畢業(yè)設(shè)計(jì)---基于proe的發(fā)動(dòng)機(jī)活塞參數(shù)化設(shè)計(jì)

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要4</b></p><p>　　Abstract5</p><p><b>　　1.緒論6&l

2、t;/b></p><p><b>　　2.設(shè)計(jì)要求7</b></p><p>　　3.活塞的結(jié)構(gòu)及參數(shù)分析.10</p><p>　　3.1 活塞的選型11</p><p>　　3. 2 活塞的主要尺寸12</p><p>　　6． 環(huán)岸高度17</p><p

3、>　　3.3活塞頭部設(shè)計(jì)22</p><p>　　3.4 活塞的裙部設(shè)計(jì).25</p><p>　　3.5 活塞銷(xiāo)座設(shè)計(jì).27</p><p>　　3.6活塞與缸套的配合間隙28</p><p>　　4.活塞實(shí)體模型的建立30</p><p>　　5.活塞實(shí)體模型的參數(shù)化33</p>&

4、lt;p>　　5.1. Pro／PRoGRAM的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)34</p><p>　　5.2活塞獨(dú)立參數(shù)的確定34</p><p>　　5.3 Pro／PR()GRAM程序設(shè)計(jì)34</p><p>　　6.用戶界面的開(kāi)發(fā)36</p><p><b>　　結(jié)語(yǔ)39</b></p><p>

5、;<b>　　[參考文獻(xiàn)]40</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　采用基于特征的參數(shù)化設(shè)計(jì)方法，利用pro/e軟件的pro/PROGRAM塊建立了發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的參數(shù)化模型，分析發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定影響活塞設(shè)計(jì)的獨(dú)立參數(shù)化和關(guān)聯(lián)參數(shù)，不僅實(shí)現(xiàn)了零件的參數(shù)化，而且實(shí)現(xiàn)了活塞結(jié)構(gòu)的控制特征拼合。最后通過(guò)VB開(kāi)發(fā)

6、技術(shù)，實(shí)現(xiàn)活塞的自動(dòng)化設(shè)計(jì)，是設(shè)計(jì)人員只需要輸入必要的設(shè)計(jì)參數(shù)就可草擬零件圖，并可以變動(dòng)某些約束參數(shù)二不必運(yùn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的全過(guò)程來(lái)更新設(shè)計(jì)。參數(shù)化設(shè)計(jì)已成為進(jìn)行初始設(shè)計(jì)。產(chǎn)品模型編輯修改的有效手段。</p><p>　　關(guān)鍵詞:活塞 設(shè)計(jì) 參數(shù)化 PRO/E.</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The

7、parametric design rrlethod based on feature is adopted in this paper．The par昌lrnetric model of engine piston is es—tablished by the Pro／Program rIlodule of Pr0／E soft、張re． AccordiIlg to the structure of engine piston，ind

8、ependent parameter and</p><p>　　relating par鋤eter in piston design is ascertair尉．The parametric dimension a11d parametric feature of part is realized． 1n the end，automatic design of piston is realized by VB

9、development．In order to make part dra啊ng and remodel part，the designer just need to</p><p>　　modify the restriction parameter．Parametric design is efficiem in production design and model edit．</p><

10、;p>　　Key words: Internal-combustion engine; Piston design; Finite element analysis;</p><p><b>　　1.緒論</b></p><p>　　汽車(chē)是現(xiàn)代化社會(huì)重要的交通運(yùn)輸工具，是科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的標(biāo)志。汽車(chē)已經(jīng)進(jìn)入了現(xiàn)代的生活之中與人類(lèi)的生活已經(jīng)密不可分，一方面它的

11、高效率，高機(jī)動(dòng)化等特點(diǎn)為人類(lèi)帶來(lái)了極大的方便，提高了人們的生活水平，另一方面它的噪聲，污染等公害也降低了人們的生活質(zhì)量。因此，人們對(duì)汽車(chē)提出了越來(lái)越高的要求。活塞作為發(fā)動(dòng)機(jī)的重要運(yùn)動(dòng)件之一，它所處的工作條件相當(dāng)嚴(yán)酷，即高溫、高負(fù)荷、高速運(yùn)動(dòng)、潤(rùn)滑不良和冷卻困難等，使其成為發(fā)動(dòng)機(jī)改進(jìn)的重大障礙之一。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)水平的提高，高速大負(fù)載發(fā)動(dòng)機(jī)的研制和運(yùn)用，使活塞處于一個(gè)更嚴(yán)酷的工作環(huán)境中，活塞就不可避免的成為發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)化的首要障礙。</

12、p><p>　　發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，活塞工作在高負(fù)荷環(huán)境中。首先，活塞受氣體壓力、慣性力和側(cè)向力的作用，氣體壓力和慣性力的方向和大小都是變化的，這就引起了活塞內(nèi)應(yīng)力的極度不均勻，容易引起材料的疲勞破壞。其次，活塞在徑向和高度方向上的受熱不均勻，引起內(nèi)部附加極大的熱應(yīng)力，這也是活塞疲勞破壞的主要原因之一。此外，活塞的不同部位還承受著局部力的作用?；钊h(huán)岸作用著氣體壓力和活塞的慣性力，活塞在上止點(diǎn)搖擺使活塞上下邊緣遭到?jīng)_擊。

13、而且由于活塞形狀復(fù)雜，各部分金屬分布不均勻，在不同的直徑方向，活塞的剛度是不同的，在不同的剛度之間，軸線方向上，活塞的熱變形和熱應(yīng)力是不同的，活塞的受力和內(nèi)應(yīng)力也是極度不均勻的。這就是活塞設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。</p><p>　　早期單件研究中，為了計(jì)算簡(jiǎn)便，柴油機(jī)活塞通常被簡(jiǎn)化為對(duì)稱(chēng)構(gòu)件，因而采用1∕2或1∕4模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分和有限元分析，既可以節(jié)省計(jì)算時(shí)間，又可得到較為真實(shí)的研究成果。然而，對(duì)稱(chēng)模型只適用于那些

14、沒(méi)有冷卻油道的中小功率發(fā)動(dòng)機(jī)活塞，對(duì)那些有冷卻腔等非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的活塞而言，1∕4或1∕2簡(jiǎn)化模型是不適合的。為此，內(nèi)燃機(jī)非對(duì)稱(chēng)活塞的研究勢(shì)必要求利用整體三維實(shí)體模型進(jìn)行有限元分析，但唯一不足的是所耗費(fèi)的CPU時(shí)間太多。所以，對(duì)對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的活塞完全可以用1∕2或1∕4模型來(lái)簡(jiǎn)化計(jì)算，即可節(jié)省CPU時(shí)間，又不影響計(jì)算精度；而對(duì)非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的活塞從保證計(jì)算精度出發(fā)不宜采用對(duì)稱(chēng)模型。</p><p>　　活塞組的熱傳導(dǎo)分析過(guò)程

