单缸四冲程内燃机机构设计及其运动分析

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机械原理课程设计单缸四冲程内燃机之欧阳音创编

机械原理课程设计单缸四冲程内燃机之欧阳音创编

机械原理课程设计说明书题目:单缸四冲程内燃机机构设计及其运动阐发二级学院机械工程学院年级专业13资料本科班学号学生姓名指导教师朱双霞教师职称教授目录第一部分绪论 (2)第二部分设计题目及主要技术参数说明 (3)2.1 设计题目及机构示意图 (3)2.2 机构简介 (3)2.3 设计数据 (4)第三部分设计内容及计划阐发 (6)3.1 曲柄滑块机构设计及其运动阐发 (6)3.1.1 设计曲柄滑块机构 (6)3.1.2 曲柄滑块机构的运动阐发 (7)3.2 齿轮机构的设计 (11)3.2.1 齿轮传动类型的选择 (12)3.2.2 齿轮传动主要参数及几何尺寸的计算 (13)3.3 凸轮机构的设计 (13)3.3.1 从动件位移曲线的绘制 (14)3.3.2 凸轮机构基本尺寸简直定 (15)3.3.3 凸轮轮廓曲线的设计 (16)第四部分设计总结 (18)第五部分参考文献 (20)第六部分图纸 (21)第一部分绪论1.本课程设计主要内容是单缸四冲程内燃机机构设计及其运动阐发,在设计计算中运用到了《机械原理》、《理论力学》、《机械制图》、《高等数学》等多门课程知识。

2. 内燃机是一种动力机械,它是通过使燃料在机器内部燃烧,并将其放出的热能直接转换为动力的热力发念头。

通常所说的内燃机是指活塞式内燃机。

活塞式内燃机以往复活塞式最为普遍。

活塞式内燃机将燃料和空气混合,在其气缸内燃烧,释放出的热能是气缸内产生高温高压的燃气。

燃气膨胀推动活塞做功。

再通过曲柄连杆机构或其他机构将机械功输出,驱动从念头械工作。

内燃机的工作循环由进气、压缩、燃烧和膨胀、排气等过程组成。

这些过程中只有膨胀过程是对外做功的过程。

其他过程都是为更好的实现做功过程而需要的过程。

四冲程是指在进气、压缩、膨胀和排气四个行程内完成一个工作循环,其间曲轴旋转两圈。

进气行程时,此时进气门开启,排气门关闭;压缩行程时,气缸、内气体受到压缩,压力增高,温度上升;膨胀行程是在压缩上止点前喷油或燃烧,使混合气燃烧,产生高温、高压,推动活塞下行并做功;排气行程时,活塞推挤气缸内废气经排气门排出。

机械原理课程设计单缸四冲程内燃机

机械原理课程设计单缸四冲程内燃机

机械原理课程设计说明书题目:单缸四冲程内燃机机构设计及其运动分析二级学院机械工程学院年级专业 13材料本科班学号学生姓名指导教师朱双霞教师职称教授目录第一部分绪论 (2)第二部分设计题目及主要技术参数说明 (3)2.1 设计题目及机构示意图 (3)2.2 机构简介 (3)2.3 设计数据 (4)第三部分设计内容及方案分析 (6)3.1 曲柄滑块机构设计及其运动分析 (6)3.1.1 设计曲柄滑块机构 (6)3.1.2 曲柄滑块机构的运动分析 (7)3.2 齿轮机构的设计 (11)3.2.1 齿轮传动类型的选择 (12)3.2.2 齿轮传动主要参数及几何尺寸的计算 (13)3.3 凸轮机构的设计 (13)3.3.1 从动件位移曲线的绘制 (14)3.3.2 凸轮机构基本尺寸的确定 (15)3.3.3 凸轮轮廓曲线的设计 (16)第四部分设计总结 (18)第五部分参考文献 (20)第六部分图纸 (21)第一部分绪论1.本课程设计主要内容是单缸四冲程内燃机机构设计及其运动分析,在设计计算中运用到了《机械原理》、《理论力学》、《机械制图》、《高等数学》等多门课程知识。

2. 内燃机是一种动力机械,它是通过使燃料在机器内部燃烧,并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。

通常所说的内燃机是指活塞式内燃机。

活塞式内燃机以往复活塞式最为普遍。

活塞式内燃机将燃料和空气混合,在其气缸内燃烧,释放出的热能是气缸内产生高温高压的燃气。

燃气膨胀推动活塞做功。

再通过曲柄连杆机构或其他机构将机械功输出,驱动从动机械工作。

内燃机的工作循环由进气、压缩、燃烧和膨胀、排气等过程组成。

这些过程中只有膨胀过程是对外做功的过程。

其他过程都是为更好的实现做功过程而需要的过程。

四冲程是指在进气、压缩、膨胀和排气四个行程内完成一个工作循环,此间曲轴旋转两圈。

进气行程时,此时进气门开启,排气门关闭;压缩行程时,气缸、内气体受到压缩,压力增高,温度上升;膨胀行程是在压缩上止点前喷油或点火,使混合气燃烧,产生高温、高压,推动活塞下行并做功;排气行程时,活塞推挤气缸内废气经排气门排出。

绘制单缸内燃机的运动简图

绘制单缸内燃机的运动简图

夯实理论
一、机构的组成
运动副 两构件之间直接接触并能产生一定相对运动的联接。构件有点、线、面接触。
点接触
线接触
面接触
夯实理论
平面运动副的分类 按两构件接触性质,分为低副、高副。 (1)低副 两构件以面接触而形成的运动副。 1)转动副 只允许两构件作相对转动,又称作铰链。
转动副
夯实理论
转动副
夯实理论
(3)移动副
1 2
1 2
2 1
1
2
1 2
1 2
移动副
夯实理论
(4)平面高副 平面高副画出两构件接触处的曲线轮廓。
凸轮
滚子
齿轮夯实理论ຫໍສະໝຸດ (二)平面机构运动简图的绘制 (1)分析机构的组成。 (2)分析构件间的相对运动形式。 (3)选择适当的视图平面和原动件位置。 (4)选择适当的比例尺
构件的实际长度 构件的图样长度
二、平面机构的运动简图 (一)机构运动简图的概念
用规定的线条和符号表示构件和运动副,并按一定的比例确定 运动副的相对位置及与运动有关的尺寸的简图。
(1)构件 构件用直线或小方块等来表示。
夯实理论
(2)转动副
1
1
1
2
2
2
图面垂直于回转轴线
2
1 2
1
图面不垂直于回转轴线
一个构件具有多个转动副时
夯实理论
机械设计基础 (第四版)
项目一 单缸四冲程内燃机的机构表达
任务二 绘制单缸四冲程内燃机的机构运动简图
工程实例
单缸四冲程内燃机
任务分析
通过对单缸四冲程内燃机工作过程分析,发现组成单缸四冲程内燃机的 曲柄滑块机构、齿轮机构和凸轮机构的真实外形和各构件外形很复杂,这给 快速绘制及与其他人员交流带来了困难。

