四冲程内燃机设计.doc

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1、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）。2.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（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。6.计算发动机功率。7.用图解法设计进、排

2、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）。l分组及组内数据见附表1；l示功图见附表2；l组内成员分功见附表3；l课程设计进程表见附表4；l四冲程内燃机中运动简图见附图1。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=（mm）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=连杆重心至A点的距离=（mm）曲柄重量=（N）连杆重量=（N）活塞重量=（N）连杆通过质心轴的转动惯性

3、半径=（m）曲柄的转速n1=（rpm）发动机的许用速度不均匀系数[]=曲柄不平衡的重心到O点的距离=（mm）开放提前角：进气门：-10°；排气门：-32°齿轮参数：m=3.5（mm）；=20°；=1；==14；==72；=36计算连杆及曲柄的长度设曲柄长度为、连杆的长度为l，活塞行程H（极限位置1）（极限位置2）可求图1曲柄滑块机构设计==联立（1）、（2）式求解，可求出连杆的长度l及曲柄的长度r。1.绘制内燃机的机构运动简图（A4）根据曲柄与连杆的尺寸、活塞（滑块）的行程、活塞移动导路相对于曲柄中心的距离e

4、、各齿轮的参数等数据，参照“附图1”绘制构内燃机的运动简图。注意：l严格按比例绘制（推荐1：4）l先打好图纸的边框，画好标题栏，再根据空间的大小合理安排位置画图。标题栏放在图纸的右下方。l凸轮先不画，待凸轮设计完成后再补画l样例中进、排气阀机构有错，需要找出并更正l图线、箭头要规范、书写要工整（以机械制图中的GB为准）。Ø实体用粗实线Ø齿轮的节圆用点划线（间距要基本相同）Ø文字、尺寸（界）线、剖面线用细实线。粗细线比例为2：1。Ø文字与尺寸标注方向朝上或朝左（在尺寸线上写时可朝左，如样图中的162；无尺寸线时

5、只能朝上，如样图中的Z3。上下以标题栏中的文字为准）Ø假想位置可画成虚线或双点划线（建议用双点划线）Ø尺寸按自己的实际尺寸标注，不要抄样例尺寸。1.运动分析1）参照图2设置图纸布局（A2）图2机构运动分析2）在速度“v图”与加速度“a图”之间的位置上，画出曲柄滑块机构的运动简图（参照图3）具体作法：以活塞在最高位置时的“A”为起点（记为A0），由A0开始，顺时针方向将圆等分为12等分，得A0、、、……，共12个点；找出滑块在最低位置时曲柄上A点的位置，记为；图3曲柄滑块的运动简图找出曲柄OA与连杆AB垂直的两

6、点（此时），分别记为A和A。如此，曲柄回转一周共分为15个位置可近似认为，当曲柄在OA和OA位置时，滑快B的速度为最大值。注意：l括号内的编号在绘制运动分析图时不用，绘制动态静力分析图时再使用。l图中，用粗实线画出曲柄滑块的一个位置（任选）。其它14个位置的曲柄与连杆用细实线画，滑块不画，标注出各B点的位置即可。3）设定合适的比例，画出机构15个位置的速度多边形l在“V图”的左上角清楚注明绘图比例（）l速度矢量用粗实线绘制，箭头长宽比约4/1～5/1，绘图要规范、工整l若图线太短，不够画箭头时，可用小圆点代替

7、箭头。4）通过图解法，求出这15个位置的的数值。l所有公式和计算过程都写在说明书上，不要写到图纸上l在说明书上写出1个点的求解步骤和方法即可（包括简图），其他点直接将所计算数据列在表中即可。表一机构各点速度表点（m/s）（m/s）（m/s）（rad/s）A0……5）同理，画出15个位置的加速度多边形，求出的数值，并将方法和结果在说明书中说明和列表。（不同的图可用不同的比例，注明即可）表二机构各点加速度表点(m/s2)……A0……6）在图纸的右侧绘制15个点的位移曲线、速度曲线和加速度曲线图。l坐标与单位要标注

8、清楚l用粗实线绘制l画出一个完整循环，也就是要画360°（起点要画2次），起点和终点的数据大小要完全相同（因为是同一个点）。1.动态静力分析1）计算活塞上的气体压力（N）F—活塞的面积（cm）l注意“附表2”表中的数据单位是mm，而比例是“（2N/cm2）/mm”，所以查表所得数据要进行换算2）求作用于构件上的惯性力=（N）（N）3）求出活塞上所受合力的大小及方向4）求作用于构件上的惯性力矩（Kg·