125cc摩托车风冷发动机曲柄连杆机构设计
206_125摩托车发动机汽缸设计
3.1 活塞位移 ………………………………………………………………………………19 3.2 活塞速度分析 …………………………………………………………………………20
3.3 活塞的加速度 …………………………………………………………………………22 3.4 热力强度 ………………………………………………………………………………23
b、设计参数系列
参数 组数
S( mm2 ) ´ H(mm)
最大功率/相应 最大扭矩/相应
转速 Kw/
转速 Kw/
燃油消耗率
（r/min）
（r/min）
1
F 56 ´ 50
7.5/7500
9.5/6000
410
2
F 68 ´ 60
8.8/7500
10.8/6000
420
3
F 80 ´ 65
10/8600
设计小结 …………………………………………………………………………………44 附图…………………………………………………………………………………………46 参考文献 …………………………………………………………………………………49
机械零件毕业设计任务书
题目：设计南方 NF—125 摩托车发动机汽缸部件
位置成为下止点，如图 1-2-1（b）所示。上止点和下止点之间的距离，称为活塞冲程，
以 S 表示。曲轴转一周，活塞要走两个冲程。
四冲程汽油发动机的工作原理是：曲轴旋转
两周，活塞往复移动两次，完成进气、压缩、燃
烧、排气四个工作
过程，如图 1-2-2 所示。
（1） 进气冲程：进气冲程开始时，活塞在上止
摩托车汽油发动机的曲柄轴和连杆介绍
摩托车汽油发动机的曲柄轴和连杆介绍摩托车发动机的曲柄轴和连杆是发动机的重要组成部分，它们在发动机运转过程中起着关键的作用。
曲柄轴和连杆共同协调工作，将排气阶段产生的能量转化为车轮的动力，从而提供驾驶所需的动力和扭矩。
本文将对摩托车汽油发动机的曲柄轴和连杆进行详细介绍。
1. 曲柄轴曲柄轴是发动机的核心部件之一。
它位于发动机的曲轴箱中，通过连杆与活塞相连，将活塞由上止点向下止点的往复运动转化为旋转运动。
曲柄轴通常由高强度合金钢材料制成，以承受高温、高压和高速的工作环境。
曲柄轴上设有多个曲轴销，并与连杆连接，将推动活塞的机械能转化为发动机输出的动力。
通过曲轴销的运动，发动机可以将内燃过程的力量转化为旋转动力。
2. 连杆连杆是将活塞和曲柄轴连接起来的关键组件。
连杆通常由优质钢材料制成，具有高强度和耐久性。
它主要由连杆头和连杆脚组成。
连杆头与活塞销连接，连杆脚与曲柄轴销连接。
连杆将活塞由上止点向下止点的往复运动转化为曲柄轴上的旋转运动。
在发动机的工作过程中，连杆需要承受高压和高温环境下的巨大压力，因此其强度和可靠性非常重要。
3. 工作原理在发动机工作循环中，空燃比适当的混合气进入进气阀，被活塞从上止点向下止点推动，同时通过连杆和曲柄轴，将活塞的线性运动转变为曲柄轴的旋转运动。
当活塞到达下止点时，压缩机将燃气压缩，并在点火时通过点火系统点燃燃料。
爆燃过程产生的高温高压气体推动活塞向上运动，由连杆和曲柄轴将活塞的线性运动再次转化为曲柄轴的旋转运动。
这个循环不断重复，产生连续的能量输出。
4. 优化设计曲柄轴和连杆的设计在摩托车发动机的性能和可靠性方面起着重要作用。
为了实现更高的转速和功率输出，曲柄轴和连杆必须经过精确计算和合理设计。
首先，曲柄轴和连杆的强度要足够承受高压力和高温度条件下的工作。
其次，为了减小摩擦损失和惯性力，减少能量的损耗和浪费，曲柄轴和连杆的材料选择和形状设计要尽可能轻量化。
此外，采用先进的润滑和冷却系统，可以降低曲柄轴和连杆的工作温度，提高其工作效率和寿命。
曲柄连杆机构详细设计
第二章发动机曲柄连杆机构第一节曲柄连杆机构概述1. 功用曲柄连杆机构是内燃机实现工作循环，完成能量转换的传动机构，用来传递力和改变运动方式。
工作中，曲柄连杆机构在作功行程中把活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动，对外输出动力，而在其他三个行程中，即进气、压缩、排气行程中又把曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运动。
总的来说曲柄连杆机构是发动机借以产生并传递动力的机构。
通过它把燃料燃烧后发出的热能转变为机械能。
2.工作条件发动机工作时，曲柄连杆机构直接与高温高压气体接触，曲轴的旋转速度又很高，活塞往复运动的线速度相当大，同时与可燃混合气和燃烧废气接触，曲柄连杆机构还受到化学腐蚀作用，并且润滑困难。
可见，曲柄连杆机构的工作条件相当恶劣，它要承受高温、高压、高速和化学腐蚀作用。
