塞上、下兩面的空間

9、內(nèi)氣體壓力差，對(duì)于四缸的發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，一般取=0.1，3.2 慣性力的計(jì)算慣性力是由于物體運(yùn)動(dòng)速度不均而產(chǎn)生的，為了確定機(jī)構(gòu)的慣性力，首先要知道其加速度和質(zhì)量的分布。并加以簡(jiǎn)化，來(lái)進(jìn)行慣性力的計(jì)算。連桿質(zhì)量的換算為了對(duì)連桿質(zhì)量方便計(jì)算，將整個(gè)連桿（包括有關(guān)附屬零件）的質(zhì)量用兩個(gè)換算質(zhì)量和來(lái)代換，并假設(shè)是集中作用在連桿小頭中心處，并只做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量；是集中作用在連桿大頭中心處，并只沿著圓周做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量，如圖3-2 所示：圖3-2 連桿質(zhì)量的換算簡(jiǎn)圖第四章 活塞以及連桿組件的設(shè)計(jì)4.1 設(shè)計(jì)活塞組件活塞組包括活塞、活塞銷與活塞缸等部件,它們是發(fā)動(dòng)機(jī)中最重要的部分。發(fā)動(dòng)機(jī)工作的可靠性和耐久性,在

10、很大程度上與活塞組有關(guān)。4.1.1活塞組的設(shè)計(jì)要求(1)熱強(qiáng)度高、耐磨性好,熱膨脹系數(shù)小,導(dǎo)熱性好,減摩性能好,材料的工藝性好。(2)活塞的形狀和壁厚要合理。能充分散熱,強(qiáng)度高、剛度高,避免應(yīng)力集中。(3)保證燃燒室里的氣密性好,減少活塞摩擦損失(4)降低機(jī)油消耗,保證滑動(dòng)面有足夠的機(jī)油。4.1.2 材料要求根據(jù)上面的要求設(shè)計(jì)的活塞,活塞材料應(yīng)當(dāng)具備下列條件:(1)熱強(qiáng)度高。(2)良好的導(dǎo)熱性良好、熱吸收能力差，能減少頂部和環(huán)的溫度,減少熱應(yīng)力的散失。(3)膨脹系數(shù)很小。(4)良好的減摩性能良好。(5)工藝性好,便宜。綜合考慮發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞應(yīng)采用鑄造鋁硅合金材料。4.1.3 活塞頭部的設(shè)計(jì)要求其

11、主要目的是氣體壓力,并通過(guò)針連桿、活塞環(huán)和汽缸密封在同一時(shí)間一起工作介質(zhì)。所以,活塞頭的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足一下要求:(1)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和剛度,避免開(kāi)裂和過(guò)度變形,因?yàn)樽冃螘?huì)影響活塞環(huán)的正常工作。(2)保高溫,溫差小,防止過(guò)度的熱變形和熱應(yīng)力的產(chǎn)生,避免熱疲勞裂紋。(3)盡可能緊湊的尺寸，以便降低活塞質(zhì)量。4.2 設(shè)計(jì)活塞銷4.2.1 活塞銷的結(jié)構(gòu)和尺寸活塞銷的結(jié)構(gòu)為圓柱體，中空形式，可以減少往復(fù)慣性的質(zhì)量，能夠有效的利用自身的材料?；钊N與活塞銷座和連桿小頭襯套孔的連接配合，采用“全浮式”配合?；钊N的外直徑，取，活塞銷的內(nèi)直徑，取活塞銷長(zhǎng)度，取4.2.2、材料的選擇活塞銷材料為低碳合金鋼，表面滲

