基于PROE的四缸内燃机凸轮配气机构的结构设计及运动仿真分析

摘要本课题所研究的直、摆组合凸轮机构是一种新型的机构类型，该机构通过直动从动件凸轮机构与摆动从动件凸轮机构组成联动凸轮机构，能够将主动件的转动转化为从动件上某点沿预期的曲线轨迹并以预期的运动规律运动。

在对直、摆组合凸轮机构理论分析的基础上，我们对直、摆组合凸轮机构进行了Pro/e 运动仿真，精确求解出了各凸轮的理论廓线、实际廓线及各构件结构尺寸等。

丰富了机械原理学科的设计理论及内容，适应了在机构设计方面许多学者致力于寻求凸轮机构的精确解和使凸轮曲线多样化及从动件轨迹多样化的要求。

最后，选择预期圆线轨迹为例，利用计算机辅助设计(Pro/ENGINEER)对该机构进行零、部件及总体造型分析设计，并利用Pro/ENGINEER对该直、摆组合凸轮机构进行了运动仿真，以验证理论的正确性和可行性。

因此，对直、摆组合凸轮机构进行深入地研究有着较大的理论和现实意义，有广阔的应用前景。

关键词：Pro/e应用组合机构凸轮设计运动仿真AbstractThe Z.B Combinatory Cam Mechanism is a kind of new-type mechanism, it can come into a kind of combinatory-movement mechanism which joints translation driven member cam and swing follower cam .It can translate the revolution of the driving body into a point of the driven body which has the ability to move around the anticipation curvilinear path and move based on the anticipation movement rule.Based on the theory in analyzing Z.B Combinatory Cam Mechanism，we simulate the mechanism in applying VB，solving the profile of theory,reality,cutter of cams,and the subject and dimension of all components exactly.Enriching the design-theory and content of the subject about mechanical principal .Adapting the request of many scholars in component design for searching the exact solution about cam-entity and making the cam-curve various and follower-profile various.Lastly, taking the four-leaf rose curve for example, applying the Pro/ENGINEER to design the curve, entity and motive emulate for verifying the truth and feasibility of the theory.Nowadays, researching the Z.B Combinatory Cam Mechanism, having the significance in theory and reality .The prospect is extensive.Key words：Pro/ENGINEER Application Combination Mechanism Cam Design Motive Emulate目录第一章前言---------------------------------------------------------------------------------------------------11.1 直、摆组合凸轮机构的研究意义---------------------------------------------1 1.2 凸轮机构以及组合机构的研究和发展状况------------------------------------4 1.3 Pro/ENGINEER WildFire软件的简介------------------------------------------5 1.4 本课题的主要研究内容----------------------------------------------------6 第二章直、摆组合凸轮机构基本设计及计算机辅助设计---------------------------72.1 直、摆组合凸轮机构基本设计----------------------------------------------7 2.2 直、摆组合凸轮机构凸轮各种廓线设计--------------------------------------142.2.1直动凸轮廓线求解--------------------------------------------------152.2.1.1 直动凸轮理论廓线-------------------------------------------152.2.1.2 直动凸轮实际廓线-------------------------------------------152.2.2 摆动凸轮廓线求解-------------------------------------------------162.2.2.1 摆动凸轮理论廓线-------------------------------------------162.2.2.2 摆动凸轮实际廓线-------------------------------------------16 2.3 计算机辅助设计---------------------------------------------------------16 2.4 设计举例---------------------------------------------------------------17 2.5 本章小结---------------------------------------------------------------20 第三章直、摆组合凸轮机构Pro/ENGINEER的设计-------------------------------213.1 创建凸轮模型-----------------------------------------------------------21 3.2 运动仿真的设计---------------------------------------------------------23 3.3 Pro/ENGINEER实体运动仿真-----------------------------------------------253.4 机械仿真结果分析及保存-------------------------------------------------29第四章小结----------------------------------------------------------------32 参考文献-------------------------------------------------------------------33第一章前言1.1直、摆组合凸轮机构的研究意义本课题研究的是直、摆组合凸轮机构如图1－1所示。

