机械原理课程设计指导书(四冲程).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 已知条件： 在图1所示的四冲程内燃机中（不同方案对应不同数据，见数据分配表）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 = 系 数 (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半径 = 系数(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

2、 示功图见P9图2所示。二 设计任务1. 机构设计 按照行程速比系数K及已知尺寸决定机构的主要尺寸，并绘出机构运动简图（4号图纸）。（凸轮要计算出装角后才画在该图上）2. 选定长度比例尺作出连杆机构的位置图以活塞在最高位置时为起点，将曲柄回转一周按顺时针方向分为十二等分，然后找出活塞在最低位置时和活塞速度为最大时的曲柄位置（即曲柄旋转一周共分十五个位置）并作出机构各位置时的机构位置图，求出滑快的相对位移。3. 作出机构15个位置的速度多边形求出这15个位置的、2的数值，并列表表示。（表一）4. 作出机构的15个位置的加速度多边形求出15个位置的 、 、 、 、 、 的数值，并列表表示。（表二）

3、5.用直角坐标作滑快B点的位移曲线=（），速度曲线及加速度曲线。（把以上2、3、4、5作在一张2号图纸上）6. 动态静力分析（1号图纸） 求出机构在各位置时各运动副的反力及应加于曲柄OA的平衡力矩（每人完成五个位置）各种数据均要列表表示：（1） 将各个位置的、等数值列于表三。（2） 列出各个位置的的计算公式，并计算出其数值。（3） 将各个位置的、等数值列于表四。（4） 将各个位置的、等数值列于表五（5） 将各个位置的、等数值列于表六（6） 将与进行比较，计算出它们的误差，把结果列于表七。7. 用直角坐标作出=（）曲线。（用方格纸绘制） （统一用“动态静力分析”所求得的值）8. 计算当不考虑机构

4、各构件的质量和转动惯量时的飞轮转动惯量。9. 计算发动机功率。10. 用图解法设计凸轮、的实际轮廓曲线（3号图纸）11. 绘制内燃机的工作循环图（4号图纸）。根据工作循环图及曲柄的位置，求出凸轮的安装角，把凸轮画在机构运动简图上。12. 最后，将设计过程写成20页左右的详细说明书。三 设计步骤及注意问题1.求连杆及曲柄的长度设连杆的长度为l、曲柄长度为 可求 = =联立（1）、（2）式求解，可求出连杆的长度l及曲柄的长度r.2.曲柄回转一周共分为15个位置当活塞在最高位置时为起点，曲柄A点的编号为A。，由A。点开始，顺时针方向把圆等分为12等分，得A。、，等点。当滑快在最低位置时，曲柄上A 点

5、的编号为。 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：括号内的编号在分析力时才使用。3.动态静力分析步骤（1） 计算活塞上的气体压力 （N）F活塞的面积（cm）(2) 求作用于构件上的惯性力 = （N） （N）（3） 出活塞上受力的大小及方向（4） 把作用在构件2上的反力R分解为和取=0，求出（5） 以构件2、3为示力体，取求出和（6） 以构件3为示力体，取求出（7） 以构件1为示力体，（构件1的重力忽略不计），取求出，再由=0，求出。（8） 用一张4号图纸大小的方格纸作出=（）曲线。4.飞轮转动惯量的确定（2） 在本课程设计中，决定飞轮的转动惯量时，不考虑机构各构件的

6、质量和转动惯量。（3） 把=（）曲线作为=（）曲线（驱动力矩曲线）规定：当与的方向一致时为负，画在横坐标的下方。当与的方向相反时为正，画在横坐标的上方。（在本课程设计中，的方向为顺时针）（4） 以的平均值作为阻抗力矩（常数）。这是因为在周期性的速度波动中，一个波动周期内的输入功等于输出功。即 （a）首先求出下列各单元的面积： 、（b）求出阻抗力矩（）的纵坐标H：注意：） ，表示各单元的面积，单位为mm,在横坐标之下为负值，在横坐标之上为正值。 ）H的单位为毫米，当乘上比例尺之后，才得出之值。（c）根据求出的H值，作出=（）阻抗力矩曲线（现为水平线）（5） 求出下列各单元的面积：、在阻抗力矩曲线

7、之上的面积表示盈功，在阻抗力矩曲线之下面积表示亏功。盈功为正，亏功为负值。（6） 根据上面各单元的面积求相应的功 （7） 求出在各个位置上功的累积变化量（Nm） （Nm）（Nm） （Nm）（Nm） （Nm）（Nm） 根据上面各值找出 （Nm） （Nm）（8） 求出最大盈亏功=（Nm） (8) 根据许用不均匀系数，求出等效构件上所需的等效转动惯量： （） （9）确定飞轮的转动惯量：按题意： 不考虑各构件的质量和转动惯量。可忽略不挤 5计算发动机功率 6.排气凸轮（凸轮）的轮廓设计（1） 升程角为60，回程角为60，远停程角为10。（2）选择升程和回程的运动规律。（3）用图解法设计凸轮的轮廓曲线。需打印出曲线以及凸轮的轮廓曲线。7. 以曲柄作为定标构件，曲柄每转两周为一工作循环。画出各执行机构在位置上协调配合工作的循环图。 附：分组位 置负 责 人A0 7121814B1 813196C2 914206D3 915212E4 10162218F5 11172321图1 四冲程内燃机机构运动简图 比例：1：4单位：mm 图2