【正文】 PDy=md?Day (314)點D受到的三個力Pd，PDx，PDy可以分解為對擺連桿的推力Pl及對擺連桿的壓應力PQd，且其大小可以表示為：Pl={md?Dax ?sin(λθ) +md?Day cos?(λθ)}/(fp106) (315)PQd= {md?Dax?cosθ+md?Day?sinθ}/(fp 106) (316)其中，md為D點的當量質量，以普通371發(fā)動為參照，取md= 點L的受力分析及其作用效果如圖31所示，L點受到的力有Pl及L點在X和Y方向的慣性力PLx和Ply，Pl的表達式已在上面求出，點L在X和Y方向的慣性力PLx和PLy分別為： PLx=ml?Lax?sinγ (317) PDy=ml?Lay?cosγ (318)其中，ml為L點的當量質量，以普通371發(fā)動機為參照，取ml=。 活塞族往復慣性力的表示 由慣性力的定義知，點P的往復慣性力完全取決于P點的加速度Ha的大小，方向與Ha相反，由運動學的計算式（248）有： Pj= (310)其中，mp為活塞頭的質量；fp為活塞的截面積；Ha為活塞的加速度。 當氣缸內的壓力變化到進氣門打開時的壓力時，也就是曲柄轉角eo+48?i?io時，氣缸內的壓力用以下的函數表示： Pg[i]=Pg[eo+48] (39)上式符號的含義與上式相同。 當氣缸內的壓力從排氣門打開時的壓力變化到曲柄轉角為eo+24度時，也就是eo?i?eo+24時，用以下函數【6】來進行模擬： Pg[i]=Pg[eo] (37)上式中的含義與以上各式相同。 當氣缸內壓力從開始膨脹時的壓力變化到此后11度角的壓力時，也就是kp?i?kp+11時，用以下函數【4】來表示： Pg[i]=Pg[395]? (35)各個符號的含義同上。 當氣缸內氣體壓力從開始燃燒時的壓力變化到最高壓力時，也就是kr?i?kz時，用以下函數【2】來模擬： Pg[i]=? (33)其中，kz表示氣缸內壓力最高時曲柄的轉角；Pz表示氣缸內的最高壓力。 當氣缸活塞從上止點到進氣門關閉開始壓縮的這個過程，也就是曲軸轉角為0?i?ic度時，缸內的壓力變化很小，但變化的趨勢是減小的，因此用以下的函數進行模擬： Pg[i]=Pkdp? (31)其中，ic為進氣門關閉角；io為進氣門打開角；Pk為進氣壓力，；dp為進氣壓力損失。 點P的受力分析 如圖31所示，活塞銷P點受到活塞上部的氣體壓力Pg，活塞族的往復慣性力Pj，及曲軸箱內的背壓Pf，三個力點的方向均在Y軸上，當活塞向下運動時，P點的受力如圖31所示，Pf的大小為常量，取Pf=。由于力的最終來源是氣缸內氣體的膨脹，因此，采取從上到下的分析順序，也就是先分析活塞銷的受力情況，再分析主連桿與擺桿的節(jié)點D的受力情況，接著是驅動桿與擺桿的節(jié)點L的受力情況，由D和L的受力可以知道Q點的受力，接著通過C語言編程就可以知道Q點軸承的受力分布，進而對Q點軸承的強度有針對性的加強。所以，活塞的實際位移公式為： HS[i]=(Py[0]Py[i])?1000 ,mm其中，Py[0]表示曲柄轉角為0度時P在Y方向的位移； Py[i]表示曲柄轉角為i度時P在Y方向的位移； HS[i]表示曲柄轉角為i度時活塞在Y方向的位移。 R點的運動規(guī)律以O點為原點中心點建立直角坐標系，則R點的X坐標Rx和Y坐標Ry可以表示為： Rx=OR?sinΦ (21) Ry=OR?cosΦ (22) 點R的運動速度的兩個分量Rvx和Rvy分別可以表示為： Rvx= OR?cosΦ?ω (23) Rvy= OR?sinΦ?ω (24) 點R的加速度的兩個分量Rax和Ray分別可以表示為： Rax= OR?sinΦ?ω2 （25） Ray= OR?cosΦ?ω2 （26） L點的運動規(guī)律及γ角的表示 L點的位移及γ角的表示如圖11所示，點L的X和Y坐標有兩種表示方法，可以分別表示為：Lx=RxLR?sinγ (27)Ly=Ry+LR?cosγ (28) 和： Lx=QXLQ?cosθ (29) Ly=QY+LQsinθ (210) 由(27)和(29)兩式可得： LQ?cosθ=（QXRX）+LR?sinγ (211) 由(28)和(210)兩式可得： LQsinθ=（RyQy）+LR?cosγ (212)將兩式平方后相加、并經整理有：2?LR?（QXRx）?sinγ 2?LR?