基于ProE的路宝车发动机配气机构的三维建模设计
83页 19000字数+说明书+任务书+开题报告+PROE三维图纸+4张CAD图纸【详情如下】
PROE三维图纸.rar
三维截图.rar
主动同步齿轮.dwg
从动同步齿轮.dwg
任务书.doc
同步齿型带.dwg
同步齿轮装配图.dwg
基于ProE的路宝车发动机配气机构的三维建模设计开题报告.doc
基于ProE的路宝车发动机配气机构的三维建模设计说明书.doc
指导记录.doc
答辩相关材料.doc
设计图纸4张.dwg
过程管理封皮.doc
题目申报表.doc
摘 要
本文介绍了基于Pro/E的微型乘用车发动机配气机构的建模与ANSYS进行有限元分析的相关知识。综述了国内外目前微型乘用车发动机配气机构的装配与分析的发展趋势。通过对发动机配气机构的使用性能、工作条件、结构、技术要求的了解，利用Pro/E绘出配气机构的三维图，并进行发动机配气机构的模拟装配，在有限元分析过程中，应用到了当今流行ANSYS有限元分析软件，通过Pro/E的三维建模，将此模型导入到ANSYS软件中进行分析，近年来随着计算机技术的普及和计算速度的不断提高，有限元分析在工程设计和分析中得到了越来越广泛的重视，已经成为解决复杂的工程分析计算问题的有效途径，对于工程实际具有重要的应用价值。基于以上的说明，我们可以知道本设计从理论上可以提高制造效率，节省劳动力，节约生产资源，加快了解汽车企业生产工艺设计、制造及应用的过程，Pro/E与ANSYS的紧密结合，比传统AutoCAD设计更能够缩短开发周期，提高生产制造水平。
关键词：配气机构；Pro/E；建模；ANSYS；有限元分析
ABSTRACT
This paper introduced the relevant knowledge of miniature car valve train of engine based on Pro/E and the analysing of miniature car valve train of engine based on ANSYS.It summaried of the current miniature car valve train of engine manufacturing technology and development trend.Through the understanding of the using performance, working conditions, structure, the technical requirements, the author drew graphic model of the valve train with Pro/E and assembled of the valve train of engine.In the process of finite element analysis,it applied ANSYS that popular software of finite element analysis.Through the Pro/E three-dimensional modeling,it inport this model into the ANSYS software to analyze.In recent years, with the popularization of computer technology and the continuous improvement of computing speed ,finite element analysis in engineering design and analysis has been more and more attentioned,it has became an effective way that solving complex computing problem of engineering analysis,it has an importan actual application value in the project.Based on the above description,we can know that the design can improve manufacturing efficiency,save labor and productive resources in theory,it can speed up the production process of automobile enterprises and the process of manufacture,the Pro/E can combinate with the ANSYS to shorting the traditional development cycle than AutoCAD design and increases the production level.
Key words：valve train；Pro/E；Three-Dimensional Map；ANSYS；Finite Element Analysis
目 录
摘 要I
ABSTRACTII
第1章 绪 论1
1.1 选题背景1
1.2 国内外发动机配气机构的发展趋势1
1.2.1 国内外发动机配气机构的发展趋势1
1.3 Pro/E及ANSYS的简介2
1.3.1 Pro/E的现状及功能特点2
1.3.2 ANSYS的现状及功能特点3
1.4 课题研究的主要内容3
1.5 课题研究的主要方法4
第2章 气门组零件的建模5
2.1 概述5
2.2 气门的建模5