12、碳處理，硬度高、耐磨、內(nèi)部沖擊韌性好。表面加工精度及粗糙度要求極高，高溫下熱穩(wěn)定性好。4.3 活塞銷座活塞銷是用來(lái)支持活塞,傳輸功率。銷應(yīng)該適當(dāng)有足夠的強(qiáng)度和剛度,使針能夠適應(yīng)變形的活塞銷,以避免銷產(chǎn)生應(yīng)力集中引起的疲勞斷裂;同時(shí)表面有足夠的壓力和高耐磨性?；钊N座的內(nèi)徑，活塞銷座外徑一般等于內(nèi)徑的倍，取，活塞銷的彎曲跨度越小，銷的彎曲變形就越小，銷銷座系統(tǒng)的工作越可靠，所以，一般設(shè)計(jì)成連桿小頭與活塞銷座開(kāi)擋之間的間隙為，但當(dāng)制造精度有保證時(shí)，兩邊共就足夠了，取間隙為。4.4 連桿的設(shè)計(jì)4.4.1 連桿的工作情況、設(shè)計(jì)要求和材料選用A、設(shè)計(jì)要求連桿的主要?dú)怏w壓力和往復(fù)慣性力產(chǎn)生的交變載荷,因此

13、,應(yīng)該首先保證連桿的設(shè)計(jì)有足夠的疲勞強(qiáng)度和鋼結(jié)構(gòu)。如果實(shí)力不夠,連桿螺栓、大發(fā)生顱或軸斷裂,造成嚴(yán)重的事故,同時(shí),如果連桿組的剛度不足,也將帶來(lái)壞曲柄連桿機(jī)構(gòu)的工作。所以連桿的設(shè)計(jì)是一個(gè)輕量級(jí)的主要需求結(jié)構(gòu)在保證足夠的剛度和強(qiáng)度。所以我們必須選擇高強(qiáng)度的材料,結(jié)構(gòu)合理的形狀和大小。B、材料的選擇為了確保光的條件下連桿結(jié)構(gòu)具有足夠的剛度和強(qiáng)度,碳含量的選擇45優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鍛造、噴丸表面處理,提高強(qiáng)度。4.4.2 連桿長(zhǎng)度的確定 設(shè)計(jì)連桿時(shí)首先要確定連桿大小頭孔間的距離，即連桿長(zhǎng)度它通常是用連桿比來(lái)說(shuō)明的，通常0.3125，取，則。第五章 曲軸的設(shè)計(jì)5.1 曲軸的材料的選擇球墨鑄鐵就其機(jī)械性能和

14、使用性能而言，比其它多種鑄鐵都要好。該發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸宜采用球墨鑄鐵而造。5.2 確定曲軸的主要尺寸和結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)5.2.1 曲柄銷的直徑和長(zhǎng)度 曲柄銷的長(zhǎng)度是在選定的基礎(chǔ)上考慮的。從增加曲軸的剛性和保證軸承的工作能力出發(fā)，應(yīng)使控制在一定范圍內(nèi)，同時(shí)注意曲拐各部分尺寸協(xié)調(diào)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)/=，取=0.40=19.43。軸頸的尺寸，最后可以根據(jù)承壓面的投影面積與活塞投影面積之比來(lái)校核，此比值據(jù)統(tǒng)計(jì)在范圍內(nèi)，而且汽油機(jī)偏下限。那么由，則長(zhǎng)度取值合適。5.2.2 主軸頸的直徑和長(zhǎng)度為了最大限度地增加曲軸的剛度，適當(dāng)?shù)丶哟种鬏S頸，這樣可以增加曲軸軸頸的重疊度，從而提高曲軸剛度，其次，加粗主軸頸后可以相對(duì)縮短其長(zhǎng)度，從

