汽车发动机曲轴建模步骤及参数详解

时间：2026-01-25 理论教育小龙哥版权反馈

【摘要】：表6-1曲轴参数双击SolidWorks 图标进入如图6-2 所示的主界面, 单击其中的“零件”图标。图6-25剪裁单击“镜像实体”图标对步骤和步骤所画线条进行镜像处理。图6-29拉伸凸台属性框图6-30拉伸凸台选择曲柄的一个面作为基准面绘制连杆轴颈圆。图6-32拉伸凸台属性框图6-33拉伸凸台单击“圆角”图标对三维模型进行圆角处理, 圆角处理的部分参照实际模型, 如图6-34 所示。另外, 设置圆角时半径不宜过大, 否则无法生成圆角。

曲轴参数如表6-1 所示。

表6-1　曲轴参数

(1)双击SolidWorks 图标进入如图6-2 所示的主界面, 单击其中的“零件”图标。

图6-2　主界面

(2)进入零件绘图主界面后, 单击“草图”栏中的“草图绘制”图标绘制草图, 绘图主界面如图6-3 所示, 选择“草图绘制”如图6-4 所示。

图6-3　绘图主界面

图6-4　选择“草图绘制”

(3)选择前视基准面作为草图绘制基准面, 也可以选择右视基准面或上视基准面作为草图绘制的基准面, 如图6-5 所示。

图6-5　选择基准面

(4) 主轴颈的绘制。在主界面左上角, 单击“圆”图标, 绘制一个半径为“27.00 mm”的圆。圆属性框如图6-6 所示, 绘制半径为“27.00 mm”的圆如图6-7 所示。

图6-6　圆属性框

图6-7　绘制半径为“27.00 mm”的圆

(5)单击“特征”栏中的“拉伸凸台/基体”图标, 对主轴颈圆进行拉伸, 选择“给定深度”选项, 定义拉伸厚度为“12.00 mm”拉伸凸台属性框, 如图6-8 所示, 拉伸凸台如图6-9 所示。

图6-8　拉伸凸台属性框

图6-9　拉伸凸台

(6)曲柄的绘制。选择主轴颈的一个面为基准面, 在此基础上对曲柄进行绘制。单击“圆”图标, 绘制一个半径为“36.00 mm”的圆。圆属性框如图6-10 所示, 绘制半径为“36.00 mm”的圆如图6-11 所示。

图6-10　圆属性框

图6-11　绘制半径为“36.00 mm”的圆

(7)单击“拉伸凸台/基体”图标, 对步骤(6)绘制的圆进行拉伸, 选择“给定深度”,设置拉伸厚度为“4.00 mm”。拉伸凸台属性框如图6-12 所示, 拉伸凸台如图6-13 所示。

图6-12　拉伸凸台属性框

图6-13　拉伸凸台

图标绘制半径为“70.00 mm”的圆。圆属性框如图6-14 所示, 绘制半径为“70.00 mm”的圆如图6-15 所示。

(8)以步骤(7)拉伸出的圆柱的一个面为基准面进行下一步的绘制。单击“圆”

图6-14　圆命令属性框

图6-15　绘制半径为“70.00 mm”的圆

(9)单击“直线”图标, 以坐标原点为起点, 绘制一条长度为“45.00 mm”的中心线, 此中心线主要起定位的作用。直线属性框如图6-16 所示, 绘制直线如图6-17 所示。

图6-16　直线属性框

图6-17　绘制直线

(10)以中心线的另一端点为圆心, 绘制半径为“25.50 mm”的圆。圆属性框如图6-18所示, 绘制半径为“25.50 mm”的圆如图6-19 所示。

图6-18　圆属性框

图6-19　绘制半径为“25.50 mm”的圆

(11)单击“直线”图标, 以坐标原点为起点, 绘制一条长度为“46.00 mm”的中心线(定位作用)和一条与其垂直的中心线, 这条垂直的中心线应该刚刚与圆相交。绘制中心线如图6-20 所示, 绘制垂直的中心线如图6-21 所示。

图6-20　绘制中心线

图6-21　绘制垂直中心线

(12)单击“直线”图标, 分别绘制一条长度为“20.00 mm”和“10.00 mm”的线段。绘制的“20.00 mm”的线段如图6-22, 绘制的“10.00 mm”的线段如图6-23 所示。

图6-22　绘制的“20.00 mm”的线段

图6-23　绘制的“10.00 mm”的线段

(13)单击“曲线”图标绘制样条曲线, 如图6-24 所示。

图6-24　绘制样条曲线

(14)单击“剪裁实体”图标, 对多余线条进行剪裁, 剪裁的时候可以选择“剪裁到最近端”, 也可以选择“强劲剪裁”, 使用“强劲剪裁”的时候, 应按住鼠标左键然后拖动光标删除多余的部分, 如图6-25 所示。

图6-25　剪裁

(15)单击“镜像实体”图标对步骤(12)和步骤(13)所画线条进行镜像处理。镜像点(对称轴)选择中心线, 要镜像的实体选择需要的线条即可, 如图6-26 和图6-27所示。

