495柴油机设计说明书

课程设计说明书

设计题目：柴油机的曲柄连杆机构设计班级：J动力（机械）1201

学号：**********

姓名：***

指导老师：***

日期：2015年1月12日

目录

1 任务要求 (1)

2 柴油机曲柄连杆机构动力计算 (2)

2.1 原始参数 (2)

2.2 动力计算 (3)

结论 (12)

致谢 (12)

参考文献 (13)

1任务要求

(1).柴油机的曲柄连杆机构设计

(2).计算活塞运动规律及曲柄连杆机构受力分析

(位移，速度，加速度，气体力，往复惯性力，连杆力，切向力，径向力，侧压力，单缸输出转矩，总转矩)

(3).编写课程设计说明书

内容包括：封面，目录，原始资料及数据，设计计算及说明。参考资料及文献等，计算机打印，装订成册。

2 柴油机曲柄连杆机构的动力学计算

2.1 原始参数

原始参数及已知条件 1） 柴油机型号：495 2） 燃烧室形式：涡流室 3） 气缸直径D ：95mm 4） 活塞行程S ：115mm 5） 活塞平均速度(m/s)：7.67 6） 总排量：0.817L 7） 标定转速(r/min)：2000 8） 压缩比ε：18~20 9）

连杆长：210mm

10） 质量：活塞810g

连杆大头1382g ，小头505g 11） 曲柄半径R ：57.5mm ；

12） 连杆比

2738.0==

l R

λ；

13） 活塞面积

2

2

65.784

cm D F p ==

π；

14） 标定功率e N ：8.8kw （12PS ）； 15） 曲轴旋转角速度s rad n

/21030

==

πω 222/44100s rad =ω；

16） 曲轴销中心的切向速度s m R /075.12=ω； 17） 曲柄销中心的切向加速度22/75.2535s m R =ω；

2.2 动力计算

1）运动分析及动力计算 （1）运动参数的计算 活塞运动规律计算公式： 活塞位移：

)]sin 11(1

cos 1[22ϕλλ

ϕ--+

-=r x

活塞速度：)2sin 2

(sin ϕλ

ϕω+==r x

v

活塞加速度：2)2cos (cos ωϕλϕr x a +==

连杆摆角：)sin arcsin(αλβ=

以上个参数具体位置见 图2-1 曲柄连杆机构简图所示。 计算活塞在一个循环内各位置的运动规律，结果如表2-1所示。 画出活塞运动规律曲线图，如图2-2所示。

表2-1 495柴油机活塞运动规律计算表

曲轴转角)(

ϕ

连杆摆角)(

β

)(mm x

)/(s m v

)/(2s m a

0 0.00 0.00 0.00 3230.04 10 2.73 1.11 2.66 3149.64 20 5.37 4.39 5.19 2914.68 30 7.87 9.68 7.47 2543.17 40 10.14 16.73 9.39 2063.06 50 12.11 25.21 10.88 1509.39 60 13.72 34.74 11.89 920.73 70 14.91 44.90 12.41 335.42 80 15.64 55.29 12.46 -212.09 90 15.89 65.53 12.08 -694.29 100 15.64 75.26 11.33 -1092.75 110 14.91 84.24 10.28 -1399.13 120 13.72 92.24 9.03 -1615.02 130

12.11

99.13

7.62

-1750.51

140 10.14 104.83 6.13 -1821.94 150 7.87 109.27 4.61 -1848.88 160 5.37 112.46 3.07 -1850.97 170 2.73 114.36 1.53 -1844.81 180 0.00 115.00 0.00 -1841.46 190 -2.73 114.36 -1.53 -1844.81 200 -5.37 112.46 -3.07 -1850.97 210 -7.87 109.27 -4.61 -1848.88 220 -10.14 104.83 -6.13 -1821.94 230 -12.11 99.13 -7.62 -1750.51 240 -13.72 92.24 -9.03 -1615.02 250 -14.91 84.24 -10.28 -1399.13 260 -15.64 75.26 -11.33 -1092.75 270 -15.89 65.53 -12.08 -694.29 280 -15.64 55.29 -12.46 -212.09 290 -14.91 44.90 -12.41 335.42 300 -13.72 34.74 -11.89 920.73 310 -12.11 25.21 -10.88 1509.39 320 -10.14 16.73 -9.39 2063.06 330 -7.87 9.68 -7.47 2543.17 340 -5.37 4.39 -5.19 2914.68 350 -2.73 1.11 -2.66 3149.64 360 0.00 0.00 0.00 3230.04

图2-2 495柴油机活塞运动规律曲线

（2）动力参数的计算

i.计算在一个循环中活塞连杆曲轴所受的运动分力。 结果如表3-2所示。

绘制)(x f N p =的变化曲线，如图3-4所示； 绘制

)

(),(),(ϕϕϕf p f p f p j g ===的变化曲线，如图3-5所示；

绘制)(),(1ϕϕf ra p f p ==的变化曲线，如图3-6所示。 绘制曲轴输出扭矩曲线，如图3-7所示。

可见，单缸柴油机曲轴的输出扭矩曲线与其曲柄切向力曲线形状完全一样，只是纵坐标值相差p RF 倍。