南航機(jī)械原理內(nèi)燃機(jī)課程設(shè)計(jì)綜述

1、設(shè)計(jì)題目：內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其運(yùn)動分析機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告書設(shè)計(jì)者 徐智昊指導(dǎo)教師馬希直2014 年 6 月 12 日第1章設(shè)計(jì)要求1.1 設(shè)計(jì)題目(2)1.2 機(jī)構(gòu)示意圖(2)1.3 原始數(shù)據(jù)(3)第2章齒輪機(jī)構(gòu)傳動設(shè)計(jì)2.1 機(jī)構(gòu)傳動比 (4)2.2 齒輪變位系數(shù)的選擇(4)2.3 齒輪基本參數(shù)的計(jì)算 (4)2.4 主要計(jì)算結(jié)果(9)第3章連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)動分析3.1 桿件尺寸確定 (10)3.2 解析法分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動(10)3.3 .3圖解法分析機(jī)構(gòu)的三個(gè)瞬時(shí)位置 (12)第4章凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1 解析法分析凸輪運(yùn)動 (13)4.2 解析法求凸輪理論輪廓曲線 (16)4.3 解析法求凸輪實(shí)際

2、輪廓曲線 (18)附錄A電算源程序(MATLAB )附錄B圖解法分析連桿機(jī)構(gòu)附錄C圖解法分析凸輪輪廓曲線參考文獻(xiàn)第1章設(shè)計(jì)要求1.1 設(shè)計(jì)題目內(nèi)燃機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及其運(yùn)動分析1.2 機(jī)構(gòu)示意圖該機(jī)構(gòu)由氣缸（機(jī)架）中活塞（滑塊 B）驅(qū)動曲柄0】金，曲柄軸上固 聯(lián)有齒輪1,通過齒輪2驅(qū)動凸輪上齒輪3,凸輪控制配氣閥推桿運(yùn) 動。1.3 原始數(shù)據(jù)方案號：四活塞沖程H： 185mm 齒輪轉(zhuǎn)速 錯(cuò)誤！ 未找到引用源。:650rpm齒輪 錯(cuò)誤！ 未找到引用源。:23 齒輪 錯(cuò)誤！ 未找到引用源。:14 齒輪 錯(cuò)誤！未找到引用源。:46 模數(shù) m:3.5mm距離 錯(cuò)誤！ 未找到引用源。:64.75mm 距離 錯(cuò)誤！

3、 未找到引用源。 :105mm 基圓半徑 錯(cuò)誤！未找到引用源。:35mm升程角 錯(cuò)誤！未找到引用源。deg： 60 遠(yuǎn)休止角 錯(cuò)誤！未找到引用源。deg： 5 回程角 錯(cuò)誤！未找到引用源。deg： 60近休止角 錯(cuò)誤！ 未找到引用源。deg： 235 汽閥沖程h： 7mm齒輪參數(shù)：壓力角錯(cuò)誤！未找到引用源。，齒頂高系數(shù)錯(cuò)誤！未找到引用源。頂隙系數(shù) 錯(cuò)誤！未找到引用源。氣閥推桿運(yùn)動規(guī)律：升程和回程均為簡諧運(yùn)動。第2章齒輪機(jī)構(gòu)傳動設(shè)計(jì)2.1機(jī)構(gòu)傳動比i12Zi140.6123i 23Z3 二463.2914i13i12i232.2 齒輪變位系數(shù)的選擇17,由于齒輪2的齒數(shù)為14,小于標(biāo)準(zhǔn)齒輪不發(fā)生

4、根切的最少齒數(shù)因此需要變位。x2一 yh1717 - 140.17647a 17取 X = 0,X2 = 0.17647, X3 = 02.3 齒輪基本參數(shù)的計(jì)算嚙合角inv: 12二2的:國"小2tan20o 0.17647inv20oZ1Z223 14: 12 = 21.39o2tan - (x2 x3)inv 二 23 二-232tan20o 0.17647inv20oZ2Z314 46:23 = 20.88o標(biāo)準(zhǔn)中心距a1211 c 、 cr1 = - m z2 z1 =5 3.5(23 14) = 64.7511a23 = r2r3 = ,m z2 z3 =5 3.5(14

5、 46) = 105實(shí)際中心距a12 cos:12 = a cos：a cos：a12 ;-cos 1264.75cos20ocos21.39o二 65.346 mma23 cos 23 = a cosa cosa23 二cos： 23105cos20ocos20.88o=105603 mm中心距變位系數(shù)a 二 a ymy12F 此 一 a1265.346 - 64.753.5=0.17029y23a23 - a23m105.603 -1053.5=0.17229y2 = x1 x2 一 y2 = 0.17647 一 0.17029 = 0.00618v x x2 x3 - v = 0.176

