曲柄連桿機構(gòu)運動學(xué)仿真

沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書學(xué)院汽車與交通學(xué)院專業(yè)車輛工程學(xué)生姓名班級學(xué)號課程設(shè)計題目曲柄連桿機構(gòu)運動學(xué)仿真（1缸）要求：1 掌握應(yīng)用CATIA軟件進(jìn)行三維建模的能力，模型建立要正確。2. 掌握應(yīng)用ADAMS軟件進(jìn)行運動學(xué)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(jìn)行分析及說明。4. 課程設(shè)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(wù)：應(yīng)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(xué)分析，并完成課程設(shè)計說明書。工作計劃：應(yīng)用CATIA軟件作為設(shè)計工具，完成曲柄連桿機構(gòu)的建模，并利用ADAM進(jìn)行曲柄連桿機構(gòu)運動學(xué)分析。要求正確完成曲柄連桿機構(gòu)的建模，并將 模型導(dǎo)入到ADAM中完成運動學(xué)分析。對分析結(jié)果進(jìn)行必要的說明。進(jìn)度安排：1、 理解題目要求，查閱資料，學(xué)習(xí)軟件，確定設(shè)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(xué)仿真3天4、說明書撰寫1天5、答辯1天指導(dǎo)教師：201年 月曰專業(yè)負(fù)責(zé)人：201 年 月曰學(xué)院教學(xué)副院長：201 年 月曰1緒論錯誤！未定義書簽。1.1 CATIAV5軟件介紹 錯誤！未定義書簽。1.2 ADAM軟件介紹錯誤！未定義書簽。1.3 SMDESIGNE嗽件介紹 錯誤！未定義書簽。1.4本次課程設(shè)計的主要內(nèi)容及目的 錯誤！未定義書簽。2曲柄連桿機構(gòu)的建模 錯誤！未定義書簽。2.1活塞的建模 錯誤！未定義書簽。2.2活塞銷的建模 錯誤！未定義書簽。2.3連桿的建模 錯誤！未定義書簽。2.4曲軸的建模 錯誤！未定義書簽。2.5汽缸體的建模 錯誤！未定義書簽。3曲柄連桿機構(gòu)的裝配 錯誤！未定義書簽。3.1將各部件導(dǎo)入CATIA裝配模塊并利用約束命令確定位置關(guān)系 錯誤！未定義書簽4 曲柄連桿機構(gòu)導(dǎo)入ADAMS錯誤！未定義書簽。4.1曲柄連桿機構(gòu)各個零部件之間運動副分析 錯誤！未定義書簽。4.2曲柄連桿機構(gòu)各個零部件之間運動副建立錯誤！未定義書簽。4.3曲柄連桿機構(gòu)導(dǎo)入 ADAMS 錯誤！未定義書簽。5曲柄連桿機構(gòu)的運動學(xué)分析 錯誤！未定義書簽。結(jié)束語錯誤！未定義書簽。參考文獻(xiàn)錯誤！未定義書簽。II沈陽理工大學(xué)課程設(shè)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(shè)計、工業(yè)設(shè)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(shè)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(shè)計部門之間的協(xié)同設(shè) 計功能而且還可以提供企業(yè)整個集成的設(shè)計流程和端對端的解決方案。CATIA V5大量應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)，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(jìn)行設(shè)計的一個典范；波音 777客機則使用CATIA V5實現(xiàn)了無 圖紙設(shè)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(xì)的解決方案，而且具有先進(jìn)的開發(fā)性、 集成性及靈活性。CATIA V5的主要功能有：三維幾何圖形設(shè)計、二維工程藍(lán)圖繪制、復(fù)雜空間曲面 設(shè)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(shè)計及運動分析、標(biāo)準(zhǔn)零 件管理。1.2 ADAMS軟件介紹ADAMS 即機械系統(tǒng)動力學(xué)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(xué)理論中的拉格郎日方程方法，建立系 統(tǒng)動力學(xué)方程，對虛擬機械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)、運動學(xué)和動力學(xué)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(yù)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(yīng)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(jìn)行靜力學(xué)、運動學(xué)和動力學(xué)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)和多種接口，可以成為特殊行業(yè)用戶進(jìn)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(dá)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(kuò)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(shè)計和物理試驗的成本。