曲柄连杆机构课程设计

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1、工程软件训练目录目录1第1章绪论3第2章活塞组的设计42.1活塞的设计42.1.1活塞的材料42.1.2活塞头部的设计42.1.3活塞裙部的设计52.2活塞销的设计52.2.1活塞销的结构5第3章连杆组的设计63.1连杆的设计63.1.1连杆材料的选用63.1.2连杆长度的确定63.1.3连杆小头的结构设计63.1.4连杆杆身的结构设计63.1.5连杆大头的结构设计63.2连杆螺栓的设计7第4章曲轴的设计84.1曲轴的结构型式和材料的选择84.1.1曲轴的结构型式84.1.2曲轴的材料84.2曲轴的主要尺寸的确定和结构细节设计84.2.1曲柄销的直径和

2、长度84.2.2主轴颈的直径和长度94.2.3曲柄94.2.4平衡重94.2.5油孔的位置和尺寸104.2.6曲轴两端的结构1015工程软件训练第5章曲柄连杆机构的创建115.1活塞的创建115.2连杆的创建115.3曲轴的创建11第六章曲柄连杆机构静力学分析136.1活塞的静力分析136.2连杆的静力分析1315工程软件训练第1章绪　　论曲柄连杆机构是发动机的传递运动和动力的机构，通过它把活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动而输出动力。因此，曲柄连杆机构是发动机中主要的受力部件，其工作可靠性就决定了发动机工作的可靠性。随着发动机强化指标的不断提高，

3、机构的工作条件更加复杂。在多种周期性变化载荷的作用下，如何在设计过程中保证机构具有足够的疲劳强度和刚度及良好的动静态力学特性成为曲柄连杆机构设计的关键性问题[1]。通过设计，确定发动机曲柄连杆机构的总体结构和零部件结构，包括必要的结构尺寸确定、运动学和动力学分析、材料的选取等，以满足实际生产的需要。在传统的设计模式中，为了满足设计的需要须进行大量的数值计算，同时为了满足产品的使用性能，须进行强度、刚度、稳定性及可靠性等方面的设计和校核计算，同时要满足校核计算，还需要对曲柄连杆机构进行动力学分析。为了真实全面地了解机构在实际运行工况下的力学特性，本文采用

4、了多体动力学仿真技术，针对机构进行了实时的，高精度的动力学响应分析与计算，因此本研究所采用的高效、实时分析技术对提高分析精度，提高设计水平具有重要意义，而且可以更直观清晰地了解曲柄连杆机构在运行过程中的受力状态，便于进行精确计算，对进一步研究发动机的平衡与振动、发动机增压的改造等均有较为实用的应用价值。本文以捷达EA113汽油机的相关参数作为参考，对四缸汽油机的曲柄连杆机构的主要零部件进行了结构设计计算，并对曲柄连杆机构进行了有关运动学和动力学的理论分析与计算机仿真分析。15工程软件训练第2章活塞组的设计2.1活塞的设计2.1.1活塞的材料在发动机中，

5、灰铸铁由于耐磨性、耐蚀性好、膨胀系数小、热强度高、成本低、工艺性好等原因，曾广泛地被作为活塞材料。但近几十年来，由于发动机转速日益提高，工作过程不断强化，灰铸铁活塞因此比重大和导热性差两个根本缺点而逐渐被铝基轻合金活塞所淘汰。铝合金的优缺点与灰铸铁正相反，铝合金比重小，约占有灰铸铁的1/3，结构重量仅占铸铁活塞的。因此其惯性小，这对高速发动机具有重大意义。铝合金另一突出优点是导热性好，其热传导系数约为铸铁的倍，使活塞温度显著下降。对汽油机来说，采用铝活塞还为提高压缩比、改善发动机性能创造了重要的条件。共晶铝硅合金是目前国内外应用最广泛的活塞材料，既可铸

6、造，也可锻造。含硅9%左右的亚共晶铝硅合金，热膨胀系数稍大一些，但由于铸造性能好，适应大量生产工艺的要求，应用也很广。综合分析，该发动机活塞采用铝硅合金材料铸造而成。2.1.2活塞头部的设计1、压缩高度的确定压缩高度是由火力岸高度、环带高度和上裙尺寸构成的，即=++（1）第一环位置一般汽油机，为活塞直径，该发动机的活塞标准直径确定火力岸高度为：（2）环带高度一般气环高，油环高。该发动机采用三道活塞环，取，，。环岸的高度，，，汽油机接近下限。则，15工程软件训练。因此，环带高度。（3）上裙尺寸对于汽油机，所以。。2、活塞顶和环带断面由于EA1135V1.

7、6L发动机为高压缩比，因而采用近似于平顶的活塞。实际统计数据表明，活塞顶部最小厚度，汽油机为，即。2.1.3活塞裙部裙部单位面积压力（裙部比压）按下式计算：取。则一般发动机活塞裙部比压值约为，所以设计合适。2.2活塞销的设计2.2.1活塞销的结构活塞销与活塞销座和连杆小头衬套孔的连接配合，采用“全浮式”。活塞销的直径，取，取活塞销长度，取15工程软件训练第3章连杆组的设计3.1连杆的设计3.1.1连杆材料的选用为了保证连杆在结构轻巧的条件下有足够的刚度和强度，采用精选含碳量的优质中碳结构钢45模锻，表面喷丸强化处理，提高强度。3.1.2连杆长度的确定设

8、计连杆时首先要确定连杆大小头孔间的距离，即连杆长度它通常是用连杆比来说明的，通常0.3125，