四缸汽油机曲柄连杆机构设计.zip

设计任务书题目 四缸汽油机曲柄连杆机构设计 （任务起止日期 ） 学院 专业 班学生姓名 学 号 指导教师 系 主 任 二级学院院长 课题内容1、根据原始数据完成汽油机的热力计算，确定缸径 D 和行程 S，绘出示功图；2、计算（或确定）发动机的主要性能指标；3、确定汽油机整机设计方案及曲柄连杆机构的优化设计方案，进行零件的设计参数计算、 主要结构尺寸计算及相关设计校核计算；4、绘制汽油机总装配图，绘制曲柄连杆机构图及主要零件图；5、阅读 1012 篇论文，写出文献综述，不少于 2500 字；6、外文资料翻译，不少于 10000 字符；* 原始数据另发，可适当调整课题任务要求1、汽油机整机设计方案及曲柄连杆机构的优化设计方案合理,设计参数计算、主要结构尺寸 计算及相关设计校核计算详细，结果正确；2、用计算机绘制全部设计图，按国家标准制图，结构合理、零件工艺性好； 3、设计说明书应规范、内容完整、计算详尽正确、应有必要的计算程序，必须含前述计算 内容及目录、英文摘要、中文摘要、心得体会、参考资料等，用 A4 纸打印，装订符合要求；4、文献综述规范，必须有英文摘要、中文摘要，用 A4 纸打印，附原文（不装订）；5、外文翻译准确、流畅、特别注意专业术语，用 A4 纸打印，附原文（装订）；6、交打印文稿 1 份，电子文稿 1 份。（刻成光盘）主要参考文献1、刘永长.内燃机原理，武汉：华中科技大学出版社,2001.2、陆际清编.汽车发动机设计,北京 :清华大学出版社, 19903、杨连生主编。内燃机设计中国农业机械出版社，1981.4、徐兀著.汽车发动机现代设计,北京:人民交通出版社，1995.5、朱仙鼎主编.内燃机工程师手册，上海：上海科学技术出版社,2000.6、闻邦椿.机械设计手册北京 :机械工业出版社,2010.同组设计者注：1、任务书由指导教师填写；2、任务书在第七学期期末下达给学生。四缸汽油机设计原始数据项 目数 据环境压力 P00.1013 MPa环境温度 T0293 K几何压缩比12过量空气系数1.57残余废气系数0.02残余废气温度 Tr720 K最大燃烧压力 Pz7.6 MPaZ 点热利用系数z0.70B 点热利用系数b0.85燃烧室扫气系数1.12燃油重量成分C=0.87 H=0.126 O=0.004燃油低热值 Hu42286 KJ/kg额定功率66 KW计算转速4500 rpm基本结构四缸、立式、四冲程、蒸发水冷、学生完成设计工作进度计划表学生完成设计工作进度计划表工 作 进 度 日 程 安 排设计工作任务周次1234567891011121314151617181资料收集、整理 2外文翻译、文献综述 3开题报告 4确定基本方案、初步计算 5图纸绘制 6设计说明书 7设计资料审查、修改、装订 8毕业答辩 注： 1、此表由指导教师填写；2、此表每个学生一份，作为设计检查工作进度之依据；3、进度安排用“”在相应位置画出。设计阶段工作情况检查表设计阶段工作情况检查表时间第 一 阶 段（撰写开题报告、外文翻译、文献综述）第 二 阶 段（论文初稿撰写或方案设计）第 三 阶 段（论文终稿或图纸绘制）内容组织纪律完 成 任 务 情 况组织纪律完 成 任 务 情 况组织纪律完 成 任 务 情 况检查情况教师签字签字 日期 签字 日期签字 日期注：1、此表由指导教师认真填写；2、“组织纪律”一栏根据学生具体执行情况如实填写；3、“完成任务情况”一栏按学生是否按进度保质保量完成任务的情况填写；4、对违纪和不能按时完成任务者，指导教师可根据情节轻重对该生提出警告或不能参加答辩的建议。 编号 题目 四缸汽油机曲柄连杆机构设计 二级学院 专 业 班 级 学生姓名 学号 指导教师 职称 时 间 四缸汽油机曲柄连杆机构设计目录摘要 IAbstracII第一章绪 论11.1 选题目的和意义 11.2 设计需要完成的课题任务 1第二章 热计算22.1 热计算示意图 22.2 设计原始数据 62.3 计算结果及示功图 62.4 热计算的作用及其局限性 7第三章 曲柄连杆机构受力分析83.1 中心曲柄连杆机构的运动学 83.1.1 活塞位移 93.1.2 活塞速度 93.1.3 活塞的加速度103.2 曲柄连杆机构中的作用力103.2.1 气缸内气体对活塞的作用力103.2.2 机构的惯性力11第四章曲轴组的设计 184.1 曲轴的结构型式和材料的选择184.1.1 工作条件和设计要求184.1.2 曲轴的材料184.2 曲轴的结构设计184.2.1 曲柄销的直径和长度184.2.2 主轴颈的直径和长度194.2.3 曲柄194.2.4 平衡重194.2.5 油孔的位置和尺寸194.2.6 曲轴两端的结构194.2.7 曲轴的止推204.3 曲轴的疲劳强度校核204.3.1 作用于单元曲拐上的力和力矩204.3.2 计算应力23第五章 连杆组的设计265.1 连杆结构设计26 四缸汽油机曲柄连杆机构设计5.1.1 连杆小头结构尺寸设计和校核 265.1.2 连杆杆身的结构设计和校核 285.1.3 连杆大头结构设计和校核295.2 连杆螺栓的设计31第六章 活塞组的设计336.1 活塞组的设计336.1.1 活塞的材料、工作条件和设计要求336.1.2 活塞头部的设计346.1.3 活塞裙部的设计376.2 活塞销的设计376.3 活塞销座设计396.4 活塞环的设计39结 语 41参考文献 42致 谢 43附录44 四缸汽油机曲柄连杆机构设计I摘要 曲柄连杆机构由活塞组、连杆组、曲轴组等组成。曲柄连杆机构是发动机传递动力和运动的机构，通过它把活塞的直线运动转化为曲轴的旋转运动，同时将作用于活塞上的气体压力转变为曲轴对外输出的转矩。本次设计的四缸汽油机在额定转速为min/4500r时的功率为kw66，可以供轻型货车或者轿车使用。根据毕业设计任务书给出的汽油机机主要性能参数进行热计算，粗略确定缸径、行程、有效效率等基本参数。 