曲柄连杆机构
第2章曲柄连杆机构
第2章 曲柄连杆机构
1. 气体作用力
在每个工作循环的四个行程中，气体压力始终存在。但由 于进气、排气两行程中气体压力较小，对机件影响不大，故这 里主要介绍作功和压缩两个行程中的气体作用力。 在作功行程中，气体压力是推动活塞向下运动的力。这时， 燃烧气体产生的高压直接作用在活塞顶部，如图2-2(a)所示。 设活塞所受总压力为 Fp,传到活塞销上，可分解为Fp1与Fp2。Fp1 通过活塞销传给连杆，并沿连杆方向作用在曲柄销上后，又分 解为 R 和S两个力。R沿曲柄方向使曲轴主轴颈与主轴承间产生 压紧力，S 与曲柄垂直， 并对曲轴形成转矩 T，推动曲轴旋转； Fp2把活塞压向气压壁，形成活塞与缸壁间的侧压力，有使机体 翻倒的趋势， 故机体下部两侧应固定在车架上。
第2章 曲柄连杆机构 (1) 楔形燃烧室(见图2-9(a))的结构较简单、紧凑，在 压缩终了时能形成挤压涡流，因而燃烧速度较快，经济性和
动力性较好。
(2) 盆形燃烧室(见图2-9(b))的结构简单、紧凑。 (3) 半球形燃烧室(见图2-9(c))的结构比楔形和盆形燃 烧室的结构更紧凑，但因进、排气门分别置于气缸盖两侧， 故使配气机构较复杂。由于该燃烧室散热面积小，有利于促 进燃料的完全燃烧和减少排气中的有害气体，故对排气净化 有利。
第2章 曲柄连杆机构 目前发动机上采用的气缸盖衬垫有多层薄金属衬垫、金 属—复合材料气缸盖衬垫和金属—石棉气缸盖衬垫3种。气缸盖 衬垫的水孔和燃烧室周围另用金属镶边，以防被高温燃气烧坏。 前两种的气缸盖衬垫多在轿车上使用。金属—石棉气缸盖衬垫
的石棉中间夹金属丝或金属屑，外覆铜皮或钢皮，这种衬垫的
压紧厚度为1.2～2 mm。安装气缸盖衬垫时，应根据标记或文 字进行安装， 否则易被冲坏。如金属—石棉气缸盖衬垫在安装
汽车曲柄连杆机构
连杆弯曲和扭曲
由于承受过大的冲击载荷或安装不正确，连杆可能出现弯 曲或扭曲，导致运转不平稳，增加发动机噪音和振动。
活塞环槽磨损
活塞环槽在使用过程中，由于摩擦和高温作用，导致环槽 磨损，使活塞环的定位失效，增加漏气和窜油的可能性。
故障诊断方法
听诊诊断
振动诊断
通过听曲柄连杆机构运转时的声音，判断 是否存在异常响动或杂音，初步判断故障 部位。
包括曲轴、连杆、活塞、活塞销等，确保其运转 正常。
定期调整气门间隙
保证气门开闭自如，防止因气门间隙不当引起的 故障。
ABCD
定期更换润滑油
保持曲柄连杆机构的良好润滑状态，减少磨损和 摩擦。
定期检查冷却系统
确保发动机得到良好的冷却，降低运转温度，防 止过热引起的故障。
05 曲柄连杆机构的发展趋势与展望
04 曲柄连杆机构的常见故障与维修
CHAPTER
常见故障分析
曲轴轴颈磨损
曲轴在长期运转过程中，轴颈表面受到摩擦和疲劳作用， 逐渐产生磨损，导致曲轴变细、轴颈圆度超差，影响发动 机的正常运转。
活塞销座孔磨损
活塞销座孔在长期使用过程中，由于润滑不良或承受较大 压力，导致座孔磨损，影响活塞销的定位和运动，进而影 响曲柄连杆机构的正常工作。
和使用寿命。
03 曲柄连杆机构的优化设计
CHAPTER
材料选择与热处理
要点一
总结词
材料的选择和热处理工艺对曲柄连杆机构的性能和寿命具 有重要影响。
要点二
详细描述
在材料选择方面，应考虑材料的机械性能，如强度、韧性 和耐磨性。常用的材料包括铸铁、合金钢和铝合金等。铸 铁具有高强度和耐磨性，适合承受高负荷的曲柄连杆机构 ；合金钢经过适当的热处理可以提高其机械性能，适用于 要求高强度和耐磨性的场合；铝合金轻巧且具有良好的耐 腐蚀性，适用于需要减轻重量的曲柄连杆机构。
曲柄连杆机构的主要工作部分及运动原理
曲柄连杆机构的主要工作部分及运动原理下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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曲柄连杆机构
1）主轴颈 主轴颈是曲轴的支承部分，通过主轴颈支承在曲 轴箱的主轴承座中。主轴颈的数目不仅与发动机气 缸数目有关，还取决于曲轴的支承方式。曲轴的支 承方式一般有两种，一种是全支承曲轴，另一种是 非全支承曲轴。
2）曲柄销 曲柄销也叫连杆轴颈，是曲轴与连杆的连接部分。
3）曲柄臂 曲柄臂是主轴颈与曲柄销的连接部分。一般为了平 衡惯性力，曲柄臂处一般铸有平衡重块，从而使曲 轴旋转平稳。
活塞环：
活塞环是具有弹性开口的环，活塞环可分气环和油 环两种。 （1）气环 气环的主要功用是密封和传热。保证活塞与气缸 壁间的密封，防止气缸内的可燃混合气和高温燃气 漏入曲轴箱，并将活塞顶部接受的热传给气缸壁， 避免活塞过热。 气环的密封原理： 当活塞环装入气缸后，在其自身的弹力作用下环 的外圆面与气缸壁贴紧形成第一密封面，气缸内的 高压气体不可能通过第一密封面泄漏。高压气体可 能通过活塞顶岸与气缸壁之间的间隙进入活塞环的