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四、运动环境
4. 阻尼
与弹簧不同，阻尼为耗散力，它可以作用于连接轴、两主体 之间、槽运动副。 直接点击按钮 ，其中C为阻尼系数。
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四、运动环境
5. 力/扭矩
可以通过力/扭矩来模拟机构运动的外部环境。 直接点击按钮 其类型分为“点力”与“主体扭矩”，即力与扭矩。和其他 矢量相同，定义需要指出“模”和“方向”。
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2. 齿轮（续）
三、运动副
齿轮类型分为一般、正、锥、涡轮、 齿条与小齿轮。
对于所有类型，需对每一个齿轮选 取连接轴，传动比一般都采用齿数比的 方式予以确定。
对于齿条类，齿条的定义通常需要 指出“滑动杆”连接轴，传动比定义一 般使用 mm/rev，即齿轮旋转一周，齿条 前进的距离。
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1. 回放
六、获取结果
使用回放功能主要可以实现运动干涉检测、创建运动包络和动 态影像捕捉。指令为点击按钮
创建运动包络
保存为*.fra文件
播 放 动 画
逆向播放 重新开始
上一帧 循环播放
停止
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捕捉为图片 或动态影像
正向播放 快进至结尾 下一帧 结尾处反转
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➢回放：轨迹曲线
轨迹曲线用来表示机构中某一元素相对于另一零件的运动。分为“轨迹曲线”与 “凸轮合成曲线”两种： “轨迹曲线”表示机构中某一点或顶点相对于另一零件的运动。 “凸轮合成曲线”表示机构中某曲线或边相对于另一零件的运动。
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2. 齿轮（续）
实例演练
三、运动副
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四、运动环境
1. 重力

湖北文理学院毕业设计(论文)正文题目基于PRO/E的凸轮机构结构设计及其运动仿真分析专业机械设计制造及其自动化班级姓名学号指导教师职称┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊基于Pro/E的凸轮机构的结构设计及其运动仿真分析摘要：凸轮机构是机械中一种常用的机构，它结构简单，紧凑，工作可靠，设计方便，利用不同的凸轮轮廓线可以使从动件实现任意给定的复杂运动规律。

同时它兼有传动，导向和控制机构的各种功能和优点。

因此在包装机，纺织机，印刷机，内燃机以及农业机具等具有广泛的运用。

传统的凸轮设计有图解法和解析法，图解法形象直观，结构简单，但是手工作图选取的等分数有限，误差较大，较繁琐。

解析法设计虽然解决了凸轮设计的精度问题，但是要得到完整的凸轮轮廓线需要建立复杂的数学公式，编制复杂的程序，编程和计算工作量大。

总之，传统的运动分析法是一种间断的，静态的分析方法。

本文利用Pro/E强大的三维实体建模功能，建立凸轮机构的装配模型，然后进行运动学分析，仿真凸轮机构的运动情况，最后将所设置的构件的位移，速度，加速度变化情况以表格形式输出，通过修改仿真模型的参数，快速的修改和优化设计方案。

关键词：凸轮机构；Pro/E；三维建模；运动仿真。

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊The cam mechanism based on Pro/E structure design andkinematics simulation analysisAbstract:the cam mechanism is a kind of commonly used mechanical mechanism, it has the advantages of simple structure, compact structure, reliable work, convenient design, using different cam contour line allows the follower to realize any given motion law of complex. At the same time it has the drive, guide and control mechanism of the various features and advantages. So in the packaging machine, textile machine, printing machine, internal combustion engines and agricultural machinery is widely used. The traditional cam design graphic method and analytic method, graphical method is visual, simple structure, but the chart manually selected score is limited, the error is large, complex. Analytic design method solves the problem of precision cam design, but to get the full cam contour line need to build a complex mathematical formula, the preparation of complex procedures, programming and calculation. In short, the traditional motion analysis is a kind of discontinuous, static analysis method. In this paper, using Pro/E powerful3D entity modeling function, establish the cam assembly model, then analyses the kinematics simulation of cam mechanism, motion, the setting member of displacement, velocity, acceleration in form of output, by modifying the parameters of the simulation model, rapid modification and optimization design.Key words: cam mechanism; Pro/E;3D modeling; motion simulation.┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊目录1前言 (1)1.1本课题研究的目的和意义 (1)1.2国内外的研究现状及发展趋势 (2)1.3研究的主要内容、途径和技术线路 (3)2凸轮轮廓线的设计 (4)2.1凸轮机构的分类 (4)2.2从动件的运动规律及选取原则 (4)2.3凸轮轮廓线的设计 (5)2.3.1凸轮轮廓线设计方法的基本原理 (5)2.3.2凸轮轮廓曲线的计算 (5)2.4凸轮机构基本尺寸的确定 (7)2.5滚子半径的选择 (8)3凸轮机构的实体建模与装配 (10)3.1Pro/E软件简介.............................. 错误！未定义书签。

