機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(四沖程)

1、薃機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書衿四沖程內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)一二蒅已知條件：在圖示的四沖程內(nèi)燃機(jī)中肄活塞行程羂活塞直徑蝕活塞移動(dòng)導(dǎo)路相對(duì)于曲柄中心的距離蒆行程速比系數(shù)芃連桿重心 c2至 A 點(diǎn)的距離莁曲柄重量莀連桿重量薇活塞重量H=（mm）D=（ mm）e=（mm）K=l AC 2 = 系 數(shù) l AB (mm)Q1 =(N)Q2 =(N)Q3=(N)連桿通過質(zhì)心軸 c2 的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性半徑c2=22)薅c系數(shù) lAB (m m螁曲柄的轉(zhuǎn)速n1=(rpm)膁發(fā)動(dòng)機(jī)的許用速度不均勻系數(shù)=蒞曲柄不平衡的重心到 O點(diǎn)的距離l OC = lOA （mm）蚃開放提前角：芀進(jìn)氣門： -10 ；排氣門： -32 薇齒輪參數(shù)：m=

2、3.5（mm）；*蒆=20； h a =1螂 Z2 =Z2 =14； Z3=Z3=72； Z1 =36蠆示功圖見 P10 圖 2 所示。三四莇設(shè)計(jì)任務(wù)蒈 1. 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)膄按照行程速比系數(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）。（凸輪要計(jì)算出裝角后才畫在該圖上）2.3.莃選定長(zhǎng)度比例尺作出連桿機(jī)構(gòu)的位置圖肈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)針方向分為十二等分，然后找出活塞在最低位置時(shí)和活塞速度為最大時(shí)的曲柄位置（即曲柄旋轉(zhuǎn)一周共分十五個(gè)位置）并作出機(jī)構(gòu)各位置時(shí)的機(jī)構(gòu)位置圖，求出滑快的相對(duì)位移。芅 3. 作出機(jī)構(gòu) 15 個(gè)位置的速度多邊形節(jié)求出這 15 個(gè)

3、位置的 VBA 、VC 2 、VB 、 2 的數(shù)值，并列表表示。（表一）螂 4. 作出機(jī)構(gòu)的 15 個(gè)位置的加速度多邊形nt袈個(gè)位置的 a BA 、 aBA 、 aBA 、2 、 aC2 、 aB 的數(shù)值，并求出 15列表表示。（表二）莆5. 用直角坐標(biāo)作滑快 B點(diǎn)的位移曲線 SB = SB （），速度曲線 VB VB ( ) 及加速度曲線 aBaB ( ) 。（把以上 2、 3、 4、 5 作在一張 2 號(hào)圖紙上）蚅 6.動(dòng)態(tài)靜力分析（ 1 號(hào)圖紙）膂求出機(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M b ，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：（

4、1）（2）薈將各個(gè)位置的 PI 2 、 M I 2 、 PI 3 等數(shù)值列于表三。（3）（4）莈t列出各個(gè)位置的 R12 的計(jì)算公式，并計(jì)算出其數(shù)值。（5）（6）將各個(gè)位置的nt、 R12 、 R03、 R23 等數(shù)值列螃p、 R12、 R12于表四。（7）（8） 蟻將各個(gè)位置的 R01 、 M b 等數(shù)值列于表五（9）（10） 荿將各個(gè)位置的p 、 pb 、 M b 等數(shù)值列于表六（11）（12） 膅 將 M b 與 M b 進(jìn)行比較，計(jì)算出它們的誤差，把結(jié)果列于表七。膆 7.用直角坐標(biāo)作出 M b = M b （）曲線。（用方格紙繪制）肀（ M b 統(tǒng)一用“動(dòng)態(tài)靜力分析”所求得的值）8.9