3.组成曲柄连杆机构的主要零件可以分为三组，、和。
第二节机体组机体是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基础，其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件，承受各种载荷。
因此，机体必须要有足够的强度和刚度。
机体组主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖和气缸垫等零件组成。
气缸体（图2-1）图2-11.气缸体(cylinder block)水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，称为气缸体--轴箱，也可称为气缸体。
气缸体一般用灰铸铁铸成，气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸，下半部为支承曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。
在气缸体内部铸有许多加强筋，冷却水套和润滑油道等。
气缸体应具有足够的强度和刚度，根据气缸体与油底壳安装平面的位置不同，通常把气缸体分为以下三种形式。
（如图2-2）图2-2（１）一般式气缸体：其特点是油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。
这种气缸体的优点是机体高度小，重量轻，结构紧凑，便于加工，曲轴拆装方便；但其缺点是刚度和强度较差（２）龙门式气缸体：其特点是油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。
它的优点是强度和刚度都好，能承受较大的机械负荷；但其缺点是工艺性较差，结构笨重，加工较困难。
摩托车曲柄连杆机构动平衡测试与校正的新方法
摩托车曲柄连杆机构动平衡测试与校正的新方法唐一科;阴红艳;陈国聪;徐正昭【摘要】针对传统测量方法效率低及不合格产品不能校正的问题,介绍一种摩托车曲轴总成动平衡测试与校正的新方法.系统中使用一个正交二向测力仪来拾取振动信号,经过调理电路送入数据采集卡中进行A/D转换,通过测试软件对转换后的数字信号进行处理,由计算机绘制出封闭的不平衡惯性力矢端轨迹图.在此基础上,测试系统进一步自动识别曲轴总成的两个设计参数,进而计算不平衡校正的去重质量和相位,为判别产品是否合格以及使不合格产品变为合格产品提供数据.【期刊名称】《重庆科技学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(015)006【总页数】4页(P112-115)【关键词】曲轴组件;动平衡;测试系统;平衡校正【作者】唐一科;阴红艳;陈国聪;徐正昭【作者单位】重庆大学机械工程学院,重庆400030;重庆科技学院机械与动力工程学院,重庆401331;重庆大学机械工程学院,重庆400030;重庆大学机械工程学院,重庆400030;重庆大学机械工程学院,重庆400030【正文语种】中文【中图分类】TH113摩托车曲轴总成由曲柄轴、轴承、曲柄销、连杆、活塞及活塞销等组成，发动机工作时，旋转不平衡质量会产生不平衡离心力，同时活塞的往复运动和连杆的往复摆动也会引起不平衡惯性力。
传统测量方法效率较低，且不具备不平衡校正的功能。
本文通过对曲轴组件进行运动学和动力学分析，利用正交的二向测力仪来拾取不平衡惯性力的动态数据，将它们投影到曲柄轴旋转的不同角度上，得到不同角度上的不平衡惯性合力的动态数据，进而得到每个角度上合力的力幅。
由计算机绘制出不平衡惯性力矢端轨迹图，它是一个封闭的“8”形力图。
由这个封闭力图计算出曲轴组件的“主轴倾角Ψ”和“平衡率γ”。
用这两个参数来表征摩托车曲轴组件动力学特性［1］。
在力图中，通过测试软件的识别，计算出所测曲轴组件的旋转质量ma和偏置角β。
摩托车发动机结构设计介绍
领悦QJ125T-15A 采用的是卧式踏板发动机，发动机的主要特点是：气缸布置是卧式，采用皮带式无级变速器，即CVT（Continuously Variable Transmission ）
越野车
QJ50-23 ，为娱乐型越野车，非比赛用途发动机采用二冲程水冷50CC发动机
公务车
在骑式车或太子车的基础上配备相关的设备：警灯，警报器，对讲机，储备副轴组件链轮