凸轮组件的装配
组件装配
伺服电机的创建
机构的运动( 动画)
谢谢各位老师参与我的答辩
通过样条曲线构建的轮廓
第二章 凸轮的实体建模
第三章 凸轮加工仿真
1.建立凸轮的毛坯，基 于本设计中凸轮形状， 设计用长方体的毛坯。 2.先精加工出凸轮的中 轴，然后基于轴孔装卡。 3.采用指状铣刀进行加 工，刀具半径 24 。
加工仿真界面
仿真过程视频
第四章 机构运动仿真
1.进入装配模型 2.安装支座、凸轮轴、凸轮、连杆等组件 3.进入机构分析界面建立驱动 4.建立凸轮与从动件连接 5.结果分析
第一章 凸轮的设计
1.结构的总体设计 2.从动件运动规律的计算 3.凸轮机构基本尺寸设计 4.凸轮轮廓设计 5.凸照设计要求，将凸 轮极坐标半径（E列 ）、凸轮对应转角值 代入电子表格，通过 公式运算计算出在笛 卡尔坐标的凸轮轮廓 点坐标。（F列为横 坐标，G列为纵坐标 ）
Pro-e5.0功能介绍
• • • • • • • 1、界面 2、草绘功能 3、建模功能 4、意外退出自动保存。 5、打印可以预览 6、可以计算曲面的质量 7、数控加工与先前版本有所区别
草绘功能
本设计中创建的凸轮立体模型
数控仿真
设计规划
一、凸轮的参数设计 二、凸轮零件的实体建模 三、凸轮加工仿真 四、凸轮装配 五、凸轮的运动仿真 五、零件的数控加工及 NC代码的自动生成
基于pro/e的凸轮设计与模拟加 工仿真
设计人：穆海华
PRO/E简介
Pro/ENGINEER是美国PTC公司所开发的3D实 体模型设计系统,是现代CAD技术发展中的 里程碑。它属于高端的CAD软件,支持复杂 产品开发的多方面需求。与其他同类的设 计软件相比,Pro/ENGINEER不仅功能强大,而 且易学易用,尤其是Pro/ENGINEER的Wildfire 更适合初学者使用。在Pre/ENGINEER提供 的各种功能中,建模(即构建空间实体)是最基 本的应用。

湖北文理学院毕业设计(论文)正文题目基于PRO/E的四缸内燃机凸轮配气机构的结构设计及运动仿真分析专业机械设计制造及其自动化班级机制0812班姓名学号指导教师职称2012年5 月23日基于PRO/E的四缸内燃机凸轮配气机构的结构设计及运动仿真分析摘要：配气机构作为内燃机的重要组成部分，其设计合理与否直接关系到内燃机的动力性能、经济性能、排放性能及工作的可靠性、耐久性。

随着内燃机高功率、高速化，人们对其性能指标的要求越来越高，要求其在高速运行的条件下仍然能够平稳、可靠地工作，因而对其配气机构提出了更高的要求。

配气凸轮型线是配气机构的核心部分，配气凸轮型线设计是配气机构优化设计的重要途径之一。

模拟计算和实验研究是内燃机配气机构研究两种重要手段。

运用多体力学的方法对配气机构进行了动态仿真分析，采用数字多体程序的方法，建立了配气系统的理论模型，进行配气机构的运动学、动力学分析，除了得到气门的升程、速度、加速度外，还考虑了摇臂与气门之间的碰撞，以及摇臂支座的柔性。

因此得到气门与摇臂之间的碰撞力，摇臂支座的柔性衬套的受力，气门弹簧力，凸轮轴支座反力，气门座反力及凸轮与摇臂之间的压力角等。

为凸轮型线、摇臂形状和整个配气机构的设计改进提供了重要依据。

利用pro/e强大的分析仿真功能, 对凸轮式配气机构的运动特性以及弹簧刚度对系统运动的影响进行了仿真分析, 得出弹簧刚度与气门振动的关系图, 为改善系统动力学性能和关键零部件设计提供了依据。

