全国三维数字化创新设计大赛全国总决赛一等奖

团队编号：3DDSG126参赛院校：青岛大学团队名称：疯狂特攻队参赛队员：赵阳鞠岗岗张鹏迟方圆指导老师：程联军新型发动机第一页，共三十一页。调研定位设计背景：

随着经济和社会的发展，工业化程度不断提高，工程机械的应用越来越广泛。国家相关政策提出了建设“环境友好型、资源节约型”社会的要求。同时，现代社会中，简约、高效成为人们追求的目标。此外，液压驱动技术的应用越来越广泛，液压动力车也逐渐兴起，但是现有的发动机只能单一输出机械动力，不能直接输出液压动力，液压动力转化繁琐。这一问题迫切需要得到解决。设计定位：设计一款能够提高工作效率，并且能够尽快投入生产的新型发动机，其具有以下特点：

1、机械液压，双元供能

2、柔性动力，安全可靠

3、高效节能，结构紧凑第二页，共三十一页。设计流程系统设计

工业设计、原理设计、系统化分三维设计

整体效果图、爆炸图、细节图、运动展示工程分析及仿真干涉检查、有限元分析、质量分析、BOM表、装配关系工程图模具设计数控编程第三页，共三十一页。工业设计设计思路：工业设计以提高人们生活水平，提升人们生活品位为目的。鉴于发动机是一种功能实用性产品，因此我们的设计主要侧重于结构创新，造型的设计以机构为基础，为功能服务。造型设计：一体化壳状结构设计，简洁美观，即对机械结构有一定的保护功能，又可以避免人们误接触造成危害，安全可靠。第四页，共三十一页。整体图内部图模型树第五页，共三十一页。爆炸图爆炸图爆炸动画零件数目统计报告第六页，共三十一页。细节图将气缸盖、机体、过渡体等部分零件剖开的内部细节图第七页，共三十一页。喷油泵总成齿轮n1凸轮轴齿轮n2曲轴齿轮n3传动比

n1:n2:n3=1:1:2曲轴旋转两周，

凸轮轴旋转一周，完成一次做功。齿轮系第八页，共三十一页。发动机点火顺序

1-5-3-6-2-4曲轴的形状和曲拐的相对位置是严格按照气缸数和点火顺序设计的。凸轮轴的设计满足气门的工作顺序和配气相位。配气机构第九页，共三十一页。风扇气缸盖机体曲轴第十页，共三十一页。活塞连杆柱塞泵平动体单向阀导杆导滑支撑体创新机构曲轴的旋转运动分解为连杆的竖直往复运动和平动体的左右往复运动。连杆下端与柱塞组成平动凸轮机构，将连杆的上下往复运动转化成柱塞的往复运动，为输出液压提供动力。第十一页，共三十一页。运动展示

运动仿真动画主要运动机构第十二页，共三十一页。干涉检查干涉检查报告装配体中无干涉的红亮显示第十三页，共三十一页。有限元分析飞轮有限元分析图飞轮分析：

材料：

飞轮内圈：HT250

飞轮齿圈：40Cr

配合：φ500H7/r6

结果：最大应力值71MPa

40Cr屈服极限560MPa

结论：飞轮强度满足要求

飞轮视频第十四页，共三十一页。连杆装配体受力分析连杆分析：

材料：

连杆40Cr

受力：顶部活塞处受11890N

的简化力。

约束：在与滑履接触处受固定约束

结果：最大应力369MPa

屈服力560MPa

结论：分析显示连杆满足强度要求

连杆受力视频第十五页，共三十一页。质量分析发动机物理属性分析，方便设计评估第十六页，共三十一页。BOM表第十七页，共三十一页。装配关系第十八页，共三十一页。挺柱和推杆：球面同心配合凸轮轴和挺柱：凸轮接触配合凸轮轴挺柱推杆装配关系第十九页，共三十一页。工程图摇臂座零件图第二十页，共三十一页。装配图第二十一页，共三十一页。模具设计针对风扇做注塑模具设计分模前分析第二十二页，共三十一页。模具爆炸图浇注系统型芯冷却系统型腔

模具分模视频第二十三页，共三十一页。数控分析针对模具型芯做了数控编程刀路仿真视频刀具路径数控加工工艺：

1、Φ63R6的刀粗加工；2、Φ32R16的刀半精加工；

3、Φ20R10的刀清角；4、Φ32R16的刀精加工；

5、Φ16R8的刀清角；6、Φ12R6的刀清角；

7、Φ10R5的刀清角。第二十四页，共三十一页。过切检查刀具程序（APT语言）第二十五页，共三十一页。工艺表单G代码集成机床加工视频第二十六页，共三十一页。技术难点机构设计方面

新型机构的设计：现有的发动机都是输出单一的机械能，自从发动机诞生以来就很少在多元输出方面有大的革新，所以在设计这套新机构时可参考的资料很少，我们经过反复的讨论思考验证，成功的设计出双元输出

机构。新型机构的强度：由于这套机构是第一次在发动机上使用，为了保证它的安全可靠，我们要反复校核，仔细验证它的安全强度。三维设计方面

工作量大，装配及运动仿真复杂风扇的模具分模困难

第二十七页，共三十一页。创新点总结原理创新

双元输出，可以同时或单独提供机械能、液压能两种能量输出，应用范围广。柔性动力，整个动力传动系统连接容易和可控性好。应用创新将成熟的液压技术和连杆机构结合应用于发动机中直接输出液压能。结构紧凑

此发动机应用到工程车中，简化了中间的传动环节，节省了安装空间。第二十八页，共三十一页。设计总结设计过程：

原理分析结构设计模型创建分析反馈修正改进设计成果

这款新型发动机是在现有的发动机基础上进行的改进，巧妙地将机械机构和液压器件结合在一起，从而达到双元输出，结构紧凑，提高效率的目的，使生产与运行成本大大降低。应用前景：在液压驱动车和工程用车中广泛应用，所以我们的产品非常具有工程实用性和发展前景。第二十九页，共三十一页。谢谢大家！恳请评委老师提出宝贵意见！第三十页，共三十一页。内容总结团队编号：3DDSG126。同时，现代社会中，简约、高效成为人们追求的目标。设计一款能够提高工作效率，并且能够尽快投入生产的新型发动机，其具有以下特点：。工业设计以提高人们生活水平，提升人们生活品位为目的。一体化壳状结构设计，简洁美观，即对机械结构有一定的保护功能，又可以避免人们误接触造成危害，安全可靠。传