SimDesigner for CATIA V5產(chǎn)品家族由創(chuàng)成式（Generativ產(chǎn)品系列、接口類產(chǎn)品 系列、垂直應(yīng)用產(chǎn)品系列和針對特定學(xué)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(jìn)行多學(xué)科綜合的特性評估，例如結(jié)構(gòu)線性、動力學(xué)、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(yīng)用類產(chǎn)品可以在 CATIA V5環(huán)境下進(jìn)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(dāng)前提供了三個產(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(shè)計的主要內(nèi)容及目的本次課程設(shè)計主要內(nèi)容：利用CATIA軟件中的零件設(shè)計模塊對曲柄連桿機構(gòu)的所有零件進(jìn)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(jìn)行裝配，最后利用 ADAMS軟件對曲柄連桿機構(gòu)進(jìn)行運動學(xué)仿真和分析。本次課程設(shè)計的主要目的：通過完成以上的內(nèi)容，對CATIA軟件零件設(shè)計模塊、裝配模塊和ADAMS軟件運動仿真及分析的應(yīng)用有了更加深入的了解，對軟件的操作更加熟練，最終達(dá)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?；钊睆?6mm,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(shè)計-零件設(shè)計，進(jìn)入繪制活塞的工作模塊(如圖2.1), 點擊平面圖標(biāo)并選XOY平面，將XOY平面平移400mm。圖2.1零件設(shè)計模塊(2) 點擊草圖圖標(biāo) 創(chuàng)并選平移后的平面，進(jìn)入草圖繪制模塊，點擊畫圓圖標(biāo)建圓，圓心坐標(biāo)為(0,0)，半徑為38mm。(3) 點擊退出工作臺圖標(biāo) 國退出草圖，點擊凸臺圖標(biāo)進(jìn)行拉伸，拉伸61mm。 選擇下底面并點擊草圖圖標(biāo)虱進(jìn)入草圖，點擊畫圓圖標(biāo) 期 建圓，圓心(0,0), 半徑35mm,點擊直線圖標(biāo)做一條過圓心的直線，再點擊平移圖標(biāo) I，將直線向兩側(cè)各平移15mm。丿夕I(5)點擊斷開圖標(biāo) ，將圓與兩條評議后的平行直線斷開，點擊快速修剪圖標(biāo) 將多余部分修剪掉(如圖2.2)圖2.2繪制凹槽輪廓點擊退出工作臺圖標(biāo)退出草圖，點擊凹槽圖標(biāo) 打凹槽，深度51mm。(7) 點擊草圖圖標(biāo)、并選XOZ平面進(jìn)入草圖，點擊畫圓圖標(biāo)-以(0，371.5)為圓心，半徑9mm建圓。(8) 點擊退出工作臺圖標(biāo)退出草圖，點擊凹槽圖標(biāo)”，選中鏡像范圍，向兩邊各拉伸38mm(如圖2.3)。探度：選擇：草裁斗第一制 類型：ZI厚反轉(zhuǎn)述強像矩圍反轉(zhuǎn)方向限制：輪廓曲両尺寸3&nni>4圍EiI丄涓定I J職洎I5沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計#沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計圖2.3打活塞銷孔#沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計2.2 活塞銷的建?；钊N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(shè)計-零件設(shè)計，進(jìn)入繪制活塞銷的工作模塊，點擊 平面圖標(biāo)并選XOZ平面，將XOZ平面平移-200mm。 點擊草圖圖標(biāo) 竺并選平移后的平面進(jìn)入草圖繪制模塊，點擊畫圓圖標(biāo) 二，以(0,0)為圓心，半徑9mm建圓。點擊退出工作臺圖標(biāo)：退出草圖，點擊凸臺圖標(biāo)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(shè)計-零件設(shè)計，進(jìn)入繪制連桿的工作模塊。凰OI(2) 點擊草圖圖標(biāo) 并選XOZ平面進(jìn)入草圖繪制模塊，點擊畫圓圖標(biāo)"，以(0,0)為圓心，做兩個同心圓，半徑分別為9mm，13.5mm，點擊退出工作臺圖標(biāo)退出草圖，點擊凸臺圖標(biāo) ，選中鏡像范圍，向兩邊各拉伸14mm。