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基于Solidworks的发动机曲柄连杆机构的运动仿真

更新时间:2009-03-28

0 引 言

发动机是汽车的心脏,发动机一旦出了故障,汽车往往就不能行走了.整个汽车的经济性、动力性、排放环保等无不与发动机的运行有关.所以,进一步发展和提高发动机设计制造技术,对发动机进行运动仿真具有非常重要的意义.发动机作为现代机械重要的动力装置,其结构性能直接影响着机械的工作性能.发动机活塞连杆系统作为发动机的重要部件之一,运动及受力情况十分复杂,是发动机设计的难点.对发动进行传统的静态分析已不能满足现代机械制造需求.然而随着计算机技术的飞速发展,使得虚拟样机技术得到广泛使用,克服了传统的以AutoCad为代表的二维设计的开发时间长,功能单一,设计过程中不能够及时发现设计中存在的问题的缺点,为设计和分析发动机活塞连杆机构的运动特性提供了巨大地帮助.

其曲柄长度为40mm,连杆长度为120mm,λ=1/3,ω=720°/s.

刘晓璐等研究了近红外光谱无损快速检测蓝莓花色苷含量的技术,结果表明,在波长400-2500nm光谱范围内,应用偏最小二乘法建立蓝莓花色苷含量的定标数学模型,相关系数为0.7503,校正标准误差4.688mg/100g。说明近红反射技术可用于无损快速检测蓝莓中花色苷含量[33]。

1 曲柄滑块机构

曲柄滑块机构是由曲柄(或曲轴、偏心轮)、连杆、滑块等刚性构件通过移动副和转动副连接而成的机构.曲柄滑块机构具有运动副为低副,各元件间为面接触,构成低副两元件的几何形状比较简单,加工方便,易于得到较高的制造精度等优点,因而在包括煤矿机械在内的各类机械中得到了广泛应用,如自动送料机构、冲床、内燃机、空气压缩机等.对曲柄滑块机构进行运动特性分析是当已知各构件尺寸参数、位置参数和原动件运动规律时,研究机构其余构件上各点的轨迹、位移、速度、加速度等,从而评价机构是否满足工作性能要求,机构是否发生运动干涉等.

101 5mm 及以下 cN0 甲状腺乳头状微小癌中央区淋巴结转移规律及危险因素分析 于,王 强,查斯洛,饶文胜,张 伟,仇 明,单成祥

首先,房地产开发企业想要得以实现可持续发展目标,首先需要完成的任务是将经营风险降到最低。传统的绩效评价体系中,有关于风险评价的内容存在着很多不足,具体表现为投资成本过高、经营活动风险过高、资产负债率过高等等,这些都如同定时炸弹般对企业的正常经营造成困扰。为此,房地产开发企业需要通过构建科学化的风险评价指标,采用绩效考核方式来对企业现阶段的经营活动展开系统评估,将其中存在的经营风险、财务风险等逐一列举出来,综合当前的行业发展现状来分析出风险系数,及时制定出完善的风险防控方案,让企业可以发展的更加顺风顺水。

2 工作原理

  

图1 活塞式气压机机构运动简图

线性速度分析,在【子类别】中选择【线性速度】,在【要测量的实体】中选择配合下【同心1】,在【定义XYZ方向的零部件】中选择“气缸”,其他与线性位移分析步骤相同,如图13所示,生成的图解如图15(b)所示.

3 运动分析仿真

首先通过在新建好的装配界面插入零件对其添加相应的配合约束生成装配体,然后选择分析结果类型(如线性位移、线性速度、加速度等),对机构进行求解分析,最后输出相应的分析结果.

3.1 创建装配体

随后插入“连杆”,将“销轴”外圆柱面和“连杆”小端用来安装销轴的圆柱孔面间添加【同轴心】,复上述步骤在“销轴”的“前视基准面”和“连杆”零件的“前视基准面”之间添加重合.类似的重复上述方法,“曲柄”和“连杆”之间的配合,如图3所示.

首先按下列顺序插入“气缸”“活塞”“销轴”“连杆”零件,将“气缸”半圆柱面和“活塞”外圆柱面添加【同轴心】,将装配体“上视基准面”和“活塞”零件的“上视基准面”之间添加平行;将“销轴”外圆柱面和“活塞”用来安装销轴的圆柱孔面添加【同轴心】,将“销轴前视基准面”和“活塞右视基准面”之间添加重合,以上配合使得气缸和活塞只能沿着活塞母线方向相对平移,“销轴”只能沿着”活塞孔”的周向旋转.如图2所示.

将“曲柄轴”圆柱面和“曲柄”圆柱孔面,添加【同轴心】,将“曲柄内测面”和“曲柄轴无圆角平面”间添加重合,将“曲柄轴草图3”和“活塞上视基准面”间添加【重合】,将“曲柄轴草图3”和“气缸前端面”之间添加120mm距离,将“曲柄轴”设为固定状态,压缩【重合4】、【重合5】配合,最终效果图如图4所示.

  

2 3 4

3.2 初始位置的确定

在“连杆”的“上视基准面”和“活塞”零件的“右视基准面”之间添加一个平行配合.此配合只用于确定初始位置而不作为运动约束.

将结束时间拖至时间轴的0.5s处,或者右击结束时间帧,在弹出的下拉菜单中选择【编辑关键点时间】,在编辑时间对话框中,单击【设定准确时间】按钮,输入仿真结束时间0.5s,单击【确定】按钮,完成仿真时间的设定,如图9所示.编辑运动算例属性,在【Motion分析】一栏中,输入【每秒帧数】100,勾选【在模拟过程中动画】和【以套管替换冗余配合】复选框,其他设置采用默认值.如图10所示.

