活塞机构UG设计图
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第13章题库本章将提供和各章节配套的、针对性和可操作性都很强的练习题，借以训练和提高草绘、实体、曲面造型等方面的熟练度和技巧。
13.1、草绘题目：图13-1 图13-2图13-3图13-4 图13-5图13-6图13-7图13-8 图13-9图13-10 图13-11图13-12 图13-13图13-14图13-1513.2基本实体造型题目：产品模型是由若干个特征构建而成的。
产品设计的一个主要内容便是特征建模。
参照教材第3章、第4章、第5章和第6章，运用基本实体建模方法及其特征的操作等，完成实体造型。
1、由确定的平面三视图尺寸，完成实体造型图13-16图13-17图13-18图13-19图13-20 图13-21图13-22 图13-23图13-24图13-25图13-26图13-272、由已知的三维视图，完成实体造型图13-28 图13-29图13-30 图13-31图13-32图13-33图13-34 图13-35图13-36图13-373、根据已知零件图，创建实体特征图13-38图13-39图13-40图13-41图13-42图13-43图13-44图13-45图13-46图13-47图13-48图13-49图13-50 图13-51图13-52 图13-53图13-54 图13-55图13-56 图13-57图13-58图13-59图13-60图13-61图13-62图13-63图1 3-64图13-65图13-66图13-67图13-6813.3高级实体造型题目：在Pro/ENGINEER Wildfire 4.0系统中，可综合使用拉伸、旋转、扫描和混合等特征使用方法，创建较复杂的、具有特定几何形状的零件。
参照教材第3章、第4章、第5章、第6章和第7章，熟悉各种建模方法的操作步骤，灵活应用各种建模方法，完成实体造型。
1、利用扫描混合伸出项等实体化工具做烟斗图13-692、利用旋转功能等实体化工具做饮料瓶图13-70 3、利用旋转、扫描实体等建模工具做瓶盖图13-714、利用环行折弯等建模工具做轮胎图13-725、利用造型、可变扫描曲面等建模工具做电话接线图13-736、利用旋转等建模工具做篮球图13-747、利用旋转、扫描、投影等建模工具做网球图13-75 8、用拉伸、环形折弯等功能创建装饰罩图13-769、利用骨架折弯等建模工具做板手（打开光盘详见ch13-77）图13-7710、利用骨架折弯等建模工具做工具箱（打开光盘详见ch13-78）图13-7810、利用可变剖面扫描、拉伸、圆角等建模工具做机油桶（打开光盘详见ch13-79）图13-7911、利用可变剖面扫描、扫描等建模工具做食用醋壶（打开光盘详见ch13-80）图13-8013.4曲面造型题目：产品设计中的复杂造型，除了运用基本的造型方法外，还需要创建自由曲面，再将这些曲面进行编辑，转化为实体模型。
基于UG的制动器主缸活塞自动钻攻一体专机设计
４ 操作人数 ３ 人
５ 班 次 ３ 天 班／
１ ． ｋ
３ ／ 班天
个 操作 人
员
无
４ 期 模具翩造技术与装备 （ 一）
５ ：Ｃ ＭＴ ０ ２ ｊ： 一）功能帮件 期 Ｃ ２ １￣＝Ｊ（ ： Ｉ Ｉ
３ 备注 序号 项目 经济效益 备注
按劳 务３５ 元／ ． 万 人年 ，
人工成本 每班减 １ ，开３ ；每年 人 班 可节省３ × ＝ ０５ ． ３ １． ５ 万元 新设备投入 ５ 万元
半 年 可 收 回投资
原加 工工 艺 （ 表２ ： 见 ）
表 ２
工位号 工步 内容
制动器主缸活塞的结构和特点开发 出一款设备 ，把
原来的两个工位合成一个工位进行 自动化加工。
图２ 五菱之光制动器主缸活塞
主 缸 活塞
图３主缸总 成
图１原钻孔攻丝生产线
１ ． 攻丝机 ２ 台 式钻床 、３
（ ）气动分度盘的旋转进给 Ｒ －８ （ 图 ２ Ｙ １０ 见 ４ ）气动分度盘为ＨＩ Ｏ （ Ｔ Ｐ 恒拓 ）的高精 度产 品，
