(完整版)曲柄連桿機構(gòu)運動學仿真

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1、沈陽理工大學課程設計 課程設計任務書 學院 汽車與交通學院 專業(yè) 車輛工程 學生姓名 班級學號 課程設計題目 曲柄連桿機構(gòu)運動學仿真（1缸） 要求： 1 ?掌握應用CATIA軟件進行三維建模的能力，模型建立要正確。 2. 掌握應用ADAMS軟件進行運動學分析的能力，運動副及約束的添加要正確， 仿真結(jié)果要合理 3. 對分析結(jié)果進行分析及說明。 4. 課程設計說明書的內(nèi)容和格式要符合相關(guān)管理文件規(guī)定。 任務：應用CATIA軟件完成曲柄連桿機構(gòu)建模，利用ADAMS軟件完成曲柄連 桿機構(gòu)的運動學分析，并完成課程設計說明書。 工作計劃：應用CATIA軟件作為設

2、計工具，完成曲柄連桿機構(gòu)的建模，并利用 ADAM進行曲柄連桿機構(gòu)運動學分析。要求正確完成曲柄連桿機構(gòu)的建模，并將 模型導入到ADAM中完成運動學分析。對分析結(jié)果進行必要的說明。 進度安排： 1、 理解題目要求，查閱資料，學習軟件，確定設計方案 1天 2、 曲柄連桿機構(gòu)的實體建模4天 3、 曲柄連桿機構(gòu)的運動學仿真3天 4、 說明書撰寫1天 5、 答辯1天 指導教師： 201 年 月曰 專業(yè)負責人： 201 年 月曰 學院教學副院長： 201 年 月曰 目錄 1 緒論 1 1.1 CATIAV5軟件介紹 1 1.2 ADAM軟件介紹 1 1.3 SMDESIG

3、NE軟件介紹 2 1.4本次課程設計的主要內(nèi)容及目的 2 2曲柄連桿機構(gòu)的建模 3 2.1活塞的建模 3 2.2活塞銷的建模 5 2.3連桿的建模 5 2.4曲軸的建模 6 2.5汽缸體的建模 8 3 曲柄連桿機構(gòu)的裝配 10 3.1將各部件導入CATIA裝配模塊并利用約束命令確定位置關(guān)系 10 4 曲柄連桿機構(gòu)導入ADAMS 14 4.1曲柄連桿機構(gòu)各個零部件之間運動副分析 14 4.2曲柄連桿機構(gòu)各個零部件之間運動副建立 14 4.3曲柄連桿機構(gòu)導入 ADAMS 16 5 曲柄連桿機構(gòu)的運動學分析 17 結(jié)束語 22 參考文獻 23 II

4、I 沈陽理工大學課程設計 1 緒論 1.1 CATIA V5軟件介紹 CATIA V5( Computer-graphics Aided Three-dime nsio nal In teractive Applicatio n)是法 國Dassault公司于1975年開發(fā)的一套完整的 3D CAD/CAM/CAE 一體化軟件。它的內(nèi) 容涵蓋了產(chǎn)品概念設計、工業(yè)設計、三維建模、分析計算、動態(tài)模擬與仿真、工程圖的 生成、生產(chǎn)加工成產(chǎn)品的全過程，其中還包括了大量的電纜和管道布線、各種模具設計 與分析、人機交換等實用模塊。CATIA V5不但能保證企業(yè)內(nèi)部設計部門之間的協(xié)同設 計功能

5、而且還可以提供企業(yè)整個集成的設計流程和端對端的解決方案。 CATIA V5大量 應用于航空航天、汽車及摩托車行業(yè)、機械、電子、家電與 3C產(chǎn)業(yè)、NC加工等領(lǐng)域。 由于其功能的強大而完美，CATIA V5已經(jīng)成為三維CAD/CAM領(lǐng)域的一面旗幟和 爭相遵從的標準，特別是在航空航天、汽車及摩托車領(lǐng)域。法國的幻影 2000系列戰(zhàn)斗 機就是使用CATIA V5進行設計的一個典范；波音 777客機則使用CATIA V5實現(xiàn)了無 圖紙設計。另外，CATIA V5還用于制造米其林輪胎、伊萊克斯電冰箱和洗衣機、 3M公 司的粘合劑等。CATIA V5不僅給用戶提供了詳細的解決方案，而且具有先進的開發(fā)性