2.2.1 进气门的建模5
2.2.2 排气门的建模8
2.3其他零件的建模10
2.4本章小结19
第3章 气门传动组零件的建模20
3.1 概述20
3.2 气门传动组设计中需注意的问题20
3.3 凸轮轴的建模20
3.4 摇臂的建模25
3.4.1 进气摇臂的建模25
3.4.2 排气摇臂的建模30
3.5 摇臂轴的建模32
3.5.1 进气摇臂轴的建模32
3.5.2 排气摇臂轴的建模36
3.6 其他零件的建模37
3.7 本章小结47
第4章 配气机构的装配48
4.1 概述48
4.2 装配过程48
4.3 本章小结55
第5章 气门的有限元分析56
5.1 概述56
5.2 ANSYS与Pro/E57
5.3 排气门的有限元分析60
5.3.1设置参数61
5.3.2 施加载荷和约束条件67
5.3.3查看结果71
5.4 本章小结74
结 论75
参考文献76
致 谢78
1.1 选题背景
我国从二十世纪八十年代初引进微型车，20余年经历了三代产品，目前，已经形成以五大生产基地为主体的年产54.6万辆能力的微型车行业，基本上具备了迎接国际挑战的能力。微型车在我国占有很大的市场。据统计，2006年我国汽车保有量为3880万辆，微型车的比重已增加到31.65％，已达1228万辆[1]。在我国汽车发展史上，微型车近20年的历程走出了具有自己鲜明特色的发展道路。微型车已经稳稳地成为中国汽车市场中的主力车型。Pro/E是目前最先进的计算机辅助设计、制造和分析的软件，广泛应用于机械、电子、建筑、汽车等领域，利用Pro/E可以轻松地完成大多数的机械类设计、制造和分析任务。发动机是汽车结构中最重要的部分，如果说发动机是汽车的心脏，那么配气机构就是它的心房。配气机构作为发动机两大机构的重要部件之一，它的平稳性是保证配气机构正常工作的关键，它的功用是根据每一气缸内进行的工作循环顺序，定时的开启和关闭各缸的进、排气门，以保证新鲜的可燃混合气得以及时进入气缸并把燃烧后的废气及时排除气缸。最大限度的降低有害气体的排放量。
通过运用Pro/E进行发动机配气机构的三维建模、及基于ANSYS有限元分析。虚拟技术在系统动力学仿真中的成功应用，这些不仅可以提高仿真精度，而且可以缩短产品设计周期，对于工程实际具有重要的应用价值。从而达到对配气机构的装配工艺进一步更深了解；这样可以从本质上提高制造效率，节省劳动力，节约生产资源；加快了解汽车企业生产工艺设计、制造及应用的过程，该毕业设计可以加强国内外流行三维Pro/E软件以及ANSYS软件的使用与掌握。目前在发达国家的汽车行业中，Pro/E软件以及ANSYS软件的应用已得到普遍应用，并取得了巨大的经济效益，新的轿车产品的开发周期已缩短至2年。Pro/E的三维建模与ANSYS的有限元分析紧密结合，比传统AutoCAD设计更能够缩短开发周期，这们也可以提高生产制造水平。
1.2 国内外发动机配气机构的发展趋势
1.2.1 国内外发动机配气机构的发展趋势
配气机构是发动机的主要组成部分，它的平稳性是保证配气机构正常工作的关键，因此研究配气机构动力学具有十分重要意义。发动机配气机构是一个弹性系统，工作时的弹性变形引起机构弹性振动，严重时机构无法正常工作。目前除试验方法观察机构动态性能和研究机构动力学之外，运用力学方法建立配气机构的力学模型，用计算机进行动态模拟研究已显示出非常突出的优越性。
随着发动机高效率、高速化的发展，人们对其性能指标的要求更高，这给配气机构的设计以及制造工艺增加了难度。目前，广泛采用的是气门、凸轮式配气机构， 它具有保证气缸密封性的优点。配气机构系统研究内容主要有两方面： 一方面是零部件的设计， 包括凸轮型线、气门摇臂机构的设计，气门弹簧及气门等零部件的设计； 另一方面是机构的动力学问题， 而对于机构动力性能的研究， 又主要集中在气门的运动规律上。国外对配气机构的振动模型、摩擦及配气相位和可变气门正时等的研究有一些报道。国内也在致力于研究更精确的气门振动模型、凸轮挺柱副的动力润滑、非对称凸轮型线以及凸轮型线的拟合等问题1.4 课题研究的主要内容
1．设计的主要内容
（1）通过给定的二维图形结合着Pro/E软件转化为三维图形。
（2）再建立起配气机构各个零部件的三维实体模型。
（3）在零部件的实体模型的基础上,定义各个零部件之间的装配配合关系。
（4）最后把每个部件都结合到一起进行模拟装配，从而建立起该装配体的实体模型。
（5）选取排气门并导入ANSYS软件中对其受载和约束情况进行有限元分析，对气门承受的强度进行计算校核。
1.5 课题研究的主要方法
收集有关微型乘用车发动机配气机构的相关资料。对配气机构的零部件进行建模，以气门组的气门为研究对象，在Pro/E参数化建模的基础上，将其三维模型导入ANSYS软件进行气门的有限元分析。第2章 气门组的建模
2.1 概述
1.配气机构的功用
配气机构的功用是按照发动机每一缸的工作顺序和工作循环的要求，定时开启和关闭各缸的进、排气门，是新鲜的气体进入气缸，废气从气缸排出。所谓新鲜气体，对于汽油机就是汽油与空气的混合气，对于柴油机则为纯净的空气。配气机构应使发动机在各种工况下工作是厚的最佳的进气量，以保证发动机在各种工况下工作时具有最佳的性能。
2.配气机构的组成
气门式配气机构由气门组和气门传动组两部分组成，每组的零件组成则与气门的位置、凸轮轴的位置和气门驱动形式等有关。本次设计的配气机构是凸轮轴上置式，由凸轮轴直接驱动摇臂，摇臂在驱动气门，这种方式是配气机构的刚度大，驱动气门的能量损失小[4]。
2.2 气门的建模
2.2.1 进气门的建模
1.创建新文件夹的步骤
（1）运行Pro/E。单击“文件”工具栏中的新建工具，弹出“新建”对话框，如图2.1所示。
参考文献
[1]姚勇.微型车市场的发展趋势[J].2006.