15、中，穩(wěn)態(tài)傳熱的方法因計(jì)算簡(jiǎn)便得到了廣泛應(yīng)用。在計(jì)算此類(lèi)邊界條件時(shí)，通常采用第3類(lèi)邊界條件進(jìn)行計(jì)算。與穩(wěn)態(tài)方法相比，瞬態(tài)的熱傳導(dǎo)分析具有更高的可信度，也與實(shí)際情況更為貼近。在瞬態(tài)研究中，實(shí)際工況下的每循環(huán)中，由于活塞的運(yùn)動(dòng)，活塞的有限元計(jì)算網(wǎng)格是隨時(shí)間的變化自動(dòng)生成新的有限元網(wǎng)格；而且對(duì)應(yīng)每個(gè)邊界條件都得做一次有限元分析，這對(duì)計(jì)算機(jī)和軟件的要求都很高。故迄今為止此類(lèi)研究在國(guó)內(nèi)還是以簡(jiǎn)化模型為基礎(chǔ)，通過(guò)相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)公式擬合使用穩(wěn)態(tài)傳熱來(lái)研究瞬

16、態(tài)問(wèn)題。</p><p>　　在未來(lái)的活塞組部件研究中，三維非對(duì)稱(chēng)模型有限元分析將得到廣泛應(yīng)用，缸內(nèi)熱傳導(dǎo)將以整體耦合的方法為指導(dǎo)，而隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，瞬態(tài)傳熱的研究將有助于活塞組設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)化。</p><p>　　本設(shè)計(jì)是運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)理念，結(jié)合國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，為重慶馬勒發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的新型高速發(fā)動(dòng)機(jī)活塞BH135進(jìn)行三維建模和有限元分析，分析活塞和發(fā)動(dòng)機(jī)

17、整機(jī)工作狀態(tài)相耦合的傳力和傳熱特性。</p><p><b>　　2.設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　本次的發(fā)動(dòng)機(jī)主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下表：</p><p>　　3.活塞的結(jié)構(gòu)及參數(shù)分析.</p><p>　　結(jié)構(gòu)是由眾多的結(jié)構(gòu)參數(shù)來(lái)描述的，這些結(jié)構(gòu)參數(shù)之間存在著一定的關(guān)系和規(guī)律。就發(fā)動(dòng)機(jī)活塞而言，部分結(jié)構(gòu)參數(shù)是獨(dú)立的，

18、部分結(jié)構(gòu)參數(shù)是非獨(dú)立</p><p>　　的；有的是所有類(lèi)型活塞共有的，有的是特殊結(jié)構(gòu)類(lèi)型專(zhuān)有的?？偨Y(jié)歸納出活塞的各種結(jié)構(gòu)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)參數(shù)，是進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)的前提。</p><p><b>　　3.1 活塞的選型</b></p><p>　　活塞設(shè)計(jì)應(yīng)從發(fā)動(dòng)機(jī)的強(qiáng)化指標(biāo)、使用要求和加工條件等方面綜合考慮，首先制定出技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上最合理的活塞結(jié)構(gòu)方

19、案，然后再進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)。活塞選型要點(diǎn)如下：</p><p>　　據(jù)單位活塞面積功率或平均有效壓力，選擇合適的活塞結(jié)構(gòu)，保證活塞能承受所規(guī)定的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷。</p><p>　　密度小以減輕活塞的重量和往復(fù)慣性力。</p><p>　　導(dǎo)熱系數(shù)大，以降低活塞頂部的溫度，改善活塞的受熱情況。</p><p>　　線膨脹系數(shù)小，以減小活塞的熱變

20、形，從而是熱車(chē)不拉缸，冷 車(chē)不敲缸。</p><p>　　在高溫 下能保持良好的機(jī)械性能。</p><p>　　具有良好的減摩性能，以減小摩擦損失且具有足夠的熱穩(wěn)定性及耐磨性。</p><p>　　易于鑄造或模壓，易于加工。</p><p>　　具有較好的耐腐蝕性。</p><p>　　本設(shè)計(jì)要求的活塞是高速、內(nèi)冷柴油

21、機(jī)活塞，要求質(zhì)量小，經(jīng)濟(jì)成本低，首選鋁合金活塞。整體鋁活塞的各處壁厚均較大(材料強(qiáng)度低)，但由于鋁合金的密度小，其質(zhì)量比鑄鐵活塞輕，這對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的高速是有利的。同時(shí)由于鋁合金的導(dǎo)熱率高，對(duì)于水冷四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)可以在內(nèi)壁噴油冷卻的情況下保持良好的溫度。但由于鋁合金的線膨脹系大可能會(huì)破壞配缸間隙和增加摩擦損。</p><p>　　活塞的主要結(jié)構(gòu)尺寸（2-1）可根據(jù)同類(lèi)型發(fā)動(dòng)機(jī)或統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)選取</p><

22、p>　　本活塞選用共晶鋁合金作為活塞材料，它的特點(diǎn)是在高溫時(shí)有良好的抗拉強(qiáng)度忽然屈服極限，并且在延伸率小，熱膨脹系數(shù)較低，是很好的活塞材料，本次設(shè)計(jì)選用的共晶鋁合金的主要性能參數(shù)如下表（表2-2）</p><p><b>　　表2-2</b></p><p>　　3. 2 活塞的主要尺寸</p><p><b>　　塞高度H&l

23、t;/b></p><p>　　1）活塞高度取決于以下因素：</p><p>　　對(duì)柴油機(jī)高度尺寸的要求（與柴油機(jī)用途有關(guān)）</p><p><b>　　轉(zhuǎn)速n</b></p><p><b>　　燃燒室形狀及尺寸</b></p><p><b>　　活塞裙部

24、承壓面積</b></p><p>　　應(yīng)在保證結(jié)構(gòu)布置合理和所需的承壓面積條件下，盡量選擇較小的活塞高度。</p><p>　　2）數(shù)據(jù)范圍（表3-3、圖3-2）</p><p>　　表3-3 活塞高度H與缸徑D之比的范圍</p><p>　　圖3-2 高速柴油機(jī)活塞高度</p><p>　　-n＜3000

25、rpm -n≥3000rpm</p><p>　　2. 壓縮高度H1 壓縮高度H1決定活塞銷(xiāo)的位置。H1取決于第一道活塞環(huán)至頂面的距離h、環(huán)帶高度H5（H5又決定于活塞環(huán)的數(shù)目及高度）及上裙高度H4。在保證氣環(huán)良好工作的條件下，宜縮短H1，以力求降低整機(jī)的高度尺寸。H1/D的一般范圍如圖2-3和表2-4所示。</p><p>　　圖圖2-3 高速柴油機(jī)活塞的壓縮高度<

26、/p><p>　　-n＜3000rpm -n≥3000rpm</p><p>　　表3-4 H1/D的一般范圍</p><p>　　3． 頂岸高度h（即第一道活塞環(huán)槽到活塞頂?shù)木嚯x）</p><p>　　h越小，第一道環(huán)本身的熱負(fù)荷也越高。應(yīng)根據(jù)熱負(fù)荷及冷卻狀況確定h，使第一道活塞環(huán)的工作溫度不超過(guò)允許極限（約180~220℃）。<

