【正文】 因此比重大和導(dǎo)熱性差兩個根本缺點(diǎn)而逐漸被鋁基輕合金活塞所淘汰?；钊M的設(shè)計(jì)要求（1）要選用熱強(qiáng)度好、耐磨、比重小、熱膨脹系數(shù)小、導(dǎo)熱性好、具有良好減磨性、工藝性的材料；（2）有合理的形狀和壁厚。 活塞的工作條件和設(shè)計(jì)要求活塞的機(jī)械負(fù)荷在發(fā)動機(jī)工作中,活塞承受的機(jī)械載荷包括周期變化的氣體壓力、往復(fù)慣性力以及由此產(chǎn)生的側(cè)向作用力。此時活塞的位移x為:x===(r+) = （）式中：—連桿比。 研究主要內(nèi)容對內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行過程中曲柄連桿機(jī)構(gòu)受力分析進(jìn)行深入研究，其主要的研究內(nèi)容有：（1）對曲柄連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析，分析曲柄連桿機(jī)構(gòu)中各種力的作用情況，并根據(jù)這些力對曲柄連桿機(jī)構(gòu)的主要零部件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度等方面的計(jì)算和校核，以便達(dá)到設(shè)計(jì)要求；（2）分析曲柄連桿機(jī)構(gòu)中主要零部件如活塞，曲軸，連桿等的工作條件和設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行合理選材，確定出主要的結(jié)構(gòu)尺寸，并進(jìn)行相應(yīng)的尺寸檢驗(yàn)校核，以符合零件實(shí)際加工的要求；第2章 活塞運(yùn)動規(guī)律的研究，OB為曲柄，AB為連桿，B為曲柄銷中心，A為連桿小頭孔中心或活塞銷中心。發(fā)動機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的動力學(xué)分析主要包括氣體力、慣性力、軸承力和曲軸轉(zhuǎn)矩等的分析，傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)工作機(jī)構(gòu)動力學(xué)、運(yùn)動學(xué)分析方法主要有圖解法和解析法[5]。關(guān)鍵字：受力分析；運(yùn)動分析；Pro/E建模目錄第1章 引言 1 選題背景 1 研究目標(biāo)和意義 1 研究主要內(nèi)容 2第2章 活塞運(yùn)動規(guī)律的研究 3 活塞位移 4 活塞的速度 5 活塞的加速度 5第3章 活塞組的設(shè)計(jì) 6 活塞的設(shè)計(jì) 6 活塞的工作條件和設(shè)計(jì)要求 6 活塞的材料 7 活塞頭部的設(shè)計(jì) 7 活塞裙部的設(shè)計(jì) 12 活塞銷的設(shè)計(jì) 15 活塞銷的結(jié)構(gòu)、材料 15 活塞銷強(qiáng)度和剛度計(jì)算 15 活塞銷座 16 活塞銷座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 驗(yàn)算比壓力 17 活塞環(huán)設(shè)計(jì)及計(jì)算 17 活塞環(huán)形狀及主要尺寸設(shè)計(jì) 17 活塞環(huán)強(qiáng)度校核 17 本章小結(jié) 19第4章 活塞的建模 20 對Pro/E軟件基本功能的介紹 20 活塞的建模 20 活塞的特點(diǎn)分析 20 活塞的建模思路 20 活塞的建模步驟 21結(jié)束語 26參考文獻(xiàn) 27致謝 28第1章 引言 選題背景多剛體動力學(xué)模擬是近十年發(fā)展起來的機(jī)械計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，提供了在設(shè)計(jì)過程中對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析和優(yōu)化的有效手段，在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域獲得越來越廣泛的應(yīng)用。再次，應(yīng)用三維CAD軟件：Pro/Engineer建立了活塞的幾何模型，在此工作的基礎(chǔ)上，利用Pro/E軟件的裝配功能，將曲柄連桿機(jī)構(gòu)的各組成零件裝配成活塞組件、連桿組件和曲軸組件進(jìn)行裝配并進(jìn)行運(yùn)動仿真分析。