5、.聿計(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J F 。10.11.芆計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)功率。12.13.芄對(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）。14.15.蒀用解析法設(shè)計(jì)凸輪的實(shí)際輪廓曲線螀建立凸輪輪廓的數(shù)學(xué)模型，寫出程序設(shè)計(jì)框圖，編寫程序，要有簡(jiǎn)短的程序說明及變量符號(hào)說明， 上機(jī)計(jì)算并打印結(jié)果 （包括凸輪輪廓曲線）。16.17.羋繪制內(nèi)燃機(jī)的工作循環(huán)圖（4 號(hào)圖紙）。莂根據(jù)工作循環(huán)圖及曲柄的位置，求出凸輪的安裝角，把凸輪畫在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖上。18.19.膃最后，將設(shè)計(jì)過程寫成20 頁左右的詳細(xì)說明書。薀五六肅設(shè)計(jì)步驟及注意問題螅 1. 求連桿及曲柄的長(zhǎng)度薂 設(shè)連桿的長(zhǎng)度為l

6、 、曲柄長(zhǎng)度為 r芀OBlr膇OBlrK1袃180K1肂可求H螇RCBI2sin羋 OE(OC)2 (CE)2芅=(OC)2(CDDE)2蒁=R2 (CD e)2蕆 l r(OF ) 2e2(1)H肅OFOE2莄sin 1 OE OC袀芇 l r 2Rsin(2)2肇 聯(lián)立（ 1）、（2）式求解，可求出連桿的長(zhǎng)度l 及曲柄的長(zhǎng)度 r.蒂 2.曲柄回轉(zhuǎn)一周共分為 15 個(gè)位置莀當(dāng)活塞在最高位置時(shí)為起點(diǎn)，曲柄 A 點(diǎn)的編號(hào)為 A 。，由 A 。點(diǎn)開始，順時(shí)針方向把圓等分為 12 等分，得 A 。、 A1 、 A2 、 ， A11 等點(diǎn)。當(dāng)滑快在最低位置時(shí)，曲柄上 A 點(diǎn)的編號(hào)為 A6 。羈可近似認(rèn)

7、為，當(dāng)曲柄在OA和 OA位置時(shí)，滑快 B 的速度為最大值。29膈裊蝿螈羅羃蒃葿羇蒞袂艿螄蒄芁罿袆薂注：括號(hào)內(nèi)的編號(hào)在分析力時(shí)才使用。螁 3.動(dòng)態(tài)靜力分析步驟（1）（2） 螀 計(jì)算活塞上的氣體壓力袇 p piF（N）羄 F活塞的面積（ cm 2 ）膀 (2) 求作用于構(gòu)件上的慣性力蒀pI 2 = m2 ac2（N）JC2蚄2m2 C肅PIm3 aB（N）（3）（4） 蕿 出活塞上受力的大小及方向膁PPPI3Q3（5）（6）把作用在構(gòu)件nt取MB =0，螆2 上的反力 R 12 分解為 R12和 R12求出 R12t（7）（8）以構(gòu)件 2、3 為示力體，取n蒅F 0, 求出 R12 和 R03（9

8、）（10）芃 以構(gòu)件 3 為示力體，取F0, 求出 R23（11）（12）蚇以構(gòu)件 1 為示力體，（構(gòu)件 1 的重力忽略不計(jì)），取 F0, 求出 R01 ，再由M 0 =0，求出 M b 。（13）（14）袇 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形的相應(yīng)點(diǎn)上，取M p =0 求出 M b ，并與 M b 值進(jìn)行比較。（15）（16）薄用一張 4 號(hào)圖紙大小的方格紙作出M b = M b （ ）曲線。螞 4. 飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的確定（3）（4） 蕆 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)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。（5）（6）蚄把 M b = M b （）曲線作為 M