27、;/p><p>　　在保證第一道環(huán)工作可靠的情況下，盡量縮小h，以力求降低活塞高度和重量。</p><p>　　h/D的一般范圍如下（圖2-4）：</p><p>　　高速柴油機(jī)鋁活塞0.14~0.20</p><p>　　組合活塞0.07~0.20</p><p>　　圖2-4 第一道環(huán)槽到活塞頂?shù)木嚯xh（高速柴油機(jī)）

28、</p><p>　　鋁活塞 鋼頂鋁裙組合活塞</p><p>　　4． 活塞環(huán)的數(shù)目及排列</p><p>　　1）活塞環(huán)數(shù)目一般為：</p><p>　　高速機(jī) 氣環(huán)2~3道，油環(huán)1~2道；</p><p>　　中速機(jī) 氣環(huán)3~4道，油環(huán)2道（少數(shù)用一道）</p><p>　　2）

29、油環(huán)布置：采用一道油環(huán)時(shí)，油環(huán)裝在銷(xiāo)孔上方。</p><p>　　5． 環(huán)槽尺寸 環(huán)槽的軸向高度等于活塞環(huán)的軸向高度b。</p><p>　　環(huán)槽底徑D`取決于活塞環(huán)的背面間隙，背隙大小與活塞的熱膨脹有關(guān)，并對(duì)環(huán)的背壓有一定影響。D`可按下式估算</p><p>　　氣環(huán)槽 D`=[D-(2t+KD)+0.5](mm) (3-1)</p>&l

30、t;p>　　油環(huán)槽 D`=[D-(2t+KD)+1.5](mm) (3-2)</p><p>　　式中 D活塞名義直徑；</p><p>　　t 活塞環(huán)徑向厚度；</p><p>　　K系數(shù)，鋁活塞K=0.006，鑄鐵活塞k=0.004</p><p>　　環(huán)槽底部的過(guò)度圓角一般為0.2~0.5mm.</p>

31、<p><b>　　6． 環(huán)岸高度</b></p><p>　　環(huán)岸高度（第一道氣環(huán)下面的環(huán)岸）溫度較高，承受的氣體壓力最大，又容易受環(huán)的沖擊而斷裂。所以第一環(huán)岸高度h1一般比其余環(huán)岸高度要大一些。</p><p>　　必須保證環(huán)岸有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，可按下列公式計(jì)算：</p><p><b>　　(2-3)</b>

32、;</p><p><b>　　(2-4)</b></p><p><b>　　(2-5)</b></p><p>　　3) 環(huán)岸高度范圍（圖2-5、表2-5）</p><p>　　圖2-5 高速柴油機(jī)鋁活塞的第一環(huán)岸高度h1</p><p>　　三環(huán)以上活塞

33、 三環(huán)活塞</p><p>　　表2-5 環(huán)岸高度</p><p><b>　　活塞頂厚 </b></p><p>　　是根據(jù)活塞頂部應(yīng)力、剛度及散熱要求來(lái)決定的，小型高速柴油機(jī)的鋁活塞，如滿足頂部有足夠的傳熱截面，則頂部的機(jī)械強(qiáng)度一般也是足夠的。熱應(yīng)力隨活塞頂厚度增加而增大，活塞頂厚度只要厚到能承受燃?xì)鈮毫纯伞＃ǖ囊话惴秶绫?-6）&l

34、t;/p><p>　　表2-6 活塞頂厚度</p><p><b>　　8． 裙部長(zhǎng)度H2</b></p><p>　　1） 選取H2應(yīng)使裙部比壓在許可范圍之內(nèi)，裙部比壓可按公式q1=Nmax∕DH2 (2-6)計(jì)算。</p><p>　　2） H2∕D的一般范圍如下：</p><p>　　高速柴

35、油機(jī)0.65~0.88</p><p>　　中速柴油機(jī) 1.0~1.1</p><p>　　上、下裙長(zhǎng)應(yīng)有恰當(dāng)?shù)谋壤?，上裙長(zhǎng)度H4過(guò)小，易產(chǎn)生尖峰負(fù)荷，造成活塞拉毛及擦傷。一般比例如下：H3=(0.6~0.75)H2（圖2-6）。</p><p>　　圖2-6 下裙長(zhǎng)度H3與裙部長(zhǎng)度H2的比例</p><p>　　鋁活塞 鋼頂鋁裙組

36、合活塞</p><p>　　9． 裙部壁厚： 鋁活塞裙部最小壁厚一般為(0.03~0.06)D（圖2-7）。薄壁裙部對(duì)輕活塞重量有利，但又需保證裙部有足夠的剛性，則可設(shè)置加強(qiáng)筋。</p><p>　　圖2-7 高速柴油機(jī)活塞裙部最小壁厚</p><p&g

37、t;　　鋁活塞 鋼頂鋁裙組合活塞</p><p>　　活塞銷(xiāo)直徑d銷(xiāo)座間隔B </p><p>　　d和B的選擇主要是考慮活塞銷(xiāo)座的承載壓力及活塞銷(xiāo)的剛度問(wèn)題，應(yīng)滿足下列要求：</p><p>　　選擇d和B時(shí)應(yīng)驗(yàn)算銷(xiāo)座比壓和連桿小頭軸承比壓，使這兩項(xiàng)平均比壓均在允許范圍之內(nèi)。</p><p>　　按公式（2-7）、（2-8）校驗(yàn)活塞

38、銷(xiāo)的彎曲變形和橢圓變形，d的選擇應(yīng)保證活塞銷(xiāo)的變形在許可范圍內(nèi)。</p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　?。?-8） </p><p>　　3）d的一般范圍見(jiàn)圖2-8及表2-7。中小型高速柴油機(jī)，一般d∕D＜0.4，若d∕D太大

39、，則使活塞銷(xiāo)表面至活塞頂內(nèi)表面的距離過(guò)小，給活塞連桿組設(shè)計(jì)帶來(lái)困難。強(qiáng)化柴油機(jī)趨向于用較大的活塞銷(xiāo)直徑，d≥0.4D；大缸徑柴油機(jī)d∕D值也較大。 </p><p>　　銷(xiāo)座間隔B的一般范圍見(jiàn)圖2-9及表2-8。</p><p>　　圖3-8 高速柴油機(jī)活塞銷(xiāo)直徑d</p><p>　　-n＜3000rpm

40、 -n≥3000rpm</p><p>　　表3-7 活塞銷(xiāo)直徑d</p><p>　　圖2-9 高速柴油機(jī)活塞銷(xiāo)座間隔B</p><p>　　鋁活塞 鋼頂鋁裙組合活塞 、－為階梯形銷(xiāo)座</p><p>　　銷(xiāo)座上端間隔距離 、銷(xiāo)座下段間隔距離</p><p><b>　　3.3

41、活塞頭部設(shè)計(jì)</b></p><p>　　活塞頂形狀主要根據(jù)燃燒系統(tǒng)的切要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，而活塞的熱負(fù)荷也是選擇燃燒系統(tǒng)的重要依據(jù)之一。頭部截面形狀影響活塞的熱流及溫度分布。本設(shè)計(jì)鋁活塞頭部設(shè)計(jì)成導(dǎo)熱良好的“熱流型”（圖3-9），即根據(jù)活塞的熱流通路，采用大圓弧過(guò)渡，以增加從頂部到裙部的傳熱截面，從而將頭部熱流迅速傳出，使活塞頭部的溫度得到降低。溫度降低的同時(shí)也有利于消除應(yīng)力集中，這樣，即可提高活塞的承載