其中機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)分析是研究兩個或兩個以上物體間的相對運(yùn)動，即位移、速度和加速度的變化關(guān)系：動力學(xué)則是研究產(chǎn)生運(yùn)動的力。為了真實(shí)全面地了解機(jī)構(gòu)在實(shí)際運(yùn)行工況下的力學(xué)特性，本文采用了多體動力學(xué)仿真技術(shù)，針對機(jī)構(gòu)進(jìn)行了實(shí)時的，高精度的動力學(xué)響應(yīng)分析與計(jì)算，因此本研究所采用的高效、實(shí)時分析技術(shù)對提高分析精度，提高設(shè)計(jì)水平具有重要意義，而且可以更直觀清晰地了解曲柄連桿機(jī)構(gòu)在運(yùn)行過程中的受力狀態(tài)，便于進(jìn)行精確計(jì)算，對進(jìn)一步研究發(fā)動機(jī)的平衡與振動、發(fā)動機(jī)增壓的改造等均有較為實(shí)用的應(yīng)用價(jià)值。當(dāng)=180時，A點(diǎn)在最下面的位置A2，此位置稱為下止點(diǎn)。發(fā)動機(jī)的工作可靠性與使用耐久性，在很大程度上與活塞組的工作情況有關(guān)。磨損強(qiáng)烈發(fā)動機(jī)在工作中所產(chǎn)生的側(cè)向作用力是較大的，同時，活塞在氣缸中的高速往復(fù)運(yùn)動，活塞組與氣缸表面之間會產(chǎn)生強(qiáng)烈磨損，由于此處潤滑條件較差，磨損情況比較嚴(yán)重。在發(fā)動機(jī)中，灰鑄鐵由于耐磨性、耐蝕性好、膨脹系數(shù)小、熱強(qiáng)度高、成本低、工藝性好等原因，曾廣泛地被作為活塞材料。綜合分析，該發(fā)動機(jī)活塞采用鋁硅合金材料鑄造而成。因此火力岸高度的選取原則是：在滿足第一環(huán)槽熱載荷要求的前提下，盡量取得小些。因此，環(huán)岸高度一般第一環(huán)最大，其它較小。對于柴油機(jī)，所以 。所以活塞頂厚度應(yīng)從中央到四周逐漸加大，而且過渡圓角應(yīng)足夠大，使活塞頂吸收的熱量能順利地被導(dǎo)至第二、三環(huán)，以減輕第一環(huán)的熱負(fù)荷，并降低了最高溫度。（3）環(huán)岸和環(huán)槽環(huán)岸和環(huán)槽的設(shè)計(jì)應(yīng)保持活塞、活塞環(huán)正常工作，降低機(jī)油消耗量，防止活塞環(huán)粘著卡死和異常磨損，氣環(huán)槽下平面應(yīng)與活塞軸線垂直，以保證環(huán)工作時下邊與缸桶接觸，減小向上竄機(jī)油的可能性?；钊貧飧淄鶑?fù)運(yùn)動時，依靠裙部起導(dǎo)向作用，并承受由于連桿擺動所產(chǎn)生的側(cè)壓力。因此，為了避免拉毛現(xiàn)象，在活塞裙部與氣缸之間必須預(yù)先流出較大的間隙。 活塞銷裙部的橢圓形狀[9]裙部的尺寸活塞裙部是側(cè)壓力的主要承擔(dān)者。如果把活塞銷偏心布置，則能使瞬時的過渡變成分布的過渡，并使過渡時刻先于達(dá)到最高燃燒壓力的時刻，因此改善了發(fā)動機(jī)的工作平順性。 活塞銷座 活塞銷座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 活塞銷座用以支承活塞，并由此傳遞功率。第三道是油環(huán)，是鋼帶組成環(huán)，重量輕，比壓高，刮油能力強(qiáng)。 本章小結(jié) 在活塞的設(shè)計(jì)過程中，分別確定了活塞、活塞銷、活塞銷座和活塞環(huán)的主要的結(jié)構(gòu)參數(shù)，分析了其工作條件，總結(jié)了設(shè)計(jì)要求，選擇合適的材料，并分別進(jìn)行了相關(guān)的強(qiáng)度和剛度校核，使其符合實(shí)際要求。要適應(yīng)這樣惡劣的工作條件，必須具有相應(yīng)的結(jié)構(gòu)。（2）鏡像生成活塞的整個輪廓。（3）運(yùn)用【旋轉(zhuǎn)工具】，選擇【去除材料】，創(chuàng)建裙部凹面特征。以傳統(tǒng)運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)的理論知識為依據(jù)，對曲柄連桿機(jī)構(gòu)的受力進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，并以此作為零件強(qiáng)度、剛度和和磨損等問