單缸四沖程柴油機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)

1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō) 明 書(shū) 設(shè)計(jì)題目：?jiǎn)胃姿臎_程柴油機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)學(xué) 院：機(jī)電工程學(xué)院專(zhuān) 業(yè)：車(chē)輛工程班 級(jí)： S1學(xué) 號(hào)：2012126849設(shè) 計(jì) 者：黃通堯指導(dǎo)老師：王洪波提交日期：二一四 年七月1、 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介柴油機(jī)是內(nèi)燃機(jī)的一種，如圖1所示。它將柴油燃燒時(shí)所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)的主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，以氣缸內(nèi)的燃?xì)鈮毫ν苿?dòng)活塞3經(jīng)連桿2而使曲柄1旋轉(zhuǎn)。圖1 柴油機(jī)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖及示功圖四沖程內(nèi)燃機(jī)是以活塞在氣缸內(nèi)往復(fù)移動(dòng)四次（對(duì)應(yīng)于曲柄軸轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)）完成一個(gè)工作循環(huán)。在一個(gè)工作循環(huán)中氣缸內(nèi)的壓力變化可用示功器或壓力傳感器從氣缸內(nèi)測(cè)得，然后將壓力與活塞位移的關(guān)系繪成曲線(xiàn)圖，稱(chēng)為示功

2、圖，見(jiàn)圖1（b）?，F(xiàn)將四沖程柴油機(jī)的壓力變化關(guān)系作一粗略介紹：進(jìn)氣沖程：活塞下行，對(duì)應(yīng)曲柄轉(zhuǎn)角q=0180，進(jìn)氣閥開(kāi)啟，空氣進(jìn)入氣缸。汽缸內(nèi)指示壓力略低于1個(gè)大氣壓，一般可以1個(gè)大氣壓來(lái)計(jì)算。進(jìn)氣結(jié)束時(shí)，進(jìn)氣閥關(guān)閉。如示功圖上的a一b段。壓縮沖程：活塞上行，對(duì)應(yīng)曲柄轉(zhuǎn)角q=180360，將進(jìn)入氣缸的空氣壓縮。隨著活塞的上移氣缸內(nèi)壓力不斷上升。如示功圖上的b一c段。膨脹沖程：在壓縮沖程結(jié)束前，被壓縮空氣的溫度已超過(guò)柴油的自燃溫度。因此當(dāng)高壓油泵將柴油噴進(jìn)燃燒室時(shí)，呈霧狀細(xì)滴的柴油與高溫空氣相接觸，馬上爆炸燃燒，使氣缸內(nèi)的壓力驟增至最高點(diǎn)。燃?xì)猱a(chǎn)生的高壓推動(dòng)活塞下行，通過(guò)連桿帶動(dòng)曲柄旋轉(zhuǎn)對(duì)外作功。

3、對(duì)應(yīng)曲柄轉(zhuǎn)角q=360540，隨著燃?xì)獾呐蛎浕钊滦袣飧兹莘e增大，氣缸內(nèi)壓力漸漸降低，如示功圖上cd段。排氣沖程：排氣閥開(kāi)啟，活塞上行將廢氣排出。氣缸內(nèi)壓力略高于1個(gè)大氣壓，一般亦以一個(gè)大氣壓計(jì)算。對(duì)應(yīng)曲柄轉(zhuǎn)角q=540720，如示功圖上da段。進(jìn)、排氣閥的開(kāi)啟是通過(guò)凸輪機(jī)構(gòu)把握的。凸輪機(jī)構(gòu)是通過(guò)曲柄軸上的齒輪Z1和凸輪軸上的齒輪Z2來(lái)傳動(dòng)的。這一對(duì)齒輪稱(chēng)為正時(shí)齒輪，由于一個(gè)工作循環(huán)中，曲柄軸轉(zhuǎn)動(dòng)兩周而進(jìn)、排氣閥各開(kāi)啟一次，所以正時(shí)齒輪的傳動(dòng)比為i12=2。由上可知，在一個(gè)工作循環(huán)的四個(gè)沖程中只有一個(gè)沖程是作功的，其余三個(gè)沖程都要依靠機(jī)械的慣性來(lái)帶動(dòng)、要消耗功的。因此曲柄會(huì)由于驅(qū)動(dòng)力的不均勻而

4、引起速度波動(dòng)。為了減小速度波動(dòng)，曲柄軸上應(yīng)加裝飛輪來(lái)進(jìn)行調(diào)速。2、 已知數(shù)據(jù)已知數(shù)據(jù)表設(shè)計(jì)內(nèi)容曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析及飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的確定符號(hào)HllAs2l04Bn1DhDG1G2G3Js1Js2J01d單位mmmmr/minmmNkgm2數(shù)據(jù)120480540150010020021020100.10.050.21/100齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)Z1Z1mahffsfaammmm2244520205010503075示功圖數(shù)據(jù)表位置編號(hào)123456789101112曲柄位置（）306090120150180210240270300330360氣缸指示壓力0.1MPa(