利用计算机软件仿真, 有利于降低研发成本并缩短产品的开发周期。

关键词：内燃机；配气机构；凸轮型线；优化设计;汽车；发动机；配气系统；顶置凸轮；动态仿真Based on the PRO / E four cylinder internal combustionengine cam mechanism design and motion simulationanalysisAbstract:The valve train is one of the most important mechanisms in a internal combustion engine, whether the performances are good or bad, that affecting the power performance, economic performance, emissions performance of the engine, as well as affecting the reliability and wear performances of the whole engine. Along with the requests of the engine’s high power, super-speed, people demand a higher index. That is, when the engine runs under a high speed, it can still work steadily and dependably, which demand that the valve train system should have a high performance. Cam profile is the hard core of the valve train, which design is one of the important ways to carry out valve train optimal design. Simulation calculation and experimentation research are two important ways to carry out research and development on valve train of internal-combustion engine.Valve-train has been dynamically simulated by the multi-body method.A theory model has been built for the valve train by using the digital multi-body program.Not only the lift height,speed and acceleration of valve but also the collision between valve and rocker and the flexibility of rocker support are taken into account.Therefore, the collision force between valve and rocker ,loading on the flexible bearing of rocker support, valve spring force, can support counter - force, valve ring counter - force and direction angle of acting force between cam and rocker have been carried out. The important basis on design improvement for cam profile, rocker form and valve form and valve train have been provided.This paper analyzed the dynamic characteristics of a cam-type valve t rain and the influence o f the spring stiffness on the systematic mot ion by using Pr o / E .The relationship between stiffness of spring and vibration of valve was got ten. The work ha s provided a basis for improving the system's dynamic char act eristics and designing the key components. T hereby , computer simulation can cut down the pro duct cost and shorten the development cycle.Key words:Internal combustion engine; Valve train; Cam profile; Optimal design;Automobile Engine Valve -train system Overhead camshaft Dynamic simulation目录1绪论 (5)1.1本课题研究的目的和意义 (5)1.2配气机构优化设计的目的及意义 (6)2基于PRO/E的配气机构的结构设计 (7)2.1配气机构总体骨架设计 (7)2.2凸轮轴设计 (9)2.3凸轮的设计 (9)2.4挺杆的设计 (9)2.5推杆的设计 (9)2.6气门杆的设计 (10)2.7弹簧的设计 (10)2.8使用PRO/E创建配气机构的相关元件 (11)3配气机构的装配 (15)3.1首先装配凸轮轴并准确定位 (15)3.2装配平底从动件 (16)3.3装配弹簧 (17)3.4装配汽门挺杆 (18)4四缸内燃机凸轮配汽机构动态仿真分析 (20)4.1内燃机凸轮配汽机构运动仿真准备工作 (20)4.2内燃机凸轮配汽机构运动仿真分析 (21)5本文总结 (27)参考文献 (29)致谢 (30)1绪论1.1 本课题研究的目的和意义现代内燃机不断向高速高强度方向发展. 作为内燃机三大机构之一的配气机构, 如果设计不当, 势必产生很大的冲击、振动、噪音, 严重时, 气门会产生反跳与飞脱, 这将严重影响到内燃机的动力性与经济性. 同时, 由于速度的提高, 凸轮机构的润滑与磨损也成为一个不可忽视的问题. 现代大功率柴油机普遍采用下置凸轮轴式配气机构,配气机构的好坏又对柴油机的性能指标、可靠性及寿命有着很大的影响，其设计是否优良直接影响柴油机的性能指标。

