《09年修改-机械原理课程设计指导书（四冲程内燃机）》

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1、机械原理课程设计指导书题Ⅰ四冲程内燃机设计一．已知条件：在图示的四冲程内燃机中活塞行程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c至A点的距离l=系数l(mm)2AC2AB曲柄重量Q=(N)1连杆重量Q=(N)2活塞重量Q3=(N)222连杆通过质心轴c的转动惯性半径ρρ=系数lAB(mm)2cc曲柄的转速n1=(rpm)发动机的许用速度不均匀系数[δ]=曲柄不平衡的重心到O点的距离l=l（mm）OCOA开放提前角：进气门：-10°；排气门：-32°齿轮参数：m=3.5（mm

2、）；*α=20°；ha=1''Z=Z=14；Z=Z=72；Z=3622331示功图见P9图所示。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-1-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V、V

3、、V、ω2的数值，并列表表示。（表一）BAC2B4.作出机构的15个位置的加速度多边形nt求出15个位置的a、a、a、α、a、a的数值，并列BABABA2C2B表表示。（表二）5.用直角坐标作滑快B点的位移曲线S=S（φ），速度曲线V=V(ϕ)及加BBBB速度曲线a=a(ϕ)。（把以上2、3、4、5作在一张2号图纸上）BB6.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M（每人完成五个位置）各种数据均要列表表示：b（1）将各个位置的P、M、P等数值列于表三。I2I2I3t（2）列出各个位置的R的

4、计算公式，并计算出其数值。12'nt（3）将各个位置的p、R、R、R、R、R等数值列于表四。1212120323（4）将各个位置的R、M等数值列于表五01b7.用直角坐标作出M=M（φ）曲线。（用方格纸绘制）bb（M统一用“动态静力分析”所求得的值）b8.计算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J。F9.计算发动机功率。10.用解析法设计凸轮Ⅱ的实际轮廓曲线建立凸轮轮廓的数学模型，写出程序设计框图，编写程序，要有简短的程序说明及变量符号说明，上机计算并打印结果（包括凸轮轮廓曲线）。11.绘制内燃机的工作循环图（4号图纸

5、）。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-2-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r∴OB=l−rΙOB=l+rCK−1Qθ=180°K+1∴θ可求HR=CB=I2sinθ22OE=(OC)−(CE)22=(OC)−(CD−DE)22=R−(CD−e)22l+r=(OF)+e−−−−−−−−−−−−−−−−)1(HOF=OE+2−1OEα=sinOCδ=α−θδl−r=2Rsin−−−−−−−−−−−−−−−−−

6、−−)2(2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。、A、A、……，A等点。当滑快在最低位1211'置时，曲柄上A点的编号为A。6''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。29-3-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'p=p⋅F（N）i2F—活塞的面积（cm）(2)求作用于构件上的惯性力p=−m⋅a（N）I22c22J

7、=m⋅ρC22CP=−m⋅a（N）I3B（3）出活塞上受力的大小及方向vvvv'P=P+P+QI33nt（4）把作用在构件2上的反力R12分解为R12和R12取∑MB=0，求-4-t出R12vn（5）以构件2、3为示力体，取∑F=,0求出R12和R03v（6）以构件3为示力体，取∑F=,0求出R23v（7）以构件1为示力体，（构件1的重力忽略不计），取∑F=,0求出R01，再由∑M0=0，求出Mb。（8）用一张4号图纸大小的方格纸作出M=M（φ）曲线。bb4.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

8、构件的质量和转动惯量。（3）把M=M（φ）曲线作为M=M（φ）曲线（驱动力矩曲bbdd线）μ=3Mb规定：当M与ω的方向一致时为负，画在横坐标的下方。b1当M与ω的方向相反时为正，画在横坐标的上方。b1（在本课程设计中，ω的方向为顺时