6、、 集成性及靈活性。 CATIA V5的主要功能有：三維幾何圖形設計、二維工程藍圖繪制、復雜空間曲面 設計與驗證、三維計算機輔助加工制造、加工軌跡模擬、機構(gòu)設計及運動分析、標準零 件管理。 1.2 ADAMS軟件介紹 ADAMS 即機械系統(tǒng)動力學自動分析 (Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems，該軟件是美國 MDI公司(Mechanical Dynamics Inc.)開發(fā)的虛擬樣機分析軟 件。目前，ADAMS己經(jīng)被全世界各行各業(yè)的數(shù)百家主要制造商采用。根據(jù) 1999年機 械系統(tǒng)動態(tài)仿真分析軟件國際市場份額的統(tǒng)計資料，ADAM

7、軟件銷售總額近八千萬美元、 占據(jù)了 51%的份額。 ADAMS軟件使用交互式圖形環(huán)境和零件庫、約束庫、力庫，創(chuàng)建完全參數(shù)化的機 械系統(tǒng)幾何模型，其求解器采用多剛體系統(tǒng)動力學理論中的拉格郎日方程方法，建立系 統(tǒng)動力學方程，對虛擬機械系統(tǒng)進行靜力學、運動學和動力學分析，輸出位移、速度、 加速度和反作用力曲線。ADAMS軟件的仿真可用于預測機械系統(tǒng)的性能、運動范圍、 碰撞檢測、峰值載荷以及計算有限元的輸入載荷等。 ADAMS 一方面是虛擬樣機分析的應用軟件，用戶可以運用該軟件非常方便地對虛 擬機械系統(tǒng)進行靜力學、運動學和動力學分析。另一方面，又是虛擬樣機分析開發(fā)工具， 其開放性的程序結(jié)構(gòu)和多種

8、接口，可以成為特殊行業(yè)用戶進行特殊類型虛擬樣機分析的 二次開發(fā)工具平臺。ADAMS軟件有兩種操作系統(tǒng)的版本：UNIX版和Windows NT/2000 版。 1.3 SimDesig ner 軟件介紹 SimDesigner for CATIA V5系列產(chǎn)品是構(gòu)建于 CAA V5 的 體系結(jié)構(gòu)上，并與 Dassault Systemes公司達成密切合作伙伴關(guān)系而開發(fā)。 Simdesigner使CATIA用戶能夠以集成和可擴展的方式獲取 MSC.Software公司仿真 工具和技術(shù)，從而在整個產(chǎn)品生命周期中減少設計和物理試驗的成本。 SimDesigner for CATIA V5產(chǎn)品家

9、族由創(chuàng)成式（Generativ^產(chǎn)品系列、接口類產(chǎn)品 系列、垂直應用產(chǎn)品系列和針對特定學科的配置組成。 SimDesigner創(chuàng)成式產(chǎn)品系列將MSC.Software仿真解決方案無縫集成到CAD環(huán)境 中，側(cè)重于對產(chǎn)品。 進行多學科綜合的特性評估， 例如結(jié)構(gòu)線性、動力學、熱、結(jié)構(gòu)非線性 等。SimDesigner接口類產(chǎn)品系列在CATIA環(huán)境與客戶所擁有的獨立的 VPD產(chǎn)品之間 提供了無縫的雙向鏈接。 SimDesigner垂直應用類產(chǎn)品可以在CATIA V5環(huán)境下進行 產(chǎn)品評估及流程知識的捕獲、存儲和重新利用，這些知識涉及產(chǎn)品制造、測試和驗證等 各個方面。 SimDesigner當前