42、能力。</p><p><b>　　圖3-9</b></p><p>　　活塞頭部承受較大載荷，常在氣門(mén)凹坑、燃燒室喉口邊緣、活塞頂內(nèi)壁與銷(xiāo)座根部聯(lián)結(jié)處產(chǎn)生疲勞裂紋，因而從結(jié)構(gòu)上解決頭部裂紋的措施如下：</p><p>　　合理設(shè)計(jì)頭部形狀，降低活塞頂面機(jī)械應(yīng)力；</p><p>　　避免加工尖角，采用較大的過(guò)渡圓角，消

43、除應(yīng)力集中；</p><p>　　降低活塞熱負(fù)荷，提高鋁合金疲勞極限；</p><p>　　第一道活塞環(huán)的位置是確定活塞頭部結(jié)構(gòu)的重要因素之一。為了減少活塞的高度及重量，希望第一道環(huán)能高一些，接近活塞頂，這樣會(huì)使第一道環(huán)的溫度過(guò)高。發(fā)動(dòng)機(jī)容許的熱負(fù)荷很大程度上取決于第一道環(huán)的溫度，而實(shí)踐證明，第一道環(huán)磨損最大，它在環(huán)槽中被折斷、咬死的可能性最大。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)檢修活塞組的時(shí)間間隔，在很大程度

44、</p><p>　　上決定于第一道環(huán)的壽命。這說(shuō)明，盡可能的提高第一道環(huán)的工作可靠性與壽命是有很大意義的。第一道環(huán)在活塞上的位置應(yīng)該是這樣的：即當(dāng)活塞處在上止點(diǎn)時(shí)，第一道環(huán)的外表面應(yīng)不超越冷卻水套之外，在有缸套的場(chǎng)合下，缸套突肩會(huì)影響第一環(huán)往上提高的程度。對(duì)于第一道環(huán)槽到活塞頂?shù)木嚯x可定為h=(0.14～0.2)D (3-9)。</p><p>　　為了減小第一道環(huán)的溫度，可以采取以下措

45、施：在活塞頂部進(jìn)行硬模陽(yáng)極氧化處理，可以提高活塞頂面耐熱性及硬度，并增加熱阻，使頂部降溫。</p><p>　　提高活塞環(huán)槽的加工質(zhì)量和正確選擇與環(huán)槽的側(cè)隙對(duì)于環(huán)槽和環(huán)的可靠性和耐久性十分重要。因?yàn)榛钊h(huán)的可靠工作要以環(huán)的外圓表面與缸壁貼緊、環(huán)的上下兩面與環(huán)槽的相應(yīng)平面貼緊為前提。環(huán)與環(huán)槽的間隙過(guò)大，會(huì)加劇環(huán)對(duì)環(huán)槽的沖擊。側(cè)隙過(guò)小，容易使環(huán)粘接環(huán)槽而失去密封作用。在高速發(fā)動(dòng)機(jī)中，常把第一環(huán)側(cè)隙增大到0.1～0.2

46、mm。</p><p>　　環(huán)槽磨損對(duì)活塞的使用性能影響極大，為了延長(zhǎng)活塞的使用壽命，要特別注意提高第一道環(huán)槽的耐磨性，除注意環(huán)槽的加工質(zhì)量、正確選擇活塞環(huán)與環(huán)槽的側(cè)隙，以減少環(huán)槽的沖擊磨損外，從結(jié)構(gòu)上要注意提高第一道環(huán)的耐磨性，其措施如下：</p><p>　　1）采用鑲環(huán)座（即耐磨鑲?cè)Γ?在第一道環(huán)槽處鑄入奧氏體環(huán)座，環(huán)座與活塞材料依靠互相擴(kuò)散形成金屬分子結(jié)合，中間層系多種化合物，環(huán)

47、槽壽命可得到較大提高。 </p><p>　　2）環(huán)座截面形狀為梯形，使鋁合金冷卻時(shí)沿徑向收縮，以卡緊環(huán)座。</p><p>　　在確定壓縮高度及各部尺寸分配時(shí)，首先定出第一環(huán)的位置，并對(duì)第一環(huán)岸按公式2-3、2-4、2-5進(jìn)行強(qiáng)度校核。氣環(huán)的數(shù)目是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)鈮毫Α⑥D(zhuǎn)速及發(fā)動(dòng)機(jī)的模式?jīng)Q定的。漏氣隨著燃?xì)鈮毫推椎闹睆降脑龃蠖黾?，隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的提高而減少，從理論上講，當(dāng)氣環(huán)和活塞以

48、及氣缸壁緊密配合時(shí)，一道氣環(huán)就夠了。最近國(guó)外出現(xiàn)了一道氣環(huán)和一道油環(huán)的高速發(fā)動(dòng)機(jī)，這是因?yàn)樵诟咚俑哓?fù)荷下，減少環(huán)數(shù)和環(huán)高有重要意義。減少環(huán)數(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是：減少摩擦磨損，減少往復(fù)負(fù)荷，增加發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性?？紤]到燃?xì)鈮毫挝辉黾?、啟?dòng)時(shí)的密封性以及改善經(jīng)活塞環(huán)到氣缸壁的散熱條件，較多的發(fā)動(dòng)機(jī)采用2~3環(huán)，本設(shè)計(jì)中采用3環(huán)，2道氣環(huán)，1道油環(huán)。（如圖3-10）</p><p><b>　　圖</b>

49、;</p><p><b>　　2</b></p><p><b>　　22-10</b></p><p>　　除了環(huán)的數(shù)目外，要減少環(huán)帶部分的高度就要從減小環(huán)槽和環(huán)岸的高度著手。從減小活塞與氣缸套的摩擦功出發(fā)，希望環(huán)高度小一些，也有利于減輕重量、縮短磨合時(shí)間，同時(shí)對(duì)氣缸不平行度的適應(yīng)性也較好。但這又使通過(guò)環(huán)的熱流強(qiáng)度增加

50、，在加工和裝配中容易斷裂。環(huán)槽的高度取決于環(huán)的高度，而環(huán)岸高度的確定，應(yīng)使作用在環(huán)上的壓力不致引起環(huán)岸的變形。考慮到第一環(huán)岸比其它環(huán)岸的溫度高，受的沖擊壓力也大，容易在環(huán)岸根部產(chǎn)生裂紋，因此鋁活塞第一環(huán)岸較厚，一般取h1=(0.04~0.08)D (3-10)，其余環(huán)岸的厚度取為(0.03~0.045)D (3-11)。</p><p>　　3.4 活塞的裙部設(shè)計(jì).</p><p>　　其

51、作用是為活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向和承受側(cè)壓力。因此，長(zhǎng)的裙部有利于減小單位面積壓力和減小磨損，也不容易引起活塞、缸套的拉傷。但是，從降低活塞高度的角度出發(fā)，又希望裙部盡量短。短的裙部不容易和連桿相撞。車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)活塞裙部長(zhǎng)度一般取為H2=(0.4~0.8)D (2-12)。</p><p>　　考慮裙部長(zhǎng)度時(shí)，必須照顧到活塞銷(xiāo)孔對(duì)于活塞裙部的位置，合理分配上裙部與下裙部的長(zhǎng)度，以防活塞工作時(shí)發(fā)生側(cè)斜，造成局部強(qiáng)烈

