【正文】 位移、速度和加速度的計(jì)算，由于周期性，只計(jì)算 0～ 360 度即可。)Pj,Pn,T,K(N)PjPnTK 圖 jP NP T K隨 ? 的變化曲線 曲柄銷載荷和連桿軸承載荷 1 曲柄銷載荷 曲柄銷上作用有切向力 T 和法向力 Z ， rcPKZ ?? ， 由作圖法畫出曲柄銷載荷圖。)V(m/s) V 圖 活塞速度變化 8000600040002020020204000600080001000012020140000 50 100 150 200 250 300 350 400φ (176。 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 15 圖 連桿大頭 2 點(diǎn)擊 yz 平面進(jìn)入草圖，點(diǎn)擊圓命令，畫一個(gè)圓心為（ 33,0），半徑為 6mm圓，關(guān)于 V軸鏡像，得到另一個(gè)圓。 圖 連桿小頭 4 點(diǎn)擊 xy 平面，進(jìn)入草圖，選擇圓命令，畫 圓心為（ ,0）， 半徑為11mm 的圓，退出草圖，選擇凹槽命令，凹槽 鏡像 尺寸為 11mm，如圖 所示。 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 11 4 連桿 三維建模 連桿基本尺寸 1 連桿小頭孔徑 39。 1）計(jì)算法轉(zhuǎn)換：對于任意曲軸轉(zhuǎn)角 ? ，有氣缸容積 V 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 10 cVrDV ????? ]s in2)co s1[(4 22 ???? （ ） 2）作圖法轉(zhuǎn)換：按下圖所示方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換。~15176。 計(jì)算步驟如下： 先假設(shè) 2020K 利用插值法算出每一溫度的 mvzC )(? 值，再由上式算出 Tz 與 mvzC )(? 乘積 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 8 表 插值法 數(shù)據(jù) Tz（ K） mvzC )(? Tz mvzC )(? 2020 2073 2100 2173 2273 2473 2500 2600 2673 有表格可以看出， 2600K 時(shí)最接近 ，則 Tz=2600 3 壓力升高比 ?? cbZTT1?? ?? ??? 一般汽油機(jī) ~??? ，所以符合要求。 ccxcxcx VrDV ???? )s in2c o s1(4 22 ???? （ ） 式中： r—— 曲柄半徑， r=S/2； λ —— 曲柄連桿比，λ =r/L。 連桿長度 L 與曲柄連桿比λ =r/L 連桿長度 加大，會(huì)使汽油機(jī)總高度增加；雖然連桿擺角減小，側(cè)壓力減小，但效果不明顯；而且連桿重量加大，往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量慣性力加大。 有效燃油消耗率 be 這是汽油機(jī)最重要的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。 （ 3）計(jì)算曲柄銷載荷和連桿軸承載荷，并將圖形附在設(shè)計(jì)說明書中。 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 學(xué) 院 汽車與交通學(xué)院 專 業(yè) 熱能與動(dòng)力工程 學(xué)生姓名 班級學(xué)號 課程設(shè)計(jì)題目 汽油機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) — 連桿 實(shí)踐 教學(xué) 要求與任務(wù) : 1. 設(shè)計(jì)參數(shù)求： Pe=； D=65mm； ?c? (參考 ) 2. 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求： 1）選取基本參數(shù)、熱計(jì)算、繪制示功圖 （ 1）利用 EXCEL 或其他程序語言進(jìn)行近似熱計(jì)算，得到理論的 示功圖的數(shù)據(jù) 。 4）設(shè)計(jì)說明書。四沖程車用汽油機(jī) 250[g/(kw因而盡量采用短連桿，目前一般λ值在 1/4～ 1/ 之間，取λ =1/。 計(jì)算 結(jié)果見附錄表 A1 3 壓縮終點(diǎn)充量的狀態(tài)參數(shù) 壓力： 1ncacb PP ?? ?? = MPa 溫度： 11?? ncacb TT ? ??? = K 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 6 燃燒過程計(jì)算 1 熱量利用系數(shù)ζ Z 熱量利用系數(shù)ζ Z 表示燃燒熱量被工質(zhì)吸收多少的程度。 4 燃燒最高壓力 zp cbz Pp ??? ?? = MPa 一般汽油機(jī) ?zp 3～ ，所以符合要求。之間 。 圖中：偏移量 421 2DrV ?? ???? ?????? 4 2 121 2? L 汽油機(jī)性能指標(biāo)計(jì)算 1 平均指示壓力 mip sifmi VLp ??? ?? = MPa 2 指示功 iP 、指示熱效率 i? 和指示耗油率 ib ?30 niVpP smii ???? 430 ? ???? = kW cumiai PH pTL ???0? ?? ????? = 汽油機(jī)指示熱效率 ~?i? ，即 符合要求。1d 和寬度 1B mmd 181 ? mm21 ?? mmdd 2222182 1139。 圖 連桿小頭 5 選擇 xy 平面，進(jìn)入草圖，建立封閉曲線，兩條直線與 H 軸夾角為 3176。退出草圖，選擇凸臺命令，凸臺 16mm，如圖 所示 。)a(m178。 