15、而給加厚曲柄提高其強(qiáng)度提供可能。從曲軸各部分尺寸協(xié)調(diào)的觀點(diǎn)，建議取，取=1.11=54。據(jù)統(tǒng)計(jì)，取=0.31=25.10。5.2.3 曲柄曲柄應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)暮穸?、寬度，以使曲軸有足夠的剛度和強(qiáng)度。為提高曲柄的抗彎能力，適當(dāng)增加曲柄的厚度，曲柄的形狀采用橢圓形，為了能最大限度地減輕曲軸的重量，并減小曲柄相對(duì)于主軸頸中心的不平衡旋轉(zhuǎn)質(zhì)量，將曲柄上肩部多余的金屬削去。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，曲柄的寬度，取，厚度，取。曲柄臂以凸肩接主軸頸和曲柄銷。凸肩的厚度根據(jù)曲軸加工工藝決定。全加工曲軸的只有0.51，取=1。5.2.4 油孔的位置和尺寸為保證曲軸軸承工作可靠，對(duì)它們必需有充分的潤(rùn)滑。曲軸中油道的尺寸和布置直接影響

16、它的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)也影響軸承工作的可靠性。由于油道位于曲拐平面內(nèi)，油道出口處應(yīng)力集中現(xiàn)象嚴(yán)重，當(dāng)油道中心線與軸頸中心線的夾角時(shí)，最大應(yīng)力增加很快，因此油孔設(shè)在小于處10。油道的孔徑一般在左右，取為4。5.2.5 曲軸兩端的結(jié)構(gòu)曲軸上帶動(dòng)輔助系統(tǒng)的正時(shí)齒輪和皮帶輪一般裝在曲軸的前端，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便。發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)也是由曲軸自由端驅(qū)動(dòng)。這是應(yīng)為曲軸自由端的軸頸允許較細(xì)，可以采用節(jié)圓直徑小的齒輪，消除扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的減振器裝在曲軸前端，因?yàn)檫@里的振幅最大。把機(jī)油像個(gè)螺母一樣地退了回去，不使它漏出機(jī)體外17。第六章 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的創(chuàng)建6.1 活塞的創(chuàng)建6.1.1首先要?jiǎng)?chuàng)建活塞的1/4輪廓大小創(chuàng)建

17、活塞輪廓，用【偏移坐標(biāo)系基準(zhǔn)點(diǎn)】，來(lái)完成，將上一步創(chuàng)建的點(diǎn)用【插入基準(zhǔn)曲線】來(lái)連成曲線，選擇旋轉(zhuǎn)角度為“90” 用【旋轉(zhuǎn)工具】來(lái)完成。如圖6-1所示：6.1.2 創(chuàng)建活塞的銷孔創(chuàng)建剪切特征，運(yùn)用【旋轉(zhuǎn)】，選擇【去除材料】來(lái)完成，創(chuàng)建銷座模型并拉伸出通孔運(yùn)用【拉伸】來(lái)完成，創(chuàng)建活塞銷卡環(huán)槽，運(yùn)用【旋轉(zhuǎn)】，選擇【去除材料】來(lái)完成，拉伸方式為“通孔”， 運(yùn)用【拉伸】來(lái)完成，創(chuàng)建裙部特征，選擇【去除材料】。如圖6-2所示。 圖6-1 創(chuàng)建的活塞1/4輪廓 圖6-2 拉伸切除結(jié)果6.1.3 鏡像生成整個(gè)活塞選取整個(gè)模型，然后運(yùn)用【鏡像】，用來(lái)生成1/2活塞。如圖6-3所示，再選取已經(jīng)生成的一半的活塞，就

18、可以生成完整的活塞。6.1.4創(chuàng)建頂部凹槽生成頂部凹槽可運(yùn)用【拉伸】，拉伸方式為盲孔，選擇【去除材料】就可以完成。 6.1.5 曲柄頭部氣環(huán)槽和油環(huán)槽的創(chuàng)建運(yùn)用【旋轉(zhuǎn)】，【去除材料】，通過(guò)旋轉(zhuǎn)360度，可以創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)剪切特征，選擇【陣列】，對(duì)上一步創(chuàng)建的特征進(jìn)行再生，生成一些活塞環(huán)槽護(hù)圈，運(yùn)用【旋轉(zhuǎn)】，【去除材料】，創(chuàng)建氣環(huán)槽和油環(huán)槽。如圖6-4所示：6.1.6 創(chuàng)建油孔新建基準(zhǔn)平面，設(shè)置間距，運(yùn)用“掃描”，“切口”命令，“掃描軌跡”，選取草繪平面，選擇【自由端點(diǎn)】，完成一個(gè)油孔掃描，選擇【陣列】，修改陣列尺寸，完成1/2活塞的油孔創(chuàng)建，再通過(guò)鏡像完成整個(gè)活塞油孔創(chuàng)建。6.1.7 創(chuàng)建各處倒圓角