（3）活塞销的连接方式 活塞销与活塞销座孔及连杆小头衬套孔的连接方式 有两种，分别全浮式和半浮式。
柴油机活塞顶部形状取决于混合气形成方式和燃烧室 形状。在分隔式燃烧室柴油机的活塞顶部设有形状不同 的浅凹坑，以便在主燃烧室内形成二次涡流，增进混合 气形成与燃烧。柴油机还有另一类燃烧室，称为直喷式 燃烧室。其全部容积都集中在气缸内，且在活塞顶部设 有深浅不一、形状各异的燃烧室凹坑。在直喷式燃烧室 的柴油机中， 喷油器将燃油直接喷入燃烧室凹坑内，使 其与运动气流相混合，形成可燃混合气并燃烧。
（2）活塞头部 活塞顶部至活塞第一道气环之间的部分，用来承 受气体压力和传递热量。
（3）活塞裙部 活塞裙部是指从油环槽以下的活塞部分。活塞裙 部的形状应该保证活塞在气缸内得到良好的导向的 作用，其次，活塞裙部使气缸与活塞之间在任何工 况下都应保持均匀的、适宜的间隙。间隙过大，活 塞敲缸；间隙过小，活塞可能被气缸卡住。此外， 裙部应有足够的实际承压面积，以承受侧向力。 发动机工作时，活塞在气体力和侧向力的作用下 发生机械变形，而活塞受热膨胀时还发生热变形。 这两种变形的结果都是使活塞裙部在活塞销孔轴线 方向及活塞顶部的尺寸增大。因此，为了使活塞在 正常工作温度时保持较均匀的间隙，避免出现在气 缸内卡死或加大磨损的现象，所以:
曲柄连杆机构拆卸步骤
曲柄连杆机构拆卸步骤嘿，朋友们！今天咱们要聊聊一个挺有意思的话题，曲柄连杆机构的拆卸步骤。
听起来有点高大上对吧？别担心，咱们用最简单易懂的语言，把这个话题聊得轻松有趣。
准备好了吗？咱们一起开始这段“机械之旅”吧！1. 理解曲柄连杆机构首先，咱得知道，什么是曲柄连杆机构。
简单来说，这个机构就像一个小小的机械手，负责把旋转的动力转换成直线运动。
就像是你骑自行车的时候，脚蹬转动了，链条带动后面的轮子，形成推力，嗨，您就是在使用曲柄连杆机构呀！听上去简单吧？其实，它在很多地方都能见到，比如汽车、机器设备等等。
1.1 为什么要拆卸？那么，为啥要拆卸它呢？这可是个好问题！可能是因为它需要维护，或者说是换个新零件，甚至是要清洁一下。
就像我们人有时候也得“洗洗澡”，对吧？所以，拆卸曲柄连杆机构是非常必要的，让它焕然一新，继续干活。
1.2 拆卸前的准备在开始之前，咱得做好准备工作。
首先，确保手上有工具，比如扳手、螺丝刀啥的。
这就好比去打仗，得先把武器准备齐全！而且，记得穿上工作服哦，免得弄得满身油污。
最重要的是，要有一颗耐心的心，因为拆卸过程可能会遇到一些小麻烦，就像做饭时突然发现少了盐，真是让人心慌。
2. 拆卸步骤好啦，准备工作做足了，咱们正式进入拆卸的阶段。
记得哦，慢慢来，别急，保持镇定，咱们可不想在这个过程中搞得一团糟。
2.1 拆掉外部配件第一步，先把外部的配件都拆掉。
这就像是先把衣服脱掉，然后才能好好洗澡。
用扳手把连接的螺丝拧松，再用手把那些小零件轻轻拿下来。
小心点，不要把它们掉到地上，万一找不着就麻烦了。
你可以在旁边准备一个小盒子，把它们放好，免得乱成一锅粥。
2.2 拆卸曲柄和连杆接下来，就要着手拆卸曲柄和连杆了。
首先要找到连接点，一般是在曲柄的底部。
用扳手轻轻拧松，听到“咔嚓”声的时候，心里千万别紧张，继续保持耐心。
把连杆从曲柄上卸下来时，尽量小心点，别把它们搞坏了，毕竟这可是“心肝宝贝”呀！完成后，记得检查一下周围，看看有没有落下的小配件，别让它们在角落里孤单。
曲柄连杆机构概述
曲柄连杆机构受力分析
3．离心力——是指曲柄、连杆轴颈、连杆大头等围绕曲轴轴线做圆周运 动产生的离心惯性力，简称离心力，用FC表示。
离心力在垂直方向上的分力Fcy，与惯性力Fj的 方向总是一致的，因而加剧了发动机的上、下振动 。
而水平方向的分力Fcx则使发动机产生水平方向 的振动。
此外，离心力使连杆大头的轴承和轴颈受到又 一附加载荷，增加了它们的变形和磨损。
曲柄连杆机构受力分析
曲柄连杆机构受力分析
曲柄连杆机构在工作时做变速运动，受力情况相当复杂，气体压力、往复 惯性力、旋转运动的离心力、相对运动件接触表面的摩擦力等都作用在曲柄连 杆机构上。
（1）气体压力
（2）往复惯性力
（3）旋转运动的离心力
（4）相对接处表—在发动机工作循环的每个行程中，气
曲柄连杆机构受力分析
4．摩擦力——任何一对互相压紧并做 相对运动的零件表面之间都存在摩擦力。 在曲柄连杆机构中，活塞、活塞环与气缸 壁之间，以及曲轴、连杆轴承与轴颈之间 都存在摩擦力，摩擦力是造成零件配合表 面磨损的根源。
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曲柄连杆机构的组成
