【正文】 （ 7）單擊 OK 按鈕，關(guān)閉對(duì)話框，并返回到定義材料模型屬性窗口，在此窗口的左邊一欄參考號(hào)為 1 的材料屬性下方出現(xiàn)密度選項(xiàng)。如圖 所示。 （ 7）從實(shí)用菜單中選擇 Utility Menu:Plot Repot 命令，指定標(biāo)題 static analysis of a gear 將顯示在圖形窗口的左下角。通過(guò)應(yīng)用凸輪廓線方程得到氣門(mén) M 的位移曲線 ,從而得到 X 的方程式 ,代入動(dòng)力學(xué)方程式可得到凸輪在不同轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)的幾條載荷曲線 , 由曲線圖 [21]可知 , 當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)速為 n =20xx rad /min時(shí) ,氣門(mén)所受到的最大載荷 ,即氣門(mén)的落座力為 F = 2636. 8N。它的密度為 7900kg/m3 ,柏松比 u 為 0. 3, 彈性模量 E 為 210GPa, 切變模量 G 為 81GPa,室溫下的 σ b = 885Mpa[19]。 排氣門(mén)的有限元分析 氣門(mén)是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要零件之一 ,它既是燃燒室的組成部分 ,又是氣體進(jìn)、出燃燒室的通道 ,工作時(shí)需承受較高的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷 ,尤其是排氣門(mén) ,由于經(jīng)常受到高溫燃?xì)獾臎_刷 ,因而易產(chǎn)生漏氣、腐蝕與燒損等現(xiàn)象 ,工作條件也就更為嚴(yán)酷。本次設(shè)計(jì)采用的就是這種方法。所以，問(wèn)題的關(guān)鍵是如何把這兩個(gè)軟件結(jié)合起來(lái)，將 Pro/E 中生成的模型完整地導(dǎo)入到 ANSYS 中去，進(jìn)而完成所需的有限元分析。 （ 4） ANSYS Toolbar（工具條窗口）允許用戶自定義一些按鈕來(lái)執(zhí)行一些 ANSYS命令或者函數(shù)，安裝時(shí) ANSYS 已經(jīng)默認(rèn)定義了一些按鈕執(zhí)行相 應(yīng)的功能。它是第一個(gè)通過(guò)了 ISO9001 質(zhì)量認(rèn)證的大型分析設(shè)計(jì)軟件，是美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)（ ASME）、美國(guó)核安全局 (NQA)及近 20 種專業(yè)技術(shù)協(xié)會(huì)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)分析軟件，在我國(guó)， ANSYS 軟件第一個(gè)通過(guò)了中國(guó)壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員的認(rèn)證，并在國(guó)務(wù)院 17 個(gè)部委推廣使用。由于有限元法計(jì)算精度高、適應(yīng)性強(qiáng)、計(jì)算格式規(guī)范統(tǒng)一，有限元的計(jì)算結(jié)果已經(jīng)成為各類工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和性能分析的可靠依據(jù)。 圖 加入滾軸 （ 10）接下來(lái)再把進(jìn)氣門(mén)組裝到進(jìn)氣搖臂上，過(guò)程也和上面類似，得到圖 所示。 圖 “ 新建 ” 窗口 圖 選擇“單位類型 ” （ 2）點(diǎn)擊確定后在菜單上面點(diǎn)擊 “ 插入 ” 命令，接著在點(diǎn)擊 “ 元件 ” 命令，彈出“ 裝配 ” ，然后打開(kāi)自己所保存的零件圖，如圖 所示。 畫(huà)出 齒帶 的草繪圖， 掃描軌跡， 得到圖 所示。 圖 從動(dòng)齒輪圓柱的草繪圖 43 畫(huà)出 軸孔的 草繪圖， 拉伸去材料， 得到圖 所示。 圖 驅(qū)動(dòng)齒輪的軸孔草繪圖 畫(huà)出 鍵槽 的草繪圖， 拉伸去材料， 得到圖 所示。 (a) (b) 圖 排氣搖臂步驟組 (a) (b) (c) (d) 37 (e) (f) 圖 排氣搖臂圖組 （ 2） 按上述步驟完成排氣搖臂軸的建模 其他零件建模 滾輪建模 如圖 所示，過(guò)程見(jiàn) 圖中 左側(cè)的步驟。 圖 拉伸 （ 2）對(duì)軸的內(nèi)部打通孔，目的是進(jìn)行潤(rùn)滑作用，如圖 所示 。 28 圖 （ 1）在畫(huà)頂氣門(mén)的一側(cè)，具體的過(guò)程按照以一個(gè)為基準(zhǔn)的原則，在其基礎(chǔ)上一步一步的畫(huà)出草圖在進(jìn)行拉伸、旋轉(zhuǎn)或去除材料，每一步都要結(jié)合著尺寸耐心的去畫(huà)，以達(dá)到如圖 （ a）（ b）（ c）（ d）（ e）組所示的效果。 25 圖 孔草繪 圖 凸輪軸 三維圖 搖臂的建模 進(jìn)氣搖臂的建模 （ 1）運(yùn)行 Pro/E。 （ a） 22 （ b） （ c） 圖 凸輪軸三維圖組 （ 1）整體凸輪軸的大體樣子已經(jīng)畫(huà)出來(lái)了，下面接著對(duì)凸輪軸兩側(cè)進(jìn)行打孔，選擇 圖標(biāo)進(jìn)行打孔，點(diǎn)擊 圖標(biāo)，進(jìn)行草繪孔，按照二維圖畫(huà)出草繪圖，如圖 所示。 氣門(mén)傳動(dòng)組設(shè)計(jì)中需注意的問(wèn)題 氣門(mén) 傳動(dòng)組中的每一個(gè)零件都對(duì)配氣機(jī)構(gòu)起到十分重要的作用，因此在畫(huà)每一個(gè)圖形的時(shí)候都仔細(xì)核對(duì)尺寸，以免在進(jìn)行裝配的時(shí)候產(chǎn)生約束，并對(duì)每一個(gè)零件進(jìn)行實(shí)體模型的比對(duì)，以免出現(xiàn)不必要的錯(cuò)誤。 （ 5）再用同樣的方法為其他控制點(diǎn)輸入螺距值，最終生成的螺距曲線如圖 所示 。 （ 6）在 “草繪視圖 ”菜單管理器中單擊 “缺省 ”命令，進(jìn)入草繪環(huán)境。 圖 菜單管理器 圖 切剪 （ 8）在如圖 所示的 “ 剪切：螺旋掃描 ” 對(duì)話框中單擊【確定】按鈕，完成螺紋的創(chuàng)建。 (a) (b) 圖 螺旋掃描 （ 2）在 “ 屬性 ” 菜單管理器中依次單擊 “ 常數(shù) ”→“ 穿過(guò)軸 ” →“ 右手定則 ” →“ 完成 ” 命令，系統(tǒng)彈出 “ 設(shè)置草繪平面 ” 菜單管理器，如圖 所示 。 圖 排氣門(mén)三維圖 其他零件建模 墊圈的建模 畫(huà)圖的過(guò)程比較簡(jiǎn)單，在這就不做仔細(xì)的描述，畫(huà)完的圖形如圖 所示。 圖 進(jìn)氣門(mén)三維圖 2 （ 3）最后畫(huà)出了進(jìn)氣門(mén)的三維視圖，對(duì)其進(jìn)行保存，如圖 所示。單擊“文件”工具欄中的新建工具，彈出“新建”對(duì)話框，如圖 所示。 課題研究的主要方法 收集有關(guān)微型乘用車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的相關(guān)資料。 （ 2）對(duì)于裝配件導(dǎo)入后，各零件間位置關(guān)系并不能 符合要求，容易造成分屬不同零件的點(diǎn)線的合并而改變各零件裝配關(guān)系。使用該軟件，能夠降低設(shè)計(jì)成本，縮短設(shè)計(jì)時(shí)間。 （ 4）支持大型、復(fù)雜組合件的設(shè)計(jì)（規(guī)則排列的系列組件，交替排列， Pro/Program 3 的各種能用零件設(shè)計(jì)的程序化方法等）。 Pro/E 及 ANSYS 的簡(jiǎn)介 Pro/E 的現(xiàn)狀及功能特點(diǎn) Pro/Engineer 是由美國(guó) PTC（ Parametric Technology Corporation） 公司開(kāi)發(fā)研制的三維數(shù)字化設(shè)計(jì)、分析及制造軟件。目前除試驗(yàn)方法觀察機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)性能和研究機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)之外，運(yùn)用力學(xué)方法建立配氣機(jī) 構(gòu)的力學(xué)模型，用計(jì)算 2 機(jī)進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬研究已顯示出非常突出的優(yōu)越性。最大限度的降低有害氣體的 排放量。 全套 圖紙，加 153893706 關(guān)鍵詞： 配氣機(jī)構(gòu)； Pro/E；建模 ； ANSYS；有限元分析 Ⅱ ABSTRACT This paper introduced the relevant knowledge of miniature car valve train of engine based on Pro/E and the analysing of miniature car valve train of engine based on summaried of the current miniature car valve train of engine manufacturing technology and development the understanding of the using performance, working conditions, structure, the technical requirements, the author drew graphic model of the valve train with Pro/E and assembled of the valve train of the process of finite element analysis,it applied ANSYS that popular software of finite element the Pro/E threedimensional modeling,it inport this model into the ANSYS software to recent years, with the popularization of puter technology and the continuous improvement of puting speed ,finite element analysis in engineering design and analysis has been more and more attentioned,it has became an effective way that solving plex puting problem of engineering analysis,it has an importan actual application value in the on the above description,we can know that the design can improve manufacturing efficiency,save labor and productive resources in theory,it can speed up the production process of automobile enterprises and the process of manufacture,the Pro/E can binate with the ANSYS to shorting the traditional development cycle than AutoCAD design and increases the production level. Key words： valve train； Pro/E； ThreeDimensional Map； ANSYS； Finite Element Analysis 目 錄 摘 要 .................................................................................................... I ABSTRACT .............................................................................................. II 第 1 章 緒 論 .......................................................................................... 1 選題背景 ................................................................................................................. 1 國(guó)內(nèi)外發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì) ..................................................................... 1 國(guó)內(nèi)外發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì) ........................................................... 1 Pro/E 及 ANSYS 的簡(jiǎn)介 ......................................................................................... 2 Pro/E 的現(xiàn)狀及功能特點(diǎn) .............................................................................. 2 ANSYS 的現(xiàn)狀及功能特點(diǎn) .......................................................................... 3 課題研究的主要內(nèi)容 ............................................................................................. 3 課題研究的主要方法 ............................................................................................. 4 第 2 章 氣門(mén)組零件的建模 ....................................................................... 5 概述 ........................................................