发动机连杆的三维建模

赵生莲

摘要：通过参数化建立了发动机连杆的三维模型，可以避免预处理建模的重复工作，大大提高建模的效率，以降低成本。

关键词：参数化，发动机连杆

1 Pro/E简介

Pro/E是由美国PTC公司研制的一种集CAD/CAM/CAE于一体的三维系统。本文从Pro/E出发，突破了传统CAD/CAM/CAE的思维方式，对CAD/CAM/CAE技术的发展起到了积极的促进作用。Pro/E包含26项功能，这些功能能解决绝大部分用户的需要。经过不到三十年的发展，该软件已经被应用于各个行业，例如机械行业、模具行业、电子行业以及通讯行业、工业设计、宇航工业等等。专业性的制造、模具开发、工程图制作、结构解析等多种功能于一体的综合性三维产品开发软体。在此基础上，将各模型的大小作为一个变量，对其进行修正，使相应的实体模型根据其大小的改变而自动形成一个新的实体。

2 参数化建模

参数化建模利用了模型的尺寸特性、材料特性等参数，这与直接建模的方法不同，参数化的建模方法并没有采用一定的数据，而是采用了多种参数。在建立模型之前，首先要确定各参数的初始值，然后在建立模型时，对不同部位的参数赋予了不同的定义，并将相应的参数表示为相应的参数。参数化模型可以方便地进行后期的模型修正，只需要在模型建立之前对参数进行修改，然后再进行模型的重构。

首先绘制草图，先绘制连杆大头和小头，之后再绘制其杆身。

将连杆大头和小头绘制完成后，进行凸台拉伸处理。在绘制连杆小头的时候，需要分段来画圆，以保证后面进行有限元分析时保证连杆小头孔内壁有180°的面和120°的面。进行拉伸时采用两侧对称。之后进行连杆杆身的建模，杆身的拉伸深度不能大于之前连杆大头和小头的深度。然后再在连杆杆身画出需要切除的凹槽图形，进行拉伸切除，然后可以用镜像来处理，杆身就能出现两个凹槽。再在连杆大头处两端进行螺栓孔的打孔，在两端量好尺寸，找到需要切除的部位之后，进行切除处理，切除时直接将其贯穿。最后进行连杆的圆角，倒角等处理，使连杆整体更加美观，立体。

之后绘制连杆盖。拉伸时也可采用两侧拉伸，先画出与连杆大小相等的半圆形，进行拉伸，拉伸的深度与连杆大头深度相同。之后再补上和连杆杆身大小的部位，进行拉伸，拉伸深度与连杆杆身相同，然后两端打孔，切除出螺栓孔，注意螺栓孔的部位要与连杆大头的部位相差无几，最后进行圆角等处理。

轴瓦的模型建立相对较为简单，只需画出半圆环拉伸即可，不做过多叙述。之后再将这些零部件全部装配在一起。

赵生莲，攀枝花学院讲师   

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装配时，用到线与线之间的装配，若面与面装配，可能会装配出错。其三维模型如图1所示。

图1连杆三维模型

3结束语

通过参数化建模方法，建立了发动机连杆三维模型，该方式建立的连杆三维模型可以在改变关键参数的基础上改变连杆的尺寸和形状，从而避免预处理建模的重复工作，大大提高分析的效率，以降低成本。

参考文献

[1]黄浩，刘明亮，龚明成，等.基于有限元的某机型连杆结构分析[J].内燃机.2018(06).

[2]白曙.工作状态下连杆的疲劳强度计算[J].柴油机设计与制造.2017,23(04).

[3]张勇，秦金龙，孟天等.某汽油机曲柄连杆机构多体动力学仿真[J].重庆理工大学学报(自然科学).2018,32(11)