19、 圖6-3 創(chuàng)建鏡像特征 圖6-4旋轉(zhuǎn)切除結(jié)果6.2 連桿的創(chuàng)建6.2.1 連桿的建模思路連桿由連桿體和連桿蓋組成，所以可以對(duì)連桿體和連桿蓋分別建模，完成后進(jìn)行裝配。連桿具有兩個(gè)互相垂直的對(duì)稱面，建模過(guò)程中可以利用兩個(gè)對(duì)稱平面，對(duì)局部特征進(jìn)行鏡像和復(fù)制操作，從而快速完成特征創(chuàng)建。6.2.2 連桿體的建模步驟 A、創(chuàng)建連桿體1/2桿身運(yùn)用【拉伸】，拉伸方式為【盲孔】，拉伸為實(shí)體如圖6-5所示： 圖6-5 拉伸創(chuàng)建連桿體1/2桿身 圖6-6 連桿大小端拉伸特征B、創(chuàng)建連桿體大小頭運(yùn)用【拉伸】分別創(chuàng)建連桿大小頭特征，如圖6-6所示，C、創(chuàng)建連桿體兩側(cè)凸臺(tái)選取草繪平面，運(yùn)用【拉伸】，生成一側(cè)凸臺(tái)，運(yùn)用

20、【拉伸】，細(xì)化凸臺(tái)特征，運(yùn)用【鏡像】生成連桿另一側(cè)凸臺(tái)，然后對(duì)兩條拉伸邊依次進(jìn)行“倒圓角”命令。 D、創(chuàng)建連桿體拔模特征運(yùn)用【拔模】，設(shè)置“拔模曲面”和“拔模樞軸”，完成曲面拔模特征，如圖6-7所示。 圖6-7 曲面拔模設(shè)置 圖6-8 完成曲面拔模特征E、創(chuàng)建連桿體凹槽運(yùn)用【拉伸】，創(chuàng)建連桿體凹槽輪廓，再運(yùn)用【拔模】，完成曲面拔模特征，并參照上述步驟，完成槽的另一側(cè)拔模，結(jié)果如圖6-8所示。F、鏡像生成完整連桿體特征運(yùn)用【鏡像】，選擇所有特征，生成完整的連桿體特征。G、創(chuàng)建兩側(cè)凸臺(tái)螺紋孔運(yùn)用【孔】，依次選取主次參照面，創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)孔，設(shè)置通孔，添加攻絲，選擇全螺紋，再運(yùn)用【鏡像】，完成螺紋孔的創(chuàng)建

21、。H、創(chuàng)建連桿體小頭凸臺(tái)及孔新建基準(zhǔn)平面，完成拉伸草繪，拉伸方式為【拉伸到下一個(gè)曲面】，運(yùn)用【旋轉(zhuǎn)】，旋轉(zhuǎn)軸為“內(nèi)部CL”，旋轉(zhuǎn)角度為“360”，選擇【除料】，完成小頭孔的特征創(chuàng)建。I、創(chuàng)建連桿大頭內(nèi)側(cè)凹槽新建基準(zhǔn)平面，運(yùn)用【拉伸】，選擇【拉伸至指定深度】，【除料】，完成定位凹槽創(chuàng)建。6.2.3 連桿蓋的建模運(yùn)用【拉伸】、【拔?！?、【旋轉(zhuǎn)】，【孔】以及【鏡像】，參照連桿體大頭的建模步驟，完成連桿蓋的創(chuàng)建，并進(jìn)行倒圓角和倒邊角處理，結(jié)果如圖6-9所示： 圖6-9 連桿蓋特征6.3 曲軸的創(chuàng)建6.3.1 曲軸的建模思路曲軸的曲拐部分是對(duì)稱的，4個(gè)平衡塊特征的疊加完成曲軸大致一半的特征，所以先建立一