5、105N/m2)1111111116.519.535工作過(guò)程進(jìn)氣壓縮121314151617181920212223243753904204504805105405706006306606907206025.59.5332.521.511111膨脹排氣3、 設(shè)計(jì)內(nèi)容我的同學(xué)編號(hào)為 37 ，即計(jì)算 7、12 兩個(gè)位置。（1） 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 1）依據(jù)已知數(shù)據(jù)，取ml（以大圖為準(zhǔn)，這里只是示意），畫(huà)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。 2）運(yùn)動(dòng)分析 設(shè)曲柄長(zhǎng)為，連桿長(zhǎng)為，由表，=1/=4,H=(+)-(-)=120mm.得=60mm，=240mm。 速度分析： 大小 ？ 方向 豎直 OA BA 加速度分析： ,

6、，大小 ？ ？方向 豎直 OA BA AB依據(jù)矢量方程式，取作機(jī)構(gòu)各點(diǎn)加速度圖及滑塊的加速度線(xiàn)圖。由圖及速度影像法可得，7位置加速度圖（2） B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)繪制同組同學(xué)計(jì)算B點(diǎn)在個(gè)位置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)值如下表：位置12345678910111212速度（m/s）5.89.29.46.83.60-3.6-6.8-9.4-9.2-6.30加速度（m/s2）1390575385-918-1052-1230-1052-918385575139018311648位置131415161718192021222324速度（m/s）5.89.29.46.83.60-3.6-6.8-9.4-9.2-6.30加速度（m/

7、s2）1390575385-918-1052-1230-1052-91838557513901831留意：速度和加速度是有正負(fù)的。由計(jì)算數(shù)據(jù)畫(huà)B點(diǎn)的速度和加速度圖，再由數(shù)值積分方法劃出位移圖。（3） 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析（1） 受力分析取，作2-3和1的力的示力體（2）計(jì)算活塞上的氣體壓力 (3) 求作用于構(gòu)件上的慣性力 把作用在構(gòu)件2上的反力R分解為和取=0，7位置， 12位置，力分析： 大小 ? ？ ？ ？ 方向 ？ ？ 由力的矢量方程式，作力的多邊形，取,， 7位置力多邊形以構(gòu)件1為示力體，（構(gòu)件1的重力忽視不計(jì)），取求出，再由=0，求出。4、 選作一題飛輪設(shè)計(jì)：方案飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的確定

8、飛輪尺寸的確定5、設(shè)計(jì)心得體會(huì)經(jīng)過(guò)兩周的奮戰(zhàn)我們的課程設(shè)計(jì)最終完成了，在這次課程設(shè)計(jì)中我學(xué)到得不僅是專(zhuān)業(yè)的學(xué)問(wèn)，還有的是如何進(jìn)行團(tuán)隊(duì)的合作，由于任何一個(gè)作品都不行能由單獨(dú)某一個(gè)人來(lái)完成，它必定是團(tuán)隊(duì)成員的細(xì)致分工完成某一小部分，然后在將全部的部分緊密的結(jié)合起來(lái)，并認(rèn)真調(diào)試它們之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系之后形成一個(gè)完善的作品。這次課程設(shè)計(jì)，由于理論學(xué)問(wèn)的不足，再加上平常沒(méi)有什么設(shè)計(jì)閱歷，一開(kāi)頭的時(shí)候有些手忙腳亂，不知從何入手。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通過(guò)查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)溝通閱歷和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少學(xué)問(wèn)，也經(jīng)受了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了很多東西，樹(shù)立了對(duì)自己工作力

9、量的信念，信任會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有格外重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的力量，使我充分體會(huì)到了在制造過(guò)程中探究的困難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的可能不太好，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西是這次課程設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)寶，使我終身受益。在這次課程設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間相互掛念，有什么不懂的大家在一起商量，聽(tīng)聽(tīng)不同的看法對(duì)我們更好的理解學(xué)問(wèn)，所以在這里格外感謝掛念我的同學(xué)。在這種相互協(xié)調(diào)合作的過(guò)程中,口角的斗爭(zhēng)在所難免,關(guān)鍵是我們?nèi)绾蔚奶幚碛龅降姆制?而不是一味的計(jì)較和埋怨.這不僅僅是在類(lèi)似于這樣的協(xié)調(diào)當(dāng)中,生活中的很多事情都需要我們有這樣的處理力量,面對(duì)分歧大家要消退誤會(huì),相互理解,增