曲柄连杆机构的作用 曲柄连杆机构的组成 曲柄连杆机构的工作条件
曲柄连杆机构的作用
将燃烧的油气混合气作用在活塞顶上的压力转变为曲轴旋转运动 而对外输出动力。
曲柄连杆机构的组成
机体组
活塞连杆组
曲轴飞轮组
曲柄连杆机构的工作条件
曲柄连杆机构是在高温、高压、高速和化学腐蚀的环境中工作的。 高温：最高可达 2500K以上 ； 高压：最高可达 5MPa—10MPa； 高速：最高可达 3000 r/min—6000 r/min； 化学腐蚀：可燃混合气和燃烧废气直接接触机件；
对曲柄连杆机构的认识
对曲柄连杆机构的认识曲柄连杆机构，这名字听起来就像是从某部科幻电影里跳出来的东西，但其实它就在我们身边，默默地工作。
说到曲柄连杆，大家可能会想起那个经典的自行车结构，脚踏板踩下去，车轮就开始转。
哎，真是个简单而又神奇的道理！想象一下，脚一抬，车轮就停了，简直是个奇迹。
这种机构其实就是通过一个曲柄把直线运动转化成旋转运动，反之亦然，真是巧妙！用个简单的比喻来说，曲柄就像是个小丑，连杆则是个舞者，二者在舞台上跳着热情的舞蹈，配合得天衣无缝。
再说说它的构造，哦，光是这几个零件就让人觉得有趣得不得了。
曲柄，连杆，活塞，还有那些小螺丝钉，组成了一台可以飞的机器。
就好比一个乐队，乐器各不相同，却能演奏出动人的旋律。
试想一下，曲柄像是那位最爱出风头的吉他手，连杆则是个温柔的女声歌手，活塞就像是鼓点，给整个乐队打着节拍。
没错，这些小家伙们就这样在一起，制造出了无穷的力量，真的很神奇。
就像咱们日常生活中的那些小窍门，简单的道理，却能带来意想不到的结果。
再聊聊它的应用，简直是无处不在啊！从你早上起床用的咖啡机，到汽车的发动机，甚至是一些工业设备，都是它的身影。
想象一下，那个每天早上都要让你醒来的咖啡机，里面就藏着这个曲柄连杆的秘密。
它轻轻一转，就把水加热，咖啡飘香，这可都是曲柄连杆的功劳呀！就像是在厨房里做菜，一些简单的材料经过巧妙的组合，最后变成了丰盛的美餐。
这种结构的设计真的是一门艺术，绝对不亚于绘画或雕刻。
说到这里，许多人可能会问，这种结构有什么好处呢？嘿，这可真是个好问题！它能大大提高效率，减少能耗。
想想，如果没有这种机制，我们可能要用双手拼命去推动东西，真是累得要命！它的结构相对简单，维修起来也很方便，像我家里的小玩意儿，坏了只要换个零件就好了，省时省力！生活中总有些小麻烦，能用曲柄连杆解决，那简直是太棒了。
说到维护，不得不提一下，曲柄连杆也有它的小脾气。
长时间使用的话，难免会有磨损，得好好照顾。
就像是咱们人也得吃饭、睡觉，给自己充充电一样。
曲柄连杆机构名词解释_概述及解释说明
曲柄连杆机构名词解释概述及解释说明1. 引言1.1 概述曲柄连杆机构是一种常见的机械传动结构，它由曲柄和连杆组成，通过运动副的连接使得曲柄产生往复旋转运动，并将这种运动转化为连杆的直线往复运动。
该机构在许多领域中得到广泛应用，如汽车发动机、农业机械和工业设备等。
本文将对曲柄连杆机构进行全面的名词解释和详细的说明。
1.2 文章结构本文将按照以下结构来介绍曲柄连杆机构的相关内容：第2部分：曲柄连杆机构的定义和原理。
我们将介绍曲柄连杆机构的基本概念以及其组成部分，并详细解释其工作原理和运动特点，以便读者能够更好地理解该机构。
第3部分：曲柄连杆机构的分类与应用领域。
在此部分中，我们将对不同类型的曲柄连杆机构进行分类介绍，并通过案例分析展示其在汽车发动机等领域中的具体应用。
第4部分：曲柄连杆机构设计与优化方法研究进展。
我们将介绍曲柄连杆机构的设计流程和基本原则，并列举当前常用的设计软件和工具。
此外，我们还将探讨曲柄连杆机构优化方法的研究现状和未来发展趋势。
第5部分：结论。
在这一部分，我们将对全文进行小结，并指出本研究存在的不足之处以及进一步研究的方向。
同时，我们还将展望曲柄连杆机构在未来的应用前景。
1.3 目的本文旨在对曲柄连杆机构进行深入解析，帮助读者全面了解其定义、原理、分类和应用领域，并介绍相关的设计与优化方法。
通过掌握这些知识，读者能够更好地理解曲柄连杆机构在实际应用中的意义和作用，并为相关领域中的工程设计和科学研究提供参考依据。
2. 曲柄连杆机构的定义和原理：曲柄连杆机构是一种常见的机械传动装置，由曲柄、连杆和活塞组成。
它通过转动曲柄轴使连杆运动，从而实现能量的转换和传递。
2.1 曲柄连杆机构的概念和基本组成部分：曲柄连杆机构主要由三个基本部分组成：曲柄、连杆和活塞。
- 曲柄：曲柄一般为一个旋转轴，又称为枢轴或者主轴。
它被固定在机器的机壳上，并具有一个离心浇铸或锻造得到的非对称几何形状。
- 连杆：连杆是连接曲柄与活塞的元件，其长度可以控制活塞的运动幅度。
曲柄连杆机构
第一节曲柄连杆机构曲柄连杆机构是柴油机的主要运动件，主要包括曲轴和连杆，对于十字头式柴油机还包括十字头组件。