52、磨損。</p><p>　　活塞銷(xiāo)孔在裙部的正確位置應(yīng)使側(cè)壓力產(chǎn)生的載荷沿活塞全高均勻分布。若活塞對(duì)汽缸壁的側(cè)作用力為N，當(dāng)活塞在做功沖程向下移動(dòng)時(shí)，活塞遇到的摩擦阻力μN(yùn)(μ為摩擦系數(shù))所形成的力矩μN(yùn)*D/2，將使活塞沿順時(shí)針?lè)较騼A側(cè)。如果側(cè)壓力在氣缸壁上是均勻分布的，則氣缸壁對(duì)活塞的反作用力將通過(guò)活塞的中點(diǎn)，因此，活塞銷(xiāo)的中心線應(yīng)安排在裙部的中點(diǎn)以上，才能形成一個(gè)與力矩μN(yùn)*D/2方向相反的力矩，使活塞不致

53、沿順時(shí)針?lè)较騼A側(cè)。跟據(jù)力矩平衡的條件，可求出活塞銷(xiāo)中心線與裙部中點(diǎn)間的距離Y：</p><p>　　YN=μN(yùn)*D/2 (3-13)</p><p><b>　　即　　Y=μD/2</b></p><p>　　如用同樣的方法分析壓縮沖程，則活塞銷(xiāo)中心線應(yīng)在裙部中點(diǎn)以下，但因此時(shí)側(cè)壓力比做功沖程的時(shí)候小的多，可不予考慮。</p>

54、<p>　　所以一般取H3=(0.6~0.7)H2 (3-14)。</p><p>　　活塞工作時(shí)，燃燒氣體壓力均布在活塞頂上，而活塞銷(xiāo)給予的支反力則作用在活塞頭部的銷(xiāo)座處，由此而產(chǎn)生的變形是裙部直徑沿活塞銷(xiāo)座軸線方向增大。側(cè)壓力的作用也使活塞裙部在同一方向上增大。此外，活塞銷(xiāo)座附近的金屬堆積，受熱后膨脹量大，致使裙部在受熱變形時(shí)，在沿活塞銷(xiāo)座軸線方向的直徑增量大于其他方向。所以，活塞工作時(shí)產(chǎn)生的機(jī)

55、械變形和熱變形，使得其裙部斷面變成長(zhǎng)軸在活塞銷(xiāo)方向上的橢圓。</p><p>　　鑒于上述情況，為了使活塞在正常工作溫度下與氣缸壁間保持有比較均勻的間隙以免在氣缸內(nèi)卡死或引起局部磨損，必須先在冷態(tài)下把活塞加工成其裙部斷面為長(zhǎng)軸垂直于活塞銷(xiāo)方向的橢圓形。為了減少銷(xiāo)座附近的熱變形量，有的活塞將銷(xiāo)座附近的裙部外表面制成下陷0.5~1.0mm。</p><p>　　由于活塞沿軸線方向溫度分布和質(zhì)量

56、分布都不均勻。因此各個(gè)斷面的熱膨脹量是上大下小。鋁合金活塞的這種差異尤其顯著。為了使鋁合金活塞在工作狀態(tài)下接近一個(gè)圓柱形，就必須事先把活塞做成直徑上小下大的近似圓錐形。</p><p>　　而在目前，拋物線形裙部或中凸型裙部的活塞得到很廣泛的應(yīng)用。裙部做成中凸型的原因如下：</p><p>　　發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，活塞每一橫截面的徑向變形可看作是由兩部分組成。一部分是截面的自由膨脹，其直徑增量&

57、lt;/p><p>　　ΔD=αD（t-20℃） (3-15)</p><p>　　式中 α——活塞材料的線膨脹系數(shù)</p><p><b>　　D——?dú)飧字睆?lt;/b></p><p>　　20℃——計(jì)算截面的工作溫度</p><p>　　另一部分是熱應(yīng)力引起的變形。這部分相對(duì)來(lái)說(shuō)比較小，所以實(shí)

58、際計(jì)算活塞的直徑的熱膨脹量時(shí)，可以忽略彈性變形。</p><p>　　裙部實(shí)際的磨痕表明，僅在上、下邊緣有磨亮的標(biāo)志，有時(shí)還出現(xiàn)擦傷。所以要想在工作狀態(tài)下得到直線形的活塞裙，則應(yīng)制成中凸型，即在長(zhǎng)度X處，把在冷狀態(tài)下具有直線形成線的活塞裙的直徑在增加2YT數(shù)值。甚至為了更好一些，在冷卻狀態(tài)下就把裙部作成某種形狀，使它在活塞受熱后仍保持中凸的形狀。</p><p>　　中凸型裙部的活塞主要優(yōu)

59、點(diǎn)是與氣缸套接觸的表面約增加了一倍，熱應(yīng)力約降低20%，而且使發(fā)動(dòng)機(jī)噪音、機(jī)油消耗量有所降低。當(dāng)活塞在汽缸內(nèi)由于側(cè)壓力變向而發(fā)生橫向位移時(shí)，對(duì)于一般直線形的活塞裙部，不可避免的要發(fā)生活塞裙上、下邊緣與氣缸的接觸，這時(shí)，因大部分裙部表面不受側(cè)壓力，接觸部分的比壓就較大，同時(shí)活塞邊緣也不容易保持潤(rùn)滑，容易造成擦傷，甚至拉缸。不受側(cè)壓力的裙部表面，還因?yàn)榕c缸壁間隔著一層機(jī)油或乳濁液，所以減少了傳出的熱量。但中凸形裙部的活塞則無(wú)此缺點(diǎn)，有利于減

60、少裙部的磨損。</p><p>　　3.5 活塞銷(xiāo)座設(shè)計(jì).</p><p>　　活塞銷(xiāo)座的應(yīng)力分布取決于銷(xiāo)座與活塞銷(xiāo)兩者的變形是否互相適應(yīng)，如果活塞銷(xiāo)剛度較大而銷(xiāo)座剛度較小，或者活塞銷(xiāo)剛度小而銷(xiāo)座剛度大，則兩者變形不能互相適應(yīng)，結(jié)果引起銷(xiāo)座內(nèi)孔上側(cè)邊緣等處產(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中，致使銷(xiāo)座裂開(kāi)。因此，活塞銷(xiāo)座的設(shè)計(jì)應(yīng)與活塞銷(xiāo)統(tǒng)一考慮，要求活塞銷(xiāo)有較高的剛度，減少活塞銷(xiāo)的彎曲變形，而活塞銷(xiāo)座能承受