单缸四冲程柴油机课程设计

单缸四冲程柴油机课程设计

单缸四冲程柴油机课程设计引言:柴油机是一种内燃机,通过燃烧柴油燃料产生动力,用于驱动机械设备。

单缸四冲程柴油机是一种常见的柴油机型号,具有结构简单、运行稳定等特点。

本课程设计将围绕单缸四冲程柴油机展开,包括其结构、工作原理、性能参数和调整方法等内容。

一、单缸四冲程柴油机的结构单缸四冲程柴油机由气缸、活塞、曲轴、连杆、进气门、排气门、燃油喷射泵等组成。

其中,气缸是柴油机的主要部件,负责容纳活塞和燃烧室。

活塞通过连杆与曲轴相连,将往复运动转化为旋转运动。

进气门和排气门分别负责柴油机的进气和排气过程。

燃油喷射泵则负责将燃油喷射到燃烧室中。

二、单缸四冲程柴油机的工作原理单缸四冲程柴油机的工作过程包括进气、压缩、燃烧和排气四个冲程。

具体过程如下:1. 进气冲程:曲轴旋转,活塞向下运动,气缸内形成负压,进气门打开,新鲜空气通过进气道进入燃烧室。

2. 压缩冲程:活塞向上运动,气缸内的空气被压缩,进气门关闭。

3. 燃烧冲程:活塞接近上止点时,燃油喷射泵将燃油喷射到燃烧室中,与高温高压的空气混合并燃烧,产生高温高压气体推动活塞向下运动。

4. 排气冲程:活塞再次向上运动,排气门打开,废气通过排气道排出气缸。

三、单缸四冲程柴油机的性能参数单缸四冲程柴油机的性能参数包括功率、扭矩、燃油消耗率和排放等。

其中,功率是柴油机输出的动力大小,通常用千瓦(kW)表示;扭矩是柴油机输出的转矩大小,通常用牛·米(N·m)表示;燃油消耗率是柴油机每单位功率输出所消耗的燃油量,通常用克/千瓦小时(g/kWh)表示;排放是指柴油机在工作过程中排放的废气中的污染物含量,如氮氧化物、颗粒物等。

四、单缸四冲程柴油机的调整方法为了保证单缸四冲程柴油机的正常运行,需要对其进行调整。

常见的调整方法包括:1. 燃油喷射量的调整:通过调整燃油喷射泵的工作参数,控制燃油喷射量,以达到最佳的燃烧效果。

2. 气缸压缩比的调整:通过更换气缸垫片或调整活塞运动幅度,改变气缸的压缩比,以提高柴油机的功率和燃烧效率。

单缸内燃机运动分析介绍课件

单缸内燃机运动分析介绍课件

活塞运动:活塞在气缸内 上下运动,压缩气体
气门运动:气门控制气体 的进出,实现进气和排气
曲轴转速:曲轴的转速决 定了发动机的功率和扭矩
曲轴平衡:曲轴需要平衡, 以减少振动和噪音
功率、扭矩、转速等参数
功率:单缸内燃机的输出功 率,单位为千瓦(kW)或
马力(hp)
扭矩:单缸内燃机的输出扭 矩,单位为牛顿米(Nm)
02 自动化控制技术:通过自 动化控制系统实现对单缸 内燃机的自动启动、停止、 调整等操作
03 人工智能技术:利用人工 智能算法对单缸内燃机的 运行数据进行分析,实现 对单缸内燃机的优化控制
04 物联网技术:通过物联网 技术实现对单缸内燃机的 远程监控和控制,提高工 作效率和降低维护成本
经济性,降低排放
轻量化设计:通过优化 结构设计,减轻发动机
重量,降低能耗
提高性能和效率
1
采用先进的燃 烧技术,提高
燃烧效率
3
采用轻量化材 料,降低发动
机重量
2
优化气门和活 塞设计,提高 压缩比和排气
效率
4
采用电子控制 技术,提高发 动机的控制精 度和响应速度
智能化和自动化控制
01 智能控制技术:通过传感 器、计算机等设备实现对 单缸内燃机的பைடு நூலகம்时监控和 调整
02
压缩冲程:活塞向上运动, 压缩混合气体
04
排气冲程:排气门打开,废 气排出气缸
活塞运动分析
活塞运动是单缸 内燃机的核心部 分
活塞在气缸内上 下往复运动,实 现气体压缩和膨 胀
活塞运动速度、 加速度和行程对 内燃机性能有很 大影响
活塞运动分析包 括活塞运动规律、 运动参数和运动 特性等方面

四冲程内燃机设计机械原理课程设计报告书

四冲程内燃机设计机械原理课程设计报告书

目录一、四冲程内燃机的运动分析及总体设计思路 (1)二、绘制内燃机机构简图 (3)三、绘制连杆机构位置图 (4)四、作出机构15个位置的速度和加速度多边形 (4)五、动态静力分析 (8)六、计算飞轮转动惯量(不计构件质量) (14)七、计算发动机功率 (16)八、对曲柄滑块进行机构部分平衡 (17)九、排气凸轮(凸轮Ⅱ)的轮廓设计 (17)十、四冲程工作内燃机的循环图 (24)参考文献 (26)一、四冲程内燃机的运动分析及总体设计思路根据设计任务书,我们需要解决以下问题:凸轮的参数是多少?如何能让机构正常循环工作?为了解决这个问题,我们需要对整个机构从运动及力学的角度分析。