曲柄连杆机构的主要作用是将活塞的往复运动转换成回转运动，并输出动力。
、十字头组件1•十字头组件的作用及工作条件十字头组件是船用二冲程十字头式柴油机的特有部件。
它的主要作用是将活塞组件和连杆组件连接起来，把活塞的气体力和惯性力传给连杆，承受侧推力并给活塞在气缸中的运动导向。
主要包括十字头本体，十字头滑块和十字头轴承（连杆小端轴承）等。
如图2-26所示。
十字头组件的工作条件是比较苛刻的。
十字头本体和轴承要承受周期性的气体爆发压力；十字头滑块要承受侧推力的作用。
特别是十字头头轴承，由于单向受力及连杆只作摆动，不易形成良好的润滑，工作条件更为恶劣。
图2-26十字头的构造2•十字头的构造十字头的结构有以下几种类型。
根据十字头滑块的结构形式可分为单滑块结构、圆筒形滑块结构和双滑块结构。
双滑块结构的正倒车承压面相同，比较安全可靠。
导板设在机架的横隔板上（见图2-27），使连杆摆动平面宽敞，由机器的两侧进行检修工作比较方便，因此应用广泛。
单滑块式十字头结构简单，制造与安装容易，以前应用较多，现在已很少采用。
圆筒形滑块仅为个别机型使用。
根据十字头与活塞杆的连接方式有两种，一种是活塞杆穿过十字头上的孔用螺帽固定，另一种是利用活塞杆下部凸缘和螺栓与十字头连接。
第一种形式由于活塞杆穿过十字头，连杆小端必须采用分岔形式，使十字头轴承工作可靠性降低，现在已基本不用。
而第二种形式由于连杆小端采用全支撑式结构，扩大了轴承的承载面积，改善了轴承的受力状况，使十字头轴承的工作可靠性大大提高。
目前MAN B&W 和SULZER公司最新生产的柴油机都采用这种结构。
图2-26为MAN B&W 公司生产的S-MC-C型柴油机的十字头，它主要由十字头销3和十字头滑块4组成。
活塞杆通过四个螺栓固定在十字头销上部的平面上，十字头销连杆小端轴承5支撑，连杆小端轴承盖为中空结构，两侧为十字头滑块，滑块两侧的工作面上都浇有减磨合金，并开设油槽，滑块可沿着固定在机架上两侧的相应导板滑动，并传递侧推力。
总结曲柄连杆机构知识点
总结曲柄连杆机构知识点一、曲柄连杆机构的结构原理1.曲柄连杆机构的基本结构及工作原理曲柄连杆机构由曲柄、连杆和活塞组成，是将旋转运动转换为直线运动的重要机构。
当曲柄进行旋转运动时，连杆受到曲柄的驱动而进行周期性的往复运动，从而带动活塞在缸体内做往复运动。
曲柄连杆机构常用于内燃机中，将曲轴的旋转运动转化为活塞的往复运动，从而驱动汽缸内的工作介质进行工作。
2.曲柄连杆机构的分类曲柄连杆机构根据曲柄与连杆的相对位置和连接方式可以分为直线型曲柄连杆机构、旋转型曲柄连杆机构、曲柄与连杆垂直的曲柄连杆机构等。
这些不同类型的曲柄连杆机构在结构上有所差异，但其基本工作原理是相似的，都是通过曲柄的旋转运动将活塞做往复运动。
3.曲柄连杆机构的优缺点曲柄连杆机构具有结构简单、运动平稳、传动效率高等优点，适用于很多工程领域。
但是也存在一些缺点，比如体积较大、重量较重、制造成本高等，因此在一些特殊情况下可能不适用。
二、曲柄连杆机构的运动分析1.曲柄连杆机构的运动轨迹分析曲柄连杆机构中曲柄的运动轨迹是一个圆周，而连杆的运动轨迹是一个椭圆。
在曲柄连杆机构中，连杆在曲柄的带动下进行往复运动，其运动轨迹是连杆机构设计中需要重点考虑的问题之一。
2.曲柄连杆机构的速度和加速度分析曲柄连杆机构中的速度和加速度分析是设计和计算的重要内容。
通过对曲柄连杆机构的速度和加速度进行分析，可以确定连杆的运动规律，为机构的设计和优化提供依据。
3.曲柄连杆机构的动力分析曲柄连杆机构的动力分析是指针对机构的动力传递和能量转换进行的分析。
通过对曲柄连杆机构的动力分析，可以确定机构的工作性能和能量损失情况，为机构的优化设计提供技术支持。
三、曲柄连杆机构的设计计算1.曲柄连杆机构设计的基本原则曲柄连杆机构的设计需要遵循一定的原则，包括结构合理、运动平稳、传动效率高等。
在设计曲柄连杆机构时，需要充分考虑这些原则，确保机构能够满足工程需求。
2.曲柄连杆机构设计的计算方法曲柄连杆机构的设计计算方法主要包括曲柄长度的设计、连杆长度的设计、活塞行程的设计等。
曲柄连杆机构的结构
曲柄连杆机构的结构曲柄连杆机构是一种常见的机械传动机构，广泛应用于工程领域。
它由曲柄、连杆和活塞组成，通过曲柄的转动，实现连杆和活塞的运动。
本文将详细介绍曲柄连杆机构的结构、工作原理及其应用。
一、曲柄连杆机构的结构曲柄连杆机构由曲柄、连杆和活塞组成。
其中，曲柄是一个可以绕固定轴转动的机构件，通常呈圆形或椭圆形，用于将旋转运动转换为直线运动，产生周期性运动。
连杆是连接曲柄和活塞的构件，起着传递运动的作用。
活塞是一个圆柱形构件，可以在封闭的容器内往复运动，用于传递力和能量。
曲柄连杆机构的结构简单、紧凑，并且能够将旋转运动转换为直线运动，具有较高的效率。