(3) 點擊草圖圖標(biāo) 竺并選平移后的平面進(jìn)入草圖繪制模塊，點擊畫圓圖標(biāo),以rh(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(biāo) 退 出草圖，點擊凸臺圖標(biāo)”，選中鏡像范圍，向兩邊各拉伸16mm。(4) 點擊草圖圖標(biāo) 耳并選XOY平面進(jìn)入草圖繪制模塊，點擊投影3D元素圖標(biāo) 呂 將兩同心圓柱體的輪廓線投影在 XOY平面，點擊雙切線圖標(biāo) “十做直徑為18mm和 43mm圓的切線，然后點擊斷開圖標(biāo) 亍將直徑為27mm與56mm兩圓和兩條切線在交 點處斷開，點擊快速修剪圖標(biāo) 夕將多余部分修剪掉。(5) 點擊退出工作臺圖標(biāo)退出草圖，點擊凸臺圖標(biāo) ，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(shè)計-零件設(shè)計，進(jìn)入繪制曲軸的工作模塊，點擊平面圖標(biāo)并選XOZ平面，將XOZ平面平移200mm。(2) 點擊草圖圖標(biāo)邑并選平移后的平面進(jìn)入草圖繪制模塊，點擊畫圓圖標(biāo),以(0,0)為圓心，半徑為20.5mm建圓。(3) 點擊退出工作臺圖標(biāo) 國退出草圖，點擊凸臺圖標(biāo) 拉伸28mm。 選擇圓柱體的一個底面并點擊草圖圖標(biāo) R進(jìn)入草圖，點擊畫圓圖標(biāo) ，分別 以(0,0)和(0,62)為圓心，33mm為半徑建圓，點擊雙切線圖標(biāo) /故兩圓的外切線，點擊 斷開圖標(biāo)超將相切圓和相切直線在切點處斷開，點擊快速修剪圖標(biāo)”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(biāo) ：退出草圖，點擊凸臺圖標(biāo) 拉伸20mm,選曲拐的另 感(*) I一平面并點擊草圖圖標(biāo) t進(jìn)入草圖，點擊畫圓圖標(biāo)*，以(0,62)為圓心，半徑為28mm建圓。點擊退出工作臺圖標(biāo)退出草圖，點擊凸臺圖標(biāo) f拉伸17mm，點擊鏡像圖標(biāo)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)定乂続俾鎮(zhèn)像元素：凸臺,3畫.1定|丄脈消要鏡像前對象：汀實任圖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(shè)計-零件設(shè)計，進(jìn)入繪制汽缸體的工作模塊，點擊平面圖標(biāo)并選XOY平面，將XOY平面平移1000mm。(2) 點擊草圖圖標(biāo)并選平移后的平面進(jìn)入草圖繪制模塊，點擊居中矩形圖標(biāo)，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(biāo)退出草圖，點擊凸臺圖標(biāo) ”拉伸362mm，選擇下底面nA0并點擊草圖圖標(biāo) j進(jìn)入草圖，點擊畫圓圖標(biāo) 匸于以(0,0)為圓心，半徑38mm建圓，點擊退出工作臺圖標(biāo) T退出草圖，點擊凹槽圖標(biāo) "，凹槽深度342mm,點擊草圖圖標(biāo) 感(*) Ii并選XOZ平面進(jìn)入草圖繪制模塊，點擊畫圓圖標(biāo) 7 以(0,738)為圓心，半徑20.5mm 建圓，點擊退出工作臺圖標(biāo) 凸退出草圖，點擊凹槽圖標(biāo)旦選擇鏡像范圍，凹槽深度 向兩側(cè)各50mm,點擊草圖圖標(biāo)并選YOZ平面進(jìn)入草圖繪制模塊，點擊投影 3D元素圖標(biāo)”將長方體的四個邊投影在 yoz平面上，點擊平移圖標(biāo)點擊平移圖標(biāo)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(biāo)整將平移后所得的直線在交點處斷開，點擊快速修剪圖標(biāo)”將多余的線修剪 掉，點擊退出工作臺圖標(biāo) 凸退出草圖，點擊凹槽圖標(biāo)虱選擇鏡像范圍，凹槽深度向兩側(cè)各50mm（如圖2.8）尺寸厚E制定義凹槽史mtn沒有選擇選擇：草圖-更事"；備定| d取消1 |第一限制 類型：畫橡范圍反轉(zhuǎn)方向限制：輪廓曲面圖2.8繪制汽缸體10沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計3曲柄連桿機構(gòu)的裝配3.1將各部件導(dǎo)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(shè)計-裝配設(shè)計，進(jìn)入裝配設(shè)計模塊(如圖3.1) 5- Pr-5KtljApplications丑垢曰旳呻乃怕M文博解弭應(yīng)國&>-.工貝対折宦口程時觀.遍帥.<倉r<帚闞宙畫11沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計#沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計Q7知令務(wù)”喘鰻翠牡手中令翌魚去田包酸因莎圖3.1裝配設(shè)計模塊，出現(xiàn)(2) 點擊現(xiàn)有部件圖標(biāo)再點擊裝配零件設(shè)計頁面左邊的選擇文件對話框(如圖3.2)。