首先,需要明确四冲程内燃机的工作原理:内燃机是通过吸气、压缩、燃烧、排气四个过程不断重复进行的。

如果在四个冲程里完成吸气、压缩、做功(燃烧、膨胀)、排气的循环动作,就叫做四冲程。

相应的内燃机叫四冲程内燃机。

第一冲程,即吸气冲程。

这时曲轴向下转动,带动活塞向下,同时通过齿轮带动凸轮向下旋转,是凸轮的突起部分顶开进气阀门,雾状汽油和空气混合的燃料被吸入气缸。

第二冲程,即压缩冲程。

曲轴带动活塞向上,凸轮的突起部分已经转两个过去,进气阀门被关闭,由于凸轮只转了1/4周,所以排气阀门仍然处于关闭状态。

活塞向上运动时,将第一冲程吸入的可燃气体压缩,被压缩的气体的压强达到0.6~1.5兆帕,温度升高到300摄氏度左右。

第三冲程是做功冲程。

在压缩冲程末火花塞产生电火花,混合燃料迅速燃烧,温度骤然升高到2000摄氏度左右,压强达到3~5兆帕。

高温高压烟气急剧膨胀,推动活塞向下做功,此时曲柄转动半周而凸轮转过1/4周,两个气阀仍然紧闭。

第四冲程是排气冲程。

由于飞轮的惯性,曲柄转动,使活塞向上运动,这时由于凸轮顶开排气阀,将废气排出缸外。

四个冲程是内燃机的一个循环,每一个循环,活塞往复两次,曲柄转动两周,进排气图11、已知条件:活塞行程 H=220 (mm) 活塞直径 D =160(mm )活塞移动导路相对于曲柄中心的距离 e =68 (mm) 行程速比系数 K =1.08连杆重心C 2至A 点的距离 2AC l =0.35AB l 曲柄重量 1Q =135 (N)连杆重量 2Q =125 (N) 活塞重量 3Q =200(N )曲柄的转速 1n =640 (rpm) 连杆通过质心C 2的转动惯性半径 2c ρ=0.15 AB l (2mm ) 发动机的许用速度不均匀系数 [δ]=1/90曲柄不平衡的重心到O 点的距离 OC l =OA l (mm) 开放提前角 进气门:10-°;排气门:32-°齿轮参数:m =3.5 (mm) ;α=20°;*a h =12Z =2Z '=14; 3Z =3Z '=72; 1Z =36 凸轮I 行程 1h =7 mm 凸轮II 的行程 2h = 6 mm 凸轮I 的基圆半径 1r = 55 mm 凸轮II 的基圆半径 2r = 60 mm 凸轮II 的偏心距 2e = 0 mm 凸轮I 偏心距 1e = 0 mm2、求连杆的长度和曲柄的长度 设连杆的长度为l 、曲柄长度为r ∴I OB r l -= OB r l += 11180+-=︒K K θ92.6=°又 θsin 2HCB R ==I =912.99mmmme CD R DE CD OC CE OC OE 58.361)()()()()(222222=--=--=-=22)(e OF r l +=+=476.46mm -------- (1) 2HOE OF +==471.58mm OCOE1sin -=α=23.33° θαδ-==16.41° 2sin2δR r l =-=261.60mm----------- (2) 联立(1)、(2)式求解,可求出连杆的长度l 及曲柄的长度r 。

单缸四冲程柴油机设计及静力分析

单缸四冲程柴油机设计及静力分析

题目二 单缸四冲程柴油机设计一、机构简介及有关数据1、机构简介柴油机如图2-1所示,其中a)为机构简图,它将燃料(柴油)燃烧时所产生的热能转变为机械能。

往复式内燃机的主体机构为曲柄滑块机构,借气缸内的燃气压力推动活塞3,再通过连杆2使曲柄1作旋转运动。

往复式内燃机有两冲程和四冲程两种,本课程设计的是四冲程内燃机,即以活塞在气缸内往复移动四次(对应曲柄转两转)完成一个工作循环。

在一个工作循环中,气缸内的压力变化可通过示功图(或称容压曲线)如图2-1 b)看出,它表示气缸容积(与活塞位移s 成正比)与压力的变化关系。

a) 机构简图 b) 示功图图1 单缸四冲程柴油机的机构简图和示功图四冲程内燃机的工作原理如下:进气冲程:活塞由上止点向下移动,对应曲柄转角000180ϕ=→。

进气阀开,空气开始进入气缸,此时气缸内指示压力略低于1大气压力,一般以1大气压力计算,如示功图上的a b →。

压缩冲程:活塞由下止点向上移动,对应曲柄转角00180360ϕ=→。

此时进气完毕,进气阀闭,已吸入的空气受到压缩,压力渐升高,如示功图上的b c →。

膨胀(工作)冲程:在压缩冲程终了时,被压缩的空气的温度已超过柴油自燃的温度,因此,在高压下射入的柴油立刻爆炸燃烧,气缸内压力突增至最高点,此时燃气压力推动活塞由上向下移动对外作功(故又可称工作冲程),曲柄转角00360540ϕ=→,随着燃气的膨胀,活塞下行,气缸容积增加,压力逐渐降低,如示功图上的c b →。

排气冲程:活塞由下向上移动,曲柄转角00540720ϕ=→。

排气阀开,废气经排气阀门被驱除,此时气缸内压力略高于1大气压力,一般亦以1大气压力计算,如示功图上的b a →。

示功图中的a b c b a →→→→即表四个冲程气缸内的压力变化情况。

进、排气阀的启闭是由凸轮机构来控制的,图2-1 a )中y y -剖面有进、排气阀各一只(图示只画了进气凸轮)。

凸轮机构是通过曲柄轴O 上的齿轮Z 1和凸轮轴O 1的齿轮Z 2来传动的,由于一个工作循环中,曲柄转将转两转而进、排气阀则仅各启闭一次,所以齿轮的传动比1212212i n n Z Z ===。

单缸四冲程柴油机机构设计机械原理课程设计-图文

单缸四冲程柴油机机构设计机械原理课程设计-图文

单缸四冲程柴油机机构设计机械原理课程设计-图文机械原理课程设计说明书设计题目:单缸四冲程柴油机机构设计学院:机电工程学院专业:车辆工程班级:S1学号:2022126849设计者:黄通尧指导教师:王洪波提交日期:二○一四年七月1、机构简介柴油机是内燃机的一种,如图1所示。