61、很高的壓力，又要具有一定的彈性，使之適應(yīng)活塞銷(xiāo)的變形。一般來(lái)說(shuō)銷(xiāo)座外圓直徑取d=(0.32~0.42)D (3-16)，內(nèi)徑d0=(0.25~0.60)d (3-17)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)的活塞銷(xiāo)座采用了階梯形結(jié)構(gòu)，它的優(yōu)點(diǎn)在于：</p><p>　　增加銷(xiāo)座及連桿小頭支承面的長(zhǎng)度，從而降低銷(xiāo)座和小頭襯套的比壓。</p><p>　　支承面沿軸向長(zhǎng)度有重疊

62、，從而減小了活塞銷(xiāo)的彎曲變形。</p><p>　　縮短了銷(xiāo)座上部的間隔，從而降低銷(xiāo)座根部與頂?shù)走^(guò)渡圓角處的應(yīng)力。</p><p>　　與直銷(xiāo)座比較，采用傾斜10°的斜面銷(xiāo)座后，各危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力都有所下降，如銷(xiāo)座到活塞頂?shù)倪^(guò)渡圓角處，最大可降低43﹪；冷卻油道邊緣應(yīng)力減少25~29﹪；銷(xiāo)座頂部應(yīng)力降低16﹪。這表明斜面銷(xiāo)座的活塞比直形銷(xiāo)座的活塞可多承受15~20﹪的負(fù)荷，即相當(dāng)于提

63、高平均有效壓力2~3kgf/cm2。</p><p>　　銷(xiāo)座本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以通過(guò)一般計(jì)算方法求得最佳結(jié)構(gòu)尺寸，可用實(shí)驗(yàn)來(lái)分析銷(xiāo)座的結(jié)構(gòu)情況。對(duì)強(qiáng)化程度較高的柴油機(jī)，為了加強(qiáng)活塞頂和環(huán)岸的強(qiáng)度采用鍛鋁活塞時(shí)，銷(xiāo)座剛性就較好，又因鍛鋁材料具有蠕變特性，韌性和強(qiáng)度都較高，能夠彌補(bǔ)剛性大給銷(xiāo)座上緣帶來(lái)的過(guò)大應(yīng)力，不易在銷(xiāo)座上出現(xiàn)裂紋。而為了提高鋁活塞銷(xiāo)座抗裂能力可采取以下措施：</p><p>

64、;　　將銷(xiāo)孔內(nèi)緣加工成圓角、倒角或銷(xiāo)座設(shè)計(jì)成彈性結(jié)構(gòu)，以減少銷(xiāo)孔內(nèi)邊緣的應(yīng)力集中。</p><p>　　提高活塞的剛度，減小活塞銷(xiāo)的變形。如加大活塞銷(xiāo)的外徑或縮小活塞銷(xiāo)座的間距，以減小活塞銷(xiāo)的彎曲變形；或減小活塞銷(xiāo)內(nèi)孔直徑，以減小活塞銷(xiāo)的橢圓變形。</p><p>　　選用韌性較好的共晶鋁硅合金作為活塞材料。</p><p>　　適當(dāng)加大活塞銷(xiāo)與銷(xiāo)座的配合間隙，要求

65、冷態(tài)時(shí)就有間隙，但要防止間隙過(guò)大使噪聲過(guò)分增高。</p><p>　　3.6活塞與缸套的配合間隙</p><p>　　活塞與氣缸壁的間隙大小影響機(jī)油的消耗量、噪音、漏氣量、活塞與氣缸套的磨損以及活塞的冷卻。選定的間隙應(yīng)使活塞在熱狀態(tài)下與氣缸壁具有最小的間隙，該間隙在整個(gè)活塞高度上一致，以增加活塞壽命；確定間隙時(shí)，還要考慮氣缸直徑及活塞材料，使之既不因間隙過(guò)大而產(chǎn)生敲擊，又不因間隙過(guò)小而卡住

66、活塞。</p><p>　　由于活塞側(cè)表面形狀及橢圓的要求，活塞間隙沿高度及圓周方向有不同的數(shù)值，其中重要的是活塞頂部間隙和垂直銷(xiāo)孔方向的裙部間隙。減小可以降低活塞頭部的熱負(fù)荷，減小可以減弱活塞換向時(shí)傾側(cè)擺動(dòng)與敲擊缸套現(xiàn)象，從而可大大減輕缸套的穴蝕，但活塞間隙過(guò)小，也容易引起活塞的損傷和拉缸。在銷(xiāo)孔軸線方向的裙部不承受推力負(fù)荷，其間隙稍大一些對(duì)活塞運(yùn)行性能的影響不很大，因此在設(shè)計(jì)上的選擇可以有較大的差別。<

67、/p><p>　　活塞間隙的數(shù)值與發(fā)動(dòng)機(jī)的強(qiáng)化程度、活塞冷卻方式、活塞材料、熱處理規(guī)范及活塞外形等因素有關(guān)，選取時(shí)必須考慮在全負(fù)荷時(shí)的最大膨脹量和變形的作用下不發(fā)生拉缸，初步選取時(shí)可參考有關(guān)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或按下式粗略計(jì)算：</p><p><b>　　(3-18)</b></p><p>　　式中 活塞裝配間隙；</p>&l

68、t;p>　　最小工作間隙，要考慮到氣缸由于溫度不均勻而產(chǎn)生的收縮量，活塞與氣缸選配分組時(shí)每組的間隙公差，以及油膜厚度或保險(xiǎn)間隙等因素；</p><p>　　a2、a1 分別為活塞和氣缸套的線膨脹系數(shù)，鋁活塞為（18~21）×10-6mm/mm·deg；</p><p>　　、 分別為活塞和氣缸套的運(yùn)行溫升，、 最好根據(jù)試驗(yàn)資料確定，水冷四沖程高速柴油機(jī)氣缸套中部

69、的工作溫度約在110℃左右。</p><p><b>　　活塞三維建模</b></p><p>　　應(yīng)用PRO/E軟件對(duì)活塞進(jìn)行三維模型設(shè)計(jì)構(gòu)建，PRO/E是集CAD/CAM為一體的三維參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件，也是當(dāng)今世界廣泛應(yīng)用的算機(jī)輔助設(shè)計(jì)計(jì)、分析和制造軟件，廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車(chē)、造船等領(lǐng)域。本設(shè)計(jì)中應(yīng)用軟件構(gòu)建活塞三維模型，方便設(shè)計(jì)分析，加快設(shè)計(jì)進(jìn)程，同時(shí)集中體現(xiàn)

70、了現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法在本次設(shè)計(jì)中的</p><p>　　4.活塞實(shí)體模型的建立</p><p>　　由Pro／E建立的活塞實(shí)體模型是一系列特征的組合，特征有交叉、隱含和多面性等屬性，選擇所需要的特征，給定尺寸、定位和屬性等，最終形成所需要的實(shí)體模型。活塞主要由活塞頭部和活塞裙部組成?；钊^部包括活塞頂和環(huán)帶部分，活塞頂?shù)幕拘问接衅巾?、凸頂和凹?種。環(huán)帶部分的設(shè)計(jì)有三環(huán)槽式和四環(huán)槽式2種，其中