圖3.2文件選擇對話框（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(shè)計中所有曲柄連桿機構(gòu)的零部件（如圖3.3）。productl.7晟 htiosal (huosai.l.-iH3?liLiosaixido (huosaixiao.l)llidngn (lidiigdn.l) /qiganqtl (qijdiigti.l)iquhoufellurizu (qu4Kxifeilunzu. 1)LApplk：atbns1（4）點擊相合約束，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點擊操作圖標(biāo):：，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) 點擊操作圖標(biāo)-，將活塞移動到和活塞銷，連桿小頭差不多的軸線位置，點擊相合約束宀，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， 點擊操作圖標(biāo)-，將活塞銷和連桿小頭插入活塞銷孔內(nèi)（如圖3.6）o圖3.6活塞移動到適當(dāng)位置(7)點擊接觸約束圖標(biāo)，選擇連桿大頭和曲軸，選擇曲面接觸，點擊操作圖標(biāo)-，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16沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計#沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(8)點擊相合約束，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(biāo)塚，選擇曲軸和汽缸體上曲軸孔，選擇曲面接觸，點擊操作圖標(biāo) ,，選沿丫軸拖動，將汽缸體，活塞，活塞銷，連桿，曲軸飛輪組裝配成整體圖3.8汽缸體、活塞、活塞銷、連桿、曲軸裝配成整體(如圖3.8)。4 曲柄連桿機構(gòu)導(dǎo)入 ADAMS4.1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(biāo)，進(jìn)入到仿真運動平臺分析，開始-數(shù)字模型-SD MotionWOrkbench,點擊文件-打開，導(dǎo)入裝配零件(如圖4.1)圖4.1仿真運動平臺任何一個機械要實現(xiàn)當(dāng)初預(yù)設(shè)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(yīng)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。曲軸和汽缸體之間應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(biāo)*，在 Definition 中，F(xiàn)irst Component選擇曲軸，Seco nd Compo nent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 Direction。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。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(biāo)，將汽缸體定義為機架，固定在大地上點擊 Insert a translational joint圖標(biāo)，在 Definition 中,First Comp onent 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。(7) 點擊Simulate the current motion model圖標(biāo) "，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)。(8) 點擊Play SOM results圖標(biāo)，點擊開始按鈕，開始運動仿真，仿真運動結(jié)束,檢查無誤后，保存文件。圖4.3 Simulate中設(shè)置仿真參數(shù)(9) 點擊 Export the current motion model 圖標(biāo)菜單 Motion Model Export中選擇 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(dǎo)入ADAMS(1)點擊桌面上ADAMS快捷方式圖標(biāo)心3，在開始出現(xiàn)菜單中的Start in目錄選擇到保存*.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(dǎo)入。