它将柴油燃烧时所产生的热能转变为机械能。

往复式内燃机的主运动机构是曲柄滑块机构,以气缸内的燃气压力推动活塞3经连杆2而使曲柄1旋转。

图1柴油机机构简图及示功图四冲程内燃机是以活塞在气缸内往复移动四次(对应于曲柄轴转两转)完成一个工作循环。

在一个工作循环中气缸内的压力变化可用示功器或压力传感器从气缸内测得,然后将压力与活塞位移的关系绘成曲线图,称为示功图,见图1(b)。

现将四冲程柴油机的压力变化关系作一粗略介绍:=0°—180°,进气阀开启,空气进入气缸。

汽缸内指示压力略低于1个大气压,一般可以1个大气压来计算。

进气结束时,进气阀关闭。

如示功图上的a一b段。

=180°—360°,将进入气缸的空气压缩。

随着活塞的上移气缸内压力不断升高。

如示功图上的b一c段。

膨胀冲程:在压缩冲程结束前,被压缩空气的温度已超过柴油的自燃温度。

因此当高压油泵将柴油喷进燃烧室时,呈雾状细滴的柴油与高温空气相接触,立即爆炸燃烧,使气缸内的压力骤增至最高点。

燃气产生的高压推动活塞下行,通过连杆带动曲柄旋转对外作功。

对应曲柄转=360°—540°,随着燃气的膨胀活塞下行气缸容积增大,气缸内压力逐渐降低,如示功图上c—d段。

排气冲程:排气阀开启,活塞上行将废气排出。

气缸内压力略高于1个大气压,一般亦以一个大气压计算。

对应=540°—720°,如示功图上d—a段。

进、排气阀的开启是通过凸轮机构控制的。

凸轮机构是通过曲柄轴上的齿轮Z1和凸轮轴上的齿轮Z2来传动的。

这一对齿轮称为正时齿轮,由于一个工作循环中,曲柄轴转动两周而进、排气阀各开启一次,所以正时齿轮的传动比为i12=2。

单缸四冲程内燃机机构设计及其运动分析

单缸四冲程内燃机机构设计及其运动分析

单缸四冲程内燃机机构设计及其运动分析(总26页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--机械原理课程设计说明书题目:单缸四冲程内燃机机构设计及其运动分析二级学院机械工程学院年级专业机械制造及其自动化学号学生姓名指导教师教师职称目录第一部分绪论 (1)第二部分课题题目及主要技术参数说明 (2)课题题目 (2)机构简介 (2)设计数据 (3)第三部分设计内容及方案分析 (5)曲柄滑块机构设计及其运动分析 (5)设计曲柄滑块机构 (5)曲柄滑块机构的运动分析 (6)齿轮机构的设计 (11)齿轮传动类型的选择 (11)齿轮传动主要参数及几何尺寸的计算 (12)凸轮机构的设计 (13)从动件位移曲线的绘制 (13)凸轮机构基本尺寸的确定 (14)凸轮轮廓曲线的设计 (15)第四部分设计总结 (16)第五部分参考文献 (17)第一部分绪论内燃机具有体积小、质量小、便于移动、热效率高、起动性能好的特点。

但是内燃机一般使用石油燃料,同时排出的废气中含有害气体的成分较高。

广义上的内燃机不仅包括往复活塞式内燃机、旋转活塞式发动机和自由活塞式发动机,也包括旋转叶轮式的燃气轮机、喷气式发动机等,但通常所说的内燃机是指活塞式内燃机。

塞式内燃机以往复活塞式最为普遍。

活塞式内燃机将燃料和空气混合,在其汽缸内燃烧,释放出的热能使汽缸内产生高温高压的燃气。

燃气膨胀推动活塞作功,再通过曲柄连杆机构或其他机构将机械功输出,驱动从动机械工作。

内燃机是一种动力机械,它是通过使燃料在机器内部燃烧,并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。

它是将液体或气体燃料与空气混合后,直接输入汽缸内部的高压燃烧室燃烧爆发产生动力。

这也是将热能转化为机械能的一种热机。

第二部分课题题目及主要技术参数说明课题题目单缸四冲程内燃机机构设计及其运动分析图2-1内燃机机构简图机构简介内燃机,是一种动力机械,它是通过使燃料在机器内部燃烧,并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。

机械原理课程设计单缸四冲程内燃机

机械原理课程设计单缸四冲程内燃机

机械原理课程设计说明书题目:单缸四冲程内燃机机构设计及其运动分析二级学院机械工程学院年级专业13材料本科班学号学生姓名指导教师朱双霞教师职称教授目录第一部分绪论 (2)第二部分设计题目及主要技术参数说明 (3)2、1 设计题目及机构示意图 (3)2、2 机构简介 (3)2、3 设计数据…………………………………………………… 4第三部分设计内容及方案分析…………………………………… 63、1 曲柄滑块机构设计及其运动分析…………………………63、1、1 设计曲柄滑块机构……………………………………… 63、1、2 曲柄滑块机构得运动分析……………………………… 73、2 齿轮机构得设计……………………………………………113、2、1 齿轮传动类型得选择……………………………………123、2、2 齿轮传动主要参数及几何尺寸得计算…………………133、3 凸轮机构得设计 (13)3、3、1 从动件位移曲线得绘制 (14)3、3、2 凸轮机构基本尺寸得确定………………………………153、3、3 凸轮轮廓曲线得设计 (1)6第四部分设计总结 (18)第五部分参考文献 (20)第六部分图纸 (2)1第一部分绪论1、本课程设计主要内容就是单缸四冲程内燃机机构设计及其运动分析,在设计计算中运用到了《机械原理》、《理论力学》、《机械制图》、《高等数学》等多门课程知识。

2、内燃机就是一种动力机械,它就是通过使燃料在机器内部燃烧,并将其放出得热能直接转换为动力得热力发动机。

通常所说得内燃机就是指活塞式内燃机。

活塞式内燃机以往复活塞式最为普遍。

活塞式内燃机将燃料与空气混合,在其气缸内燃烧,释放出得热能就是气缸内产生高温高压得燃气。

燃气膨胀推动活塞做功。

再通过曲柄连杆机构或其她机构将机械功输出,驱动从动机械工作。

内燃机得工作循环由进气、压缩、燃烧与膨胀、排气等过程组成。

这些过程中只有膨胀过程就是对外做功得过程。

其她过程都就是为更好得实现做功过程而需要得过程。

单缸四冲程柴油机课程设计说明书

单缸四冲程柴油机课程设计说明书

目录目录1、机构简介与设计数据 (2)(1)机构简介 (2)(2)设计数据 (3)2、设计内容及方案分析 (3)(1)曲柄滑块机构的运动分析 (4)(2)齿轮机构的设计 (6)(3)凸轮机构的设计 (8)3、设计体会 (11)4、主要参考文献 (11)单缸四冲程柴油机1、机构简介与设计数据(1)机构简介柴油机(如附图1(a))是一种内燃机,他将燃料燃烧时所产生的热能转变成机械能。

往复式内燃机的主体机构为曲柄滑块机构,以气缸内的燃气压力推动活塞3经连杆2而使曲柄1旋转。

本设计是四冲程内燃机,即以活塞在气缸内往复移动四次(对应曲柄两转)完成一个工作循环。

在一个工作循环中,气缸内的压力变化可由示功图(用示功器从气缸内测得,如附图1(b)所示),它表示汽缸容积(与活塞位移s成正比)与压力的变化关系,现将四个冲程压力变化做一简单介绍。

进气冲程:活塞下行,对应曲柄转角θ=0°→180°。

进气阀开,燃气开始进入汽缸,气缸内指示压力略低于1个大气压力,一般以1大气压力算,如示功图上的a →b。

压缩冲程:活塞上行,曲柄转角θ=180°→360°。

此时进气完毕,进气阀关闭,已吸入的空气受到压缩,压力渐高,如示功图上的b→c。

做功冲程:在压缩冲程终了时,被压缩的空气温度已超过柴油的自燃的温度,因此,在高压下射入的柴油立刻爆燃,气缸内的压力突然增至最高点,燃气压力推动活塞下行对外做功,曲柄转角θ=360°→540°。