1）主副轴档位设计时，是使滑动齿轮处于空档位置，此时齿轮棘爪的间隙为1.5-1.6mm，滑动齿轮的变挡行程一般是5.5-5.7，所有齿轮为常啮合状态，即变挡时齿轮滑动后和对面齿轮保持啮合状态2）摩托车传动装置总的传动比：i＝i*i*i即一次传动比，变速器传动比，二次传动比的乘积。 最小传动比应使摩托车达到最高设计车速；最大传动比应保证摩托车的最大爬坡度。3）齿轮模数，摩托车发动机齿轮常用模数为1.25，1.5，1.75，2，2.25，2.5。本机：1挡1.5，2挡1.75，3挡2，4挡1.75
摩托车的种类
骑式车街跑车太子车 弯梁车踏板车越野车公务车公路跑车
各种不同用途的摩托车，由于使用性能不同，在其结构形式上也各有不同特点，所配备的发动机也不同，下面简单介绍一下我公司在生产的整车类型和发动机。
按乘骑姿势分类：1.骑式车 2.弯梁车3.踏板车
骑式车
金禧王QJ125-19A采用的是CG款125cc发动机，发动机的主要特点是：气缸布置是立式，配气传动机构采用摇臂+顶杆的方式
连杆
连杆大小头支撑必须要选择合适的圆角过渡，以减小应力，增加强度；连杆杆身一般采用工字形截面连杆大小头内孔倒角要小，为C0.5连杆设计要作运动干涉检查。必须做出一圈的轨迹图连杆质量公差要控制+-5g；
摩托车发动机构造原理图
摩托车发动机构造原理图气缸、活塞：图6-2 气缸的另一视角图GY6气缸如图6-1所示。
我们从图6-1可以看到，在气缸体边上有槽（或叫正时链条通道），正时链条从此通过到达气缸头，其中还要安装链条的导板片（图6-3a）、链条张紧器（图6-3b）。
图6-1中我们可以看到气缸正前方有一个孔，它是用来安装正时链条的链条调整器总成的，链条调整器总成如图6-3所示。
当正时链条发生磨损松动及异响时，我们可以通过链条调整器来对其进行一定的调整。
图6-3a 导板片图6-3b 链条张紧器图6-3 GY6链条调整器总成我们在前面已经了解过曲轴箱，在实际的安装中，图6-1所示的气缸，应该是反过来朝下安装在曲轴箱上的。
在图6-1中，气缸中间圆形的缸套部分，就是活塞在气缸中上下运动的空间。
我们没有找到GY6活塞的专门图片，但图6-4给出了一些活塞的照片，图6-5给出了一组活塞环的照片。
图6-4 一组活塞图片图6-5 一组活塞环图片见图6-4，活塞上有环槽部，用来安装活塞环。
活塞环分气环、油环。
GY6有二道气环，一道油环。
气环是用来防止燃烧室气体进入曲轴箱，而油环是用来防止润滑机油窜入燃烧室的。
在这里给大家提一个问题，为什么活塞顶部有两个倾斜凹坑？你想一想吧，答案是：避免活塞位于气缸上止点时与进排气门相撞而设臵的。
国产上述GY6配件零售价格：缸体大约是￥200多块，国产的活塞价格大约是￥40左右，活塞环￥70左右。
合资的和进口的就贵许多，甚至数倍。
BHGY6强制风扇：在上述的文章中，我们看到了躲在屁股下座垫下发动机里的某些真面目，但是也许会有超级菜鸟问，我还是看不到呀！是的，气缸头和气缸是被包围起来的，像巴基斯坦的妇女，永远戴着一层面纱，这个面纱就是：发动机风扇导风罩，如图7-1所示。
图7-2是风扇盖。
图7-3是各种冷却风扇。
图7-1 风扇导风罩图7-2 风扇盖图7-3 各种冷却风扇在上文中我们看到了气缸头、气缸的图片，为了带走燃烧产生的大量热量，我们可以看到它们外周覆盖的巨大散热片，但是还是不行啊，热啊，于是就用塑料罩包起来，用风扇不停地吹，塑料罩的功用就是形成冷却气流流动的气道。
曲柄连杆机构概述和分类
四、发动机的支承（书）
1个 三点支承
2个 2个
2个 四点支承
§2.3 活塞连杆组
气环 油环 活塞销 活塞 连杆 连杆螺栓
连杆轴瓦
连杆盖
一、活 塞
1、功用：承受气体压力，并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转。 2、工作环境：高温、散热条件差；顶部工作温度高达600～700K，且
分布不均匀；高速，线速度达到10m/s， 承受很大的惯性力。活塞 顶部承受最高可达3～5MPa（汽油机）的压力，使之变形，破坏配 合联结。 高温、高压、高速、高惯性力 3、材料： 铝合金：质量小 导热性好；灰铸铁
机体组组成： 气缸盖 气缸体
气缸
气缸盖罩 气缸垫 油道和水道
曲轴箱 油底壳
一、气缸体
1、气缸体:水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，称
为气缸体——曲轴箱
2、气缸体分类
（1）按气缸体与油底壳安装平面位置不同分为
油底壳安 装平面和 曲轴旋转 中心在同 一高度
一般式
龙门式
油底壳安装平面低于 曲轴的旋转中心
气环
切口
（2）油环
种类
示 意 图
普通油环 刮油片 组合式油环
轴向衬环
负荷较大的柴油机 上。
（2）根据冷却方式不同分： 水冷、风冷 冷却水
散热片
（3）根据气缸的排列方式
结构简单、加 工容易，但发 动机长度和高 度较大。
高度小，总体 布置方便。