件 对 柴 油机 配 气机 构进 行 三 维设 计及 运 动仿 真设 介 ｒ ／
计的方法。
关 键词 ： 气机 构 ； 配 凸轮 型 线 ； 配气 相 位 角 ； 真 仿 中 图分 类 号 ： Ｐ ｌ Ｔ ３ 文 献 标 识码 ： Ｂ
利用 Ｐｏ Ｅ软件 进行 零件 的三维 设计 已经被 越来 越广 泛地 应 用 ， 而 ， ｒ／ 然 要利 用它 进 行 机 构 的 运 动 仿 真 设 计 还 比较 复 杂 。 此 次 配 气 机 构 设 计 以 Ｒ ２ ２ ０ Ｊ 柴油 机为原 型 ， 于 Ｐｏ Ｅ野 火 ３ ０版 ， 用 了 Ｔ ｐ—ｄ ｗ １Ｖ ８ Ｚ 型 基 ｒ／ ． 采 ｏ ｏ ｎ协 同设计 模 式 ， 骨架 模 型定位 ， Ｄ Ｕ Ｆ精确 凸轮 轮 廓建 模 和 三 维 机构 连 接 方 法 ， 实现 了全 三维 配气机 构 的运动 仿 真 。
成 两个 部分 ， 以上级 骨架 的安 装定 位信 息为 设计 基准 进行 建模 ， 这样 做 的好
处 是两个 总 成部 分可 同步 进 行 ， 不 干 涉 。其 中 ， 缸 盖 总 成 组 件 由气 缸 互 气
盖 、 臂组 件 、 摇 横臂 组 件 、 门组件 等 组 成 ； 气 凸轮 轴 总成 组 件 由凸 轮轴 、 杆 推 组件、 挺杆 组件 组成 ， 用整 体式 结构 ， 采 分左 、 ２根 ， 右 两缸 １节 ， 为 ３个 单 分
分 ， 个部 分 分别 以一个 骨 架模 型 零 件 进行 三 维 建 模 ， 个 零 件 结 构 简单 ， 每 每
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容 易建模 。然后 将所 有 完 成 的零件 进 行相 应 的合 并及 剪 切就 可 以完 成气 缸 盖 的建模 了 ， 个零 件 的特征 过 程非 常 干净 ， 续 如有 设 计改 动 只需 在相 应 整 后 的骨 架模 型 中进 行 即可 ， 改 容 易 ， 修 出错 率 低 。 图 １ 图 ２ 图 ３分 别 显 示 了 、 、

目录中文摘要 (I)英文摘要 (II)第1章任务与课题条件 (1)1.1任务 (1)1.2课题条件 (1)第2章凸轮机构及PRO/E简介 (2)2.1凸轮机构简介 (2)2.2 PRO/E简介 (7)第3章盘形凸轮创建过程 (10)3.1新建零件 (10)3.2创建拉伸特征 (10)3.3创建方程曲线 (10)3.4创建图形特征 (11)3.5创建可变剖面扫描特征 (12)3.6创建孔特征 (12)第4章其余零件设计 (14)4.1从动杆设计 (14)4.2连杆设计 (14)4.3滑块设计 (15)第5章装配 (16)第6章机构仿真 (17)6.1定义凸轮从动连接机构. (17)6.2添加驱动器 (17)第7章运动分析及结果分析 (20)7.1运行分析 (20)7.2结果回放 (21)7.3结果分析 (22)结论 (25)参考文献 (26)致谢 (27)摘要机械产品的运动分析和仿真在机械产品的设计中是不可缺少的重要环节。

在各类机械的传动结构中，凸轮结构有着广泛的应用，根据凸轮机构的设计原理，提出了在pro/e 中实现凸轮设计及实体造型的方法,并主要利用Pro/e Wildfire的运动学分析模块Mechanism对凸轮机构进行了运动学分析和仿真，这对凸轮机构的优化设计将提供较大的帮助。

本文通过对对心直动尖顶盘型凸轮机构进行运动仿真分析，更加明确了该机构的优缺点，对于该机构的优化设计以及该机构以后的用途将提供指导作用。

关键词：凸轮机构 Pro/E 运动仿真运动分析AbstractSimulation technology in the mechanical products design plays an important role. In some mechanical transmission structures,the cam mechanism is used widely, Introducs the method of cam design and modeling in Pro/E,and mainly expiains the kinematics analysis and the simulasion by using Pro/E Wildfire Mechanism ,it will provide useful help to the optimized design of cam mechanism. This article through to the heart of translational knife-edge plate cam mechanism motion simulation analysis, more clearly the advantages and disadvantages, for the optimal design of the mechanism as well as the agency later use will provide guidance.Key Words：cam mechanism ;Pro/E;motion simulation;motion analysis第1章任务与课题条件1.1 任务为了对凸轮机构进行更好的优化设计以及对凸轮机构以后的应用起指导作用，因此基于pro/e对盘型凸轮机构进行设计与运动仿真，并对速度和加速度进行分析，研究该盘型凸轮机构的运动情况，并对该凸轮机构以后的应用作出预测。