10、提供了三個產(chǎn)品配置，為解決特定類型的相關(guān)問題提供了一組分 析產(chǎn)品。 1.4 本次課程設計的主要內(nèi)容及目的 本次課程設計主要內(nèi)容：利用 CATIA軟件中的零件設計模塊對曲柄連桿機構(gòu)的所 有零件進行建模，然后利用軟件的裝配模塊把曲柄連桿機構(gòu)的所有組成零件按照一定的 位置關(guān)系進行裝配，最后利用 ADAMS軟件對曲柄連桿機構(gòu)進行運動學仿真和分析。 本次課程設計的主要目的：通過完成以上的內(nèi)容，對 CATIA軟件零件設計模塊、 裝配模塊和ADAMS軟件運動仿真及分析的應用有了更加深入的了解， 對軟件的操作更 加熟練，最終達到熟練掌握這門軟件的目的。 2曲柄連桿機構(gòu)的建模 2.1 活塞的建模

11、 活塞直徑76mm,高61mm，裙部厚度3mm,活塞頂部厚20mm,活塞銷孔直徑18mm, 活塞銷孔中心到活塞頂部距離28.5mm,繪制活塞三維圖步驟如下： (1) 打開CATIA---開始---機械設計---零件設計，進入繪制活塞的工作模塊(如圖2.1), 點擊平面圖標 Q 并選XOY平面，將XOY平面平移400mm。 圖2.1零件設計模塊 (2) 點擊草圖圖標 創(chuàng)并選平移后的平面，進入草圖繪制模塊，點擊畫圓圖標 丨工建 圓，圓心坐標為(0,0)，半徑為38mm。 (3) 點擊退出工作臺圖標凸退出草圖，點擊凸臺圖標翌進行拉伸，拉伸61mm。 ⑷ 選擇下底面并點擊草圖圖標蟲

12、進入草圖，點擊畫圓圖標 °建圓，圓心(0,0), / — 半徑35mm,點擊直線圖標/〒做一條過圓心的直線，再點擊平移圖標 *，將直線向 兩側(cè)各平移15mm。 (5)點擊斷開圖標 -，將圓與兩條評議后的平行直線斷開，點擊快速修剪圖標 "勺 將多余部分修剪掉(如圖2.2)。 圖22繪制凹槽輪廓 _T_ I ” ⑹點擊退出工作臺圖標 u退出草圖，點擊凹槽圖標甌打凹槽，深度51mm。 (7) 點擊草圖圖標 圓并選XOZ平面進入草圖，點擊畫圓圖標 文以(0，371.5)為圓 心，半徑9mm建圓。 (8) 點擊退出工作臺圖標…退出草圖，點擊凹槽圖標 亍，選

13、中鏡像范圍，向兩 邊各拉伸38mm(如圖2.3)。 .走5上詣 -垢像荊罔 反鞍方豈. 臧： 諾擇：草圖. □叵 類型： 限制： 尺寸 5 沈陽理工大學課程設計 # 沈陽理工大學課程設計 圖2.3打活塞銷孔 # 沈陽理工大學課程設計 2.2 活塞銷的建模 活塞銷直徑18mm,長度73mm,繪制活塞銷三維圖步驟如下： (1) 打開CATIA---開始---機械設計---零件設計，進入繪制活塞銷的工作模塊，點擊 平面圖標—并選XOZ平面，將XOZ平面平移-200mm。 ⑵點擊草圖圖標耳并選平移后的平面進入草圖繪制模塊，點擊