曲柄连杆机构还可以根据不同需求进行调节和优化，以获得不同的运动特性。
二、曲柄连杆机构的工作原理曲柄连杆机构基于几何学原理和运动学原理，其工作原理可以概括为以下几个步骤：1. 曲柄的旋转：通过外部动力源（如发动机）、电机等将曲柄转动，使其先顺时针或逆时针旋转。
2. 连杆的运动：曲柄旋转时，连杆与曲柄的连接点形成一个虚拟的三角形，称为连杆角。
连杆在曲柄转动的作用下，会以一定的速度和方向沿着直线路径运动，其运动轨迹被称为连杆运动轨迹。
连杆的运动可以分为上行段和下行段，它们之间有一个称为死点的转角位置，连杆在这个位置上将无法运动。
3. 活塞的运动：连杆与活塞相连，通过连杆的运动，活塞也将以一定的速度和方向沿直线轨迹运动。
活塞的运动通常用来驱动其他机构或完成特定的工作任务。
通过以上步骤的循环，曲柄连杆机构可以实现连续的往复运动，将旋转运动转换为直线运动，并将动力传递到其他机构中。
三、曲柄连杆机构的应用曲柄连杆机构在工程领域中有着广泛的应用。
以下是曲柄连杆机构的几个常见应用示例：1. 发动机：曲柄连杆机构是内燃机中的基础机构，通过将活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动，驱动发动机的工作。
发动机是现代交通工具的动力源，曲柄连杆机构是发动机的关键部分。
2. 压力机：曲柄连杆机构常用于压力机中，将电动机或液压驱动的旋转运动转换为上下往复的压力运动，用于制造、冲压和成形等加工工艺。
曲柄连杆机构的作用和组成
曲柄连杆机构的作用和组成大家好，今天咱们来聊聊一个特别有趣的机械结构——曲柄连杆机构。
这个东西啊，听起来可能有点复杂，但其实它就像是机械世界里的“千里马”，有着无穷的可能性。
咱们先来搞明白它的作用，然后再看看它的组成，绝对让你觉得豁然开朗！1. 曲柄连杆机构的作用1.1 运动转换的魔术师曲柄连杆机构可以说是运动转换的魔术师。
你看它，像不像那种神奇的变形玩具？它把旋转运动转换成直线运动，或者反过来。
就像你踩自行车时，踏板的旋转通过曲柄连杆传递到车轮，让你一踩一踏地前进。
是不是很神奇？这种机制广泛应用于各种设备，比如发动机、泵、甚至一些自动化生产线，简直就是机械世界里的万能工具！1.2 工作效率的提高除此之外，曲柄连杆机构还能显著提高工作效率。
想象一下，没有它，我们得用什么别的办法来实现这种旋转到直线的转换？估计得折腾得不可开交。
它通过合理设计，可以让机器工作得又快又稳，几乎不会出现卡顿的情况。
这就像是把“千锤百炼”的过程省略掉，让工作变得顺畅无比。
2. 曲柄连杆机构的组成2.1 曲柄：转动的核心首先，咱们得了解曲柄。
它是整个机构的“心脏”，负责旋转的工作。
简单来说，曲柄就是那个能够绕着固定点旋转的部分。
它就像是把旋转动力传递到连杆上的“电源”。
没了它，整个机构就会“失去心跳”，运转起来就得费劲千倍。
2.2 连杆：连接的桥梁接着，连杆就是连接曲柄和其他部分的桥梁。
它把曲柄的旋转运动转化为直线运动。
可以把连杆想象成一个“长臂”，它能将曲柄的旋转力量传递到其他需要直线运动的地方。
如果没有连杆，曲柄的旋转就像是“空中楼阁”，没有实际的效果。
2.3 滑块或连杆末端：最终的接触点最后，还有滑块或者连杆的末端部分，这个部分在机构中起到了直接接触和转换的作用。
它们把连杆的直线运动转移到最终需要的地方。
比如在发动机中，这部分直接参与到燃烧室的工作中，简直就像是舞台上的“明星”，让整个演出完美无瑕。
3. 现实中的应用3.1 汽车发动机：动力的源泉说到曲柄连杆机构的应用，汽车发动机绝对是个好例子。
《曲柄连杆机构》课件
可靠性原则
确保曲柄连杆机构在各种工况下都能稳定、 可靠地工作。
经济性原则
在满足功能和效率的前提下，尽可能降低曲 柄连杆机构的设计和制造成本。
曲柄连杆机构的优化方法
数学建模
建立曲柄连杆机构的数学模型，以便进行数 值分析和优化设计。
拓扑优化
改变曲柄连杆机构的内部结构，以实现更好 的刚度和强度。
尺寸优化
2023-2026
END
THANKS
感谢观看
KEEP VIEW
REPORTING
按连杆数目分类
三杆曲柄连杆机构
包括一个曲柄、一个连杆和一根轴。 这种机构结构简单，常用于一些简单 的机械装置中。
四杆曲柄连杆机构
由四个构件组成，包括一个曲柄、一 个连杆、一根轴和一根导杆。这种机 构在汽车等复杂机械中应用广泛，可 以实现复杂的运动轨迹。
按曲轴的形式分类
直列式曲柄连杆机构
曲轴的各曲拐按直线排列，这种机构结构紧凑，适用于小缸径发动机。
对易损件如轴承、密封圈等进行定期更换 。
对曲柄连杆机构的参数进行定期检查和调 整，确保机构运行正常。
PART 05
曲柄连杆机构的发展趋势 与展望
曲柄连杆机构的新材料、新工艺、新技术
总结词
介绍曲柄连杆机构在材料、工艺和技术方面的创新和突破，以及这些创新对机构性能和 效率的影响。