缩短了机体的长度 和高度，增加了刚 度，减轻了发动机 重量；形状复杂， 加工困难。
（4）干式气缸套和湿式气缸套
名称
特点
示意图
曲柄连杆机构概述 和分类
1
概述 机体组 活塞连杆组 曲轴飞轮组
摩托车发动机结构与设计
第二篇 设计部分一、摩托车发动机结构与设计（一）、发动机机体１．气缸体气缸体的作用除形成气缸工作容积外，还用作活塞运动导向，其圆柱形空腔称为气缸。
由于气缸壁表面经常与高温高压燃气接触，活塞在汽缸内作高速运动（最高速度可达100km/s ）并施加侧压力，以及气缸壁与活塞环几活塞外圆表面之间反复摩擦，而其润滑条件由较差，所以气缸体必须耐高温、耐高压、耐腐蚀，还应具有足够的刚度和强度。
气缸体的材料一般用优质灰铸铁，为了提高气缸的耐磨性，可以在铸铁中加入少量的合金元素，如镍、铬、钼、磷、硼等。
汽缸内壁按二级精度珩磨加工，其工作表面有较高的关洁度，并且形状和尺寸精度也都比较高。
为了保证气缸壁表面能在高温下正常工作，必须对汽缸体和气缸盖随时加以冷却。
发动机有风冷和水冷两种。
用风冷却时，在汽缸体和气缸盖外表面铸有许多散热片，易增大冷却面积，保证散热充分。
用水冷却时在汽缸体内制有水套。
１.1 气缸直径气缸直径是指气缸内径，与活塞相配合，是发动机的重要参数，许多主要的尺寸如曲柄销直径、气门直径、活塞结构参数等，都要根据气缸直径来选取。
参数设计：气缸直径已标准化，其直径值按一个优先系列合一个常用系列来选取。
根据有关资料可确定气缸的直径D.1.2 气缸工作容积、燃烧室容积和气缸总容积上止点和下止点之间的气缸容积，称为气缸工作容积（也称为总排量）（图1）。
气缸工作容积与气缸直径的平方、活塞冲程的大小成正比。
气缸直径越大、工作容积越大、发动机的功率也就相应地增大。
气缸工作容积的计算公式为N S D V n ⋅⋅=42π式中：Vn——气缸工作容积(ml);D —— 气缸直径（mm ）; S —— 活塞行程（mm;）N —— 气缸数目。
参数设计：因设计要求的是单缸发动机的排气量Vn为100ml ，那么其活塞行程为： 24n S V dπ=同时活塞行程S =2r ；r 为曲轴半径 那么：2S r =1.3压缩比图1 气缸燃烧室容积和工作室容积 （a ）燃烧室容积 （b ）工作室容积气缸总容积与燃烧室容积的比值，称为压缩比。
125cc摩托车风冷发动机曲柄连杆机构设计
毕业设计125cc摩托车风冷发动机曲柄连杆机构设计学生姓名学号系专二〇一四年六月六日诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。
本人签名：2014年6月10日附件6毕业设计任务书设计题目：125cc摩托车风冷发动机的曲柄连杆机构设计系部：机械工程系专业：机械电子工程学号：102012237学生：颜人帅指导教师（含职称）：刘嘉（讲师）专业负责人：张焕梅1．设计（论文）的主要任务及目标（1）根据某款125cc摩托车的技术指标完成对相应发动机曲柄连杆机构的设计；（2）完成零部件的建模及运动仿真。
2．设计（论文）的基本要求和内容（1）完成对摩托车发动机曲柄连杆机构的设计并撰写设计说明书一份；（2）完成仿真模型一份；（3）完成零件图及装配图一份。
3．主要参考文献《机械设计》高等教育出版社《发动机设计》机械工业出版社《汽车设计》清华大学出版社4．进度安排设计（论文）各阶段名称起止日期1开题准备2013.12.15-2014.3.012完成曲柄连杆机构的设计2014.3.01-2014.4.153完成软件建模仿真2014.4.16-2014.5.304完成说明书撰写2014.6.01-2014.6.105提交设计，答辩2014.6.11-2014.6.20注：一式4份，系部、指导教师各1份、学生2份：[毕业设计（论文）]及答辩评分表各一份125cc摩托车风冷发动机曲柄连杆机构设计摘要：本文以铃木GP125摩托车发动机的相关参数作为参考，对125cc摩托车风冷发动机的曲柄连杆机构的主要零部件进行了结构设计计算，并对曲柄连杆机构进行了有关运动学和动力学的理论校核分析与计算机仿真分析。
本文分别对活塞组、连杆组以及曲轴进行详细的结构设计，并进行了结构强度和刚度的校核。
再次，应用三维CAD软件：Pro/Engineer建立了曲柄连杆机构各零部件零件图与几何模型，装配成功后进行运动仿真。
曲轴连杆机构范文
曲轴连杆机构范文装在曲轴箱内，以轴承作为支撑旋转件，将活塞产生的往复运动经连杆的平面运动转变成旋转运动，同时将活塞所承受的燃气作用力转变为曲轴扭矩向外输出，并驱动机油泵、水泵（水冷机）和配气机构（四冲程机），最后通过传动机构传递给车轮，驱使摩托车前进。
