基于SolidWorks的二次开发参数化的设计与开发Word下载.docx
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Keywords:
crankshaft,VB,SolidWorks,secondarydevelopment,parametric
前言
在汽车发动机的众多组成件当中，曲轴是发动机中最重要、载荷最重、工作环境最复杂、价钱最贵的零件之一，被喻为发动机的脊梁骨。
正确合理的四缸机曲轴设计对发动机运行性能有着重要的阻碍，但由于曲轴的生产要紧为主机配套，国内曲轴系列化、通用化和标准化程度很低，即便同一型号的四缸机曲轴，零件图纸的技术标准也可能各有不同，互不通用。
国内四缸机曲轴产品设计的混乱状况，给用户的利用选择带来了专门大困难[1]。
由此可见，依照发动机的工况条件及进展趋势，设计出一套列系列化、通用化的直列四缸发动机机曲轴，以供各式发动机设计匹配时选用，是发动机四缸机曲轴设计的以后之路。
第2章曲轴设计要紧参数的确信
曲轴是发动机中价钱最贵的重要零件。
其本钱大致占整机本钱的1/10。
曲轴经受着由缸内气体作使劲、往复惯性力和旋转惯性力引发的周期性转变的弯曲和扭转负荷[1]。
一样情形下，曲轴最多见的损坏缘故是弯曲疲劳。
归纳起来对曲轴设计要求有以下几个方面曲轴的设计要求:
①足够的疲劳强度，设计时专门要设法缓和应力集中现象，尽可能增强弯曲疲劳强度较弱的曲臂部份，选用适当材料或采纳必要的强化工艺方法。
②尽可能大的弯曲刚度和扭转刚度，以保证活塞连杆组和个轴承的靠得住工作，幸免产生严峻的扭振、纵振和横振。
为了提高弯曲刚度，最好是增加轴颈的直径，尽可能争取较大的轴颈重叠度和减小跨度。
为了提高扭转刚度，也需加粗轴颈和减小曲轴的总长。
可是由于曲柄销直径的加大不仅受到活塞拆装的限制，而且会因转动惯量的增加致使扭振固有频率降低，对扭振不利，因此应该要紧加粗主轴颈，并尽可能将曲柄销作成空心的。
一样的道理，应尽可能减小平稳块的重量和排除曲柄臂的肩部。
③应保证主轴承和曲柄销轴承有足够的承压面积和靠得住的润滑，轴颈具有良好的耐磨性。
为此要在曲轴及轴承材料的选择、制造工艺、降低轴承负荷及合理设计润滑油道等方面给与保证。
③尽可能采纳一般材料，如碳素钢或球墨铸铁，以降低制造本钱，采纳高合金钢材料，对应力集中比较灵敏，表面粗糙度要好，不然疲劳强度会下降，过渡区应应力不能集中。
上述这些要求之间是存在矛盾的。
保证曲轴有足够的疲劳强度是曲轴设计的首要问题。
曲轴各轴颈的尺寸还应知足轴承承压能力和润滑条件的要求。
另一方面，曲轴轴颈直径增加会使摩擦损失增加。
以下依照曲轴设计要求和体会公式对曲轴部份参数进行校验对照。
曲轴设计参数取值范围的确信
主轴颈直径d1
从理论上讲，主轴径经受力要比曲柄销小一半，但为了提高整根曲轴的刚度，一样设计要求d1>
d2,柴油机取d1/D=～,汽油机取d1/D=～一样取值在体会公式范围内偏高，主轴径直径偏大。
主轴颈宽度L1
一样体会数值柴油机为L1/D=～，汽油机为L1/D=～一样为提高曲轴整体刚性，中间主轴颈比其余的宽一些，一样取值应低于正常值，但因主轴颈经受载荷比曲轴柄低一半，相对照压要低得多，一样可不能有太大阻碍。
曲柄销直径d2
d2越大，可经受扭矩大，发动机功率越大。
但d2增大，那么会致使拆卸困难。
d2增大，那么曲轴转动惯量越大，易产生共振。
d2增大，假设曲臂薄，那么易产生应力集中。
d2增大，圆周速度增加，连杆瓦易磨损烧伤。
基于以上缘故，高速柴油机的体会数据d2/D=～，汽油机的体会数据
d2/D=～关于发动机应在体会公式范围内，一样取值偏低。
曲柄销长度L2
比压要知足P=PzJID2/4d2L2
L2/d2要适当，从理论上L2/d2=时，承载能力最大，但实际中考虑设计紧凑性和其他相关零部件要求，一样L2/d2应在～范围内。
曲柄臂的宽度（b）和厚度（h）
由曲柄臂受力﹠=6M/bh来分析，曲柄臂厚h尽可能大一些，以降低﹠，一样体会h/D=～，而宽度b相对阻碍小一些，但也适当大些，以降低﹠。
