四沖程內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)

1、華南理工大學(xué)廣州汽車學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書題目四沖程內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)系 別 機(jī)電工程系 專 業(yè) 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 指導(dǎo)老師 課程負(fù)責(zé)人 2009 年9 月 10 日課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書茲發(fā)給 班學(xué)生 _ 課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書，內(nèi)容如下：1、設(shè)計(jì)題目： 四沖程內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì) 2、應(yīng)完成的項(xiàng)目： (1) 內(nèi)燃機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) _ (2) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析 _ (3) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析 _ (4) 用解析法設(shè)計(jì)凸輪的實(shí)際輪廓曲線 (5)_ 繪制內(nèi)燃機(jī)的工作循環(huán)圖 3、參考資料： (1) 機(jī)械原理. 李琳，李杞儀主編. 中國(guó)輕工業(yè)出版社， 2009年 (2) 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書. 楊忠秀主編.

2、機(jī)械工業(yè)出版社， 2003年 (3) 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案及機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)題例及指導(dǎo).姜琪主編， 高教出版社， 1991年 4、本設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書于2009年 8月 31日發(fā)出，應(yīng)于2009年 9月12日前完成，然后進(jìn)行答辯。 指導(dǎo)老師 繆丹云 簽發(fā) 2009 年 8 月 31 日 課程負(fù)責(zé)人 簽發(fā) 年 月 日課程設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ)：1. 設(shè)計(jì)獨(dú)立完成情況 2. 設(shè)計(jì)方案合理性 3. 計(jì)算準(zhǔn)確性 4. 圖紙表達(dá)正確性 5. 圖面質(zhì)量 6. 說(shuō)明書質(zhì)量 7. 答辯情況 8. 出勤情況 9. 其他 課程設(shè)計(jì)（論文）總評(píng)成績(jī)：課程設(shè)計(jì)（論文）答辯負(fù)責(zé)人簽字 年 月 日目錄一、已知條件:在圖示的四沖

3、程內(nèi)燃機(jī)中1二、設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)步驟及注意問(wèn)題21、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（a4）22、選定長(zhǎng)度比例尺作出連桿機(jī)構(gòu)的位置圖33、作出機(jī)構(gòu)15個(gè)位置的速度多邊形34、作出機(jī)構(gòu)15個(gè)位置的加速度多邊形45、用a2紙畫出以上2、3、456、動(dòng)態(tài)靜力分析（a1）57、用直角坐標(biāo)作出用方格紙繪制）118、計(jì)算飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量119、計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)功率1310、進(jìn)行機(jī)構(gòu)部分平衡1311、設(shè)計(jì)凸輪的實(shí)際輪廓曲線1412、繪制內(nèi)燃機(jī)的工作循環(huán)圖（a4）161. 已知條件:在圖示的四沖程內(nèi)燃機(jī)中 活塞行程h=225(mm) 活塞直徑d=170(mm) 活塞移動(dòng)導(dǎo)路相對(duì)于曲柄中心的距離e=50(mm)行程速比系數(shù)k=1.04連桿重心c2

4、至a點(diǎn)的距離lac2=0.35* lab(mm)曲柄重量q1=160(n)連桿重量q2=120(n)活塞重量q3=190(n)連桿通過(guò)質(zhì)心軸c2的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性半徑 2 =0.16*l2ab(mm)曲柄的轉(zhuǎn)速n1=620(rpm)發(fā)動(dòng)機(jī)的許用速度不均勻系數(shù)=1/100曲柄不平衡的重心到o點(diǎn)的距離loc=loa(mm)開放提前角:進(jìn)氣門:-10;排氣門:-32齒輪參數(shù):m=3.5(mm);=20h*a=1z2=z2=14; z3=z3=72; z1=362. 設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)步驟及注意問(wèn)題1. 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)：按照行程速比系數(shù)k及已知尺寸決定機(jī)構(gòu)的主要尺寸,并繪出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖(4號(hào)圖紙)。步驟：（1）求連