随着燃气的膨胀,气缸容积增加,压力逐渐降低,如图上c→b。

排气冲程:活塞上行,曲柄转角θ=540°→720°。

排气阀打开,废气被驱出,气缸内压力略高于1大气压,一般亦以1大气压计算,如图上的b→a。

进排气阀的启闭是由凸轮机构控制的。

凸轮机构是通过曲柄轴O上的齿轮Z1和凸轮轴上的齿轮Z2来传动的。

由于一个工作循环中,曲柄转两转而进排气阀各启闭一次,所以齿轮的传动比i12=n1/n2=Z1/Z2 =2。

单缸四冲程柴油机设计及静力分析

单缸四冲程柴油机设计及静力分析

单缸四冲程柴油机设计及静力分析1.进气过程:在曲轴的一侧,连接着进气道和进气阀。

曲轴转动的同时,活塞会向下运动,产生吸气过程。

进入气门时,气缸内的压力较低,这时进气阀会打开,使气缸内的空气与大气相通。

随后,曲轴继续转动,活塞会向上移动,气缸处于进气封闭状态。

2.压缩过程:在进气阀关闭后,活塞开始向上运动,将气缸内的空气压缩。

同时,喷油泵会将柴油通过喷油器雾化喷入气缸,与空气充分混合。

当活塞到达上止点时,气缸内的压力达到最大值,形成高温高压的混合气体。

3.燃烧过程:当活塞到达上止点时,柴油被压缩到一定温度和压力下,达到自燃点,从而自动燃烧。

燃烧过程释放出的能量会推动活塞向下运动,转动曲轴。

4.排气过程:曲轴继续旋转,活塞向上运动,将燃烧产生的废气排出。

同时,排气阀打开,废气经过排气道排出。

在静力分析中,我们需要考虑以下几个方面:1.曲轴的受力分析:根据牛顿第二定律,曲轴上各部位的受力与加速度和质量有关。

通过力的合成与分解,我们可以计算出曲轴上各点受力的大小和方向。

2.曲轴的强度分析:曲轴在工作过程中承受着很大的扭矩和轴向负荷。

通过应力分析,我们可以确定曲轴各部位的应力分布情况,进而评估曲轴的强度是否满足工作条件。

3.曲轴的刚度分析:曲轴的刚度主要涉及其抗弯刚度和扭转刚度。

通过计算曲轴的弹性变形和扭转角度,我们可以评估曲轴在工作过程中的刚度是否满足要求。

通过以上分析,我们可以得到曲轴的基本设计参数,包括直径、长度、轴头形状等。

同时,我们还可以根据曲轴的受力情况进行优化设计,减小曲轴的体积和重量。

总结起来,单缸四冲程柴油机的设计与分析是一个综合性的过程,包括进气过程、压缩过程、燃烧过程、排气过程等。

针对其曲轴系统的静力分析,可以帮助我们评估曲轴的受力情况、强度和刚度,并作出相应的设计和优化。

这些设计参数和分析结果对于保证柴油机的稳定工作和性能优化至关重要。

单缸四冲程内燃机机构设计及其运动分析

单缸四冲程内燃机机构设计及其运动分析

单缸四冲程内燃机机构设计及其运动分析一、单缸四冲程内燃机的机构设计1.曲轴机构设计:曲轴是内燃机转动传动的核心部件,其设计应满足内燃机的功率输出和运转平稳可靠。

曲轴机构主要包括曲轴、连杆和活塞等部件的设计,其中曲轴的结构和受力分析是重点。

曲轴的设计应考虑到内燃机的排气脉动、活塞施力和连杆受力等因素。

曲轴的转动轴心应与各连杆小头中心和重心相交,以减小离心力对曲轴的影响;曲轴的形状应满足连杆小头大倾角时充分避免连杆与曲轴的干涉。

2.活塞机构设计:活塞是内燃机中与气缸直接接触的零件,其设计应满足活塞与气缸之间的密封性和传热性能。

活塞的结构设计应考虑到内燃机的紧凑性和重量,采用轻合金材料制造,结构简单且坚固。

活塞上应设置活塞环槽,以保证气缸的密封,并减小内燃机的摩擦损失。

另外,活塞的上死点和下死点位置对内燃机的性能有直接影响,需要在设计中予以合理确定。

3.连杆机构设计:连杆是将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动的关键部件,其设计应满足高强度和刚度的要求。

连杆的设计应考虑到曲轴承受的受力和振动,采用高强度钢材制造。

连杆的上小头应与活塞销连接,下小头与曲轴销连接,并采用滚动轴承,以减小功率损失和摩擦损失。

二、单缸四冲程内燃机的运动分析1.气缸压力分布分析:内燃机工作时,气缸内产生了压力和温度的变化,对于发动机的性能和工作过程有直接影响。

气缸压力曲线是研究内燃机性能的重要依据。

在进气冲程时,气缸中的压力在进气阀打开的作用下缓慢上升;在压缩冲程时,气缸中的压力迅速升高;在燃烧冲程时,气缸内的压力达到最大;在排气冲程时,气缸中的压力迅速下降。

2.活塞运动状态分析:活塞在内燃机工作中,其运动状态直接影响到气缸压力和气缸温度。

活塞的运动状态分为上死点、下死点和工作行程。

上死点是活塞运动的最高位置,下死点是活塞运动的最低位置,两者之间为工作行程。

活塞的运动状态与气缸中的压力和燃烧过程有密切关系,通过对活塞运动状态的分析,可以更好地了解内燃机的工作过程。

四冲程内燃机设计.doc

四冲程内燃机设计.doc

机械原理课程设计指导书四冲程内燃机设计一.设计任务1.机构设计根据行程速比系数K及已知尺寸确定机构的主要尺寸,并绘制机构运动简图1张(A4)o2.运动分析图解求出连杆机构的位置、速度与加速度,绘制滑块的位移、速度与加速度曲线,完成运动分析图1张(A2)。

