全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設計大賽全國總決賽一等獎PPT課件

1、調研定位 設計背景：設計背景： 隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展，工業(yè)化程度不斷提高，工程機械的應用越來越廣泛。國家相關政策提出了建設“環(huán)境友好型、資源節(jié)約型”社會的要求。同時，現(xiàn)代社會中，簡約、高效成為人們追求的目標。 此外，液壓驅動技術的應用越來越廣泛，液壓動力車也逐漸興起，但是現(xiàn)有的發(fā)動機只能單一輸出機械動力，不能直接輸出液壓動力，液壓動力轉化繁瑣。這一問題迫切需要得到解決。 設計定位：設計定位：設計一款能夠提高工作效率，并且能夠盡快投入生產(chǎn)的新型發(fā)動機，其具有以下特點： 1、機械液壓，雙元供能 2、柔性動力，安全可靠 3、高效節(jié)能，結構緊湊第1頁/共30頁設計流程設計流程 系統(tǒng)設計 工業(yè)設計、原理

2、設計、系統(tǒng)化分 三維設計 整體效果圖、爆炸圖、細節(jié)圖、運動展示 工程分析及仿真 干涉檢查、有限元分析、質量分析、BOM表、裝配關系 工程圖 模具設計 數(shù)控編程第2頁/共30頁工業(yè)設計設計思路： 工業(yè)設計以提高人們生活水平，提升人們生活品位為目的。鑒于發(fā)動機是一種功能實用性產(chǎn)品，因此我們的設計主要側重于結構創(chuàng)新，造型的設計以機構為基礎，為功能服務。造型設計： 一體化殼狀結構設計，簡潔美觀，即對機械結構有一定的保護功能，又可以避免人們誤接觸造成危害，安全可靠。第3頁/共30頁整體圖整體圖內部圖模型樹第4頁/共30頁爆炸圖爆炸圖爆炸圖爆炸動畫零件數(shù)目統(tǒng)計報告第5頁/共30頁細節(jié)圖細節(jié)圖將氣缸蓋、機體

3、、過渡體等部分零件剖開的內部細節(jié)圖第6頁/共30頁噴油泵總成齒輪噴油泵總成齒輪n1凸輪軸齒輪n2曲軸齒輪n3傳動比n1:n2:n3=1:1:2曲軸旋轉兩周，凸輪軸旋轉一周，完成一次做功。齒輪系第7頁/共30頁發(fā)動機點火順序1-5-3-6-2-4 曲軸的形狀和曲拐的相對位置是嚴格按照氣缸數(shù)和點火順序設計的。 凸輪軸的設計滿足氣門的工作順序和配氣相位。配氣機構第8頁/共30頁風扇 氣缸蓋 機體曲軸第9頁/共30頁活塞連桿柱塞泵平動體單向閥導桿 導滑支撐體 創(chuàng)新機構 曲軸的旋轉運動分解為連桿的豎直往復運動和平動體的左右往復運動。 連桿下端與柱塞組成平動凸輪機構，將連桿的上下往復運動轉化成柱塞的往復運

4、動，為輸出液壓提供動力。第10頁/共30頁運動展示運動展示 運動仿真動畫 主要運動機構第11頁/共30頁干涉檢查干涉檢查干涉檢查報告裝配體中無干涉的紅亮顯示第12頁/共30頁有限元分析有限元分析 飛輪有限元分析圖 飛輪分析： 材料： 飛輪內圈：HT250 飛輪齒圈：40 C r 配合：500H7/r6 結果：最大應力值71MPa 40Cr屈服極限560MPa 結論：飛輪強度滿足要求 飛輪視頻第13頁/共30頁 連桿裝配體受力分析連桿分析： 材料： 連桿40Cr 受力：頂部活塞處受11890N 的簡化力。 約束：在與滑履接觸處受固定約束 結果：最大應力369MPa 屈服力560MPa 結論：分析

5、顯示連桿滿足強度要求 連桿受力視頻第14頁/共30頁質量分析質量分析發(fā)動機物理屬性分析，方便設計評估第15頁/共30頁BOM表表第16頁/共30頁裝配關系裝配關系第17頁/共30頁 挺柱和推桿：球面同心配合 凸輪軸和挺柱：凸輪接觸配合 凸輪軸挺柱推桿裝配關系第18頁/共30頁工程圖工程圖 搖臂座零件圖第19頁/共30頁 裝配圖第20頁/共30頁模具設計模具設計針對風扇做注塑模具設計 分模前分析第21頁/共30頁模具爆炸圖 澆注系統(tǒng) 型芯冷卻系統(tǒng) 型腔 模具分模視頻第22頁/共30頁數(shù)控分析數(shù)控分析針對模具型芯做了數(shù)控編程刀路仿真視頻刀具路徑數(shù)控加工工藝：1、63R6的刀粗加工； 2、32R16

6、的刀半精加工；3、20R10的刀清角； 4、32R16的刀精加工；5、16R8的刀清角； 6、12R6的刀清角；7、10R5的刀清角。第23頁/共30頁過切檢查刀具程序（APT語言）第24頁/共30頁工藝表單G代碼集成機床加工視頻第25頁/共30頁技術難點技術難點 機構設計方面 新型機構的設計： 現(xiàn)有的發(fā)動機都是輸出單一的機械能，自從發(fā)動機誕生以來就很 少在多元輸出方面有大的革新，所以在設計這套新機構時可參考的 資料很少，我們經(jīng)過反復的討論思考驗證，成功的設計出雙元輸出 機構 。 新型機構的強度： 由于這套機構是第一次在發(fā)動機上使用，為了保證它的安全可靠， 我們要反復校核，仔細驗證它的安全強度。 三維設計方面 工作量大，裝配及運動仿真復雜 風扇的模具分模困難 第26頁/共30頁創(chuàng)新點總結創(chuàng)新點總結原理創(chuàng)新 雙元輸出，可以同時或單獨提供機械能、液壓能兩種能量輸出，應用范圍廣。柔性動力，整個動力傳動系統(tǒng)連接容易和可控性好。應用創(chuàng)新 將成熟的液壓技術和連桿機構結合應用于發(fā)動機中直接輸出液壓能。結構緊湊 此發(fā)動機應用到工程車中，簡化了中間的傳動環(huán)節(jié)，節(jié)省了安裝空間。第27頁/共30頁設計總結設計總結 設計過程： 原理分析 結構設計 模型創(chuàng)建 分析反饋 修正改進 設計成果 這款新型發(fā)動機是在現(xiàn)有的發(fā)動機基礎上進行的改進，巧妙地將機械機構和液壓器件結合在一起，從而達到雙元輸