机械原理课程设计指导书

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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示功图见P9图2所示

2、。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、、、ω2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）5.用直

3、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

4、当不考虑机构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Ⅰ、Ⅱ的实际轮廓曲线（3号图纸）8.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。9.最后，将设计过程写成20页左右的详细说明书。一．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

5、点。当滑快在最低位置时，曲柄上A点的编号为。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（3）以构件2、3为示力体，取求出和（4）以构件3为示力体，取求出（5）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。（6）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（1）在本课程设计中，决定

6、飞轮的转动惯量时，不考虑机构各构件的质量和转动惯量。（2）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）（3）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：ⅰ），……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。ⅱ）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=（

7、）阻抗力矩曲线（现为水平线）（1）求出下列各单元的面积：、、、、、、在阻抗力矩曲线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。（2）根据上面各单元的面积求相应的功（3）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）（1）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Ⅱ）

8、的轮廓设计