曲轴是摩托车发动机中最基本的运动件，同样也是极易产生振动和磨损的零部件之一，它在传递发动机功率、扭矩过程中，起着举足轻重的作用。
一、主要技术指标（一）组合式曲轴1. 连杆连杆应采用按GB3077《合金结构钢技术条件》中规定的20CrMnTi、20CrMo或40Cr合金钢制造：技术要求（1）连杆的非加工表面应光洁，不允许有裂纹、折叠、折痕、结疤、氧化皮及因金属未充满锻模而产生的缺陷。
分模面的飞边高度应不大于0.5mm允许有总数不多于2个，直径不大于2.5mm，深度不大于0.3mm的凹坑或修整痕迹，其位置不得在同一截面上，经修整的痕迹应圆滑过渡。
连杆不允许焊补。
（2）连杆经精加工后，应清除各部分的金属屑及其污物。
连杆毛坯应进行强化喷丸处理。
加工后的连杆应经过磁力探伤，探伤后，应作退磁处理（3）平行度要求①在两轴线所决定的平面方向上的平行度公差值，应不大于100：0.03②在垂直于上述平面方向上的平行度公差值，应不大于100：0.062. 曲柄轴锻件（1）技术要求① 曲柄轴锻件应做高频淬火、软氮化处理和喷丸处理。
② 曲柄轴锻件需经调质处理，调质处理硬度为207 HBS～302HBS，同一根曲轴硬度差应不大于50 HBS单位，调质后基体的显微组织为索氏体，按GB/T13320评定，1级～4级合格。
的方法消除曲轴的缺陷。
曲柄轴锻件不允许有过烧现象，表面脱碳层深度不允许超过0.70mm。
④ 主轴颈与曲柄连接的过渡圆角处，应该圆滑过渡；圆角处表面粗糙度Ra≤1.6μm；连接处不应有明显接痕。
主轴颈表面粗糙度应Ra不低于0.4μm⑤ 曲柄轴锥面配合。
曲柄轴锥面配合时（指与飞轮内锥面孔）锥度按产品图样规定，用专用量规涂色检查，着色面积不少于75%，并且沿周向均匀分布。
摩托车发动机曲柄连杆机构[实用新型专利]
![摩托车发动机曲柄连杆机构[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/e62b24f5fc4ffe473268ab2e.png)
专利名称：摩托车发动机曲柄连杆机构专利类型：实用新型专利
发明人：廖寿昌,陈微微,罗园
申请号：CN201120501141.3
申请日：20111206
公开号：CN202371088U
公开日：
20120808
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种摩托车发动机曲柄连杆机构，左、右曲柄（4、5）均由轴部和柄部组成，连杆（1）的大头端通过滚针轴承（2）与曲柄销（3）的中部连接，曲柄销（3）的两端反向伸入左、右曲柄（4、5）柄部对应的销孔中，所述左、右曲柄（4、5）的轴心线在第一直线（L0）上，在左、右曲柄（4、5）柄部的相对端设有形状及大小相同的平衡重凸台（6），该平衡重凸台（6）为扇形，平衡重凸台（6）的外圆弧边所对应的圆心角为180°；平衡重凸台（6）内圆弧边的半径为31-33mm。
本实用新型通过对曲柄平衡重凸台的优化设计，使其更符合摩托车发动机曲柄连杆机构的运动模式，在不改变装配方式情况下，能够将立式发动机的振动减小到最低。
申请人：力帆实业(集团)股份有限公司
地址：400037 重庆市沙坪坝区上桥张家湾60号
国籍：CN
代理机构：重庆市前沿专利事务所
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曲柄连杆机构结构设计说明
曲柄连杆机构结构设计第1章绪论1.1 选题的目的和意义曲柄连杆机构是发动机的传递运动和动力的机构，通过它把活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动而输出动力。
因此，曲柄连杆机构是发动机中主要的受力部件，其工作可靠性就决定了发动机工作的可靠性。
随着发动机强化指标的不断提高，机构的工作条件更加复杂。
在多种周期性变化载荷的作用下，如何在设计过程中保证机构具有足够的疲劳强度和刚度及良好的动静态力学特性成为曲柄连杆机构设计的关键性问题[1]。
通过设计，确定发动机曲柄连杆机构的总体结构和零部件结构，包括必要的结构尺寸确定、运动学和动力学分析、材料的选取等，以满足实际生产的需要。
在传统的设计模式中，为了满足设计的需要须进行大量的数值计算，同时为了满足产品的使用性能，须进行强度、刚度、稳定性及可靠性等方面的设计和校核计算，同时要满足校核计算，还需要对曲柄连杆机构进行动力学分析。
为了真实全面地了解机构在实际运行工况下的力学特性，本文采用了多体动力学仿真技术，针对机构进行了实时的，高精度的动力学响应分析与计算，因此本研究所采用的高效、实时分析技术对提高分析精度，提高设计水平具有重要意义，而且可以更直观清晰地了解曲柄连杆机构在运行过程中的受力状态，便于进行精确计算，对进一步研究发动机的平衡与振动、发动机增压的改造等均有较为实用的应用价值。