Ｐｒｏ／Ｅ 软 件 为 机 构 提 供 了 仿 真 分 析 功 能 ，其 中 的 机 构 分 析 模 块 Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ，可 以 进 行 装 配 的 运 动 学 、动 力 学 分 析 和 仿真， 能够大大简化机构的设计开发过程， 缩短其开发周 期，减少开发费用，提高产品质量。
本文将以凸轮机构为例介绍其运动仿真的过程， 该凸 轮机构由凸轮、连杆、摆杆 １、摆杆 ２、机架五个零件构成。
2 0 1 2. 0191 （ 中下 旬 刊 ）
观理察工
基于 Ｐｒｏ／Ｅ 的凸轮机构运动仿真分析
中 图 分 类 号 ：Ｇ７１２
郭丽
（南京信息职业技术学院 江苏·南京 210046）
文 献 标 识 码 ：Ａ
文章编号：１６７２－７８９４（ ２０１２） ３３－００９１－０２
摘 要 凸轮机构是各类机器中广泛使用的传动机构，本 文 通 过 Pro/E 软 件 对 凸 轮 机 构 的 实 体 建 模 和 运 动 仿 真 分 析，得到了摆杆的位移、速度、加速度的运动曲线，简化了设 计过程，提高了设计效率。 关键词 凸轮机构 Pro/E 运动仿真 运动分析 Motion Simulation Analysis of the Cam Mechanism with Pro/Engineer // Guo Li Abstract The cam mechanism is a kind of drive mecha－ nisms, is widely used in various types of machines. The ar－ ticle introduces the model and motion simulation analysis of the cam mechanism with the Pro/E software, gains the dis－ placement, speed and acceleration curves of rocker, simpli－ fies the design process, improves the design efficiency. Key words the cam mechanism;Pro/E;motion simulation;mo－ tion analysis Author＇s address Nanjing College of Information Technolo－ gy,210046,Nanjing,Jiangsu,China

活塞速度的测量结果，也可导出为EXCEL和文本格式
测量特征也可加入到运动分析中，进行结果查看，图形输出，如测量连杆大头最外边 与缸体裙部的距离。
应将测量保存为一个特征,然后才能进行测量分析
回放：轨迹曲线
轨迹曲线用来表示机构中某一元素相对于另一零件的运动。分为“轨迹曲线”与“凸轮 合成曲线”两种： “轨迹曲线”表示机构中某一点或顶点相对于另一零件的运动。 “凸轮合成曲线”表示机构中某曲线或边相对于另一零件的运动。 菜单：插入--->轨迹曲线
序号
1 2 3 4 5 6 7
8 9 10 11
名称
自由度 旋转 平移
0
0
1
0
0
1
1
1
1
2
说明
使用一个或多个基本约束，交元件与组件连接在一起，连接后，元件与组件成为一个 主体，相互间没有自由度。 由一个轴对齐约束加一个与轴垂直的平移约束组成。元件可以绕轴旋转，不能平移。 例如，活塞销，齿轮、曲轴等。 由一个轴对齐约束与一个旋转约束组成，元件可沿轴平移，但不能旋转。如活塞。 由一个轴对齐约束组成，元件可绕轴旋转同时可沿轴向平移。如挺柱、气门等。
定义并约束相对运动的主体之间的关系。
自由度（Degrees 允许的机械系统运动。连接的作用是约束主体之间的相对运动，减少系统可能的
of Freedom)
总自由度。
执行电动机（ Force Motor）
作用于旋转轴或平移轴上（引起运动）的力。
机构（Joints）
特定的连接类型（例如销钉机构、滑块机构和球机构）
选取运动轴，曲柄连杆机构选 择曲轴的销钉连接图标 反向按钮改变旋向
定义轮廓，“规范”为位置时模选 项定义为斜坡曲轴旋转一圈360度， 图形中可以查看定义的轮廓，横坐 标为时间

摘要本次毕业设计是《基于p r o/e实现发动机的仿真和分析》，其中最主要部分当然是软件Pro/ENGINEER的造型和装配应用。

随着社会的需要和科学技术的快速发展，产品的竞争愈来愈激烈，CAD技术的广泛应用，给传统产品设计行业、产品结构，产业结构带来深刻的变化。

科技水平的不断发展，也使社会生产力得到了空前的进步对社会进步发挥着巨大的推进作用。

本设计从实际出发，系统地介绍了基于PRO/E的基础应用，功能指令应用。

通过详细的过程说明及大量的图片说明，在编写方式上强调通俗易懂，由浅入深，并力求全面，系统和重点突出。

通过本次毕业设计让我清楚明白地了解PRO/E的产品设计功能和过程。

由于论文编写顺序是按实际工作中进行，先从Pro/ENGINEER软件的介绍再进行零件设计相关工作。

通过绪论我们可以了解到PRO/E在社会生产行业中的发展状况及其重要性，从中我们从一个新的角度了解生产的需要和未来的发展方向，让我们跟上生产的步履，也提醒我们要做到老学到老以及这次论文的目的和方向。

