专利名称：柴油机曲轴三维几何形状建模方法
技术领域：
本发明涉及一种柴油机曲轴设计技术，尤其涉及一种柴油机曲轴三维几何形状建模方法。
背景技术：
曲轴是柴油机中的重要部件之一，也是受力最复杂的部件。其结构参数在很大程度上不仅影响着柴油机的整体尺寸和质量，而且影响着柴油机的可靠性和寿命。近年来，随着现代设计技术的发展，基于三维实体模型的曲轴设计方法不仅可对曲轴的体积、重心、惯性矩和惯性积等物性参数实施计算和分析，而且可为曲轴动平衡计算及有限元分析等提供重要依据。但是由于曲轴结构复杂，有单缸曲轴和多缸曲轴，现有的曲轴三维实体造型方法建模工作量很大，建模效率低，直接制约曲轴设计的效率。
发明内容
本发明所需解决的技术问题是针对现有曲轴三维实体造型方法建模工作量大，建模效率低，直接制约曲轴设计效率的问题，提出一种基于结构分解的柴油机曲轴三维几何形状建模方法。为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是:一种基于结构分解的柴油机曲轴三维几何形状建模方法:首先根据曲轴的结构特点，将其结构分解为自由端、功率输出端、主轴颈、连杆颈、曲柄、油孔及平衡重，然后以曲轴基本参数为主参数分别建立基于几何约束的曲轴分解结构控制模板，设计人员只要输入曲轴的基本参数并通过布尔操作，就可生成各种曲轴的三维几何形状模型，供后续曲轴有限元分析及结构优化运用等。上述的基于结构分解的柴油机曲轴三维几何形状建模方法具体包括如下步骤:
O首先根据所要设计曲轴的三维几何形状，确定曲轴的基本参数；
2)分别调用曲轴自由端、功率输出端、主轴颈、连杆颈、曲柄、油孔及平衡重三维几何形状建模模板并输入曲轴的基本参数，进而完成曲轴自由端、功率输出端、主轴颈、连杆颈、曲柄、油孔及平衡重三维几何形状的建模；
3)确定曲轴自由端、功率输出端、主轴颈、连杆颈、曲柄、油孔及平衡重三维几何形状间的位置关系并进行布尔操作即可完成曲轴三维几何形状的建立。采用上述技术方案所产生的有益效果在于:本发明所述的基于结构分解的柴油机曲轴三维几何形状建模方法，技术人员只需具备一定的曲轴设计经验，输入曲轴的各种结构参数，就可以直接生成曲轴模型，大大提高曲轴的开发效率，缩短设计周期。
具体实施例方式本发明所述的为一种基于结构分解的柴油机曲轴三维几何形状建模方法，具体包括如下步骤:
I)首先根据曲轴结构，建立曲轴自由端、功率输出端、主轴颈、连杆颈、曲柄、油孔及平衡重三维几何建模控制结构，其中主参数为曲轴建模的基本参数；
2)确定曲轴主轴颈直径、主轴颈长度、曲柄臂厚度、曲柄臂宽度、连杆颈直径、连杆颈长度、自由端结构主参数、功率输出端结构主参数及平衡重主参数；
3)通过曲轴自由端面、功率输出端端面、主轴颈位置参考面、连杆颈位置参考面、曲柄厚度参考面、连杆轴颈中心线、主轴颈中心线等是全局参数确定曲轴自由端、功率输出端、主轴颈、连杆颈、曲柄、油孔及平衡重三维几何建模控制结构间位置关系，并输入具体的曲轴主轴颈直径、主轴颈长度、曲柄臂厚度、曲柄臂宽度、连杆颈直径、连杆颈长度、自由端结构主参数、功率输出端结构主参数及平衡重主参数数值；
4)将上述几何体进行布尔操作，即可完成曲轴三维几何体的建模。
权利要求
1.一种基于结构分解的柴油机曲轴三维几何形状建模方法，其特征在于包括如下具体步骤: 1)首先将曲轴的结构特征分解为:自由端、功率输出端、主轴颈、连杆颈、曲柄、油孔及平衡重部分； 2)根据自由端、功率输出端、主轴颈、连杆颈、曲柄、油孔及平衡重部分的结构特点，基于几何约束分别建立相应的三维特征造型模板； 3)依据曲轴结构中自由端、功率输出端、主轴颈、连杆颈、曲柄、油孔及平衡重各自三维特征造型模板，输入主要参数完成相应结构的三维几何造型； 4)通过对自由端、功率输出端、主轴颈、连杆颈、曲柄、油孔及平衡重三维几何造型的布尔操作进而生成曲轴三维几何模型。
全文摘要
本发明公开了一种基于结构分解的柴油机曲轴三维几何形状建模方法，首先根据柴油机的结构特点将其结构分解为自由端、功率输出端、主轴颈、连杆颈、曲柄、油孔及平衡重；然后运用基于约束的三维特征造型方法分别构建曲轴结构中自由端、功率输出端、主轴颈、连杆颈、曲柄、油孔及平衡重三维特征造型模板，通过输入主要参数完成自由端、功率输出端、主轴颈、连杆颈、曲柄、油孔及平衡重结构三维几何形状建模；最后对自由端、功率输出端、主轴颈、连杆颈、曲柄、油孔及平衡重三维特征模型进行布尔操作完成曲轴的三维几何形状建模方法。本发明所述的基于结构分解的柴油机曲轴三维几何形状建模方法具有简单、实现容易的优点，可高效地得到各种曲轴三维几何模型。
文档编号G06F17/50GK103093066SQ20131005688
公开日2013年5月8日 申请日期2013年2月23日 优先权日2013年2月23日
发明者王平, 林鑫焱, 王斌, 张佳南 申请人:盐城工学院