1.2 国内外的研究现状多刚体动力学模拟是近十年发展起来的机械计算机模拟技术，提供了在设计过程中对设计方案进行分析和优化的有效手段，在机械设计领域获得越来越广泛的应用。
它是利用计算机建造的模型对实际系统进行实验研究，将分析的方法用于模拟实验，充分利用已有的基本物理原理，采用与实际物理系统实验相似的研究方法，在计算机上运行仿真实验。
目前多刚体动力学模拟软件主要有Pro/Mechanics，Working model 3D，ADAMS等。
多刚体动力学模拟软件的最大优点在于分析过程中无需编写复杂仿真程序，在产品的设计分析时无需进行样机的生产和试验。
125mL四冲程汽油机曲轴设计
125mL 四冲程汽油机曲轴设计序言《汽车发动机设计》课程设计是我们在学完了《汽车发动机设计》等专业课程后进行的一次综合性设计实践和基本训练。
这次课程设计的主要目的是：巩固过去有关课程的理论知识，学会联系实际来综合运用这些知识，培养正确的实践思路——辩证的分析问题、解决问题的思想方法。
通过这次通过设计实践还要培养我们从事设计工作的独立工作能力。
熟悉与发动机设计有关的规范、标准。
并训练我们设计计算、计算机应用、用设计图纸表达设计思想、机械制图、编写设计计算说明书及技术文件、进行选型论证、撰写论证文章以及进行答辩等方面的能力。
1 汽油机结构参数设计1.1已知条件平均有效压力： Mpa 2.1~8.0 活塞平均速度：m V <s m /18 发动机排量： s V mL 125=1.2发动机结构形式我所设计的是四冲程的汽油机曲轴，排量mL V s 125=,由于排量不是很大，应该属于摩托车发动机，我决定设计单缸的汽油机，选取缸数1=i 。
选用风冷的冷却方式。
1.3发动机主要结构参数参考杨连生版《内燃机设计》第十九页知：S/D 的取值范围在0.8～1.2之间，取S/D=0.9。
根据内燃机学的基本公式：42SD V S π=将S/D=0.9代入得：mL D V s 12540009.03==π解得：D=56mm S=50mmε：压缩比，即汽缸总容积a V 与燃烧室容积c V 之比，其中c s a V V V +=。
目前，国内汽油机的ε常在6～12之间，选定0.8=ε。
则mL V a 143=, mL V c 18=因为s m V m /18<，取s m V m /14=，由公式：min /8400100050143030r S V n m =⨯⨯==ω：角速度 s r a d n/87930840014.330=⨯==πωr ：曲轴半径 mm S r 252502=== l ：连杆长度 由于λ在31~41之间，取27.0=λ，则mm l 6.9227.025==e P ：由于平均有效压力在MPa P MPa m e 2.18.0<<之间，取MPa P me 9.0=，得到发动机的有效功率为：KW in V P P s me e 875.743084001125.09.030=⨯⨯⨯⨯==τ 2 热力学计算2.1作出P-V 图2.1.1 压缩行程根据《汽车拖拉机发动机》中，压缩行程起始点的压力值Pa 通常在（0.8~0.9）Po 之间，选定压缩始点的压强为Pa=0.08MPa 。
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毕业设计125cc 摩托车风冷发动机曲柄连杆机构设计学生姓名： 学号： 系 部：专 业：指导教师：二〇一四年六月六日颜人帅 102012237 机械工程系 机械电子工程 刘嘉诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。
本人签名：年月日毕业设计任务书设计题目：125cc摩托车风冷发动机的曲柄连杆机构设计系部：机械工程系专业：机械电子工程学号：102012237学生：颜人帅指导教师（含职称）：刘嘉（讲师）专业负责人：张焕梅1．设计的主要任务及目标（1）根据某款125cc摩托车的技术指标完成对相应发动机曲柄连杆机构的设计；（2）完成零部件的建模及运动仿真。
2．设计的基本要求和内容（1）完成对摩托车发动机曲柄连杆机构的设计并撰写设计说明书一份；（2）完成仿真模型一份；（3）完成零件图及装配图一份。