件 ，它的质量不仅决定 了制动 器的质量 ，还关系着 汽车行驶的安全。 目前制动器主缸活塞螺纹孔的加 工 主要 由２ 台台式钻床 和 １ 台台式攻丝机 组成 （ 图 １ ），手工操作比较 繁琐 ，夹持装置要保 证零件 在 夹具上面很好的定位 ，这在大批量的生产过程中 ， 劳动强度很大 ，而且以精度要求很高的外 圆进行定 位夹 紧 ，容易损伤零件表面成为 质量 问题 ；加 工 过程中不仅还要经常手工进行刀具润滑 ，并且攻螺 纹和钻孔不协调 ，出现时 间等待浪费 。为此 ，根据
3、活塞的温度场分析说明
一、某475汽油机活塞温度场分析*由于该活塞的对称性，只建立活塞的1/4模型*安装patran时，如果没有选择全部安装，就可能没有热分析模块，可以自行完成前面的连杆受拉工况的受力分析来替代该练习。
1．新生成一个数据库并命名为mypiston.dbFile/New Database…New Database NameNew Model PreferenceTolerance Default2. 读入用UG建好的曲轴的CAD几何模型单击fileFile----import点击右侧菜单:再点击:Model unitOveride选择:在左侧图框，选择读入的文件选择475piston.xmt_txt，这是用Ug建立的连杆CAD模型，也可以用Pro/E建立）2、选择分析类型，默认的是结构强度分析，改为热分析Preference------Analysis (将analysis type改为thermal)-----Ok3、选择视图，观察活塞，用实体显示。
该曲轴就相当于第一个练习中完成的几何G eometry4、下面划分单元Finite ElementsAction:Object:Type:Elem shapetopologySolid Listt点击5、选择视图，观察活塞单元，用实体显示。
6、创建材料铝硅合金MaterialsAction:Object:Method:Material Name:Thermal conductivity:只需输入导热系数，其他不用管单位制不是国际单位制，而是mm-ton-s单位制7、创建单元属性PropertiesAction:DimensionProperty Set Name:在Imput Properties框中,单击Materials Name数据框。
所有已选的有效的材料特性将出现在Materials Property Sets列表框中。
从列表中选择合适的材料。
在Materials Name数据框中，将出现带前缀“m:”的所选材料的名称。
活塞结构
"全浮式"
"半浮式"
四、连杆
功用： 将活塞的力传给曲轴，变活塞的往复运动为曲 轴的旋转运动。
组成： 连杆组由连杆体、 连杆盖、连杆螺栓 和连杆轴瓦等组成。
１、构造
1）小头：用来安装活塞 销，以连接活塞。
2）杆身：常做成“工” 字形断面。
3、大头：与曲轴的连杆 轴颈相连。大头一般做 成分开式，即连杆体大 头和连杆盖。
梯形环 抗结胶性好，加工困难，精度要求高
凸圆弧加工困难，适应性好；良好润 桶面环 滑；密封性好；磨合性好
示意图
扭曲环原理
矩形环
平面环 锥形环
扭曲环
梯形环
桶面环
应 用 广 泛 泵油
注不 意宜 安作 装第 方一 向道 。环
。
反注 扭意 曲安 环装
油主 机要 的用 第于 一强 道化 环柴
泵油
气环泵油作用:
•足够的强度
要求
•刚度
•韧性
•耐磨性
•重量轻
活塞销与活塞销座孔及连杆小头衬套孔 的连接
"全半浮式"安装，的当特发点动是机活工塞作中时部，与活连塞杆销小、头连采杆 用小紧头固和螺活栓塞连销接座，都活 有塞相销对只运能动在，两这端样销，座活内塞作销自能由在摆连动杆，衬而套和和连活杆塞 小销头座没中有自相由对摆运动，。 使活磨塞损销均不匀会。作这轴种向安窜装动方，式不应需用要较锁广片泛。。小轿车上应用较多。
气环
气环开有切口，具有弹性，在自由状态下外径大于气缸直径， 它与活塞一起装入气缸后，外表面紧贴在气缸壁上，形成第一密封 面，气环密封效果一般与气环数量有关，汽油机一般采用2道气环， 柴油机一般多采用3道气环。