6、47 - 0.17229 = 0.00418y 2323 y 23y23y12齒高變動系數(shù)y =y 12=0.00618分度圓半徑與節(jié)圓半徑相等z1m80.540 .25 m m492 二=24 .5 m mz3 m1612280 .5m m基圓半徑rb1 = r1cos20 = 40.25 cos20= 37.823mm rb2 : r2 cos20 : 245 cos20= 23022Tlm rb3 = r3cos20 = 80.5 cos20= 75645mm分度圓的齒厚二m 八 ，2x1mtan：二 3.52=5.505.63二m 八 ，s3 二2x3mtan:二二 3.52=5.50

7、m二 3.52x2mtan: = 2 0.17647 tan 20222齒頂圓半徑ralZiZi=(11.5 - 11* 0.25) 3.5= 35.875mm*rf2 = z2 2ha 2c 2x m= (14 2 2 0.25 2 0.17647) 3.5= 41.485mmrf 3=Z3_223ha x1 - y)m=(萬 1- 0.00618)3.5= 43728mmra2 = r2 ha214ha x2 - y)m=(萬 1 0.17647- 0.00616 3.5= 28.596mmra3 ; r3 ha346ha x3 - y)m=(萬 1 - 0.00618 3.5 : 83.

8、978mm齒根圓半徑-(23- 11 0.25) 3.5= 76.125mm齒頂圓上的壓力角r1 cos40.25cos20oCLa1=arccos(J) = arccos() = 30.123ra143.728Ct a2二 arccos(r2 cos ;24.5cos20o。)=arccos() = 36.381028.596/r3 cos80.5cos20oo a3 = arccos( -) = arccos() = 25.740ra383.978重合度1;M2 - Z(tan al - tan 12)4(tan a2 一 tan 12)12 二1=23(tan30.123 - tan21

9、.39o) 1«tan36.38f - tan21.39o) 2 二= 1.4591 23= Z(tan a3 - t an 23) Z2(tan a2 Tan 23) 12 二1 46(tan25.74Co - tan2Q8S) 1«tan3638f - tanZQgS)2= 1.529小齒輪(齒輪2)的齒頂厚Sa 二一 2a2 V： a2 一 所V=5.63 28.596 - 2 28.596(inv36.381o - inv20o)24.5= 1.6 0.4m2.4主要計(jì)算結(jié)果計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算結(jié)果計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算結(jié)果-0.6123-0.329工132公28.596mmXi08

10、3.978mmX20.17647工35.875mmX3041.485mm&40.25mm灰76.125mm024.5mm30.123o百80.5mm優(yōu)叱36.381o電37.823mm%25.7400電23.022mm%21.459%75.645mm隈31.529%43.728mm*1.6第3章連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)動分析3.1桿件尺寸確定由于活塞的沖程H=185mm偏心距e=0貝U: OA=92.5mm 取 AB=2GA=185mm3.2 解析法分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動(1)位移：錯(cuò)誤！未找到引用源。(其中l(wèi)為92.5mm)v = - l sin 甲 十l sin2 :4 -sin2 :(2)速度對上

11、式求導(dǎo)得8=2卬=2父冗 -65° = 68rad / s)60(3)加速度對上式求導(dǎo)得4cos23(4 - sin tp) - sin2 2<pa = (lcos(p +1王)(dz4(4 - sin2(p) 23504 x10滑塊速度圖864202468 0.0.0.0.0.0。 SAUEZ 般留-u40湖孫250露角50100150x 105Q WO 150200250300350400角度Jd即6 4 2 0 2 4 6 - - -SEE螞圾將3.3 圖解法分析機(jī)構(gòu)的三個(gè)瞬時(shí)位置（見附錄）第4章凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1解析法分析凸輪運(yùn)動推程時(shí)I JJ1001hs = 1 -

12、cos2 _冗切h .1冗v = sin 6I 2%2 2.fn缶hn-cos -2d6o 0<回程時(shí)h .s 1 cos 2_0二 h 二vsin 一2 o . o二 2 2h 二a 二 一丁 cos 一2 02. 0(1)推程：0,601)1I = 3.5(1 -cos60mm一 180 .二v 二h sin = 3.534.02sin 2 00606031= 357.21sin mm/s 602 2h 二 3.5 3.142 34.022a 二 cos一 二- cos2 00歿 3.14601802=38177cos- mm/ s60遠(yuǎn)休：6 6 6Q65s=h v=0 a=0(3