详细描述
随着科技的不断发展，曲柄连杆机构在材料、工艺和技术方面也在不断创新和突破。例 如，采用高强度轻质材料可以减小机构的质量和惯性，提高其动态响应性能；采用先进 的表面处理技术可以提高机构的耐磨性和耐腐蚀性，延长其使用寿命；采用智能传感器
观察法
观察曲柄连杆机构的外观和运行状况 ，判断是否存在故障。
第2章曲柄连杆机构
特 点
示意图
矩形环 工艺简单、导热性好。但会出现泵油作用，造
锥面环 但锥角难加工。
向下刮油，上滑时在油膜上浮起，减少磨损。
随侧压力的方向改变，环的侧隙也变化，使环 梯形环 槽中的积碳挤出。但上、下面加工工艺较复杂。 通常用做第一道环。
二、工作条件
1.热力负荷：因高温会使发动机零件失去工作能力。如烧伤、膨胀变形等。
2.机械负荷：气体压力、惯性力、摩擦力。 3.高速、化学腐蚀： 废气中的（CO, NO , HC）与机件接触使之受到腐蚀。
三、曲柄连杆机构的受力情况 1 、气体作用力（气压力）：作功行程作用在活塞顶部的气压力 最大，其次是压缩行程。 (1) 作功行程： 均布的合力Fp
缸体可用价格较低的优质灰铸铁。
气缸套型式：
干缸套：外表面不与冷却水直接接触
湿缸套：外表面与冷却水直接接触。
缸套装入座孔后，通常高出缸体0.05~0.15mm。 这样当紧固气缸盖螺栓时，可将气缸盖衬垫压得更紧，保证密封。
干式缸套和湿式缸套的特点比较 名 称 结构特点 优、缺点比较
外壁不直接与冷却水接触。 强度和刚度都较好。但加工复杂， 干式缸套 壁厚1~3mm。 拆装不便，散热不良。
B、为防止环槽磨损可铸入用奥氏体铸 铁（耐热、耐磨）做成的环槽护圈。
环 槽 护 圈
(3) 活塞裙部作用：为往复运动导向，承受气压力。
结构形状：a.活塞裙部的横断面做成与其变形相适应。
若冷态时为 圆
受热 膨胀
椭圆
冷态下设计成椭 圆，热膨胀为圆， 椭圆度0.15~0.35
曲柄连杆机构
曲柄连杆机构的常见故障与维护
曲轴磨损 曲轴是发动机的 核心部件之一， 若曲轴磨损严重， 会影响发动机的 动力输出和运转
平稳性
飞轮损坏 飞轮是储存和释放动力的关键部件，若飞轮损坏，会
影响发动机的动力输出和运转平稳性
连杆弯曲或断裂 连杆是连接活塞和 曲轴的重要部件， 若连杆弯曲或断裂， 会导致活塞无法正 常运动，严重时会
导致发动机损坏
曲柄连杆机构的常见故障与维护
3.2 维护与保养
为了延长曲柄连杆机构的使用寿命和提高发动机的性能 ，以下是一些建议的维护与保养措施
定期更换机油：机油是发动机的润滑剂，定期更换 机油有助于减少机件的摩擦和磨损 检查机体组：定期检查机体组各部位是否松动、变 形或损坏，如有异常应及时修复 检查活塞环：定期检查活塞环是否磨损严重、老化 或断裂，如有问题应及时更换 检查气缸：定期对气缸进行测量和检查，如发现气 缸磨损超限应更换气缸套或进行修理
3
曲柄连杆机构的常见故障与维护
曲柄连杆机构的常见故障与维护
曲柄连杆机构由于长时间处于高温、高压和高摩擦 的工作环境中，容易出现磨损和变形等问题
因此，日常维护和保养非常重要
这些问题的出现会影响发动机的正常运转，严重时 会导致发动机损坏或失效
曲柄连杆机构的常见故障与维护
3.1 常见故障
活塞环磨损：活塞环是活塞连杆组中重要的部件之一，它的主要作用是密封燃烧室内 的气体。若活塞环磨损严重，会导致燃烧室内气体泄漏，影响发动机的动力输出和燃 油经济性
曲柄连杆机构主要由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组三部分组成
曲柄连杆机构的组成
1.1 机体组
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曲柄连杆机构一、填空题1．曲柄连杆机构由__、__和___等三部分构成。
2．发动机各个机构和系统的装配基体是___ ___ 。
3．活塞连杆组由___、__ 、___、和___等组成。
4．活塞环包括__和___两种。
5．在安装气环时，各个气环的切口应该___。
6．油环分为普通油环和组合油环两种，组合油环一般由___和__ 组成。
7．在安装扭曲环时，还应注意将其内圈切槽向，外圈切槽向________________________________________ ，不能装反。
8．活塞销通常做成__ 圆柱体。
9．活塞销与活塞销座孔及连杆小头衬套孔的配合，一般都采用___ 。
10．连杆由___、__ 和___三部分组成。
连杆_与活塞销相连。
11．曲轴飞轮组主要由___ 和___以及其他不同作用的零件和附件组成。
12．曲轴前端装有驱动配气凸轮轴的__，驱动风扇和水泵的___止推片等，有些中小型发动机的曲轴前端还装有___，以便必要时用人力转动曲轴。