9、 d = M d （）曲線（驅(qū)動(dòng)力矩曲線）螞3M b膂膈蚆肄薁羈螇膃羀 規(guī)定：當(dāng) M b 與1 的方向一致時(shí)為負(fù)，畫在橫坐標(biāo)的下方。蚈 當(dāng) M b 與1 的方向相反時(shí)為正，畫在橫坐標(biāo)的上方。薅（在本課程設(shè)計(jì)中，1 的方向?yàn)轫槙r(shí)針）（7）（8） 蒅 以 M b 的平均值作為阻抗力矩M r （常數(shù)）。這是因?yàn)樵谥芷谛缘乃俣炔▌?dòng)中，一個(gè)波動(dòng)周期內(nèi)的輸入功等于輸出功。即drE0莀（a）首先求出下列各單元的面積：荿f1 、 f 2 、 f3 、 f4 、 f 5 、 f6薆（ b）求出阻抗力矩（M rM r （）的縱坐標(biāo) H：蚃 Hf1f 2 f 3 f4 f5 f 6 ( mm)L肅注意：）f1， f

10、2f6 表示各單元的面積， 單位為 mm 2 ,在橫坐標(biāo)之下為負(fù)值，在橫坐標(biāo)之上為正值。腿） H 的單位為毫米，當(dāng)乘上比例尺M(jìn) b 之后，才得出 M r 之值。蚇（ c）根據(jù)求出的H 值，作出 M r = M r （）阻抗力矩曲線（現(xiàn)為水平線）（9）（10）螂 求出下列各單元的面積：薃f1 、 f 2 、 f3 、 f 4 、 f 5 、 f 6 、 f 7衿在阻抗力矩曲線之上的面積表示盈功，在阻抗力矩曲線之下面積表示虧功。盈功為正，虧功為負(fù)值。（11）（12）蒅 根據(jù)上面各單元的面積求相應(yīng)的功肄 W1f 1M BW4f 4M bW7f 7M b羂 W2f2M bW5f 5M b蝕 W3f 3

11、M bW6f 6M b1314蒆W芃WaNmWdNm莁WbNmWeNm莀WcNmW fNm薇 WgNm薅螁 Wm axNmWm i nNm1516膁Wmax蒞Wmax =WmaxWmin =Nm蚃(8)芀J eWm a xkgm2（ m2 n1）260m薇（9）確定飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：蒆 JeJ FJ c螂按題意：不考慮各構(gòu)件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。蠆Jc 可忽略不擠莇J F Je蒈 5計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)功率M r LM bn11(HP )膄N260750莃 6. 曲柄滑快機(jī)構(gòu)的平衡（ 1）（ 2） 肈 把連桿的質(zhì)量代換到 A 、B 點(diǎn)m2m2A m2B芅m2 Al AC2 m2B (l AB l AC 2 )

12、節(jié)由上面的方程組可求得：螂 m2Bm2l AC 2l AB袈 m2 AmB莆mA蚅荿膅膆肀聿薁m2l ABl AC 2l ABm3m2 Bm1m2 A（ 3）（ 4） 蕿 把曲柄 A 點(diǎn)的質(zhì)量用距 O 點(diǎn)為 a=0.5r 的平衡質(zhì)量 mb 平衡。mbamA r螄mAmb0.5rr肄 mb 2 m A薃 7.排氣凸輪（凸輪）的輪廓設(shè)計(jì)（ 1）（ 2） 蚇升程角為 60，回程角為 60，遠(yuǎn)停程角為 10。蒈（ 2）選擇升程和回程的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。裊（ 3）用解析法設(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線。莀 需打印出 s曲線以及凸輪的輪廓曲線。肀 8. 以曲柄作為定標(biāo)構(gòu)件，曲柄每轉(zhuǎn)兩周為一工作循環(huán)。畫出各執(zhí)行機(jī)構(gòu)在位置上協(xié)調(diào)配合工作的循環(huán)圖。袇薅蒁附：膈分組芇位肂負(fù) 責(zé) 人置蒃A薀0螆7螂12芀18蠆14膅薂B莂1螇8薅13芃19莃6腿肄C肅2膀9羋14蚇20螃6節(jié)9 15212 薀 D膇3E410162218 F511172321 四沖程內(nèi)燃機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖比例： 1： 4以下無正文僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途。 , .For personal use only in study and research; no