5、桿及曲柄長(zhǎng)度 設(shè)連桿的長(zhǎng)度為l、曲柄的長(zhǎng)度為robl-r ob=l+r （1） （2）聯(lián)立（1）（2），解得 l=441mm r=111mma4圖紙2. 選定長(zhǎng)度比例尺作出連桿機(jī)構(gòu)的位置圖任務(wù)：以活塞在最高位置時(shí)為起點(diǎn),將曲柄回轉(zhuǎn)一周按順時(shí)針?lè)较蚍譃槭确?然后找出活塞在最低位置時(shí)和活塞速度最大時(shí)的曲柄位置(即曲柄旋轉(zhuǎn)一周共分為十五個(gè)位置)并做出機(jī)構(gòu)各位置時(shí)的機(jī)構(gòu)位置圖,求出滑塊的相對(duì)位移。步驟：a2圖紙3. 作出機(jī)構(gòu)15個(gè)位置的速度多邊形任務(wù)：求出這15個(gè)位置的vba、vc2、vb、2的數(shù)值，并列表表示。（表一）步驟：在a2圖紙上，作出va垂直oa，方向與相同。vb方向與導(dǎo)軌平行。從a點(diǎn)開

6、始作vba與ab垂直，與vb的交點(diǎn)記為b 。b指向a的方向就是vba的方向。vba乘以0.35，計(jì)算出c2點(diǎn)。連結(jié)p c2，由量取長(zhǎng)度乘以比例尺得到實(shí)際大小。 a2比例尺：uv=1：200表一:(mm/s) a036.023.40a128.127.022.713.6a214.035.034.26.7a28.236.834.32.6a36.834.235.01.7a420.731.227.19.2a533.126.214.115.2a635.023.13.016.0a633.712.6014.5a730.025.013.416.2a815.032.226.07.4a96.036.036.21.8

7、a912.235.137.25.6a1021.032.336.09.3a1133.227.021.214.84.作出機(jī)構(gòu)的15個(gè)位置的加速度多邊形任務(wù)：求出15個(gè)位置的、的數(shù)值，并列表表示。（表二） 步驟：在a2圖紙上，先作出，與oa平行。由a點(diǎn)作，在作垂直于，交于點(diǎn)b。ab的長(zhǎng)度乘以0.35得到c2點(diǎn)。連結(jié)p c兩點(diǎn)，得到。量取長(zhǎng)度乘以比例尺后的到實(shí)際大小。計(jì)算公式：= + + 大小： ？ ？方向：平行導(dǎo)軌 ao ba ab比例尺：1：10000表二:(mm/s2)a0117.240124.293.0518590a182.7262273.8591.8442451a220.3431430.59

8、75.0326133a23.4463464.01052.229722a31.4474475.01077.131072a440.0378 381.1859.4310314a599.3211234.1480.7412321a6114.218115.943.1403354a696.550109.2115.6440361a7117.2254278.8573.7413360a825.6452451.71022.7340348a91.5498497.01126.9300120a913.4476475.21077.129238a1040.1394397.0895.7325138a1197.8203224.5

9、458.04614315. 任務(wù)：用直角坐標(biāo)作滑塊b點(diǎn)的位移曲線sb=sb(),速度曲線vb=vb()及加速度曲線ab=ab()。(把以上2、3、4、5作在一張2號(hào)圖紙上)步驟：a2圖紙6. 動(dòng)態(tài)靜力分析任務(wù)：求出機(jī)構(gòu)在各位置時(shí)各運(yùn)動(dòng)副的反力及應(yīng)加于曲柄oa的平衡力矩mb ,并用速度多邊形杠桿法檢驗(yàn).（每人完成五個(gè)位置）各種數(shù)據(jù)均要列表表示：(1)將各個(gè)位置的 等數(shù)值列于表三.（2） 列出各個(gè)位置的的計(jì)算公式，并計(jì)算出其數(shù)值。(3) 將各個(gè)位置的 、 、 、 、 、 等數(shù)值列于表四。(4) 將各個(gè)位置的 、 等數(shù)值列于表五。（5）將各個(gè)位置的 、 、 等數(shù)值列于表六(6) 將 和 進(jìn)行比較，計(jì)