71、三環(huán)槽式應(yīng)用較廣。活塞裙部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，為了控制活塞裙部膨脹，除了在活塞銷(xiāo)孔兩端附近鑄出凹陷之外，還采取其他一些措施，如裙部開(kāi)槽、橢圓形裙部設(shè)計(jì)等。在活塞的設(shè)計(jì)中，首先要確定活塞直徑，它是與整機(jī)密切相關(guān)的參數(shù)，決定著活塞的基本結(jié)構(gòu)；再確定活塞行程，它與氣缸高度、連桿長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)聯(lián)系在一起，需綜合分析確定?；钊沫h(huán)槽數(shù)、頂岸和環(huán)岸高度決定活塞的壓縮高度，迸而影響整個(gè)活塞的尺寸和質(zhì)量。活塞的各特征之間通過(guò)參數(shù)和幾何約束關(guān)系來(lái)相互關(guān)聯(lián)。一個(gè)特征

72、往往有多種創(chuàng)建方法，在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮好如何表達(dá)該特征與其他特征的關(guān)系。良好的設(shè)計(jì)結(jié)果必須能準(zhǔn)確地表達(dá)要求不變的幾何約束關(guān)系，而且易于修改。另外，在建立活塞實(shí)體模型時(shí)應(yīng)考慮到模型參數(shù)化過(guò)程的可行性，并用參數(shù)定義每種模型的結(jié)構(gòu)尺寸，從而為利用Pro／PRO—GRAM</p><p>　　5.活塞實(shí)體模型的參數(shù)化</p><p>　　活塞實(shí)體模型的參數(shù)化是指模型的尺寸用相應(yīng)的關(guān)系式來(lái)表示，而不用

73、確定的數(shù)值。變化一個(gè)參數(shù)值將自動(dòng)改變所有與它相關(guān)的尺寸。采用參數(shù)化模型，可以通過(guò)調(diào)整參數(shù)來(lái)修改和控制幾何形狀，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的造型。參數(shù)化設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法相比，其最大的不同在于它存儲(chǔ)了設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程，能設(shè)計(jì)出一族而不是單一的產(chǎn)品模型。Pro／E軟件具有全相關(guān)、基于特征的參數(shù)化造型等特點(diǎn)，為本文所需的基于特征的建模及參數(shù)化控制提供了強(qiáng)有力的支持。</p><p>　　5.1. Pro／PRoGRAM的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)&

74、lt;/p><p>　　Pro／PR()GRAM是Pro／E的一個(gè)記錄文件，記錄著模型自始至終的成型步驟與成型條件，包括</p><p>　　所有特征的建立過(guò)程、參數(shù)設(shè)定、幾何尺寸以及約束關(guān)系等模型信息。Pro／PROGRAM是由類(lèi)似BAS一1C的高級(jí)語(yǔ)言構(gòu)成的，用戶可以根據(jù)設(shè)計(jì)需要來(lái)編</p><p>　　輯模型的Program，使其作為一個(gè)程序來(lái)工作。運(yùn)行程序，即可

75、控制模型參數(shù)、特征出現(xiàn)與否以及特征的尺寸。Pro／PRoGRAM的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)如下。</p><p>　　INPUT…END INPUT部分用來(lái)定義變量和輸入提示句，變量有3種類(lèi)型：NUMBER用于定義數(shù)字型參數(shù)；STRING用于定義字符串型參數(shù)；YES—No用于是或否的選擇控制。RELATIoN…END RELATl0N用來(lái)設(shè)置參數(shù)之間的數(shù)字關(guān)系式；IF…ENDIF與IF…ELSE…ENDIF是條件判斷語(yǔ)句，用來(lái)判

76、斷程序的執(zhí)行狀態(tài)；ADD FEATURE…END ADD為特征建立語(yǔ)句。</p><p>　　5.2活塞獨(dú)立參數(shù)的確定</p><p>　　形狀特征在參數(shù)化中使用參數(shù)代替形狀特征的幾何尺寸，它包括獨(dú)立參數(shù)聯(lián)參數(shù)。獨(dú)立參數(shù)需要根據(jù)具體設(shè)計(jì)情況賦值，關(guān)聯(lián)參數(shù)不需要賦值，它與獨(dú)立參數(shù)問(wèn)有著特定的關(guān)系，當(dāng)獨(dú)立參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，關(guān)聯(lián)參數(shù)也隨之發(fā)生變化。據(jù)實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程以及對(duì)活塞頭部作詳細(xì)設(shè)計(jì)的要求，本

77、文選擇缸徑、行程、活塞高度、壓縮高度、活塞頂岸高度、第一環(huán)岸高度和第二環(huán)岸高度作為獨(dú)立參數(shù)。其余結(jié)構(gòu)尺寸作為關(guān)聯(lián)參數(shù)，關(guān)聯(lián)參數(shù)的值是根據(jù)活塞設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)公式，通過(guò)與獨(dú)立參數(shù)間的數(shù)學(xué)關(guān)系式來(lái)求解。當(dāng)改變獨(dú)立參數(shù)時(shí)，關(guān)聯(lián)參數(shù)與之l聯(lián)動(dòng)，以獲得新的活塞模型。</p><p>　　5.3 Pro／PR()GRAM程序設(shè)計(jì)</p><p>　　在Pro／E系統(tǒng)中，零件的參數(shù)化控制過(guò)程主要是通過(guò)對(duì)參數(shù)的

78、選取與賦值來(lái)完成。參數(shù)的賦值在Pro／PROGRAM程序內(nèi)的INPUT段中添加代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，段中允許定義各種參數(shù)，包括形位尺寸參數(shù)(數(shù)值型)和結(jié)構(gòu)參數(shù)(布爾型或字符型)。在程序文件RELATl0N段中建立參數(shù)關(guān)系式，確定獨(dú)立參數(shù)與關(guān)聯(lián)參數(shù)之間的關(guān)系。部分程序如下。</p><p><b>　　1NPUT</b></p><p><b>　　DNUMBER<

79、;/b></p><p>　　”ENTER THE DIAMETER(】F CYI。INDER</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　END INPUT</b></p><p>　　RE乙ATl【)NS</p><p>　　TH=O．09l

80、*D</p><p><b>　　R=2．06*D</b></p><p><b>　　i</b></p><p>　　END RELATl()NS</p><p>　　lF H()LI，()W==YES</p><p>　　ADD FEATI JRE“nitial nⅢTl

81、ber 21)</p><p>　　INTERNAL FEATURE ID 1087</p><p>　　PARENTS爿7(#4)3(#2)5(#3)</p><p>　　CUT：Revolve</p><p>　　SECTI()N NAME—S2I)0009</p><p>　　FEATUR E，S DIMENSl

82、oNS：</p><p>　　d96；O．0685 Dia</p><p>　　d97=0．00464</p><p><b>　　ENDADD</b></p><p><b>　　ENDlF</b></p><p><b>　　IF…</b></

83、p><p><b>　　i</b></p><p><b>　　ENDlF</b></p><p>　　以上便是通過(guò)Pro／PRoGRAM程序，利用參</p><p>　　數(shù)控制零件模型的過(guò)程。在完成Pro／PROGRAM</p><p>　　程序的修改之后，即可以對(duì)模型進(jìn)行再生

84、操作。通</p><p>　　過(guò)控制參數(shù)的數(shù)值可以重新生成不同尺寸的零件</p><p><b>　　模氆。</b></p><p><b>　　6.用戶界面的開(kāi)發(fā)</b></p><p>　　為了讓Pro／PROGRAM程序直觀、易操作，可</p><p>　　將Pro／P