14、畫圓圖標 5 ,以 (0,0)為圓心，半徑9mm建圓。 (3)點擊退出工作臺圖標…退出草圖，點擊凸臺圖標 ?拉伸73mm成圓柱體(如圖 2.4）。 圖2.4拉伸活塞銷 2.3 連桿的建模 連桿小頭的內(nèi)徑18mm，外徑27mm，厚28mm，連桿大頭內(nèi)徑43mm，外徑56mm， 厚32mm，大頭中心與小頭中心距離150mm，桿身厚10mm，繪制連桿三維圖步驟如下： (1) 打開CATIA---開始---機械設計---零件設計，進入繪制連桿的工作模塊。 (2) 點擊草圖圖標 并選XOZ平面進入草圖繪制模塊，點擊畫圓圖標 ,以(0,0) 為圓心，做兩個同心圓，半徑分別為9mm，

15、13.5mm，點擊退出工作臺圖標 凸退出草圖， 點擊凸臺圖標幾，選中鏡像范圍，向兩邊各拉伸14mm。 (3) 點擊草圖圖標 負并選平移后的平面進入草圖繪制模塊， 點擊畫圓圖標 ©〒，以 (0,-150)為圓心，做兩個同心圓，半徑分別為21.5mm, 28mm點擊退出工作臺圖標出退 出草圖，點擊凸臺圖標包，選中鏡像范圍，向兩邊各拉伸16mm。 ⑷ 點擊草圖圖標E!并選XOY平面進入草圖繪制模塊，點擊投影3D元素圖標 J 將兩同心圓柱體的輪廓線投影在 XOY平面，點擊雙切線圖標 "”做直徑為18mm和 / 43mm圓的切線，然后點擊斷開圖標/ +將直徑為27mm與56m

16、m兩圓和兩條切線在交 點處斷開，點擊快速修剪圖標 G將多余部分修剪掉。 (5)點擊退出工作臺圖標凸退出草圖，點擊凸臺圖標遼，選中鏡像范圍，向兩邊 各拉伸5mm(如圖2.5) 圖2.5鏡像拉伸連桿體 2.4 曲軸的建模 曲軸直徑41mm，長28mm，曲拐長128mm，寬66mm，厚20mm，兩曲拐間的距 離為34mm，飛輪直徑80mm，厚4mm，繪制曲軸三維圖如下： (1) 打開CATIA---開始---機械設計---零件設計，進入繪制曲軸的工作模塊，點擊 平面圖標 并選XOZ平面，將XOZ平面平移200mm。 (2) 點擊草圖圖標 E并選平移后的平面進入草圖繪制模塊，

17、點擊畫圓圖標 , 以(0,0)為圓心，半徑為20.5mm建圓。 (3) 點擊退出工作臺圖標凸退出草圖，點擊凸臺圖標包■拉伸28mm。 ⑷ 選擇圓柱體的一個底面并點擊草圖圖標 鉄進入草圖，點擊畫圓圖標 5 ,分別 以(0,0)和(0,62)為圓心，33mm為半徑建圓，點擊雙切線圖標 /故兩圓的外切線，點擊 斷開圖標” +將相切圓和相切直線在切點處斷開，點擊快速修剪圖標/■將多余的線修剪 掉(如圖2.6) 圖2.6 曲拐草圖 (5) 點擊退出工作臺圖標 凸退出草圖，點擊凸臺圖標 遼拉伸20mm,選曲拐的另 一平面并點擊草圖圖標 進入草圖，點擊畫圓圖標 ①*，以(0,62)為圓心

18、，半徑為28mm 建圓。 (6) 點擊退出工作臺圖標 出退出草圖，點擊凸臺圖標 幾拉伸17mm，點擊鏡像圖 標仃選中半徑為28mm圓柱體的另一個面做全部實體的鏡像 （如圖2.7） 諭茸亓幸： 占臺，丁.面： 要瞬矇的對象： 圖2.7鏡像曲軸 2.5 汽缸體的建模 汽缸體長100mm,寬100mm,高362mm,曲軸中心到汽缸體上表面距離 262mm, 氣缸深度125.5mm，繪制汽缸體的三維圖如下： (1) 打開CATIA---開始---機械設計---零件設計，進入繪制汽缸體的工作模塊，點擊 平面圖標? 并選XOY平面，將XOY平面平移1000mm。 (2) 點擊