3．主要参考文献《机械设计》高等教育出版社《发动机设计》机械工业出版社《汽车设计》清华大学出版社4．进度安排设计（论文）各阶段名称起止日期1 开题准备2013.12.15-2014.3.012 完成曲柄连杆机构的设计2014.3.01-2014.4.153 完成软件建模仿真2014.4.16-2014.5.304 完成说明书撰写2014.6.01-2014.6.105 提交设计，答辩2014.6.11-2014.6.20125cc摩托车风冷发动机曲柄连杆机构设计摘要：本文以铃木GP125摩托车发动机的相关参数作为参考，对125cc摩托车风冷发动机的曲柄连杆机构的主要零部件进行了结构设计计算，并对曲柄连杆机构进行了有关运动学和动力学的理论校核分析与计算机仿真分析。
本文分别对活塞组、连杆组以及曲轴进行详细的结构设计，并进行了结构强度和刚度的校核。
再次，应用三维CAD软件：Pro/Engineer建立了曲柄连杆机构各零部件零件图与几何模型，装配成功后进行运动仿真。
通过设计建模，校核以及运动仿真，得出的结论基本符合设计思路与理论值。
完成了设计方案上的要求。
关键词：曲柄连杆机构，受力分析，仿真建模，运动分析Design of air engine crank connecting rod mechanism ofmotorcycleAbstract：Based on the related parameters Suzuki GP 125 motorcycle engin as a reference, The main components of air-cooled engine 125cc motorcycle crank linkage structural design calculations carried out, and carried out on the crank linkage theory about kinematics and dynamics analysis and computer simulation analysis check.This paper analysis the structural design on piston, connecting rod and crankshaft group, and the structural strength and rigidity check. Application of 3D CAD software: Pro/Engineer established the spare parts diagram and geometric model of the crank and connecting rod mechanism again, After the success of the assembly motion simulation and finite element simulation model.Through the design modeling，Check and movement simulation，Conclusion basic conform to the design thought and the theoretical pleted the design requirements.Through the design modeling, check and motion simulation, conclusion basic conform to the design thought and the theoretical value. Completed the design requirements.Key word: Crank Mechanism，Stress Analysis，Simulation Modeling，Motion Analysis目录1 绪论 (1)1.1 研究课题的目的和意义 (1)1.2 曲柄连杆结构国内外研究现状 (1)1.3 设计研究的主要内容 (4)2 发动机结构参数与热力学计算 (5)2.1 发动机结构形式 (5)2.2 发动机主要结构参数计算 (5)2.3 热力学计算 (6)2.3.1 作出P-V图 (6)3 活塞组设计 (9)3.1 活塞设计 (9)3.1.1 活塞材料的选择 (9)3.1.2 活塞结构尺寸设计 (10)3.1.3 活塞与气缸的配合间隙 (13)3.1.4 活塞质量m的估算 (13)23.1.5 活塞三维建模 (14)3.2 活塞环设计 (14)3.2.1 材料选择 (14)3.2.2 结构尺寸设计 (15)3.2.3 活塞环与环槽的装配间隙 (16)3.3 活塞销设计 (16)3.3.1 材料选择 (16)3.3.2 结构尺寸设计 (16)3.3.3 活塞销的配合间隙 (17)3.3.4 活塞销三维建模 (17)3.4 卡簧设计 (17)3.4.1 材料选择 (18)3.4.2 结构尺寸设计 (18)3.4.3 卡簧与其接触零件的配合 (18)3.5 活塞组校核 (18)3.5.1 环岸校核 (18)3.5.2 活塞销强度和刚度计算 (20)4 连杆设计 (22)4 连杆设计 (22)4.1连杆材料的选择 (22)4.2 连杆结构尺寸设计 (22)4.2.1 连杆长度的确定 (22)4.2.2 连杆小头结构尺寸确定 (22)4.2.3 连杆杆身结构设计 (23)4.2.4 连杆大头结构设计 (24)4.2.5 连杆三维模型 (25)4.3 连杆滚针轴承的选用 (25)4.4 连杆大小头的装配公差 (25)4.5 连杆校核 (25)4.5.1 连杆小头校核 (25)4.5.2 连杆杆身强度校核 (33)4.5.3 连杆大头校核 (35)5 曲轴设计 (38)5.1 曲轴材料的选择 (38)5.2 曲轴结构尺寸设计 (38)5.2.1 曲柄臂厚度h的确定 (38)5.2.2 曲柄销结构尺寸的确定 (39)5.2.3 主轴颈尺寸的确定 (39)5.2.4 主轴其他尺寸细节 (39)5.2.5 曲轴装配模型 (40)5.3 曲柄销的配合公差 (40)5.4 曲轴校核 (41)5.4.1 曲轴的弯曲强度校核 (41)5.4.2 曲轴的扭转强度校核 (43)6 运动学计算以及基于PRO/E的运动仿真分析 (46)6.1 活塞位移分析 (46)6.1.1 活塞位移的理论分析 (46)6.1.2 活塞位移的仿真分析 (46)6.2 活塞速度分析 (47)6.2.1 活塞速度V的理论分析 (47)6.2.2 活塞速度V的仿真分析 (48)6.3 活塞加速度分析 (48)6.3.1 活塞加速度a的理论分析 (48)6.3.2 活塞加速度a的仿真分析 (49)总结 (50)参考文献 (51)致谢 (52)1 绪论1.1 研究课题的目的和意义曲柄连杆机构是往复式内燃机中的动力传递系统，是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动部分。
从发动机实用性出发，对其曲柄连杆机构进行设计，在满足特定工况的疲劳强度和刚度条件下，达到良好的生产效益和经济效益[1]。
曲柄连杆机构是发动机中主要的受力部件，其工作可靠性就决定了发动机工作的可靠性。
但现今发动机曲柄连杆机构仍存在一些不足之处，有些结构强度远大于实际工况下所承载的强度，而也有一些低于实际工况下的承载强度。
前者造成了不必要的材料浪费，加大了生产成本，降低了经济效益；后者引起发动机寿命降低，有时会引发事故。
因此在设计过程中保证曲柄连杆机构具有足够的疲劳强度和刚度且达到最大经济效益成为曲柄连杆机构设计的关键性问题[2]。
在本次设计中，125cc摩托车风冷发发动机曲柄连杆机构为例，通过具体给定的参数来确定其曲柄连杆机构的总体结构，同时进行强度、刚度等方面的校核计算以及运动仿真，根据计算结果选取适当的材料，做到材料既不浪费又能满足实际使用性能的需求，获得良好的生产经济效益。
1.2 曲柄连杆结构国内外研究现状曲柄连杆机构是发动机中直接将燃油的化学能转化为机械能的运动机构，它将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并通过曲轴输出发动机的功率，是发动机最主要的运动机构[3]。
曲柄连杆机构包括连杆组、活塞组及曲轴组三部分。
（1）连杆组的研究现状连杆的计算分析在早期多采用经验公式，有限元理论和方法提出后，迅速在连杆分析上得到广泛应用。
连杆的有限元分析模型从最早的曲梁模型，到20世纪七八十年代的平面连续模型，再到90年代至今的三维实体模型。
近年来，国内外许多学者对内燃机连杆的有限元分析进行了大量的研究，归纳起来主要是以下几个方面：有限强度应力分析、动响应分析、可靠性分析和优化分析。
连杆应力有限元静态分析]5[。
如果连杆强度不够会出现断裂，刚度不足就会使大头孔变形失圆，使大头轴承润滑条件受到破坏，导致轴承发热而烧损。
常规的计算方法是对连杆小头、杆身和大头分别按均匀平面曲梁和直梁计算，由于没有考虑截面的变化以及载荷和计算公式的简化，计算精度较差。
20世纪80年代末到90年代初采用常单元插值、线性单元插值、和边界元等方法对连杆进行平面应力应变分析。
王明武等在摄动随机有限元法分析连杆应力方面进行了深入的研究。
岳东鹏等对杆在静态计算中的边界条件和载荷进行了更加符合实际的处理。
连杆的动响应分析[4]。
动响应分析是利用MSC.Adams 软件，对连杆进行仿真运算，到连杆的动响应特性，它推动了连杆由传统静态设计向动态设计的发展。
连杆的可靠性分析。
连杆的可靠性设计是根据已知载荷和材料强度，运用概率统计理论，确定连杆的可靠度，把连杆失效的发生控制在可接受的水平。