课程设计-活塞连杆设计.doc

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1、课程设计课程名称：发动机设计设计题目：曲轴和连杆设计学院：交通工程专业：车辆工程年级：xxxx级学生：xxxxxxx指导教师：xxxxxxxxxxxxxx日期：2013年9月教务处制目录1、总体布局、结构特点以及选用原则系统分析11.1机型11.2选用原则12、标定工况（最大功率）工作过程及热力计算和示功图绘制22.1实际循环热力计算22.1.1热力计算的目的22.1.2热力计算的方法32.2重要参数选取32.2.1压缩比32.2.2过量空气系数32.2.3残余废气系数32.2.4进气温升和残余废气温度32.2.5热量利用系数32.2.6示功图丰满系数

2、32.2.7机械效率42.2.8平均多变压缩指数42.2.9平均多变膨胀指数42.3燃料燃烧化学计算42.3.1理论空气量的计算42.3.2理论分子变化系数μ0的计算52.3.3实际分子变化系数52.4燃气过程参数的确定与计算52.4.1压缩过程气体状态52.4.2燃烧过程及燃烧终点气体状态52.4.3最高燃烧爆发压力及压力升高比确定72.4.4膨胀终点气体状态72.4.5绘制示功图82.5发动机性能参数92.5.1平均指示压力Pi92.5.2平均有效压力92.5.3有效功率92.5.4充量系数102.5.5指示热效率102.5.6燃油消耗率102.5

3、.7发动机总进气流量103、活塞位移、速度、加速度随曲轴转角变化曲线113.1活塞位移113.2活塞速度V113.3.活塞加速度124、气缸压力、活塞侧击力、连杆力、曲柄销切向力，径向力134.1气缸压力随曲轴转角变化曲线134.2活塞销上的合力变化曲线144.3活塞所受侧压力144.3.1往复惯性力的求取144.4连杆作用力与活塞销受力相反164.5曲柄销受力164.6曲柄销极坐标图与连杆轴承受力174.6.1曲柄销载荷的极坐标图174.6.2连杆轴承的负荷矢量图174.6.3连杆轴承受力极坐标图195、连杆设计及强度计算、校核195.1连杆主要参数

4、选取195.2材料和关于材料的参数215.3连杆小头强度215.4连杆杆身强度245.5连杆大头强度255.6螺栓强度校核266、有限元分析286.1连杆实体模型的建立286.2网格的划分296.3连杆受力分析306.2.1最大拉伸306.2.2最大压缩316.4有限元计算结果分析326.3.1载荷分布与加载326.3.2等效载荷模拟结果336.3.3计算结果分析347、总结388、参考文献38课程设计说明书计算及说明结果1、总体布局、结构特点以及选用原则系统分析1.1机型该发动机机型为卧式，直列，水冷，四冲程两缸机。卧式，是指气缸中心线平行于水平面的

5、发动机，也就是水平放置的发动机。它的特点是发动机的高度很低，便于安装到一般立式发动机放不进去的地方。直列就是气缸呈直线排列，一般用于汽缸数小的发动机，优点在于动力输出强劲、结构简单、维护简便。水冷，即采用水作冷却介质，冷却效果较好。四冲程发动机换气质量较二冲程好，发展比较成熟。该机型工作平稳，动力强劲，性能可靠，安能可靠，安装维修方便，多用在农用机械上。1.2选用原则（1）布置紧凑，外形尺寸小，外观整齐，外接管路尽量少。（2）经常需要保养的零部件，接近性要好，对经常检查调整的气门间隙和喷油提前角等有关零部件应考虑到调整和拆装方便。（3）应满足用户对柴油

6、机配套所提出的各项合理要求。多种用途柴油机的总体布置，首先满足主要用途的配套要求，还要考虑到变机型的有关问题。（4）具有良好的加工和装配工艺性。（5）柴油机起吊、存放和安装方便。（6）总体布置要认真贯彻执行产品系列化、零部件通用化和零件标准化。课程设计说明书计算及说明结果2、标定工况（最大功率）工作过程及热力计算和示功图绘制290型柴油机课程设计参数表型式卧式，直列，水冷，四冲程缸径×行程（mm）90×95气缸数2气缸套型式湿式燃烧室型式直喷式缩口ω型燃烧室吸气方式自然吸气压缩比17.5：1或（17：1）或（16.5:1）最高燃烧压力[bar]801h

7、标定功率/转速，kw(Ps)/r/min16（21）/2600最低燃油消耗率，g/kW.h(g/Ps.h)≤245（180）曲柄半径mm/连杆长度[mm]47.5/165燃料低热值[KJ/kg]42500单缸活塞组质量[Kg]0.948连杆组质量[Kg]1.300大气平均压力[kpa]98.392932.1实际循环热力计算2.1.1热力计算的目的在一台新燃机的设计过程中，大致确定气缸的压力和温度变化情况，绘出示功图，可以对发动机方案设计中所确定的指标起到一定的校核作用。课程设计说明书计算及说明结果2.1.2热力计算的方法用闭口系统来模拟不稳定的开口系统

8、，用定容定压加热代替实际的燃烧过程，用多变过程来代替实际的压缩和膨胀过程，用多变过程来代替实际