13、)回程：錯(cuò)誤！未找到引用源。h二一 一二一s 1 cos ( 60 ) =3.51 cos (60 ) mmJI180 一 一 二 一34.02sin(60 )60602、060v = -h sin ( - 60 ) = -3.52乙00Tl=-357.21sin -( -60) mm/s 60二2 2ha = -2'%cos ( - 60 )=3.5 3.142 34.02260 3.14180JIcos ( - 60 ) 60-38158cos ( - 60 ) mm/s 60近休止：6 w 125360錯(cuò)誤！未找到引用源。錯(cuò)誤！未找到引用源。誤！未找到引用源。1Q987650角度

14、/deg100O5 4 3 2 1 0150角度比剪4.2解析法求凸輪理論輪廓曲線滾子半徑取5 mm滾子中心處于B點(diǎn)的直角坐標(biāo)x = (s0 s)sin ecosy =(s0 s) cos - esin其中 e=0, Q=35mm, s0 = -e2 =35mm(1)推程：0,601X = -(r 口 + s) sin 5 = -(35 + 3.5 - 3.5cos6) sin 6=(-3&5+15 cos 5) sin 8y = (r0 + s) cos 8 = (385 - 3.5 cos5) cos 66(2)遠(yuǎn)休：60,651X = -(rn+s) sin 5 = -42 si

15、n 8 y = (ra + s)cos5 = 42cos5回程：錯(cuò)誤！未找到引用源。= Th + s) sin 5 = -38.5 - 3.S cos (5 - 6SD) sin 6y = (r0 + s) cos 6 = (38.5 +15 cos(8-65°) cos 6 6U(4)近休止:125360x="(r0+s)sinf=-35siniy = k+s)cos8 = 35 cos 6凸輪理論輪廊曲線 40 和20100- 10- 2030- 40-5G-40-30-20-10010203040dx-曲山-而4.3實(shí)際輪廓曲線的計(jì)算 推程：占w 0,601/_ 兀、

16、 180 X 5 7T= 1-40 + 5 cosfi cos6 sinSsinSV 55 15555/-兀、 180x 5 7i=-i40-5cosS sinfi+ sinScos6V 55 15555dxdy d6=-45cos(5=-45s 譏 6(2)遠(yuǎn)休：5 三 60,65(3)回程：錯(cuò)誤！未找到引用源dx-=-40-5cik(6-60°) cos6d855dx d40 - 5 cos55(6 - 60。) bos6180 5 +55冗sin (55- 60)sin60)cosdy二180 5y = 40 5cos(60 ) sin sin (d _555555(4)近休止

17、時(shí)即錯(cuò)誤！未找到引用源。dx=-35cos6d8dy 一=-35sin(5d6,dx/d6y =x-rrdy/d8 x =理論輪廓數(shù)據(jù):xY035.0000-3.068135.0686-6.215535.2499-9.505335.4743-12.970435.6359-16.6040 -20.355835.607435.2573-24.134434.4675-27.816233.1500-31.258631.2586-34.316828.7953-36.861825.8109-38.971122.5000-40.600318.9322-41.540315.1194-41.799811.200

18、2-41.43787.3066-40.55673.5482-39.28840.0000-37.7786-3.3052-36.1678-6.3774-34.5741-9.2641-33.0796-12.0400-31.7208-14.7916-30.3109-17.5000-28.6703-20.0752-26.8116 -24.7487-22.4976 -24.7487-22.4976-20.0752-17.5000-14.7916-11.9707-9.0587-6.0777-26.8116-28.6703-30.3109-31.7208-32.8892-33.8074-34.4683-3.0

19、505-34.8668-0.0000-35.00003.0505-34.86686.0777-34.46839.0587-33.807411.9707-32.889214.7916-31.720817.500020.075222.497624.748726.811628.670330.3109-30.3109 -28.6703 -26.8116 -24.7487 -22.4976 -20.0752 -17.500031.7208-14.791632.8892-11.970733.8074-9.058734.4683-6.077734.8668-3.050535.0000-0.000034.86

20、683.050534.46836.077733.80749.058732.889211.970731.720814.791630.310917.500028.670320.075226.811622.497624.748724.748722.497626.811620.075228.670317.500030.310914.791631.720811.970732.88929.058733.80746.077734.46833.050534.8668035.0000實(shí)際輪廓數(shù)據(jù)：xy030.0000-3.282830.0732-6.554130.2614-9.8201-30.484213.09

21、52 -30.637516.3776 -19.633630.612530.3097-22.7967 -25.7784 -28.4856 -30.8358 -32.7661 -34.6410 -35.876229.649828.584127.098025.206122.943120.000017.2941-36.597614.3646-36.800511.2830-36.50618.1302-35.7674 -34.6658 -33.3012 -31.77834.98461.9057-1.0797-3.9831-30.1961-28.6429-27.1892-25.9808-24.5746-22.9813-21.2132-6.8490-9.7342-12.6