因本人水平有限，设计中难免存在缺点和错误，恳请各位老师批评指正。

关键词：发动机活塞，运动仿真，合理性，可靠性。

ABSTRACTThe graduation project is "based on pro / e to achieve the engine's simulation and analysis", which of course is part of the software Pro / ENGINEER modeling and assembly applications.As the needs of society and science and technology of rapid development, more and more intense competition in product, people who study the growing product design, while those who really master the technology the minority. Extensive use of CAD technology to the traditional product design industry, product mix, Industrial structure brought about profound changes. the continuous development of scientific and technological level, but also the social productive forces of the unprecedented progress on social progress playing a role in pushing forward.This design from reality, the system introduced on PRO / E based applications, features instruction application. Through the detailed process descriptions and numerous photographs show that stress in the preparation of easy to understand way, implemented progressively and seeks a comprehensive, systematic and focused. Graduation by this let me clear understanding of the PRO / E product design features and processes.As the paper prepared by the order of the actual work carried out, starting with Pro / ENGINEER software introduces further part design related work. We can learn through the introduction PRO / E in the social production industry and its importance in the development, from which we learn from a new perspective of production needs and future direction, we walked to keep up production, but also remind us To be too old to learn, and the papers of purpose and direction.Because of my limited ability, design flaws and errors inevitable, ask you to criticize the teacher correction.Key words engine piston, motion emulate, rationality, dependability。

用Pro/E做机构运动仿真————凸轮机构一、做一个简单的凸轮机构需要三个实体凸轮cam、滑块block，承载板base。

(如下图所示）。

承载板base凸轮cam滑块block图1 凸轮组件零件图二、开始制作：1、设置工作目录。

2、新建一个asm组合件。

3、安装基板base零件：选择“插入/元件/装配”，从弹出的对话框中选择base.prt，从图二所示的装配面板中选择方式，即缺省方式。

即完成第一个零件base的装配。

4、安装凸轮：选择“插入/元件/装配”，从弹出的对话框中选择cam.prt，从图二所示的装配面板中点选“连接”出现连接面板（图三）。

5、接上一步，在连接类型中选择“销钉Pin”连接，要完成“销钉”连接，必须进行两个约束，即第一是“轴对齐”约束，可从绘图区点选凸轮上的圆柱体的圆柱面、接着点选基体上圆柱孔的圆柱表面（也可分别选择凸轮上圆柱体的轴线及基体上圆柱孔的轴线）；第二个约束是“平移”，可分别点选凸轮与基板的两个接触平面，在连接面板输入偏移值为0。