3.动态静力分析通过计算和图解,求出机构中各运动副的约束反力及应加于曲柄OA的平衡力矩叭(每人负责完成5〜6个位置),完成动态静力分析图1张(A1)。

4.计算并画出力矩变化曲线图1张(A3方格纸)。

5.计算飞轮转动惯量几。

6.计算发动机功率。

7.用图解法设计进、排气凸轮,完成凸轮设计图1张(A3)。

8.绘制内燃机的工作循环图1张(A4)。

9.完成设计说明书(约20页)。

•分组及组内数据见附表1;•示功图见附表2;•组内成员分功见附表3;•课程设讣进程表见附表4;•四冲程内燃机中运动简图见附图1。

二.设计步骤及注意问题1. 确定初始数据根据分组情况(附表1),查出设计初始数据。

活塞行程H = (mm)活塞直径D= (nun)活塞移动导路相对于曲柄中心的距离e= (mm)行程速比系数K=连杆重心C2至A点的距离^AC2二(nun)曲柄重量Q\ =(N)连杆重量e2= (N)活塞重量03 = (N)连杆通过质心轴5的转动惯性半径P;=(mm2)曲柄的转速n-= (rpm)发动机的许用速度不均匀系数[刃二曲柄不平衡的重心到0点的距离l OC = l OA(mm)开放提前角:进气门:-10°;排气门:-32°齿轮参数:加=3.5 (mm ); a =20 ;h*fl=l; C* =0.25Z2 = Z2 =14;Z3 = Z3=72 ;Z1=362. 计算连杆及曲柄的长度设曲柄长度为厂、连杆的长度为/,活塞行 程H:.OB, =l-r (极限位置1) OB u =l + r (极限位置2)K-1•/ 6> = 180° -----K + 1・・・0 可求OE = J(OC)2 _(CE)2 = yj(OC)2 - {CD-DE)1二J/?2_(/?CO S 8_0)2I+ r = yl(OF)2 +e 2_i OE a = sin ------OC5 = a-6联立(1)、(2)式求解,可求出连杆的长度1及曲柄的长度r 。

单缸四冲程内燃机机构设计及其运动分析

单缸四冲程内燃机机构设计及其运动分析

单缸四冲程内燃机机构设计及其运动分析
1.机构设计
(1)气缸:气缸作为内燃机的燃烧室,用于容纳并燃烧混合气,产生
功与力。

气缸一般由铸铁或铝合金材料制成,具有耐高温、密封性好的特点。

(2)活塞:活塞是内燃机的运动部件,通常由铸铁或铝合金材料制成。

活塞与气缸壁之间的间隙称为活塞间隙,活塞连接曲轴的机构成为连杆。

(3)曲轴:曲轴是内燃机的核心部件,用于将活塞的往复直线运动转
化为曲轴的旋转运动,从而驱动发动机工作。

曲轴一般由坚固的钢材制成,具有高强度和耐磨损的特点。

2.运动分析
(1)排气冲程:当活塞从上死点向下运动时,曲轴带动连杆将活塞的
线性运动转化为曲轴的旋转运动。

此时,曲轴将压缩燃烧室内的废气推出
气缸,完成排气冲程。

(2)进气冲程:当活塞运动到下死点附近时,曲轴带动连杆将活塞推
向上死点方向运动。

同时,进气门打开,新鲜的空气通过进气道进入气缸,形成混合气。

(3)压缩冲程:当活塞运动到上死点时,曲轴带动连杆将活塞推向下
死点方向运动。

此时,进气门关闭,气缸内的混合气被压缩,体积变小,
压力增加。

(4)燃烧冲程:当活塞运动到下死点附近时,火花塞产生火花,点燃混合气。

燃烧释放出热能,推动活塞向上做功,从而驱动曲轴旋转,完成燃烧冲程。

总结起来,单缸四冲程内燃机的机构设计简单,运动分析清晰。

通过合理的设计,可以实现高效的能量转换和平稳的功率输出。

然而,随着发动机技术的不断发展,多缸和多冲程的内燃机结构也越来越普遍,以满足更高的输出功率和更低的排放要求。

单缸四冲程内燃机工作原理

单缸四冲程内燃机工作原理

单缸四冲程内燃机工作原理第一个冲程是吸气冲程。

当活塞向下运动时,曲轴使连杆上的活塞施加向下拉力。

这将使活塞向下运动,从而增大了气缸容积。

由于活塞在这个过程中从汽缸中吸入新鲜空气,所以这个冲程被称为吸气冲程。

紧接着是压缩冲程。

活塞开始向上运动,同时将气缸内的空气压缩。

这样做的目的是提高气体的压力和温度,以便后续的燃烧过程。

第三个冲程是燃烧冲程。

当活塞达到最高点时,喷油器将燃油喷入气缸中。

同时,火花塞发出火花,点燃混合气体,引起燃烧。

燃烧产生的高温高压气体将活塞推向下方,同时驱动曲轴转动。

在这个过程中释放的能量将被用于做功。

最后一个冲程是排气冲程。

当活塞达到最底部时,废气通过排气门排放到环境中。

排气门接着关闭,开始下一个循环。

1.吸气冲程:活塞下行,气缸容积扩大,吸入新鲜空气;2.压缩冲程:活塞上行,气缸内空气被压缩,增加压力和温度;3.燃烧冲程:燃油喷入气缸,混合气体点燃燃烧,驱动活塞向下运动,同时转动曲轴;4.排气冲程:活塞到达最低点,废气通过排气门排出,准备进行下一个工作循环。

需要注意的是,以上这些冲程是连续进行的,形成一个循环,使内燃机能够持续地工作。

1.高效能:通过压缩混合气体来提高热效率;2.燃烧充分:燃料和空气在燃烧室充分混合,确保燃烧的完全性;3.减少排放:通过使用化油器和催化转化器等装置,使废气中的有害物质减少到最低限度;4.平稳运行:由于四个冲程的循环,内燃机的运行相对平稳,减少了冲击和振动。

总结起来,单缸四冲程内燃机的工作原理是通过吸气、压缩、燃烧和排气的连续循环来实现能量转换。

这种设计使得内燃机具有高效率、高燃烧效率、低排放和平稳运行等优点。

单缸四冲程内燃机工作原理课件

单缸四冲程内燃机工作原理课件

2023
PART 05
内燃机的应用与未来发展
REPORTING
应用领域
交通运输
内燃机广泛应用于汽车、摩托车、船舶和飞机等 交通工具,提供动力。
农业机械
农用拖拉机、收割机等农业机械也主要依赖于内 燃机作为动力源。
工业应用
在工业领域,内燃机用于驱动泵、压缩机和发电 设备等。
未来发展趋势
高效节能
提高内燃机的效率和降低能耗是未来的重要发展方向。
REPORTING
工作特性
四个冲程
内燃机完成一个工作循环需要经 过进气、压缩、做功和排气四个
冲程。
高温高压
在压缩和做功冲程中,燃料燃烧产 生高温高压气体,推动活塞运动。
连续运转
内燃机连续运转,循环往复,实现 连续输出动力。
影响因素
01
02
03
燃料品质
燃料的热值、含硫量等品 质参数影响内燃机的燃烧 效率和性能。
运转。
四个冲程的工作过程 吸气冲程
总结词
排气门打开,活塞向上移动,排 出燃烧后的废气。
详细描述
在排气冲程中,排气门打开,活 塞向上移动,排出燃烧后的废气。 这个过程为新的工作循环做好准备。
2023
PART 03
发动机的组成与工作原理
REPORTING
汽缸盖和汽缸体
汽缸盖
汽缸盖是发动机的重要组成部分,通常由金属制成,其主要功能是封闭汽缸并 为其提供燃烧室。
汽缸体
汽缸体是发动机的基础部分,通常由铸铁或铝合金制成。它承载着活塞、曲轴 和连杆等运动部件,并作为燃烧室的主体。
活塞和连杆
活塞
活塞是发动机中的关键部件之一,它在汽缸内进行往复运动,将热能转化为机械 能。