22、半曲拐特征，再細(xì)化平衡塊上的特征，然后鏡像生成完整的曲拐，最后再對(duì)曲軸兩端的特征分別創(chuàng)建，即完成特征的操作。6.3.2 曲軸的建模步驟A、創(chuàng)建第平衡塊運(yùn)用【拉伸】創(chuàng)建曲軸主軸頸的1/2部分，在上一步的基礎(chǔ)上創(chuàng)建主軸頸和平衡重連接部分的凸肩，選取上一步完成的凸肩曲面作為草繪平面，并拉伸為實(shí)體，如圖6-10所示。B、創(chuàng)建第平衡塊同樣的方法，運(yùn)用【拉伸】，完成第平衡塊的創(chuàng)建，如圖6-11所示。C、創(chuàng)建第、第平衡塊 同樣的方法繪制草圖，創(chuàng)建第平衡塊，結(jié)果如圖6-12所示。D、細(xì)化曲軸曲拐特征運(yùn)用【旋轉(zhuǎn)工具】，選擇【去除材料】，旋轉(zhuǎn)角度“180”，依次完成對(duì)平衡塊的細(xì)化特征，如圖6-13所示： 圖6-1

23、0 拉伸結(jié)果 圖6-11 拉伸結(jié)果 圖6-12拉伸結(jié)果 圖6-13 旋轉(zhuǎn)去除材料結(jié)果E、曲軸曲拐部分的鏡像連續(xù)選取模型樹(shù)已經(jīng)創(chuàng)建好的所有特征，選擇“組”命令，然后對(duì)“組”進(jìn)行“鏡像”，完成特征的創(chuàng)建，如圖6-14所示： 圖6-14曲軸對(duì)稱部分的鏡像F、創(chuàng)建曲軸前端特征運(yùn)用【拉伸工具】創(chuàng)建曲軸前端軸頸及軸頸處凸臺(tái)部分，新建基準(zhǔn)平面，拉伸去除材料，完成前端鍵槽的創(chuàng)建。G、創(chuàng)建曲軸后端特征同樣的方法拉伸生成曲軸后端軸頸部分，運(yùn)用【旋轉(zhuǎn)工具】，選擇【去除材料】，旋轉(zhuǎn)角度為“360”，調(diào)整去除材料方向，完成曲軸后端部分的創(chuàng)建。H、細(xì)化曲軸兩端特征在曲軸兩端平面上，運(yùn)用【孔工具】，【陣列工具】，添加螺紋孔

24、。最后結(jié)果如圖6-15、圖6-16所示。 圖6-15 曲軸前端特征 圖6-16 曲軸后端特征I、創(chuàng)建倒圓角及油孔運(yùn)用“倒圓角”命令，分別對(duì)曲軸主軸頸、連桿軸頸與平衡塊連接處的邊進(jìn)行圓角修整。運(yùn)用【旋轉(zhuǎn)工具】，新建基準(zhǔn)軸，選擇【去除材料】，創(chuàng)建油孔。最后結(jié)果如圖6-17所示：圖6-17 曲軸整體特征6.4 曲柄連桿機(jī)構(gòu)其它零件的創(chuàng)建6.4.1 活塞銷的創(chuàng)建兩次運(yùn)用【拉伸工具】，首先建立活塞銷的輪廓體，然后選擇【去除材料】，結(jié)果如圖6-18所示： 圖6-18 活塞銷 圖6-19 活塞銷卡環(huán)6.4.2 活塞銷卡環(huán)的創(chuàng)建運(yùn)用【拉伸工具】完成活塞銷卡環(huán)特征的創(chuàng)建，如圖6-19所示。6.4.3 連桿螺栓的