19、草圖圖標工并選平移后的平面進入草圖繪制模塊，點擊居中矩形圖標 二繪制以(0,0)為中心，邊長為100mm的正方形 (3)點擊退出工作臺圖標 山退出草圖，點擊凸臺圖標 匹拉伸362mm,選擇下底面 丄?并選XOZ平面進入草圖繪制模塊, 并點擊草圖圖標I耳進入草圖，點擊畫圓圖標 k以(0,0)為圓心，半徑38mm建圓，點 擊退出工作臺圖標凸退出草圖，點擊凹槽圖標底L ,凹槽深度342mm,點擊草圖圖標 點擊畫圓圖標 ”以(0,738)為圓心，半徑20.5mm 建圓，點擊退出工作臺圖標 …退出草圖，點擊凹槽圖標 ■選擇鏡像范圍，凹槽深度 10 沈陽理工大學課程設計

20、 11 沈陽理工大學課程設計 向兩側(cè)各50mm,點擊草圖圖標 ■并選YOZ平面進入草圖繪制模塊，點擊投影 3D元 # 沈陽理工大學課程設計 圖2.8繪制汽缸體 素圖標石將長方體的四個邊投影在 YOZ平面上，點擊平移圖標點擊平移圖標"I將上 表面投影的直線向下平移145.5mm,將兩側(cè)面投影的直線分別向中間平移 12mm,點擊 斷開圖標/ ”將平移后所得的直線在交點處斷開, 點擊快速修剪圖標/?將多余的線修剪 掉，點擊退出工作臺圖標 兩側(cè)各50mm（如圖2.8）。 E3退出草圖，點擊凹槽圖標--\選擇鏡像范圍，凹槽深度向 12

21、 沈陽理工大學課程設計 3曲柄連桿機構(gòu)的裝配 3.1 將各部件導入CATIA裝配模塊并利用約束命令確定位置關(guān)系 (1) 打開CATIA---開始---機械設計---裝配設計，進入裝配設計模塊(如圖3.1) 樽 Ploductl ^Applknltiwis 舗斛豪宙畫WBS晦露 攔.工 」：5© J ? 倫爐 稱」宙罔 塁巫申令亂y豐i(3血國 13 沈陽理工大學課程設計 # 沈陽理工大學課程設計 圖3.1裝配設計模塊 (2)點擊現(xiàn)有部件圖標 再點擊裝配零件設計頁面左邊的 # 沈陽理工大學課程設計

22、 # 沈陽理工大學課程設計 選擇文件對話框(如圖3.2) 圖3.2文件選擇對話框 # 沈陽理工大學課程設計 （3）依次點擊活塞，連桿，活塞銷，曲軸，汽缸體調(diào)出在 CATIA零件設計中所有曲 柄連桿機構(gòu)的零部件（如圖3.3）。 圖3.3 CATIA零件設計中所有曲柄連桿機構(gòu)的零部件 （4）點擊相合約束矩，再點擊連桿小頭軸線和活塞銷軸線，將活塞銷和連桿小頭 軸向定位（如圖3.4）。 圖3.4活塞銷和連桿小頭軸向定位 ⑸點擊操作圖標園，將活塞銷插入到連桿小頭襯套內(nèi)（如圖3.5）。 圖3.5活塞銷插入到連桿小頭襯套內(nèi) (6)點擊操作

