关于CAD_CAE_CAM技术的曲柄连杆机构设计方法研究_商跃进.pdfVIP

( ) 第 2 期 总第 408 期 2008 年 2 月 　　　　　　　　　　内燃机车 　　　　　　　　　　　　 计算机应用 基于 CAD/ CAE/ CAM 技术的曲柄连杆 机 构 设 计 方 法 研 究 商跃进 , 曹 茹 , 赖文烨 (兰州交通大学 机电工程学院 , 甘肃 兰州 730070) 　　摘要 : 探讨了基于 CAD/ CAE/ CAM 技术进行曲柄连杆机构设计的方法及其实现过程 。首先进 行实体建模和虚拟装配 ,得到曲轴连杆机构的分析模型 ;然后利用所建模型进行运动学和动力学 仿真 ,并用动力学仿真得到的数据对连杆进行有限元分析 ;最后对连杆本体进行模拟加工 。研究 结果表明 ,在曲柄连杆机构设计中引入 CAD/ CAE/ CAM 技术可以大大缩短产品开发周期和节约开 发费用 。 关键词 : 曲柄连杆机构 ; CAD/ CAE/ CAM ; 有限元 ; 仿真 中图分类号 : TP3917 　　文献标识码 : B 　　文章编号 : 2008) 成 12V180ZJ 型柴油机的连杆体 、曲轴 、连杆盖 、活 1 　引言 塞 、螺栓 、轴瓦等零件的三维建模 ,如图 1 —图 3 所 柴油机是内燃机车的核心部件 ,随着内燃机车 示 。将各零件的实体模型引入 U G 装配环境 ,按零 向高速 、大功率方向的发展 ,对其设计要求越来越 件的装配次序 , 完成各零件的定位和装配即可生 高 。如何在柴油机零部件设计过程中引入现代设 成曲柄连杆机构的装配模型 ,如图4 所示 。 计方法成为亟待解决 的问题 。为此 , 本文针对 CAD/ CAE/ CAM 技术在柴油机 曲柄连杆机构设计 中的应用进行了研究 。 一般认为 ,CAD 指实体建模和虚拟装配 , 即利 用计算机技术进行几何设计 。CAE 指基于 CAD 所 建的几何模型 ,利用计算机进行模拟分析和计算 。 CAM 包括工艺设计 、数控编程及加工仿真 。随着 图 1 　活塞 计算机在制造业中的应用 ,CAD/ CAE/ CAM 技术越 　 来越引起关注 。 2 　曲柄连杆机构 CAD 设计 利用 CAD 软件 U G NX30 中的建模命令 ,可完 　　收修回稿 日期 : ( ) 图2 　连杆体 作者简介 : 商跃进 1969 — , 男 , 河北南皮人 , 副教授 , 硕 　 士 。 © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. ( ) 第 2 期 总第 408 期 商跃进 等 : 基于 CAD/ CAE/ CAM 技术的曲柄连杆机构设计方法研究　　　　　　　　　 19 　 图3 　曲轴 　 图6 　活塞质心位置变化 　 图4 　曲柄连杆机构 　 3 　曲柄连杆机构 CAE 设计 3 . 1 　曲柄连杆机构运动仿真分析 由于 12V180ZJ 型