85、R()GRAM程序用VB開(kāi)發(fā)的程序界面包</p><p>　　裝起來(lái)，即進(jìn)行Pro／PROGRAM程序的二次開(kāi)發(fā)。</p><p>　　Pro／E的二次開(kāi)發(fā)方法有2種：一是基于Pro／</p><p>　　T00LKIT的二次開(kāi)發(fā)過(guò)程；一是基于AUTOMA—</p><p>　　T10N GATEWAY的二次開(kāi)發(fā)過(guò)程。AUTOMA—</

86、p><p>　　TION GATEWAY是Rand公司開(kāi)發(fā)的、針對(duì)Pro／</p><p>　　E軟件的二次開(kāi)發(fā)工具，最顯著的特點(diǎn)是可以用VB</p><p>　　建立所需要的應(yīng)用程序，利用這個(gè)程序來(lái)控制Pro／E軟件的二次開(kāi)發(fā)工具，最顯著的特點(diǎn)是可以用VB</p><p>　　建立所需要的應(yīng)用程序，利用這個(gè)程序來(lái)控制Pro／</p>

87、<p>　　E中模型的生成過(guò)程。AUToMATION GATE—</p><p>　　WAY在VB和Pro／E之間起到橋梁和紐帶的作</p><p>　　用，通過(guò)AUTOMATl0N GATEwAY，就可以利</p><p>　　用VB訪問(wèn)Pro／E的底層數(shù)據(jù)庫(kù)。</p><p><b>　　由VB編制的</b&

88、gt;</p><p><b>　　汽油機(jī)活塞設(shè)計(jì)界</b></p><p><b>　　面如圖1所示(其它</b></p><p><b>　　窗口略)，在設(shè)計(jì)界</b></p><p><b>　　面上直觀地顯示了</b></p><

89、;p><b>　　需要用戶輸入的各</b></p><p><b>　　個(gè)參數(shù)。待參數(shù)輸</b></p><p>　　入或修改完成后，點(diǎn) 圖1汽油機(jī)活塞設(shè)計(jì)界面</p><p>　　擊“生成活塞”按鈕，VB程序會(huì)自動(dòng)按照Pro／PRO—</p><p>　　GRAM程序所要求的數(shù)據(jù)文件格式形成

90、數(shù)據(jù)文件，</p><p>　　由在VB界面上設(shè)置的接口直接調(diào)用Pro／E，用由在VB界面上設(shè)置的接口直接調(diào)用Pro／E，用</p><p>　　Pro／PROGRAM讀入文件功能來(lái)調(diào)用數(shù)據(jù)文件，從</p><p>　　而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化設(shè)計(jì)。執(zhí)行的部分程序代碼如下。</p><p>　　Public rgatewayl As New GwayAX

91、</p><p>　　Private Sub ComtrLand2一CIick()</p><p>　　Dim D As LongLKm H(兒一LUW As St“ng</p><p><b>　??；</b></p><p>　　rgatewayl．ModelRet“eve(Textl．Text)</p>

92、<p>　　rgatewayl．SessionSetCurrentModel(Textl．Text)</p><p><b>　??；</b></p><p>　　rgatewayl．ModelRegenerate</p><p><b>　　End Sub</b></p><p>　　圖

93、2所示為該系統(tǒng)生成</p><p>　　的CA488發(fā)動(dòng)機(jī)活塞模型。</p><p><b>　　圖 2</b></p><p><b>　　結(jié)語(yǔ)</b></p><p>　　本文通過(guò)研究活塞模型的參數(shù)化方法及其在Pr0／E環(huán)境下的程序?qū)崿F(xiàn)</p><p>　　不僅實(shí)現(xiàn)了零件

94、尺寸的參圖發(fā)動(dòng)機(jī)活塞模型數(shù)化，而且實(shí)現(xiàn)了活塞結(jié)構(gòu)的參數(shù)化控制特征拼合。通過(guò)建立透明的活塞設(shè)計(jì)界面，使設(shè)計(jì)人員只需輸入必要的設(shè)計(jì)參數(shù)就可草擬零件圖，并町以變動(dòng)某些約束參數(shù)而不必運(yùn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的全過(guò)程來(lái)更新設(shè)計(jì)。</p><p>　　在此，要特別對(duì)我的指導(dǎo)老師，魏波老師，表示真摯的感謝，感謝魏老師嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度，踏實(shí)堅(jiān)韌的工作精神。在學(xué)習(xí)中,老師們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、豐富淵博的知識(shí)、敏銳的學(xué)術(shù)思維、精益求精的工作態(tài)度以

95、及悔人不倦的師者風(fēng)范是我終生學(xué)習(xí)的楷模，老師們高深精湛的造詣與嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)精神，將永遠(yuǎn)激勵(lì)著我。這三年中還得到眾多老師的關(guān)心支持和幫助。在此，謹(jǐn)向老師們致以衷心的感謝和崇高的敬意！</p><p>　　另外，感謝校方給予我這樣一次機(jī)會(huì)，能夠獨(dú)立地完成一個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)，并在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，給予我們各種方便，使我們?cè)谶@學(xué)期快要結(jié)課的時(shí)候，能夠?qū)W(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中，增強(qiáng)了我們實(shí)踐操作和動(dòng)手應(yīng)用能力，提高了獨(dú)立思考與處理

96、問(wèn)題的能力。</p><p>　　感謝所有任課老師和所有同學(xué)在這三年來(lái)給我的指導(dǎo)和幫助，是你們教會(huì)了我很多，教會(huì)了我如何學(xué)習(xí)、如何做人。正是由于他們，我才能在各方面取得顯著的進(jìn)步，在此向他們表示我由衷的謝意。感謝寢室里的舍友，是你們?nèi)陙?lái)對(duì)我的關(guān)照，使我擁有一個(gè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境是專(zhuān)心學(xué)習(xí)、生活。</p><p>　　最后，我要向百忙之中抽時(shí)間對(duì)我畢業(yè)論文進(jìn)行審閱、評(píng)議和參與我論文答辯的各位老

97、師表示感謝。</p><p><b>　　[參考文獻(xiàn)]</b></p><p>　?。?］徐兀．汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)現(xiàn)代設(shè)計(jì)[M]．北京：人民交通出版</p><p><b>　　社，1995．</b></p><p>　?。?］賴(lài)朝安．Pro／E二次開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)[J]．機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程，2001(1)：

98、43—45．</p><p>　　［3］金濤．Pro／ENGlNEER軟件的二次開(kāi)發(fā)技術(shù)[J]．計(jì)算</p><p>　?。?］機(jī)工程與應(yīng)用，2001(13)：148一151．AUtoCAD中文實(shí)例教程 經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)</p><p>　?。?］Pro/ENGINEER，實(shí)例教程清華大學(xué)出版社 2008.5</p><p>　?。?］陳立德.

99、 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ). 北京：高等教育出版社. 2007.8</p><p><b>　　圖2-12</b></p><p>　　圖2-11 </p><p>　　圖2-13 </p><p><b>