25、創(chuàng)建A.根據(jù)所選螺栓參數(shù)，運(yùn)用【拉伸工具】創(chuàng)建螺栓的整體輪廓，然后運(yùn)用【螺旋掃描】創(chuàng)建螺紋，最后結(jié)果如圖6-20所示。B.運(yùn)用【拉伸工具】創(chuàng)建螺母輪廓，然后選擇【去除材料】，并運(yùn)用【旋轉(zhuǎn)工具】創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)切削特征，然后運(yùn)用【螺旋掃描】創(chuàng)建螺紋，如圖6-21所示。 圖6-20 連桿螺栓 圖6-21 螺母第七章 活塞及連桿的裝配71添加活塞組件新建組件文件，運(yùn)用【添加元件】，將活塞添加到缺失位置，并向組件中添加活塞銷卡環(huán)及活塞銷。裝配圖如圖7-1所示：圖7-1 活塞組裝配圖7.2添加連桿體組件 新建組件文件，運(yùn)用【添加元件】，將連桿體添加到“缺失”位置，完成連桿體的裝配，并向組件中添加連桿襯套，連桿軸

26、瓦，連桿蓋，連桿螺栓。連桿組件的裝配圖如圖7-2所示：圖7-2 連桿組裝配圖7.3曲軸連桿的連接7.3.1、新建裝配基準(zhǔn)軸（1）新建組件文件，在新建的文件中同時(shí)選取兩個(gè)基準(zhǔn)平面，新建基準(zhǔn)軸。（2）新建平面“ADTM1”、 “ADTM2”、 “ADTM3”，都平行于“ASM_RIGHT”面，同時(shí)設(shè)間距。（3）在上一步建立的三個(gè)面上新建基準(zhǔn)軸“AA_3”、“AA_4”、“AA_5”。如圖7-3所示：圖7-3 新建裝配基準(zhǔn)軸和基準(zhǔn)平面7.3.2、添加連桿組件運(yùn)用【添加元件】，“插入”已創(chuàng)建好的連桿組件，選擇“銷釘”選項(xiàng)，分別選取連桿組件和曲軸的對(duì)應(yīng)面，通過(guò)【軸對(duì)齊】和【平移】，使其相互匹配，完成連桿

27、組件的連接。7.3.4、向組件中添加活塞組件選擇“銷釘”選項(xiàng)，分別選取活塞組件和連桿組件的軸，通過(guò)【軸對(duì)齊】使其相匹配，分別選取活塞組件和連桿組件的的基準(zhǔn)平面，通過(guò)【平移】，使這兩個(gè)平面相匹配，選擇“滑動(dòng)桿”選項(xiàng)，再分別設(shè)置【軸對(duì)齊】和【旋轉(zhuǎn)】，完成“連接定義”。7.3.5、裝配其它組件運(yùn)用同樣的方法向組件中依次添加其它三組連桿組件和活塞組件，完成曲柄連桿機(jī)構(gòu)的裝配，如圖7-4所示。圖7-4 裝配結(jié)果總結(jié)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)圓滿完成，根據(jù)本次的設(shè)計(jì)方案，本次設(shè)計(jì)基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)最初的目的和構(gòu)想。在本次設(shè)計(jì)中也遇到了很多的麻煩與不順利，首先在選定設(shè)計(jì)的題目時(shí)就做出了多次的修改，剛開(kāi)始決定選普通的連桿機(jī)構(gòu)