单缸四冲程柴油机课程设计

单缸四冲程柴油机课程设计

单缸四冲程柴油机课程设计引言:单缸四冲程柴油机是一种常见的内燃机,广泛应用于农业、工业和交通领域。

本文将对单缸四冲程柴油机进行课程设计,包括设计原理、构造特点、工作过程和性能参数等方面的内容。

一、设计原理单缸四冲程柴油机是利用柴油的自燃特性进行工作的。

其工作原理是通过活塞在气缸内的往复运动,使燃油与空气混合后被压缩,然后在高温高压下自燃燃烧,从而驱动活塞做功。

二、构造特点单缸四冲程柴油机主要由气缸、活塞、连杆、曲轴、气门机构、燃油喷射系统和冷却系统等组成。

其中,气缸是发生燃烧的主要场所,活塞通过连杆与曲轴相连,将燃烧产生的能量传递给曲轴,驱动机械设备工作。

气门机构用于控制进气和排气过程,燃油喷射系统负责将燃油喷入燃烧室,冷却系统用于散热,确保发动机正常工作。

三、工作过程单缸四冲程柴油机的工作过程包括进气、压缩、燃烧和排气四个冲程。

具体过程如下:1. 进气冲程:活塞下行,活塞上缸底死点时,曲轴带动气门机构打开进气门,进气门下降,气缸内形成负压,使空气通过进气门进入气缸。

2. 压缩冲程:活塞上行,活塞上升至气缸顶死点时,气门关闭,空气被压缩,温度和压力升高。

3. 燃烧冲程:活塞下行,当活塞下行至一定位置时,燃油喷射系统喷射燃油进入燃烧室,燃油与高温高压的空气混合自燃燃烧,产生高温高压气体,推动活塞下行。

4. 排气冲程:活塞上行,当活塞上行至一定位置时,曲轴带动气门机构打开排气门,废气通过排气门排出气缸,活塞再次下行,进入下一个工作循环。

四、性能参数单缸四冲程柴油机的性能参数包括功率、扭矩、燃油消耗率和排放等指标。

具体参数如下:1. 功率:柴油机的输出功率,通常以千瓦(kW)为单位。

2. 扭矩:柴油机的输出扭矩,通常以牛·米(N·m)为单位。

3. 燃油消耗率:柴油机在单位时间内消耗的燃油量,通常以克/千瓦小时(g/kWh)为单位。

4. 排放:柴油机排放的废气中的污染物含量,包括氮氧化物、一氧化碳和颗粒物等。

单缸四冲程柴油机课程设计说明书21098

单缸四冲程柴油机课程设计说明书21098

目录目录1、机构简介与设计数据 (2)(1)机构简介 (2)(2)设计数据 (3)2、设计容及方案分析 (3)(1)曲柄滑块机构的运动分析 (4)(2)齿轮机构的设计 (6)(3)凸轮机构的设计 (8)3、设计体会 (11)4、主要参考文献 (11)单缸四冲程柴油机1、机构简介与设计数据(1)机构简介柴油机(如附图1(a))是一种燃机,他将燃料燃烧时所产生的热能转变成机械能。

往复式燃机的主体机构为曲柄滑块机构,以气缸的燃气压力推动活塞3经连杆2而使曲柄1旋转。

本设计是四冲程燃机,即以活塞在气缸往复移动四次(对应曲柄两转)完成一个工作循环。

在一个工作循环中,气缸的压力变化可由示功图(用示功器从气缸测得,如附图1(b)所示),它表示汽缸容积(与活塞位移s成正比)与压力的变化关系,现将四个冲程压力变化做一简单介绍。

进气冲程:活塞下行,对应曲柄转角θ=0°→180°。

进气阀开,燃气开始进入汽缸,气缸指示压力略低于1个大气压力,一般以1大气压力算,如示功图上的a → b。

压缩冲程:活塞上行,曲柄转角θ=180°→ 360°。

此时进气完毕,进气阀关闭,已吸入的空气受到压缩,压力渐高,如示功图上的b→c。

做功冲程:在压缩冲程终了时,被压缩的空气温度已超过柴油的自燃的温度,因此,在高压下射入的柴油立刻爆燃,气缸的压力突然增至最高点,燃气压力推动活塞下行对外做功,曲柄转角θ=360°→540°。

随着燃气的膨胀,气缸容积增加,压力逐渐降低,如图上c→b。

排气冲程:活塞上行,曲柄转角θ=540°→720°。

排气阀打开,废气被驱出,气缸压力略高于1大气压,一般亦以1大气压计算,如图上的b →a。

进排气阀的启闭是由凸轮机构控制的。

凸轮机构是通过曲柄轴O上的齿轮Z1和凸轮轴上的齿轮Z2来传动的。

由于一个工作循环中,曲柄转两转而进排气阀各启闭一次,所以齿轮的传动比i12=n1/n2=Z1/Z2 =2。

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机械原理课程设计说明书题目:单缸四冲程内燃机机构设计及其运动分析
二级学院机械工程学院
年级专业机械制造及其自动化
学号
学生姓名
指导教师
教师职称
目录
第一部分绪论 (1)
第二部分课题题目及主要技术参数说明 (2)
2.1 课题题目 (2)
2.2 机构简介 (2)
2.3设计数据 (3)
第三部分设计内容及方案分析 (5)
3.1曲柄滑块机构设计及其运动分析 (5)
3.1.1设计曲柄滑块机构 (5)
3.1.2曲柄滑块机构的运动分析 (7)
3.2 齿轮机构的设计 (11)
3.2.1 齿轮传动类型的选择 (11)
3.2.2 齿轮传动主要参数及几何尺寸的计算 (12)
3.3 凸轮机构的设计 (13)
3.3.1 从动件位移曲线的绘制 (13)
3.3.2 凸轮机构基本尺寸的确定 (14)
3.3.2 凸轮轮廓曲线的设计 (15)
第四部分设计总结 (16)
第五部分参考文献 (17)
第一部分绪论
内燃机具有体积小、质量小、便于移动、热效率高、起动性能好的特点。

但是内燃机一般使用石油燃料,同时排出的废气中含有害气体的成分较高。

广义上的内燃机不仅包括往复活塞式内燃机、旋转活塞式发动机和自由活塞式发动机,也包括旋转叶轮式的燃气轮机、喷气式发动机等,但通常所说的内燃机是指活塞式内燃机。

塞式内燃机以往复活塞式最为普遍。

活塞式内燃机将燃料和空气混合,在其汽缸内燃烧,释放出的热能使汽缸内产生高温高压的燃气。

燃气膨胀推动活塞作功,再通过曲柄连杆机构或其他机构将机械功输出,驱动从动机械工作。

内燃机是一种动力机械,它是通过使燃料在机器内部燃烧,并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。