侧隙
UG机械设计
图2-39 构建出6个M8螺纹孔
图2-36 选中6个螺纹底孔
12
项目2-1 限位轴套的设计
操作步骤： 操作09．倒斜角 操作10：图面处理
图2-41 完成倒角的零件实体
图2-40 设定两个对话框选项，并选取要倒角的棱 边
图2-42 限位轴套的整体效果
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13
实操演练04
泵盖的设计
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45
知识梳理：
6．[实例特征]命令是用于对特征实体进行复制或变换。本单元讲述了镜 像特征、环形阵列特征等。不同于曲线变换操作，它是针对实体而言， 是在三维工作界面进行的。在镜像操作过程中，应注意镜像的对象和镜 像平面的正确选择；在环形阵列操作过程中，应注意环形阵列对象、参 考点和旋转轴的正确选择。 7．在螺纹设计中，外螺纹应首先选中螺纹所在圆柱面，内螺纹选中螺纹 所在的孔表面。在选择螺纹表面时，无论是外螺纹，还是内螺纹，应注 意将光标靠近起始表面，即螺纹长度的基准平面。不要忘记设置螺纹的 参数及螺纹的长度，如果所选的整个表面均为螺纹，则应将“完整螺纹” 选项选中。提醒注意的是，在UG中螺纹是不能进行镜像和阵列的，只能 在镜像或阵列后，一次将所有相同参数的螺纹面选中，进行设计操作。 8．在草图绘制中，如果使用[投影]或[偏置曲线]命令，提取实体边缘作 为定位或尺寸标注的基准线，务必用[约束]命令先将其固定住，以免提 取的线段发生移动。 9．绘制曲线时，应善于使用[约束]命令，对各个线段进行必要的约束和 限定。常用的约束形式有终点、中点、控制点、交点、圆弧中心、象限 点和点在曲线上。具体使用那种形式的约束，应根据图形的要求加以选 择，并及时地将“捕捉点”工具条上所对应的命令激活，再进行约束操 作。
识读汽车发动机活塞连杆组件装配图
如图5-1-12所示，其装配图如图5-1-1所 示，根据前面所学内容，识读活塞连杆组 件装配图（图5-1-1），并注意以下问题：
⑴ 指出该图包含了哪些内容，共有多少 种类零件组成。
⑵ 分析该活塞连杆的工作原理。 ⑶ 看懂该图各零件间的装配关系及连接 方式。 ⑷ 哪些是其主要零件及各主要零件结构 形状。 ⑸ 该活塞连杆组用途是什么？
四、识读装配图的方法和步骤
如图5-1-10所示齿轮油泵， 图5-1-11是齿轮油泵轴测装配图，供读图时参考。 1、概括了解：该机器共由15种零件组成。 2、 分析视图：在分析时，一般从表达装配关系和工作原理较
多的视图开始（多为主视图），逐步地看懂零件间的装配关系。 如图5-1-10所示，泵体6是齿轮泵中的主要零件之一，将齿轮
图5-1-12
图5-1-3 剖面线画法
（4） 在装配图中，当剖切平面通过螺钉、螺母、垫圈等紧固 件以及轴、连杆、球、钩子、键、销等实心零件的轴线时，则 这些零件均按不剖切绘制，如图5-1-3（a）所示。如需要特别 表明这些零件上的局部结构，如凹槽、键槽、销孔等则可用局 部剖视表示，如图5-1-4所示。
图5-1-4 销连接
图5-1-11齿轮油泵轴测装配图
（5） 归纳总结 归纳总结时，一般可围绕下列几个问题进行深入思考。
① 部件的组成和工作原理如何？怎样使用？运动零件如何传动？ ②表达部件的各个视图的作用如何？是否有更好的表达方案？ ③ 图中的尺寸各属于哪一类？采用了哪几种配合？ ④ 零件的连接方式和装拆顺序如何？
【任务实施】 识读汽车发动机活塞连杆组件装配图
图4-1-2 输出轴零件图
二、 装配图的规定画法与特殊画法
1、 装配图的规定画法 （1）相邻两零件的接触表面和基本尺寸相同的两配合表面只画 一条线；而基本尺寸不同的非配合表面，必须画成两条线，间 隙小时可夸大画出。如图5-1-3（a）、(b)所示。 （2） 相邻的两个或两个以上金属零件，剖面线的倾斜方向应相 反或间隔不同，如图5-1-3(a)、(c)所示。 （3） 同一零件在各视图上的剖面线方向和间隔必须一致
