發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)-更新版(已修改)
2025-06-30 12:37 本頁(yè)面
【正文】 發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .摘要 以桑塔納2000AJR型發(fā)動(dòng)機(jī)為例，基于相關(guān)參數(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)主要零部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算，同時(shí)進(jìn)行強(qiáng)度、剛度等方面的校核，并進(jìn)行相關(guān)力學(xué)分析和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真分析，以達(dá)到良好的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析的方法很多，而且已經(jīng)完善和成熟，但仍缺乏一種基于良好生產(chǎn)效益、經(jīng)濟(jì)效益上的綜合性分析，本次設(shè)計(jì)在清晰、全面剖析的基礎(chǔ)上，有機(jī)地將各研究模塊聯(lián)系起來(lái)，達(dá)到既簡(jiǎn)便又清晰的設(shè)計(jì)目的，力求為發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供一種綜合全面的思路。 分析研究的主要模塊分為以下三個(gè)部分：第一，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析，著重分析活塞的位移、速度、加速度以及工質(zhì)的作用力和機(jī)構(gòu)的慣性力；第二，進(jìn)行曲柄滑塊機(jī)構(gòu)活塞組、連桿組以及曲軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并對(duì)其強(qiáng)度和剛度進(jìn)行校核；第三，應(yīng)用Pro∕Engineer 建立曲柄滑塊機(jī)構(gòu)主要零部件的幾何模型，并利用Pro/Mechanism進(jìn)行機(jī)構(gòu)仿真。 關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)；曲柄滑塊機(jī)構(gòu)；力學(xué)分析；機(jī)構(gòu)仿真 I目錄 第一章 緒論 1 1 1第二章 總體方案的設(shè)計(jì) 2 2 2 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 3 確定設(shè)計(jì)方案 3第三章 中心曲柄連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 5 氣缸內(nèi)的作用力分析 5 慣性力的計(jì)算 5第四章 活塞以及連桿組件的設(shè)計(jì) 8 設(shè)計(jì)活塞組件 8 設(shè)計(jì)活塞銷 9 活塞銷座 9 連桿的設(shè)計(jì) 9第五章 曲軸的設(shè)計(jì) 11 曲軸的材料的選擇 11 確定曲軸的主要尺寸和結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié) 11第六章 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的創(chuàng)建 13 活塞的創(chuàng)建 13 連桿的創(chuàng)建 14 曲軸的創(chuàng)建 16 曲柄連桿機(jī)構(gòu)其它零件的創(chuàng)建 18第七章 活塞及連桿的裝配 197．1添加活塞組件 19 19 20總結(jié) 22參考文獻(xiàn) 23結(jié)束語(yǔ) 24 ii第一章 緒論 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀水冷式四沖程往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)是目前使用最廣泛的內(nèi)燃機(jī),應(yīng)用于轎車、公交車和柴油機(jī)的中型和重型卡車。最出名的發(fā)動(dòng)機(jī),是轉(zhuǎn)子活塞式發(fā)動(dòng)機(jī),也稱為轉(zhuǎn)子式發(fā)動(dòng)機(jī)，但應(yīng)用很少。就全球的汽車發(fā)展而言,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，具有優(yōu)良的性能,更好的燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性能，得到越來(lái)越廣泛的關(guān)注。發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)越來(lái)越向環(huán)境保護(hù)和節(jié)能的方向發(fā)展。以桑塔納2000AJR型的發(fā)動(dòng)機(jī)為例，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)中的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，進(jìn)行深入的分析與研究，研究?jī)?nèi)容如下：（1)對(duì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的力學(xué)進(jìn)行分析,對(duì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的主要部件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度計(jì)算,以便滿足設(shè)計(jì)所需要的要求。 (2)分析活塞，活塞銷，活塞銷座的設(shè)計(jì)要求，確定主要結(jié)構(gòu)的尺寸。(3)應(yīng)用Pro / E軟件建模來(lái)裝配曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的相關(guān)組件，最后組裝成一個(gè)完整的機(jī)構(gòu)。第二章 總體方案的設(shè)計(jì)以桑塔納2000AJR型的內(nèi)燃機(jī)為例，：表21 桑塔納2000AJR型內(nèi)燃機(jī)參數(shù)氣缸的數(shù)目四缸供油的方式電控噴射排量的大小/L氣缸的直徑/mm沖程/缸徑連桿的長(zhǎng)度/mm135曲軸的半徑/mm轉(zhuǎn)矩 160/1400額定功率/kW76(5300 r/min)最大扭矩/(Nm)162(3600 r/min)點(diǎn)火順序1—3—4—2連桿是發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳輸系統(tǒng),是完成能量轉(zhuǎn)換的主要運(yùn)動(dòng)部分?；钊B桿組:活塞、活塞銷、連桿。曲軸部件:曲軸、飛輪、曲軸正齒輪的三個(gè)部分。工作原理是:在燃料燃燒的能量,推動(dòng)活塞上下移動(dòng),然后通過(guò)連桿帶動(dòng)曲軸圓周運(yùn)動(dòng)。吸入空氣,排出廢氣,配備進(jìn)口和排氣系統(tǒng),推動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)。四缸發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)包括四個(gè)沖程:進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣。進(jìn)氣沖程:汽油發(fā)動(dòng)機(jī)將汽缸和油門之外混合空氣吸入發(fā)動(dòng)機(jī),形成可燃混合氣并吸入氣缸。壓縮沖程:為了使可燃混合物快速燃燒,產(chǎn)生更大壓力,產(chǎn)生更高的動(dòng)力引擎,所以對(duì)混合氣體進(jìn)行壓縮,因此,需要壓縮。做功沖程:在做功中,進(jìn)、排氣閥關(guān)閉,活塞上到頂點(diǎn)附近時(shí)的火花塞旁時(shí)，點(diǎn)燃可燃混合氣體?；旌衔锶紵?。排氣沖程:生成廢氣體后,活塞到達(dá)下止點(diǎn)后再向上移動(dòng),繼續(xù)將廢氣排出來(lái)完成一個(gè)工作循環(huán)。 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度來(lái)看，連桿可分為三類: 中心曲柄連桿機(jī)構(gòu)、偏心曲柄連桿機(jī)構(gòu)和主副連桿式曲柄連桿機(jī)構(gòu)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，中心曲柄連桿的特點(diǎn)符合標(biāo)準(zhǔn)。 中心曲柄連桿機(jī)構(gòu)它的特點(diǎn)是氣缸的中心線通過(guò)曲軸的旋轉(zhuǎn)中心與軸垂直于曲柄。這種類型的發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)是使用范圍最廣的。一般單一式內(nèi)燃機(jī)和活塞式內(nèi)燃機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)屬于這一類。 確定設(shè)計(jì)方案通過(guò)對(duì)三種連桿的比較,設(shè)計(jì)選型為中心曲柄連桿機(jī)構(gòu),中心曲柄連桿機(jī)構(gòu)圖如圖21所示, 曲軸中心為O，曲柄為OB，連桿為AB，曲柄銷中心為B，A為連桿小頭孔中心或活塞銷中心為A。
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