10、算出它們的誤差，把結(jié)果列于表七。步驟：（1）計(jì)算活塞上的氣體壓力 （n）例如點(diǎn)a14 ： (2) 求作用于構(gòu)件上的慣性: (n)(n)表三:a4-3796-327.4-5429a9-3673-429.3-2133a14-4041-371-2908a18-5388-44.04-6592a23-5633-174.4-9306(3)計(jì)算活塞上受力的大小及方向：（4）把作用在構(gòu)件2上的反力r12分解為 和 取 求出解：以b點(diǎn)取距，設(shè)順時(shí)針為正:(): (): (): (): =0.031() (5)以構(gòu)件2、3為示力體，取 , 求 和（6） 以構(gòu)件3為示力體，取 ，求表四:a4276.825010-5

11、437335799786.624140a913845731.88215.697413915.59741a14164436570213553677582651467168a18692675.4-267.868174.4381a23276.8366.8-70.4375.64.6366（7）以構(gòu)件1為示力體，（構(gòu)件1的重力忽略不計(jì)），取 求出 再由 ，求出 表五:a433579671580a99741204820a14677581931103a186813268.8a23375.64131.6表六:（n*cm2）a4276.85823.8646441a913841917212787a14164431

12、69451880895a1869212013356a23276.838.84306.88）用茹可斯基杠桿法，把速度多邊形轉(zhuǎn)90，把所有外力平移到速度多邊的相應(yīng)點(diǎn)上，取 求出 ，并與 值進(jìn)行比較。表七:誤差a46715806464413.8%a92048202127873.7%a14193110318808952.6%a183268.81335675%a234131.64306.84.07%（9）用一張4號(hào)圖紙大小的方格紙 曲線7. 用直角坐標(biāo)作出用方格紙繪制） 8. 計(jì)算當(dāng)不考慮機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量時(shí)的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 。（1） 在本課程設(shè)計(jì)中，決定飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量時(shí)，不考慮機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的質(zhì)量和

13、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 （2） 把 曲線作為 曲線（驅(qū)動(dòng)力矩曲線)規(guī)定：當(dāng)與的方向一致時(shí)為負(fù)，畫在橫坐標(biāo)的下方。當(dāng)與的方向相反時(shí)為正，畫在橫坐標(biāo)的上方。（的方向?yàn)轫槙r(shí)針）（3） 根據(jù)一個(gè)波動(dòng)周期內(nèi)的輸入功等于輸出功求阻抗力矩（常數(shù)） ，并作出阻抗力矩曲線 （a) 求出阻抗力矩（）的縱坐標(biāo)h：=20注意：i)f1,f2.f6表示各單位的面積，單位為mm2，在橫坐標(biāo)之下為負(fù)值，在橫坐標(biāo)之上為正值。ii）h的單位為毫米，當(dāng)乘上比例尺之后，才能得出之值。（c）根據(jù)求出的h值，作出阻抗力矩曲線。(4) 根據(jù)上面各單元的面積求相應(yīng)的功, 并求出最大盈虧功-10.141.89-24.2851.29-16.342.62-0.53 (5)求出在各個(gè)位置上功的累積變化量 （6） 求出最大盈虧功（7）根據(jù)許用不均勻系數(shù),求出等效構(gòu)件上所需的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 9. 計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)功率10.對(duì)曲柄滑快機(jī)構(gòu)進(jìn)行機(jī)構(gòu)部分平衡（平衡a點(diǎn)的質(zhì)量）（1）把連桿的質(zhì)量代換到a、b點(diǎn)由上面的方程組可求得：