单击“确定”完成“销钉”连接。

其连接效果如图4所示。

6、安装滑块：选择“插入/元件/装配”，从弹出的对话框中选择block.prt，从图二所示的装配面板中点选“连接”出现连接面板（图三）。

在连接面板中的“类型”选项下选择“滑动杆”。

7、点选滑块零件上的圆柱表面，紧接着选基体零件上的圆弧槽的圆柱面作为“轴对齐”限制条件，接着分别选两个接触平面作为“旋转”限制条件，偏移值为0。

如图5所示。

8、在连接面板（图三）中选“移动”选项卡。

拖拽滑块大致到这个图6这个位置，从而完成了我们凸轮机构的连接工作。

图2 装配面板对话框图3 连接面板对话框图4 凸轮与基体连接后的效果图图5 滑块的连接图6 滑块拖动后的位置。

字 木交 ； 赢
理论 ／ 发 ，设计 ， 研 嗣造
基 ｒＥ 轮 构 设 仿 及 动 析 于Ｐｏ 凸 机 的 计 真 运 分 ／
陈云 召 ， 王 豪 长江 大 学 机 械 工 程 学 院 ， 北 荆 州 ４ ４ ２ 湖 ３ ０ ０）
摘
要： 论述 了基本的凸轮机构 的设计原理 ， 以及在 Ｐｏ 三 维软件 中 行 运动仿真 、 ｒＥ ／ 进 机构和运动分析 ， 得到推杆位移 、 速
具 栏 中 选择 应 用 程序 一 机 构 ，右 边 就 会 出现 凸轮 连接 图
机械工程师 ２１ 年 ００ 第９ ３ 期８ ３
字木 交 ； 赢
理论 ／ 茧 ／ 研ｊ 设计 ， 造 制
侧 的阻 尼 器 图标 ，出现 阻 尼
器对 话 框 ， 在推 杆 中部也 就 是 弹 簧之 间 设 置阻 尼 ， 尼常 阻 数 ｃ为 １ ０ ０ 。然 后设 置 伺 服 电动机 ， 右侧 选 择 电动 机 图 在
标 ， 取 凸轮 与 固定 件之 间的销 钉 作 为传 动轴 。 轮廓 中 选 在
设 计 凸 轮轮 廓 线 时 ， 设 凸 轮静 止 不 动 ， 假 推杆 相 对 于 凸轮
沿一 ∞方 向反 转 运 动 。得 出推 杆 的一 系列 位 置 ， 顶 尖位 其 置连成 的 曲线就 是 凸轮 的轮廓 线 。
２ 凸轮 机构 运 动 仿真
设 计 好 凸轮 的 轮廓 后 就可 以在 Ｐｏ ｒ Ｅ中进 行 建 模 ， ／ 这
凸轮机 构在 自动 机 和 自动控 制 装置 中被 广 泛地 运用 ， 是相 当 重要 的连 杆件 ，只要设 计 出适 当的 凸轮 轮廓 曲线 ， 推 杆就 可 以得 到各 种 预期 的运 动 规 律 ， 构 简 单 ， 结 响应 迅 速 。凸轮 装 置 的变化 很 多 ， 几乎 所有 的任 意动作 都 可 以通 过 此机 构 生成 。但 凸 轮价 格 高 ， 易磨 损 ， 且 运行 时 噪 声 而 大 ， 速 运行 时从 动 件 易产 生 不 稳 定 的跳 动 等 ， 以就 要 高 所 尽量使 凸轮结 构合 理 ， 大 限度 地发 挥 凸轮 的优 势 。采 用 最 Ｐｏ ｒ Ｅ对 凸轮 进行 仿 真和 机构 运 动分 析 ，可使 我们 的设 计 ／ 更加 方便 ，为后续 机构 优 化设 计 提供 了一 个好 的参考 ， 极 大地 提高 了设计 效率 。对 Ｐｏ ｒ Ｅ的分 析熟 练后 能够很 好 的 ／ 掌握 Ａ Ｓ Ｓ等功 能更强 大 的有 限元 分析 软件 。 ＮＹ

潍坊学院本科毕业设计任务书课题名称：基于pro/e的凸轮机构设计与仿真课题类别：生产专业：机械设计制造及其自动化年级： 07级本科指导教师：马成习学生姓名：2011年3 月12 日一、课题条件：1．Pro/E软件２．已知凸轮的基圆半径为 Ra=40mm,升程角为 80°(其中 0～40°为等加速运动，40～80°为等减速运动) ,远休止角为20°,回程角为 80°(其中 100～140°为等加速运动，140～180°为等减速运动) ,从动件升程为h=10mm。

3．设计凸轮机构，并对其进行仿真。

二、毕业设计主要内容：1．据课题条件设计凸轮机构；2．绘制凸轮机构总图3．绘制部分主要零件图；4．编写设计说明书一份，字数不少于10000字；5．英文资料翻译，译出字数不少于3000字。

三、计划进度：1．课题实习、调研、方案拟定、资料查阅及英文文献翻译。

2周2．熟悉软件，设计凸轮结构 3周3．绘制凸轮总图及零件图 2周4．对凸轮机构进行仿真 2周5．编写设计说明书 2周6．答辩准备及答辩 1周四、主要参考文献：[1]方建军、刘仕良主编.机械动态仿真与工程分析－Pro/engineer Wildfireg工程应用[M] 北京：化学工业出版社，2004[2]张继春、杨建国著.装配设计与运动仿真及Pro/E实现[M] 北京：国防工业出版社,2006[3]曹岩.Pro/engineer Wildfire 3.0 曲面建模实例精解[M] 北京：机械工业出版社,2007[4]孙江宏译. Pro/engineer机械设计教程.北京：清华大学出版社，2005[5]吴宗泽主编. 机械设计实用手册 .北京：化学工业出版社，2003[6]徐灏.新编机械设计手册.北京：机械工业出版社，1995[7]蔡春源.新编机械设计手册.沈阳：辽宁科学技术出版社，1993[8]沈继飞.机械设计.上海：上海交大出版社，1998[9]黄锡恺.机械原理.北京：高等教育出版社，2006[10]廖汉元、孔建益、钮国辉主编.机械原理[M] 北京：机械工业出版社，1997指导教师马成习教研室主任2011年3 月20 日年月日。