23、圖標 ,將活塞移動到和活塞銷，連桿小頭差不多的軸線位置，點 擊相合約束蔓，再點擊活塞銷孔軸線和活塞銷軸線，將活塞銷和活塞銷孔軸向定位, (如圖3.6)。 將活塞銷和連桿小頭插入活塞銷孔內(nèi) 圖3.6活塞移動到適當位置  ⑺點擊接觸約束圖標選擇連桿大頭和曲軸，選擇曲面接觸，點擊操作圖標 ' j ,將活塞，活塞銷，連桿，曲軸裝配起來（如圖3.7）。 圖3.7活塞、活塞銷、連桿、曲軸接觸約束 （8）點擊相合約束 E ，再點擊活塞和汽缸體軸線，將活塞和汽缸體軸向定位，點 擊接觸約束圖標 ，選擇曲軸和汽缸體上曲軸孔，選擇曲面接觸，點擊操作圖標 選沿丫軸拖動，將汽缸

24、體，活塞，活塞銷，連桿，曲軸飛輪組裝配成整體 （如圖3.8）。 圖3.8汽缸體、活塞、活塞銷、連桿、曲軸裝配成整體  4 曲柄連桿機構(gòu)導入 ADAMS 4.1曲柄連桿機構(gòu)各個零部件之間運動副分析 點擊桌面上 SD圖標 ，進入到仿真運動平臺分析, 開始---數(shù)字模型---SD Motion 17 沈陽理工大學課程設計 # 沈陽理工大學課程設計 Workbench,點擊文件---打開，導入裝配零件(如圖4.1) El A iji . M- -iris »'ii. .iSTfi I 血? 1 口 萍垢巴? ~右g心 文

25、hte 翻( ~JIM 工夙二 g込 ■■- 咒廠 product空 SW：-UtJ □013 7 Part? (3fli 'A.iplta：alMnP5 Parti (^artl .1) ParH par Ml) 4-iS? Parti (殆心.1) 圖4.1仿真運動平臺 --殆山也崟hlf 玉誓銳調(diào)*越一 5=■ # 沈陽理工大學課程設計 任何一個機械要實現(xiàn)當初預設的運動，都需要在各個零部件之間建立各種運動副， 分析部分汽缸體模型，機架應該選擇在汽缸體上，因為它是各個零部件裝配的基體組， 各個零件都通過汽缸體的承載來實現(xiàn)相互之間的運動。 曲軸和

26、汽缸體之間應該采用旋轉(zhuǎn) 副,因為它們之間是軸承和孔之間的配合，所以曲軸和連桿大頭之間也應該采用旋轉(zhuǎn)副 活塞銷采用全浮式支撐，這樣活塞銷不僅可以在連桿小頭內(nèi)運動，還可以在活塞銷孔內(nèi) 運動，使活塞銷磨損均勻?；钊推妆谥g應該采用移動副，這樣才可以使活塞在汽 缸壁內(nèi)運動。 4.2 曲柄連桿機構(gòu)各個零部件之間運動副建立 (1) 點擊 Insert a revolute joint 圖標 ，在 Definition 中，F(xiàn)irst Component選擇曲 軸，Seco nd Comp onent選擇汽缸體，然后點擊曲軸的一端作為 Location。再點擊曲軸的 軸線，作為 Axis Dir

27、ection。在 Motion 中，Motion Type 選擇速度(Velocity), Constant Value 中輸入轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)每分，點擊確定(如圖4.2)。 圖4.2建立曲軸和汽缸體之間的旋轉(zhuǎn)副 ⑵依次點擊曲軸和連桿大頭，在曲軸和連桿大頭結(jié)合處選擇約束添加的位置，再 選擇旋轉(zhuǎn)中心線。 (3)依次點擊連桿小頭和活塞銷，在連桿小頭和活塞銷結(jié)合處選擇約束添加的位置， 再選擇旋轉(zhuǎn)中心線。 ⑷依次點擊活塞銷和活塞，在活塞銷和活塞結(jié)合處選擇約束添加的位置，再選擇 旋轉(zhuǎn)中心線。 (5) 點擊Define a ground part圖標也j，將汽缸體定義為機架，固定在大地上。