参考相同类型、 性能参数接近的汽油机再确定最终参数。 然后对活塞组、 连杆组、曲轴组进行结构设计确定其主要尺寸。简单的用 CATIA 绘制三维模型图，确定各零件的质量和重心并对曲柄连杆机构进行受力分析。最后对各主要零件进行强度、刚度等方面的校核计算并按国家标准绘制二维 CAD 图。关键字：曲柄连杆机构；结构设计；受力分析；校核 四缸汽油机曲柄连杆机构设计IIAbstract Crank and connection rod mechanism by piston, connecting rod, crankshaft, etc. Engines crank rod system is a mechanism of transfer movement and power, it transform the linear motion of the piston to the crankshaft rotation motion, and turn the gas pressure acting on the piston to the crankshaft output torque.The design of the four-cylinder gasoline engine at the power of 66kw,when the rated speed of 4500r/min,can be used for light trucks or car use.First of all, Heat calculated according Gasoline engine main performance parameters of graduate design task book given to determine the basic parameters of the rough bore, stroke, effective efficiency.Referring to the same type of performance parameters close to the gasoline and then determine the final parameters.Then determine the piston, connecting rod, crankshaft main structural dimensions.Simply use CATIA to draw three-dimensional model diagram, determine the quality of parts and the center of gravity and go on crank analysis of crank and connection rod mechanism.Finally, the major parts checking calculation strength, stiffness and so on and according to the national standard drawing two-dimensional CAD drawings. Key words:Crank and connecting rod mechanism；structure design；force analysis；checking 四缸汽油机曲柄连杆机构设计1第一章绪 论1.1 选题目的和意义随着时代的不断发展，汽车已经成为了人们生活的一部分，汽车的作用已经不可替代，随着我国汽车保有量的不断增加，我相信汽车的作用将会越来越大。而作为汽车的心脏“内燃机” 仍具有强大的生命力。虽然现在内燃机的发展受到越来越多的限制，如：排放法规越来越严格、内燃机的效率不高、机械磨损严重、能源枯竭等。但是内燃机却也在不断的进步与发展，三元催化技术、电子控制、缸内直喷、涡轮增压等新技术的采用有效的解决了上述问题。 曲柄连杆机构是汽油机两大机构（配气机构、曲柄连杆机构）之一，发动机的可靠性很大程度上取决于曲柄连杆机构的可靠性。随着时代的进步，人们对发动机的工作性能提出了更高的要求，曲柄连杆机构的工作条件会变得异常苛刻。在各种周期变化的力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。 正因为曲柄连杆机构对发动机的重要性是不言而喻的，而我作为一名发动机专业的学生，更应该熟悉如何对曲柄连杆机构进行结构设计，并用传统方法对曲柄连杆机构进行校核计算。曲柄连杆的设计计算是理论与经验的结合，在内燃机工程领域内应该注重实践经验，参考已经成熟的产品。通过这次毕业设计为将来的工作和学习打好基础这便是选题的意义。1.2 设计需要完成的课题任务（1）根据任务书的原始数据进行热计算，初步确定四缸汽油机的缸径、行程、主要性能指标并根据计算结果绘制四缸汽油机的示功图。（2）根据内燃机设计手册确定活塞、连杆、曲轴的主要结构尺寸，并根据确定的主要基本参数完成用 CATIA 粗略完成三维图的绘制。 目的是确定各零部件的质量及重心。（3）完成曲柄连杆机构的机构图，各零件图，四缸汽油机的总装配图。 四缸汽油机曲柄连杆机构设计2第二章 热计算 热计算的目的：确定缸径、活塞行程、油耗率等基本参数，为后面的结构设计打下坚实的基础。具体的 C 语言计算程序和运算结果见附录。2.1 热计算示意图 热计算过程开始aTrrrckkTTTTa1充气系数vrkaakvPPTT111压缩始点压力ap00 . 1ppa)一(充气过程参数（二）压缩过程参数平均多变压缩系数1n)1 (315. 81)1(11nabTan压缩终点温度 cT)1(1nacTT压缩终点压力cp1nacPP(三)燃烧过程参数燃烧所需要空气量0L3241221. 010OHCL热计算过程开始处 四缸汽油机曲柄连杆机构设计3 理论分子变化系数