  

5 设定机构的初始位置

将文件保存为,活塞式气压机运动仿真.SLDASM”.至此完成了装配体模型的创建.

3.3 设置仿真条件

添加“运动算例1”,【视图】菜单中勾选【MotionManager】选项,如图6所示.

这只是她赴晚宴前的想法,刚刚听了田的话后她就犹疑了,田的话让她有所震惊。田开车出来时说送她回家,待她上了车后就问她是去喝茶还是唱歌,女人说找个清静的地方说点事。田见她一脸严肃的样子便开车来郊外了,然后问她怎么说不认识杨剑呢?女人说当然认识,还认得你。

因为需要做线性位移、线性速度、线性加速度的运动分析,所以需要将【算例类型】设置为【Motion分析】,如图7所示.添加动力源,在【零部件/方向】下方“曲柄”与“曲柄轴”配合处的形边线,处添加马达并将其设置为旋转型.在【运动】中选择【等速】,输入数值”120RPM”,如图8所示.

  

6 切换到运动算例界面图 7 设置算例类型

  

8 定义马达参数

  

9 设置仿真时间

  

图10 设置运动算例属性 图11 冗余的束

将“连杆”的“上视基准面”和“活塞”的“上视基准面”,配合关系选择【平行】,注意一定要勾选【选项】下拉列表中的【只用于定位】复选框,否则它将会以运动约束添加配合导致仿真错误,如图5所示.

3.4 仿真计算分析

线性加速度分析,在【子类别】中选择【线性加速度】,其他步骤与分析线性速度相同,如图14所示,生成的图解如图15(c)所示.

目前来看,“套路贷”犯罪主要指向缺乏金融和法律知识的中低收入群体以及急需资金的创业者,他们对于“套路贷”犯罪的危害性往往认识不足,为了周转资金、超前消费或者套取赌资,在正规借贷渠道受阻的情况下转而向寻求贷款广告或者职业介绍人的帮助,未经深入研究或征得家人同意便轻信不法分子签署虚高借贷合同。借款人因缺乏取证意识,以至于被不法分子所利用,导致事后难以根据现有证据有效判别借款、还款数额。也因缺少自我保护意识和基本的刑事、民事法律常识,以至于被不法分子“牵着鼻子走”,在其“引导”下进行“层层平账”,或交出身份证、房产证、营业证等重要证件进行抵押,无形中助长了不法分子“索债”时的嚣张气焰。

(5)仿真结果分析

利用地图数据、高速公路历史通行数据、历史假绿通车稽查数据和贵州省多义性拆分数据等,结合单出口嫌疑假绿通模型、货物地理嫌疑假绿通模型、卸货装货嫌疑假绿通模型和嫌疑假绿通车通行轨迹模型,通过大数据技术进行分析处理,筛选出嫌疑假绿通的车辆通行数据,并将其共享给稽查系统,辅助稽查工作人员快速定位嫌疑假绿通车辆。

线性位移分析,在【结果和图解】中,选取【位移/速度/加速度】,【线性位移】,【Z分量】,将“曲柄轴”零件“草图3”上的点和“销轴”零件“草图2”上的点设置为【要测量的实体】,然后选择【生成新图解】,【图解结果相对于】下选择【时间】,如图12所示,单击【确定】按钮,生成的图解如图15(a)所示.

  

12 定义活塞线性位移结果

活塞式气压机是一种将机械能转化为气体势能的机构,如图1所示为一活塞式气压机的机构运动简图.从图中可以看出活塞式气压机可以简化为一曲柄滑块机构.该机构主要由曲柄、连杆、活塞、气缸等零件构成.当曲柄匀速转动时,由连杆推动活塞在气缸、内往.复移动,压缩汽缸内的空气.曲柄回转一周,活塞往复运动一次,气压机完成一次吸气、压气、排气的工作过程.

  

13 定义活塞线性速度结果

单击MotionManager工具栏中单击【计算】按钮,系统将仿真计算0.5s的内容,并在仿真过程中显示动画模型.仿真完成后,可以看到MotionManager设计树的【配合】文件夹显示有0个冗余约束,如图11所示.

  

14 定义活塞线性加速度结果

4 结束语

采用solidworks motion进行活塞连杆机构的运动仿真,可以方便的得到各个运动件的运动参数,同时可以检测构件间的干涉问题.为产品的设计和研究带来了极大的方便,曲线图反映了周期内气缸内活塞的速度位移及加速度的变化情况,由曲线图可以看出,活塞运动位于止点时的加速度最大,且速度的方向相反,活塞在该处所受阻力最大.

 
 
  

(a)(b)(c)

 

15 曲柄滑块机构滑块运动特性仿真曲线

 

[1]陈超祥,胡其登.SOLIDWORKS零件与装配教程.机械工业出版社,2017

[2]吕英波,张莹.中文版SolidWorks2016完全实战技术手册.清华大学出版社,2016

[3]陈超祥,胡其登.SOLIDWORKS高级教程简编.机械工业出版社,2017

[4]陆宁,樊江玲.机械原理.清华大学出版社,2012

一种多层小型化5G毫米波功率分配器设计…………………………………………… 姬晓春,姬五胜,王林年,张志悦,童荥贇,涅佛达夫.E.I(6)

 
胡一龙,杨硕,蒋娜,付彦增
《河北建筑工程学院学报》2018年第01期文献

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