28、(6) 點擊 Insert a translational joint圖標 ，在 Definition 中，F(xiàn)irst Component選擇 汽缸體，Second Component選擇活塞，然后點擊活塞的一端作為 Location。再點擊活塞 的軸線，作為 Axis Direction，點擊確定。 剜一、、 (7) 點擊Simulate the current motion model圖標 ，運動仿真時間0.1s,仿真的 步數(shù)100，點擊Start,等計算結(jié)束后，關(guān)閉對話框(如圖4.3)。 ■卜H (8) 點擊Play SOM results圖標 ，點擊開始按鈕，開始運動仿真，

29、仿真運動結(jié)束， 檢查無誤后，保存文件。 圖4.3 Simulate 中設置仿真參數(shù) ,菜單 Motion Model Export 中選 (9) 點擊 Export the current motion model 圖標 擇 With Geometry，Results Export中選擇All，點擊確定。保存文件為*.cmd格式，并且 保存在全英文目錄文件夾下。 4.3 曲柄連桿機構(gòu)導入ADAMS (1) 點擊桌面上ADAMS快捷方式圖標 在開始出現(xiàn)菜單中的Start in目錄選 20 沈陽理工大學課程設計 # 沈陽理工大學課程設計

30、擇到保存*.cmd文件目錄文件夾下，點擊 0K。 (2) 選擇File---import，在File To Read的右邊框里右鍵，選擇 Browse，選擇保存的 *cmd文件，點打開，再點0K(如圖4.4)，文件被成功導入。 # 沈陽理工大學課程設計 # 沈陽理工大學課程設計 圖4.4文件導入對話框 # 沈陽理工大學課程設計 5曲柄連桿機構(gòu)的運動學分析 21 沈陽理工大學課程設計 # 沈陽理工大學課程設計 ⑴ 將*c

31、md文件導入 ADAMS（如圖5.1）。 圖5.1 ADAMS仿真界面 （2）點擊運行圖標 運行運動仿真，設定運動結(jié)束時間 0.1，步數(shù)50，模擬曲 柄連桿機構(gòu)運動過程（如圖5.2） 22 沈陽理工大學課程設計 23 沈陽理工大學課程設計 曲線（如圖5.3） 圖5.3活塞關(guān)于Z軸上的位移曲線 ⑷ 同上步，Chara

32、cteristic中選擇CM velocity，即活塞的中心點的速度，點擊 0K， 圖5.4活塞關(guān)于Z軸上的速度曲線 ⑸ 同上步，Characteristic中選擇CM acceleration,即活塞的中心點的加速度，點 24 沈陽理工大學課程設計 25 沈陽理工大學課程設計 擊OK，出現(xiàn)活塞關(guān)于Z軸上的加速度

33、曲線（如圖5.5） 圖5.5活塞關(guān)于Z軸上的加速度曲線 # 沈陽理工大學課程設計 # 沈陽理工大學課程設計 ⑹點擊Plotting圖標 ，進入 ADAMS/Post Processor程序，在 Measure列表中 選擇 Part1_MEA_1，點擊 Add Curves按鈕，再選擇 Part1_MEA_2 和 Part1_MEA_3，點 擊Add Curves按鈕，得到活塞關(guān)于Z軸的位移-速度-加速度曲線（如圖5.6）?；钊\動的 速度是一條正弦曲線

34、，符合活塞運動的實際情況，活塞的節(jié)點運動圖像也是正弦曲線。 USTC 軒 IW ▼ Nm- 去■x*l± i " .91 .kill 1 2 k 7 = 1 Hu S ■ - l 銜 li ■汀:L-J bl Pt 1 - □uiPte Fftr 圖5.6活塞關(guān)于Z軸的位移-速度-加速度曲線 £iif 0w Istia DM:- O ■ 4、 1 Mb X