（QyRy）?cosγ=（LQ２－LR２）－(QXRx)2（QYRy）2 (213)由于（213）式有點復雜，為使其形式簡單，這里引進中間變量，故令： SX=2?LR?（QXRx） SY=2?LR?（QyRy） RQ= SS=LQ2LR2RQ2 SR=則（213）式 可以改寫為： SX?sinγ－SY?cosγ－SS＝0　　　　　　　　 （214）由（214）可得出γ角的表達式，但由此方程很難得到γ角的表出式，因此，根據倍角公式做如下的變換：　　　　 sinγ= (215) cosγ= (216)對于以上兩式，再令tan(γ/2)=μ，在將其帶入（214）式，經整理得： （SYSS）?μ2+2??SX ?μ(SY+SS)=0 (217)解一元一次方程（217）得 μ1，2 = （218）將μ還原成tan(γ/2)，且對本結構而言，只能用其正號解，故得： γ=2?arctan (219)公式（219）為γ角與點R的軌跡之間、也即與Φ角之間的關系式。圖11所示： 圖 11OR————曲柄 RL————驅動桿DLQ————擺桿 PD————主連桿 O————曲軸中心點 P————活塞銷中心Q————擺桿支點 D————主連桿與擺桿的節(jié)點 如圖11所示，ED為氣缸中心偏移量，單位為mm；QX、QY分別為Q點的X和Y坐標；β為主連桿對垂直坐標的右偏角；γ為驅動桿對垂直坐標的右偏角；θ為擺桿相對水平坐標的下擺角；Φ為曲柄相對垂直坐標的右轉角；λ為擺桿結構角；L點為擺桿與驅動桿之間的節(jié)點。 華中科技大學文華學院畢業(yè)設計（論文）371特種發(fā)動機氣缸體的強度分析及其結構設計畢業(yè)設計論文1 特種發(fā)動機簡介（TCR）的結構組成本文所指的371特種發(fā)動機氣缸體部分主要由氣缸體、活塞、主連桿、擺桿、驅動桿、曲柄等部件組成。其中主連桿、擺桿、驅動桿、曲柄稱為擺桿機構。為了求得活塞中心點P的運動規(guī)律，這里采用從下到上的分析方法，即：先求得R點的運動規(guī)律，再求得驅動桿與擺桿的節(jié)點L的運動規(guī)律，再求得主連桿與擺桿的節(jié)點D的運動規(guī)律，最后求得活塞中心點P的運動規(guī)律。另外，由點L和點Q的坐標也可以確定θ和Φ之間的間接關系式，由于sinθ=，故有：θ=arcsin （220） 點L的速度表示 將（27）、（28）、（29）、（210）各式對時間求導可以分別得： Lvx=RvxLR??cosγ (220) Lvy=RvxLR? ?sinγ (221)和： Lvx=LQ??sinθ (222) Lvy=LQ??cosθ (223)為了使以上各式的表達更加簡潔清楚，這里引進中間變量，令： LS= LR??sinγ ； LC= LR?cosγ ； QS= LQ?sinθ ； QC= =LQ?cosθ； 由式（220）和式（222）可得：Rvx=LC?+QS? (224)由式（221）和式（222）可得： Rvy=LS?+QC?? (225)將式（224）和（225）分別求導可得： Rax=QC?2+QS?LS?2+LC? (226) Ray=LC?2 +LS?QS?2 +QC? (227)由式（224）和（225）可得： = （228） = （229）由式（226）和式（227）可得： = （230） = （231） 點L的加速表示 將點L的速度表達式（220）至（223）對時間求導可得加速度的表達式如下： Lax=Rax+LS?2LC?=QC?2 +QS? (232)按活塞的實際運動方向，L點的垂直加速度Lay應該反向，所以有： Lay= QS?2 QC? (234) 點D的運動規(guī)律 三角形擺桿中之夾角δ的確定由于擺桿的邊長LD、LQ及結構角λ已經確定，故三角形已經確定，即角DQL也確定，由余弦定理可得：δ=arccos （235） 點D位移、速度、加速度的表示由圖11可知：Dx=QXDQ?cos(δ+θ) (236)Dy=Qy+DQ?sin(δ+θ) (237))將以上兩式對時間求導可得D點速度的表達式：Dvx=DQ??sin(δ+θ) (238)Dvy= DQ??cos(δ+θ) (239)將以上兩式再對時間求導可得D點的加速度表達式：Dax=DQ?( ?sin(δ+θ))+ 2 ?cos(δ+θ) (240)Day=DQ?( ?cos(δ+θ)) 2?sin(δ+θ) (241)同理，D的加速度也