[2]周尔民.基于Pro/ENGINEER的汽车配气机构虚拟装配仿真技术[J].汽车工程.2007.6，12(6)：1-5
[3]傅中裕,杨晓京. Pro/ENGINEER与ANSYS之间模型数据转换的研究[J].机电工程技术，2005，16(2):51- 53.
[4]臧杰，阎岩.汽车构造：上册.北京：机械工业出版社[M]，2005.7
[5]马兰主编.机械制图.北京：机械工业出版社[M]，2006.5
[6]郭圣路，袁海军.Pro/ENGINEER Wildfire 3.0中文版从入门到精通[M]：普及版.北京：电子工业出版社，2007.6
[7]王宝玺.汽车拖拉机制造工艺学[M].机械工业出版社，2002.10
[8]沈宜慧.机械工程材料[M].人民交通出版社，1998.
[9]冯伟，袁成清，汪选国等.接触表面摩擦学仿真涉及建模研究[D].材料保护，2004.
[10]金鑫. Pro/ENGINEER Wildfire 3.0中文版机械设计专家指导教程[M].北京：
械工业出版社，2006.10
[11]杜黎蓉，林博正.CATIA V5三维零件设计[M].北京：人民邮电出版社，2005.
[12]胡美燕，姜献峰.有限元分析法在接触现象中的应用研究[J].机电工程，2003，67(7)：24-36.
[13]王霄，刘会霞. Pro/ENGINEER Wildfire 3.0典型机械零件设计手册[M].北京：
化学工业出版社.2006.12
[14]温建民，王丽凤.Pro/ENGNEER Wildfire3.0中文版基础与进阶[M].机械工业出版社
[15]张朝晖.ANSYS8.0 结构分析及实例解析[M].北京：机械工业出版社，2005.
[16]刘相新，孟宪颐.ANSYS基础与应用教程[M].北京：科学出版社，2006.
[17]刘坤.ANSYS有限元方法精解[M].北京：国防工业出版社，2004.8.
[18]王庆五.ANSYS10.0机械设计高级应用实例[M].北京：机械工业出版社2006.
[19]吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册 (第二版)[S].高等教育出版社，1999.
[20]周超，江征风，丁毓峰.基于ANSYS的气门力学特征分析[J].机械研究与应用.2005.10，18（5）：80-81.
[21]江征风，周超，丁毓峰.基于ANSYS的气门动力学分析[J].润滑与密封.2006.4.(4)：106-108
[22]李玉军，杨建国.柴油机配气机构动力学仿真与分析[J].船舶工程.2007.2，36(1)：60-64.
[23]陈文忠，文求实.Pro/E 与ANSYS 在结构设计中的应用［J］.河北理工大学学报，2003，27（1）：65- 68.
[24]Bauhe K.J.et al.Nemerical methods in Finite Element Analysis. Prentice-hall,Inc.Enolewgod Cl;ffs,New Jersey 1976
[25]王望予.汽车设计[M].第四版 北京：机械工业出版社.2004.
[26]徐灏.机械设计手册[S].第4卷.机械工业出版社，2003.
[27]张金柱，韩玉敏，石美玉主编.汽车工程专业英语[M].北京：化学工业出版社[M]，2005.5
川公网安备: 51019002004831号