35、A r < 2iB B a 夕 # 沈陽理工大學課程設計 # 沈陽理工大學課程設計 （7）右鍵選擇曲軸，點擊 Measure命令，Characteristic中選擇CM position，即曲軸 # 沈陽理工大學課程設計 的中心點的位移，Component中選擇Z軸，點擊OK，出現(xiàn)曲軸關(guān)于Z軸方向上的位移 曲線(如圖5.7)。 圖5.7曲軸關(guān)于Z軸上的位移曲線 (8) 同上步，Characteristic中選擇CM velocity，即曲軸的中心點的速度，點擊 OK， 出現(xiàn)曲軸關(guān)于Z軸上的速度曲線(如圖5.8)。

36、 圖5.8曲軸關(guān)于Z軸上的速度曲線 同上步，Characteristic中選擇CM acceleration,即活塞的中心點的加速度，點 26 沈陽理工大學課程設計 擊OK，出現(xiàn)活塞關(guān)于Z軸上的加速度曲線（如圖5.9） 圖5.9曲軸關(guān)于Z軸上的加速度曲線 27 沈陽理工大學課程設計 # 沈陽理工大學課程設計 (10)點擊Plotting圖標 ，進入 ADAMS/Post Processor程序，在 Measure列表 中選擇 Part1_MEA_1，點擊 Add Curves 按鈕，再選擇 Part1_MEA_2 和 Part1_

37、MEA_3， 點擊Add Curves按鈕，得到活塞關(guān)于Z軸的位移-速度-加速度曲線（如圖5.10）。曲軸運 動的速度是一條正弦曲線，符合曲軸運動的實際情況，曲軸的節(jié)點運動圖像也是正弦曲 -HIV 44i a -Iff 9 -rrLC h ;皿 rikii 逮他□ 81 SU^HHE-a 卡 I吐碾 前EE召芹 蔬 te-3^ ，工二?亡.】? . at ire Ttr^ll 2.D2 :C3 U4 J C'E- 3 1 4"戸導 Ldv-1 ；jf Dda. Pith E n.Jjrnn P&fiuLzs_l HMU1.

38、C9 1 '-'BMVIfr ■ di - & — “ ri 二 E 石上:■ f - fl 口k 2 I - -■dd 1 jT.'iM； -jii: 口Cmfi F p S5VW CarGl_l_BZi_l MTnlT x kl a # 沈陽理工大學課程設計 # 沈陽理工大學課程設計 圖5.10曲軸關(guān)于Z軸的位移-速度-加速度曲線 # 沈陽理工大學課程設計 結(jié)束語 1課程設計的主要工作 本課題要求對曲柄連桿機構(gòu)的建模，裝配和仿真，通過閱讀一些科技文獻，對CA

39、TIA 在汽車設計方面做了詳細的研究，發(fā)動機是汽車的心臟，曲柄連桿機構(gòu)在發(fā)動機中起到 了非常重要的作用，利用 CATIA軟件對曲柄連桿機構(gòu)進行設計，選用軟件中的機械設 計中零部件設計模塊進行三維建模，所畫圖形一目了然；用線框與線條模塊進行曲面設 計，所做圖形清晰流暢；最后用 ADAMS對曲柄連桿機構(gòu)進行運動學仿真，得到的曲線 一目了然的反映了運動過程。 2課程設計中存在的不足 由于能力有限，在設計過程中，對于精度等方面略顯不足。由于時間比較倉促，曲 柄連桿機構(gòu)選用單缸，動力會不足。 28 沈陽理工大學課程設計 參考文獻 [1] 江洪，李仲興，陸利鋒.CATIA基礎(chǔ)教程.北京：機械工業(yè)出版社，2005.11 （2011.1重 ?。? [2] 陳家瑞.汽車構(gòu)造（上冊）.北京：機械工業(yè)出版社.2009.2 （2011.1重?。? [3] CHEN KE. MSC.ADAMS BASIC TRAINING AND EXAMPLES [4] 李增剛.ADAMS入門詳解與實例.北京：國防工業(yè)出版社.2006.4 ⑸ 朱新濤.CATIA V5機械設計從入門到精通.北京：機械工業(yè)出版社.2011.7 29