13．飞轮边缘一侧有指示气缸活塞位于上止点的标志，用以作为调整和检查___________ 正时和___正时的依据。
14．V8发动机的气缸数为 ___ 缸。
15．V8 发动机全支承式曲轴的主轴颈数为___。
16. 曲柄连杆机构的作用是：提供_______ 的场所，并将燃料燃烧后产生的作用在活塞上的_________ 转变成使曲轴旋转运动的_________ ，对外输出动力。
17. 活塞与气缸壁之间应保持一定的配合间隙，间隙过大将会产生、和；间隙过小又会产生、。
18. 机体组的主要零件有：_______ 、__________ 、 __________ 、 ________ 等。
22. 气缸的排列形式有_______ 、___________ 、 _________ 、________ 、__________ 等。
气缸的结构形式一般有_________ 、 __ 、 ____ 。
23. 无气缸套式气缸是指_____ 。
磨损后可用___ 的方法进行修理。
干式缸套是指_______ 。
24. 湿式缸套装人座孔后，顶面应高出气缸体上平面______ m m。
25. 曲轴箱的结构形式有_____ 、________ 、 _______ 。
26. 气缸体的技术状况是发动机是否需要_____ 的 _________ 标志。
气缸体的常见损伤形式有_______ 、_______ 、 ______ 及 _______ 等。
27. 缸体和缸盖的裂纹通常用_____ 法检验。
28. 对受力大或温度高的部位的缸体和缸盖裂纹可用______ 修复进行修理，或________ 。
当缸体其他部位有裂纹、砂眼、疏松等缺陷，则用_____ 补漏法进行修复。
29. 气缸盖用来封闭_____ ，并与________ 共同构成燃烧室。
30. ________________ 活塞可分为__________ 、和等三部分。
31. 气缸与活塞之间的配缸间隙过大易出现______ 、 _______ 、_______ 现象；间隙过小易出现_______ 、_______ 现象。
32. 气环的作用是______ 、 _______ 、帮助油环从缸壁上向下刮油；油环的作用是_______ 和_______ 、 ______ 、帮助气环起密封作用。
33. 扭曲环安装时______ 的环槽口向上； ______ 的环槽口向下。
34. ___________________________ 活塞环磨损后，将使环、、、漏气、窜机油。
35. 活塞环磨损后，将使环弹力下降、密封性能______ 、功率_______ 、漏气、36. 活塞环端隙大于规定值时应______ ；小于规定值时应用细平锉或什锦锉对________ 的一端进行锉削。
37. 活塞销与活塞销座孔及连杆小头的连接方式有_______ 和 _______ 两种形式。
38. 活塞销与连杆衬套的装配可采用______ 或_______ 。
39. 四缸四冲程发动机的作功顺序一般是或；六缸四冲程发动机作功顺序一般是或。
40. 连杆大头的切口有______ 、_______ 两种形式。
41. 斜切口连杆常用的定位方法有______ 、_______ 和________ 等。
42. 主副连杆的发动机，主连杆大头直接安装在______ ，副连杆大头与对应的主连杆大头上的两个凸耳作_______ 连接。
43. 连杆轴瓦是由______ 和 ______ （或_______ 、________ 、______ ）构成。
44. 曲轴按曲拐连接方式不同可分为______ 和_______ 。
按曲轴主轴颈数不同可分为_______ 和_______ 。
45. 曲轴的主要损伤形式有_______ 、 ______ 、_______ 及其他部位的损伤。
其中最常见的是________ 。
46. 曲轴的扭曲变形改变了_______ ，影响发动机的 ______ 和_____ 。
47. ___________________________ 曲轴的弯曲变形会加剧的磨损、的磨损，甚至会使曲轴出现________ 或_______ 。
48. ___________________________________ 曲轴弯曲超过允许极限时，应予_______________________________________ 。
通常采用_______ 法和 ______ 法。
49. _______________________________________________________________ 曲轴轻微扭曲，可结合连杆轴颈的磨削予以修理；扭曲严重时，应_____________________________________________________________________ 。