圖4.4文件導(dǎo)入對話框19沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計5曲柄連桿機構(gòu)的運動學(xué)分析圖5.1 ADAMS仿真界面(2)點擊運行圖標(biāo)，運行運動仿真，設(shè)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)圖5.2仿真參數(shù)的設(shè)置20沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計#沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(3) 右鍵選擇活塞，點擊 Measure命令，Characteristic中選擇CM position，即活塞的中心點的位移，Component中選擇Z軸，點擊0K，出現(xiàn)活塞關(guān)于Z軸方向上的位移曲線(如圖5.3)圖5.3活塞關(guān)于Z軸上的位移曲線(4)同上步，Characteristic中選擇CM velocity，即活塞的中心點的速度，點擊 0K，出現(xiàn)活塞關(guān)于Z軸上的速度曲線(如圖5.4)。-(75000-fi.O175C0C圖5.4活塞關(guān)于Z軸上的速度曲線(5)同上步，Characteristic中選擇 CM acceleration,即活塞的中心點的加速度，點擊0K，出現(xiàn)活塞關(guān)于Z軸上的加速度曲線（如圖5.5）圖5.5活塞關(guān)于Z軸上的加速度曲線點擊Plotting圖標(biāo)一，進(jìn)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，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H > 處 A 比 呂畫如亦y Ewaun白Eft：W#>Rau1-la_Lli： - Eitl_L_MHA_l22沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計Add DjvuToCijnenl PioCkdrPbolIn-depercfeni Ams:IXL Xl ) Bmi l m W Saw&t MeiMwetAlff 圖5.6活塞關(guān)于Z軸的位移-速度-加速度曲線 右鍵選擇曲軸，點擊 Measure命令，Characteristic中選擇CM position，即曲軸的中心點的位移，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)。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23沈陽理工大學(xué)課程設(shè)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24沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計#沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(10)點擊Plotting圖標(biāo)，進(jìn)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5.10）。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Pkrtna用底 DR1 E S #+ -_|PW_1Nisrre Fiw2CE-AW15E-A061 CE*OOfi sce-oos D D -t C-E-aDF -1 ci-AM -1 iE-flMjlUl j he-2CE-OOSJ* - :7礙T MJFm03f |QSEMJOfl佃（TLnsLnTme (setDm M-athMe*; Lie-ihrf：2C *Add Cuves工口2C*=ti 1 HEX 2Mrtl.l皿入-總Add Djyw I o CAJienf 眩GCWCCMedSUESwlE>xi4 1 心為 JChaiPlo4FBeiJn-di i :za *圖5.10曲軸關(guān)于Z軸的位移-速度-加速度曲線結(jié)束語1課程設(shè)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(xiàn)，對CATIA 在汽車設(shè)計方面做了詳細(xì)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(jìn)行設(shè)計，選用軟件中的機械設(shè) 計中零部件設(shè)計模塊進(jìn)行三維建模，所畫圖形一目了然；用線框與線條模塊進(jìn)行曲面設(shè) 計，所做圖形清晰流暢；最后用 ADAMS對曲柄連桿機構(gòu)進(jìn)行運動學(xué)仿真，得到的曲線 一目了然的反映了運動過程。2課程設(shè)計中存在的不足由于能力有限，在設(shè)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。25沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計參考文獻(xiàn)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 ?。? 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?。? CHEN KE. MSC.ADAMS BASIC TRAINING AND EXAMPLES4 李增剛.ADAMS入門詳解與實例.北京：國防工業(yè)出版社.2006.4 朱新濤.CATIA V5機械設(shè)計從入門到精通.北京：機械工業(yè)出版社.2011.726