28、，并對(duì)此說(shuō)明解釋，等完成后發(fā)現(xiàn)感覺(jué)像一片說(shuō)明類文章，不符合畢業(yè)論文的要求，趕緊換題目再次進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，后來(lái)因同學(xué)講解，我最后決定選擇發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)。于是開(kāi)始查閱資料，詢問(wèn)同學(xué)和老師，最后確定發(fā)動(dòng)機(jī)中的曲柄連桿機(jī)構(gòu)作為研究對(duì)象。這次的設(shè)計(jì)讓我學(xué)習(xí)的東西很多，特別是在許多力的計(jì)算方面的東西，以前都沒(méi)有很在意的部分公式在這里卻運(yùn)用的很多。因?yàn)橐\(yùn)用到Pro-E知識(shí)，所以將以前的學(xué)習(xí)的許多的知識(shí)又重新的鞏固學(xué)習(xí)了一遍，感覺(jué)還是收獲了很多知識(shí)。這些東西對(duì)于我現(xiàn)在的工作都是很有用處的。本次設(shè)計(jì)能圓滿完成，對(duì)于我而言還是收獲頗豐的，雖然過(guò)程有點(diǎn)坎坷，總是有很多很多問(wèn)題，但老師一遍又一遍的幫我修改，然我

29、不停的進(jìn)步，從對(duì)論文一竅不通，到現(xiàn)在能獨(dú)立完成畢業(yè)論文，感覺(jué)也是自己的成長(zhǎng)。謝謝我的老師及幫助我的同學(xué)們。結(jié)束語(yǔ)不知不覺(jué)，大學(xué)4年過(guò)去了，在這4年里有成長(zhǎng)，有歡笑，有淚水，感謝陪伴我4年的大學(xué)朋友們。論文的寫作也結(jié)束了，心里感慨很多，從一開(kāi)始尋找論文的題目，然后再確定論文的題目，從論文資料的查找，到論文修改的過(guò)程，每一點(diǎn)都充滿了回憶，這是人生的一次重要嘗試，也是人生的重要經(jīng)歷。剛開(kāi)始對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)一無(wú)所知，只了解簡(jiǎn)單的連桿機(jī)構(gòu)，所以要查閱資料，一點(diǎn)一點(diǎn)的開(kāi)始學(xué)習(xí)并了解發(fā)動(dòng)機(jī)以及發(fā)動(dòng)機(jī)里的曲柄連桿機(jī)構(gòu)，到圖書館查資料，到網(wǎng)上查資料，詢問(wèn)任課老師。這讓我接觸了很多很多沒(méi)學(xué)過(guò)的知識(shí)，開(kāi)拓了我

30、的眼界，豐富了我的知識(shí)，從而也間接性的鍛煉了我的動(dòng)手能力以及我的時(shí)間能力，感覺(jué)自己在這過(guò)程中學(xué)習(xí)到了好多東西，這些都會(huì)在潛移默化中影響我以后的工作以及生活。南航是我大學(xué)4年拋灑汗水和淚水的地方，它不僅僅是一個(gè)母校，更是我們廣大南航人的半個(gè)母親，衷心的希望，多年以后，我還能和朋友們?cè)谀虾皆俅蜗嘤?，聊聊人生，聊聊現(xiàn)狀，聊聊家庭，聊聊自己。大學(xué)里友情是人生中的一大財(cái)富，青春不散，我們永遠(yuǎn)在一起。匆匆那年，匆匆的4年，我會(huì)永遠(yuǎn)記住大學(xué)的4年，以及大學(xué)最后的畢業(yè)論文的創(chuàng)作。最后，我想再次感謝一下我敬愛(ài)的指導(dǎo)老師們，總是在我搞畢業(yè)論文的過(guò)程中給我最有利的建議和幫助，我對(duì)你們充滿了感激。 參考文獻(xiàn)1吉林大學(xué)汽車工程系.汽車構(gòu)造M.北京：人民交通出版社，2006.2袁兆成.內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)M. 哈爾濱：