50. 当曲轴将裂断时，发动机振动极大，有______ 的异常声响，下曲轴箱________ ，随之发动机停止运转，则曲轴已完全折断。
51. 曲轴裂纹的检验方法有_______ 、 ______ 、________ 。
52. 曲轴轴承间隙是指曲轴的______ 、_______ 。
53. 曲轴的轴向间隙过大、过小可通过更换或______ 进行调整。
54. _____________________________________ F23A3 发动机主轴承孔的代码压印在______________________________________ 端部，主轴颈代码印在________________ 上。
连杆大端轴孔的代码压印在。
主轴承、连杆轴承的代码用其边缘的表示。
55. 发动机曲轴减振器常用的有______ 、_______ 。
56. 曲轴箱通风装置有____________ 和_____________ 两种方式。
57. EQ1092型汽车发动机采用的是燃烧室，CA1092型汽车采用的是燃烧室，一汽奥迪100 型汽车发动机采用的是燃烧室。
58、往复活塞式内燃机中，活塞作___________ 运动，曲轴作________ 运动。
59. 活塞受、和三个力，为了保证其正常工作，活塞的形状是比较特殊的，轴线方向呈形；径向方向呈形。
二、解释术语 1．全浮式活塞销： 2．曲拐： 3．全支承式曲轴： 4．扭曲环： 5. 气缸的圆度误差6. 气缸的圆柱度误差7. 活塞环端隙8. 活塞环侧隙9. 活塞环背隙10. 曲轴平衡重11. 整体式曲轴12. “半浮式”活塞销13. 非全支承曲轴：14. 曲轴轴向间隙：15. 燃烧室16. 湿式缸套17. 活塞销偏置三、判断题(正确打√、错误打×) 1．柴油机一般采用于缸 套。
( )2．当缸套装入气缸体时， 一般缸套顶面应与气缸体上面平齐。
( ) 在柴油机的气缸盖上，除设有进排气门座外，还设有火花塞座孔。
( ) 有正反面的气缸垫在安装时应把光滑的一面朝向气缸( ) 为了使铝合金活塞在工作状态下接近一个圆柱形，冷态下必须把它做成上大 下小的截锥 体。
( ) 6．活塞环在自然状态下是一个封闭的圆环形。
( ) 7．扭曲环是在矩形环的基础上，内圈上边缘切槽或外圈下边缘切槽，不能装 反。
( ) 8．连杆的连接螺栓必须按规定力矩一次拧紧，并用防松胶或其他锁紧装置紧 固。
( ) 9．曲轴前端的甩油盘的外斜面应向后，以免油被甩 出。
( ) 10．曲轴后端回油螺纹的旋向应为左 旋。
( ) 11．按1—5一 3一 6—2一4顺序工作的发动机， 当一缸压缩到上止点时， 五缸 处于进气行( ) 12．活塞环的泵油作用， 可以加强对气缸上部的润滑， 因此是有益的。
( ) 13．偏置梢座的活塞，其梢座的偏移方向应朝向作功行程时活塞受侧压大 的一 侧。
( )14．活塞裙部膨胀槽一般开在受侧压力较大的一面。
( )15．采用全浮式连接的活塞稍，无论在装配时，还是在发动机工作时，活塞梢均 能在活塞销座孔中自由转动。
( ) 16．各种形式曲轴的曲拐数都与气缸数相同。
( )17. 为了气缸的密封不论是干式缸套，还是湿式缸套，在压入气缸体以后，都应 使气缸套顶面与气缸体上平面平齐。
( )18. 由于各个气缸的磨损量不均匀，因此世削后的气缸修理尺寸应不( ) 19. 校正连杆一般是先校正弯曲后校正扭 曲。
( )20. 活塞与气缸壁间隙过大易出现“拉 缸”。
( )21. 活塞连杆组装后，需要在连杆检验器上检验连杆大端孔中心线与活塞裙部中3． 4． 盖 5．心线的平行度。
( )22. 当气缸磨损超过允许的限度时，必须修理气缸或更换新的气缸套。
( )23. 发动机过热时，突然添加冷水，气缸盖所受热应力突变易产生裂纹。
( )24. 气缸盖的裂纹凡涉及漏水、漏油、漏气时，一般应予更换。
( )25. 对于铝合金缸盖螺栓应两次拧紧，即冷态拧紧后，还需要发动机第一次走热后再拧紧一次；而铸铁缸盖在冷态下一次拧紧即可。
( )26. 要按气缸的尺寸选配活塞，活塞与气缸应同一尺寸级别、同一分组尺寸。
( )27. 活塞环槽是活塞的最大磨损部位，特别是最后一道环槽最为严重。
( )28. 组合式油环比整体式油环刮油效果好。
( )29. 活塞环端隙小于规定值，应用细平锉或什锦锉对开口处的两端进行锉削。
( )30. 将活塞环放在环槽内，围绕环槽滚动一圈，环在槽内应滚动自如，既不松动，又无阻滞现象。
( )31. 与活塞一样，活塞环的直径尺寸也有标准尺寸和加大的修理尺寸及分组尺寸。
( )32. 发动机大修时，活塞环应随活塞的更换而更换，而活塞则应视情更换。
( )33. 活塞和销的配合间隙已在零件制造中予以保证，不用在修理过程中进行修刮，但必须按规定进行选配。