图6-26　镜像

图6-27　镜像完成

(16)再次单击“剪裁实体”图标对多余线条进行剪裁, 剪裁的时候可以选择“剪裁到最近端”, 也可以选择“强劲剪裁”, 使用“强劲剪裁”的时候, 应按住鼠标左键然后拖动光标删除多余的部分。剪裁后的图形如图6-28 所示。

图6-28　剪裁完成

(17)单击“拉伸凸台/基体”图标进行拉伸, 选择“给定深度”选项, 并设置拉伸厚度为“13.00 mm”。拉伸凸台属性框如图6-29 所示, 拉伸凸台如图6-30 所示。

图6-29　拉伸凸台属性框

图6-30　拉伸凸台

(18)选择曲柄的一个面作为基准面绘制连杆轴颈圆。单击“圆”图标, 绘制一个半径为“23.00 mm”的圆, 圆心与坐标原点的距离为“45.00 mm”, 如图6-31 所示。

图6-31　绘制连杆轴颈圆

(19)单击“拉伸凸台/基体”图标对步骤(17)所画圆进行拉伸, 选择“给定深度”选项, 设置拉伸厚度为“12.50 mm”(12.50 mm 为连杆轴颈实际长度的一半), 如图6-32和图6-33 所示。

图6-32　拉伸凸台属性框

图6-33　拉伸凸台(https://www.xing528.com)

(20)单击“圆角”图标对三维模型进行圆角处理, 圆角处理的部分参照实际模型, 如图6-34 所示。另外, 设置圆角时半径不宜过大, 否则无法生成圆角。

图6-34　圆角

(21)单击“线性阵列”中的“镜像”图标, 对已经画好的图形进行镜像处理。选择连杆轴颈的一个面作为镜像面(对称面), 勾选镜像实体, 然后选择要镜像的部分, 如图6-35 和6-36 所示。需要注意的是, 镜像的时候, 选择“要镜像的实体”那一栏, 而不是选择“要镜像的特征”和“要镜像的面”, 以简化建模过程。如果选择“要镜像的特征”和“要镜像的面”, 这样很可能会选择不完全, 导致镜像失败。

图6-35　镜像属性框

图6-36　镜像完成

(22)单击“线性阵列”图标对图形进行线性阵列, 设置距离为“83.00 mm”, 设置个数为“4”, 选择“间距与实例数”单选按钮, 勾选“实体”复选框, 选中要线性阵列的实体, 如图6-37 和图6-38 所示。83 mm 的计算过程: 将步骤(5)的拉伸厚度12 mm、步骤(7)的拉伸厚度4 mm、步骤(16)的拉伸厚度13 mm 与步骤(18)的拉伸厚度12.5 mm 相加得41.5 mm, 41.5 mm×2=83 mm。

图6-37　设置线性阵列

图6-38　线性阵列完成

(23)此时, 曲轴的大体形状已建好, 现在对其进行“旋转”, 在旋转之前需要插入一根基准轴作为旋转时的参考轴。单击“特征”栏中的“参考几何体”图标插入一条基准轴, 选择“圆柱/圆柱面”进行插入(单击选中一个圆柱), 如图6-37 和图6-40 所示。刚开始生成的基准轴很短, 生成完毕后需要对其延长, 选中基准轴的一端, 单击鼠标左键移动即可。

图6-39　插入基准轴

图6-40　生成基准轴

(24)在主界面左上角选择“插入”→“特征”→“移动/复制”选项, 并对中间2 个实体进行旋转。旋转时, 基准轴选择步骤(22)所画的基准轴, 旋转角度设置为“180.00 度”(如果是六缸发动机, 则设置为“120.00 度”和“-120.00 度”), 如图6-41 和图6-42 所示。

图6-41　旋转命令

图6-42　旋转完成

(25)进行曲轴后端的绘制。选择主轴颈的一个平面作为基准面, 单击“圆”图标,绘制半径为“27.00 mm”的圆, 单击“拉伸凸台/基体”图标对其进行拉伸, 并设置拉伸厚度为“12.00 mm”, 如图6-43 所示。

图6-43　拉伸凸台

(26)在步骤(24)所拉伸的圆柱面上绘制一个半径为“42.00 mm”的圆, 单击“拉伸凸台/基体”图标对其进行拉伸, 设置拉伸厚度为“15.00 mm”, 如图6-44 所示。

图6-44　拉伸凸台

(27)在步骤(25)所画的圆柱面上绘制一个半径为“8.00 mm”的圆, 单击“拉伸切除”图标对其切除, 选择“给定深度”, 设置深度为“15.00 mm”, 如图6-45 和图6-46所示。

图6-45　定义切除厚度

图6-46　拉伸切除

(28)单击“线性阵列”图标, 选择“圆周阵列”, 对步骤(26)所生成的孔进行圆周阵列。阵列方向选择圆柱的边线, 选择等间距, 度数默认为“360.00 度”, 设置个数为“6”, 勾选“特征和面”复选框, 选择“切除-拉伸1”选项(即步骤(26)所生成的圆孔), 如图6-47 和图6-48 所示。