活塞设计思路
活塞设计思路2005年04月07日09:39 出处：作者：田刚活塞的设计是体现发动机整体设计实力的表现之一。
在谈活塞设计之前，先让我们了解一下活塞的工作环境。
混合气在燃烧室内燃烧时产生的温度超过700摄氏度；活塞高速运动时其加速度达到20000~60000m/s2；四冲程发动机工作时活塞顶部中心温度在250摄氏度左右，二冲程发动机则为300~350摄氏度。
由此可见，活塞是在一个高温的环境中工作，所以，一般使用铝材料制造活塞，铝材料重量轻、导热性又好。
大多数发动机都使用铸铝活塞。
但是，铝材料的高温强度极低，其300度的高温度要降低50%左右，而活塞又必须承受高压气体的压力，所以必须加厚各壁面的尺寸。
然而，这又将影响其高速性，所以，在保证活塞足够强度的前提下，如何加强活塞的冷却能力是一个关键问题。
大体上来说，活塞是一个圆筒状零件。
但实际上，活塞的头部尺寸略小，裙部尺寸略大。
这样，当活塞工作时，由于活塞头部温度较高，壁厚较厚，而产生较大的热变形后，上下部就能达到一致。
从活塞头部方向看去，活塞在活塞销孔方向直径较小，其断面是一个椭圆形。
原因是活塞销孔方向有活塞销座，金属规程较多，所以这个方向的热膨胀比较大。
此外，活塞头部温度分布十分不均匀。
排气门下面的部分温度较高，进气门下面的那分温度较低，基于上述考虑，有的活塞把排气门下部的尺寸设计得小一些。
在活塞上，为了减轻活塞的侧压力，活塞销孔往往不在活塞的中心线上，而留有一定的偏置量。
以上种种考虑使活塞的设计十分复杂，而每一种成功的设计，都显示了设计主体的综合实力。
整车传动系统开发系列:曲柄连杆机构之活塞整车传动系统开发系列:曲柄连杆机构之活塞一、曲柄连杆机构的功用及组成曲柄连杆机构是发动机的主要运动机构。
其功用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，同时将作用于活塞上的力转变为曲轴对外输出的转矩，以驱动汽车车轮转动。
曲柄连杆机构由活塞组、连杆组和曲轴飞轮组的零件组成。
ug机械设计经典实例100例
ug机械设计经典实例100例摘要：1.UG 机械设计简介2.UG 机械设计的经典实例3.UG 机械设计的重要性和应用领域4.结论正文：【1.UG 机械设计简介】UG（Unigraphics）是一款广泛应用于机械设计领域的CAD/CAM/CAE 软件。
其强大的功能和便捷的操作使得它成为了许多工程师的首选工具。
在UG 中，机械设计涉及到参数化建模、装配、绘图等多个环节，能够实现从概念设计到产品制造的全过程。
【2.UG 机械设计的经典实例】在UG 的机械设计中，有许多经典的实例，这些实例既体现了UG 的强大功能，也为我们提供了学习的范本。
以下是其中100 个经典的实例：1.实例1：轴承座设计2.实例2：齿轮泵设计3.实例3：气缸设计4.实例4：刀具柄设计5.实例5：轴类零件设计6.实例6：螺纹设计7.实例7：叶轮设计8.实例8：法兰设计9.实例9：机械手设计10.实例10：机器人设计11.实例11：摩托车发动机设计12.实例12：汽车转向系统设计13.实例13：飞机起落架设计14.实例14：船舶推进器设计15.实例15：电动工具设计16.实例16：农业机械设计17.实例17：矿山机械设计18.实例18：石油化工设备设计19.实例19：医疗器械设计20.实例20：厨房用具设计......91.实例91：真空包装机设计92.实例92：饮料灌装机设计93.实例93：化妆品生产线设计94.实例94：自动化装配线设计95.实例95：物流搬运设备设计96.实例96：太阳能发电设备设计97.实例97：风力发电设备设计98.实例98：核能设备设计99.实例99：桥梁设计100.实例100：高层建筑设计【3.UG 机械设计的重要性和应用领域】UG 机械设计在现代制造业中具有重要的地位。
它不仅能够提高设计效率，减少设计错误，还可以实现产品的快速迭代和优化。
其应用领域广泛，涵盖了汽车、航空航天、船舶、能源、电子、家电、医疗器械等各个制造业领域。