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 19 運(yùn)動(dòng)零件慣性力 活塞組換算質(zhì)量： 實(shí)際質(zhì)量 pm = 連桿組換算質(zhì)量： 按兩質(zhì)量系統(tǒng)考慮 mc = kg l=160 mm 小頭換算質(zhì)量： cbca mllm ? ??= kg 大頭換算質(zhì)量： cacb mllm ? ??= kg 往復(fù)運(yùn)動(dòng)慣性力 ： ammamP capjj )( ????? ， 其中 a 是活塞運(yùn)動(dòng)的加速度 連桿大頭離心慣性力 ： 2?RmP cbrc ? 2)( ??? =1853 N 2 連桿作用力 設(shè) ammPPPP capgjg )( ????? 則有： 連桿小頭氣缸中心線方向作用力 ： amP pg? （ ） 垂直氣缸中心線方向（側(cè)壓力） ： ?tgPPN ?? ，其中 )s inarc s in( ??? ? 連桿大頭曲柄旋轉(zhuǎn)方向（切向力 ）： ???co s )s in (??PT （ ） 曲柄法向（法向力） ： 2co s )co s ( ?? ?? RmKPPZ cbrc ????? （ ） 習(xí)慣上令 ： ???co s )co s (??PK （ ） 計(jì)算 結(jié)果見附錄 表 B2 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 20 根據(jù)計(jì)算結(jié)果畫出 jP 、 NP 、 T、 K 隨 ? 的變化曲線 600040002020020204000600080001000012020140000 100 200 300 400 500 600 700 800φ (176。 . 圖 螺栓孔 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 16 4 最終結(jié)果如圖 所示 ，并保存。 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 13 圖 桿身 6 點(diǎn)擊剛建立的凸臺平面，進(jìn)入草圖，建立封閉曲線，兩直線與剛建立凸臺的邊線平行 ，退出草圖，選凹槽命令，凹槽深 3mm，關(guān)于 xy 面鏡像凹槽，如圖 所示。 2 連桿大頭孔徑 39。h)] 3 機(jī)械效率 m? 四沖程汽油機(jī)的 ~?m? 之間， 取 m? =。整個(gè)過程的換氣也應(yīng)修圓。 理論示功圖的理論循環(huán)指示功 1L? 按下式計(jì)算： sncc cb VnnpL ????????? ????????? ?? )11(11)11(11 11121 12 ???? （ ） )11(1)11( ????????? ??????? ?? = 按示功圖上縱橫坐標(biāo)比例：壓力值 /格，容積值 /格，可以算出 1L? 對應(yīng)的方格數(shù) oS =178。 燃燒終點(diǎn)的熱量利用系數(shù)ζ Z在此范圍內(nèi)選?。害?Z=～ ，取ζ Z= 2 燃燒最高溫度 ZT 1）工質(zhì)的平均等容摩爾熱容 mvC)(? 和平均等 壓摩爾熱容 mpC)(? 間有如下關(guān)系： )()( ?? mvmp CC ?? [kJ/(kmol l0/D 值的影響因素可從曲軸中心線方向的尺寸分配和氣缸上部的尺寸分配兩方面分析，一般其值為 ～ ，取 l0/D=， 則 l0 = 65= mm 壓縮比ε c 選用壓縮比ε c 也就是選用燃燒室容積。h)]。 Pe 由汽油機(jī)的用途選定，任務(wù)書已經(jīng)指定所需汽油機(jī)有效功率 Pe= kw。 （ 3）將 圖轉(zhuǎn)換成 圖，繪制在坐標(biāo)紙 02 上。 3）動(dòng)力計(jì)算 （ 1）計(jì)算活塞的位移、速度和加速度，并繪制曲線圖附在設(shè)計(jì)說明 書中。 沖程數(shù)τ 本設(shè)計(jì)中的車用汽油機(jī)都采用四沖程，即τ =4。 活塞行程 S 增大活塞行程 S 使活塞平均速度 30/nsvm ?? 提高，機(jī)械負(fù)荷加大，一般車用汽油機(jī) smvm /15~10? ，同時(shí) S 也是汽油機(jī)基本結(jié)構(gòu)指標(biāo) S/D 的決定因素，車用汽油機(jī)的 S/D=～ ，校核所設(shè)計(jì)的汽油機(jī)的 vm和 S/D 的值。 壓縮過程計(jì)算 1 平均多變壓縮指數(shù) n1 n1=～ 取 n1 = 2 壓縮過程中任意曲軸轉(zhuǎn)角 cx? 時(shí)的壓力 cxP (畫示功圖時(shí)用 ) 1)( ncxcaacx VVPP ? （ MPa） （ ） 其中： Vca—— 進(jìn)氣終點(diǎn)氣缸容積。39。 2）點(diǎn)火提前的影響：壓力急劇升高應(yīng)該從上止點(diǎn)前就開始。 010S SSf ??? % 5178 ??? 一般 ~?f? ， 經(jīng) 檢查示功圖的豐滿系數(shù)在該范圍之內(nèi) ,符合要求 。h)]， ~?e? ， 即 符合要求 。 3 工字形斷面的平均高度 H、寬度 B ~?DH ， 取 mmH 13? ； ~?BH ， 取 9?B mm 連桿的 建模 過程 1 打開建模界面：開始 → 機(jī)械設(shè)計(jì) → 零件設(shè)計(jì) 2 選擇 xy 平面進(jìn)入到草圖界面，選擇圓命令，先畫一個(gè)圓心在原點(diǎn)，半徑為 的圓，再畫一個(gè)圓心在原點(diǎn)，半徑為 32mm 的圓，選直線命令，畫一條過原點(diǎn)，長為 80mm的直線，然后刪除多余線，退出草圖，選凸臺，進(jìn)行鏡像拉伸，長度為 10mm，如圖 所示。 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 14 圖 螺栓孔 9 最終結(jié)果如圖 所示 ，并保存 。 計(jì)算 結(jié)果見附錄 表 B1 根據(jù)計(jì)算結(jié)果畫出 X、 V、 a 隨 ? 的變化曲線 00 50 100 150 200 250 300 350 400φ (1