最后确信的曲轴各要紧部份的参数如表所示：
发动机种类
主轴颈
连杆轴颈
曲柄臂
轴颈过渡圆角r/D
直径d1/D
长度L1/D
直径d2/D
长度L2/D
厚度h/D
汽油机
～
柴油机
表曲轴各相对尺寸（与缸径D的比值）
然后，依照汽车工程手册，确信各尺寸参数之间的关系。
现在需要注意：
①多缸机四缸机曲轴各连杆轴颈等长，而各主轴颈那么不必然等长。
但只要轴承的承载能力许诺，仍宜采纳等缸距，即中间几个主轴颈等长，本设计即采纳的是等缸距。
因为主轴径等长便于采纳内铣等先进的加工方式。
②主轴颈直径d1一样都比连杆轴颈直径d2略微大一些，一样d1=～d2。
③从滑动轴承形成的承压油膜的条件考虑，四缸机曲轴长径比L/d以为佳（L为轴承的有效宽度）。
④四缸机曲轴的重叠度△=（d1+d2）/2–R（R为曲柄半径），若是主轴径和连杆轴颈不重叠，△值为负值。
另外需要说明的是，关于直列四缸发动机，汽缸的直径D取值有必然范围,一样情形下取70～110mm，直列四缸柴油机的功率输出较大，，但可不能超出太多。
第3章四缸机曲轴模型二次开发驱动原理
二次开发技术的研究
二次开发的策略
目前二次开发的策略要紧有三种:
依照必然的开发环境与工具对平台中CAD/CAM软件库中的各类CAD/CAM软件进行开发。
①通用、标准的二次开发内容，应该由国家行业统一组织开发，或由有能力的大企业集团、软件公司作为商品开发，以后能够上市场，便于企业选用，避免重复开发。
②过去已开发的功效要推行。
有问题的要组织解决，避免重复开发并通过开发慢慢完善各类标准。
②基于必然的CAD/CAM系统支持环境及所提供的开发环境与工具对平台CAD/CAM软件库中要求的某些类零件进行开发。
而部份功能零件直接或间接利用平台中提供的能。
③利用这种策略开发人员无需一切从头开始，综合应用软件重用技术与思想和方式进行开发。
本文研究开发采纳的是最后一种开发策略[2]。
设计计算系统开发工具的选择
VisualBasic是Microsoft公司于1991年推出的Windows应用程序开发工具，从全然上改变了传统的程序设计模式，大大简化了应用程序设计。
VisualBasic采纳面向事件和面向对象的程序设计机制，是一种进化了的程序设计系统。
它改变了以往的程序设计环境，使程序员只需要花很少的时刻来编写程序界面，而把更多的时刻集中在要解决的问题上。
基于VisualBasic所开发的模块属于外挂式模块。
VB开发能够充分利用宏记录功能。
而且利用VB创建窗体方便，很容易编制出直观、友好的程序界面。
而且，用VB进行二次开发调试比较容易、开发周期相关于VC开发短。
可是，VB开发的exe程序与SolidWorks结合不如VC++开发的DLL插件模块结合紧密，相较之下运行速度较慢。
可是用VB编写程序更易，开发界面直观，而且提供了大量的ActiveX控件支持，减轻了程序员的开发负担[3]。
综合上述因素，论文采纳VB进行二次开发。
三维建模系统开发工具的选择
就目前国内状况而言，大多数CAD二次开发都是以AutoCAD基础，但Aut0CAD有许多不足地址，如它的三维建模手腕弱。
UG、Pro/E、CATIA大型软件尽管提供了VC++的开发方式和接口，但开发起来比较困难。
SolidWorks是一套基于Windows的CAD桌面集成系统,是由美国SolidWorks公司在总结和继承了大型机械CAD软件的基础上,在Windows环境下实现的第一个机械三维CAD软件。
SolidWorks的大体特性与以前的桌面CAD机械设计系统相较较具有以下特性：
具有壮大的实体建模功能和直观的Windows用户界面；
（1）具有独特的特点治理员历史树；
（2）双向关联的尺寸驱动机制；
（3）提供了VB、VBA（宏记录）、VisualC++、Delphi等支持OLE（ObjectLinkingand
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