它是将液体或气体燃料与空气混合后,直接输入汽缸内部的高压燃烧室燃烧爆发产生动力。

这也是将热能转化为机械能的一种热机。

第二部分课题题目及主要技术参数说明
2.1 课题题目
单缸四冲程内燃机机构设计及其运动分析
图2-1内燃机机构简图
2.2 机构简介
内燃机,是一种动力机械,它是通过使燃料在机器内部燃烧,并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。

广义上的内燃机不仅包括往复活塞式内燃机、旋转活塞式发动机和自由活塞式发动机,也包括旋转叶轮式的燃气轮机、喷气式发动机等,但通常所说的内燃机是指活塞式内燃机。

活塞式内燃机以往复活塞式最为普遍。

活塞式内燃机将燃料和空气混合,在其汽缸内燃烧,释放出的热能使汽缸内产生高温高压的燃气。

燃气膨胀推动活塞作功,再通过曲柄连杆机构或其他机构将机械功输出,驱动从动机械工作。

常见的有柴油机和汽油机,通过将内能转化为机械能,是通过做功改变内能。

内燃机的工作原理:
让燃料在机器内燃烧产生热量向外界传输机械能。

四冲程汽油机是由进气、压缩、作功和排气完成一个工作循环的。

吸气冲程:活塞下行形成气缸内压力小于于大气压的差,这个压力差俗称真空度,由于真空度的存在使机器外的空气进如气缸。

当活塞下行到最后位置进气阀门关闭吸气冲程完成。

在机器运转中由于速度的关系在吸气冲程完成时气缸内的气压是大于大气压的,在设计上设置了一个进气门关闭的延迟时间就是为了提高进气量。

压缩冲程:吸气冲程完成后活塞上行压缩空气达到一定温度使燃料燃烧,此时有两种情况,一种是外界给于点火,另一种是压缩到一定时候使其自燃.
做功冲程:压缩后燃烧的空气使活塞下行从而将热能转换成机械能,这种是通过连杆活塞组和曲轴实现的,在高温高压的燃气的作用下推动活塞下行通过连杆使曲周做圆周运动,这个圆周运动就是人们所需要的机械能,其能量同过于曲轴连接的设备输出,其中一部份转换成势能储存在与曲轴相连的飞轮中,这个势能以飞轮惯性旋转的形式释放为内燃机的吸气,压缩,排气这三个冲程提供能量。

排气冲程:在飞轮惯性的驱动下活塞上行将燃烧后的废气从打开的排气阀门中排出,当活塞行至上终点位置时整个内燃机的工做循环完成,在飞轮惯性的作用下将开始新的一轮工作循环
2.3设计数据
1、曲柄滑快机构设计及其运动分析
已知:活塞冲程H,按照行程速比系数K,偏心距e,,柄每分钟转数n1
-
图2 曲柄位置图
学生编号33 位置编号 2 8
2、齿轮机构设计
已知:齿轮齿数Z1,Z2,模数m,分度圆压力角α,齿轮为正常齿制,在闭式润滑油池中工作。

设计内容齿轮机构设计
符号Z1 Z2 i m a α'
数据15 45 3 4 120 120 3、凸轮机构设计
已知:从动件冲程h,推程和回程的许用压力角[α],[α]′,推程运动角Φ,远休止角Φs,回程运动角Φ′,从动件按余弦加速度运动规律运动。

设计内容凸轮机构的设计
符号h(mm)ΦΦs Φ' [α] [α]'
数据25 50 10 50 30 75
第三部分 设计内容及方案分析
3.1曲柄滑块机构设计及其运动分析
已知:活塞冲程H ,按照行程速比系数K ,偏心距e ,柄每分钟转数n1
表3-1设计数据表
设计内容 曲柄滑块机构的设计 符号 H (mm ) e (mm ) K n 1(r/min ) 符号
215
55
1.05
650
3.1.1设计曲柄滑块机构
以R ,L 表示曲柄、连杆的长度,e 表示曲柄回转中心与滑块移动导路中线的距离,即偏距;H 表示滑块的最大行程;K 为行程速比系数,θ为极为夹角。

左图为过C1,C2,P 三点所作的外接圆。

半径为r ,其中C1,C2垂直C2P,∠
C1PC2=θ,C1,C2为滑块的两极限位置,A 为圆上的一点,它至C1,C2的距离为偏距e ,即A 为曲柄的回中心。

曲柄回转中心A 的位置。

为了能够满足机构连续性条件,A 点只能在右图所示的C2AP 上选取,而不能在pt
(p 、t 为滑块处于两极限位置 图 3-1 C1,C2时,导路 的垂线与C1C2P 圆周的交点)上选取。

由已知条件可以求出曲柄和连杆的长度:
()39.41
1180=+-=
K K
θ

1

2
由○
1○2得: θsin e 22H
R L =
- ○3
)
(2)(2)
)((2)()(222222
22cos R L H R L R L R L H R L R L --+-+--++=
=
θ○
4 由○
3○4得: mm 106sin 4sin e 2-cos e 22==

θ
θ H H H R
mm 407sin 4sin e 2cos e 22=++=
θ
θ
H H H L
可得R=106mm ,L=407mm 。

按此比例作出曲柄滑块机构的运动简图如图3-2所示。

图3-2机构运动简图
θθβsin sin 22r 2sin H
R L H
R
L R L -=-=
-=
R
L +=
e
sin β
3.1.2曲柄滑块机构的运动分析 1.解析法分析滑块的运动
位移分析:由上图可根据曲柄滑块简图及几何知
L
e
-sin sin ϕR ECB =
∠ 故()2
2
e -sin 1cos L R ECB ϕ-
=

=()L
R L 2
2e -sin ϕ-
则()22
e -sin cos cos cos ϕϕϕR L R ECB L R S -+=∠+=
速度分析:
()222e -sin 2cos e 2-2sin -sin -dt ds ϕϕωϕωϕωR L R R R V -==
加速度分析:
()()()[]
2322
2222222e -sin 4cos e 2-2sin R e -sin sin e 2cos 2--cos -dt dv a ϕϕωϕωϕϕωϕωϕωR L R R L R R R --+== 2.图解法分析机构的二个瞬时位置
利用图解法作机构的两个瞬时位置的速度和加速度多边形 已知曲柄滑块机构的尺寸及2个位置,构件1的转速n1,用图解法求连杆的角速度w2及角加速度α2滑块上C 点的速度和加速度。

a 曲柄位置:
(1)曲柄位置为60°位置图 取μl = 5(mm/mm )
图3-3
曲柄位置图 ϕ=150°。

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