四沖程內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)

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一、四沖程內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)動(dòng)分析及總體設(shè)計(jì)思路1二、繪制內(nèi)燃機(jī)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖4三、繪制連桿機(jī)構(gòu)位置圖4四、作出機(jī)構(gòu)15個(gè)位置的速度和加速度多邊形5五、動(dòng)態(tài)靜力分析8六、計(jì)算飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（不計(jì)構(gòu)件質(zhì)量）15七、計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)功率16八、對(duì)曲柄滑塊進(jìn)行機(jī)構(gòu)部分平衡17九、排氣凸輪（凸輪Ⅱ）的輪廓設(shè)計(jì)18十、四沖程工作內(nèi)燃機(jī)的循環(huán)圖25

定逆時(shí)針為正。小組決定為便利判斷以及減少錯(cuò)誤的出現(xiàn)，使用逆時(shí)針為正，決定式中各項(xiàng)的正負(fù)。在這一步運(yùn)算中要注意比例尺和單位的轉(zhuǎn)換。由于在計(jì)算中MI2為標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際單位，因此要把毫米化為米，這一點(diǎn)很簡(jiǎn)單出錯(cuò)！如上，我們能夠得到動(dòng)態(tài)靜力分析中所能確定的兩個(gè)力的大小。而其他未知力均能求得方向（或在某一直線上）。

以點(diǎn)8作實(shí)例，分析如圖7：

圖7

5、以構(gòu)件2，3為示力體，取?F?0，求出Rn12和R03。

在這一步驟中，Rn12和R03方向均未知，在受力分析時(shí)可假設(shè)其已知，在這一步中通過(guò)力封閉多邊形求出方向。如圖8：

圖8

11

6、以構(gòu)件3為示力體，取?F?0，求出R23。如圖9：

圖9

7、以構(gòu)件1為示力體，（構(gòu)件1上的重力忽略不計(jì)），取?F?0，求出R01，再由?MB?0，求出Mb。如圖10：

圖10

12

數(shù)據(jù)記錄如下：

表4

點(diǎn)的位'nt(N)RRR12(N)R03(N)R23(N)p12(N)12(N)置0019302.2297.7619302.472119.7512712.661-402.1215310.202065.1215448.96509.6710073.052-402.1252473296.9061838103600.832’-402.12476.753416.903450500757.853-402.124186.443492.5254881962662.504-402.1289552662.83936013559855-402.12112501554.3211356.877006123.926-402.1212351.57456.431236019006873.036’-402.1213096.49424.0013103.3528377517.867401.9213788.501087.4313831.313118.608247.188603.1814095.292468.8814309.883737.609564.4392023.69108.693111.69625.53172.56802.199’3216.963337.243515.834847.511552845.51106031.82253436.483575237.52062.51117483.521877.722229.862915.1515508118.561256296.837530.8897.7637531.015789.8944126.811356296.841391.232065.9241442.761148.1646702.891429153.724267.073296.92449014126091.4114’2030120725.493534.2921024.682275.3620606.601513068.918167.343492.5218500117516169.04166031.8152002655.83154502005062.5173014.4147001554.3214781.9510009552.60181005.314045.19234.6014047.152459.548585.2618’-1005.314390526.4144002125875019402.1215528.87915.7215555.853865.279822.9020-402.1214025.491954.351416146839351.2921402.127493.953074.19810026405094.8921’402.122403492.453500.69870893.8522-402.1267053488.217560112.55062.523401.12161002229.8616253.68380010936.61

13

表5

在這一步運(yùn)算中，小組出現(xiàn)了一點(diǎn)分歧，即是否應(yīng)當(dāng)計(jì)算其構(gòu)件1的慣性力，雖然這個(gè)問(wèn)題并不影響所求出的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，可是卻會(huì)對(duì)R01產(chǎn)生影響。雖然題設(shè)構(gòu)件1的重力忽略不計(jì)，可是最終我們認(rèn)為是應(yīng)當(dāng)加上慣性力計(jì)算的，由于O對(duì)1點(diǎn)主要是給以平衡連桿對(duì)1點(diǎn)的力，以及勻速圓周運(yùn)動(dòng)。并且在對(duì)內(nèi)燃機(jī)的認(rèn)識(shí)下，曲柄作為輸出的機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)汽車的其他機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，并不能孤立地作為二力桿來(lái)作出分析。8、用一張4號(hào)圖紙大小的方格紙作出Md?Md???曲線

點(diǎn)的位(N)'(N*m)MR01b置019302-10.56115448-795.6226182-445.182’3450-44.8535487348.4949360547.56511355374.7861235663.046’13103-52.41713831-322.85814310-973.0799626-784.509’4830-299.460103575-117.98112916-306.141237531-10.561341443745.9714244902600.814’210252236.9015185001813.0016154501035.1517147824735.021814047-105.7518’14400-21.6191556-373.342014161-793.02218100-619.6521’350117.50227560589.682316254841.1914

六、計(jì)算飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（不計(jì)構(gòu)件質(zhì)量）

1、把

Md?Md???曲線作為

Md?Md???曲線（驅(qū)動(dòng)力矩曲線）

MrMb?Mb?25N?m/mmf4’f2f6’f7’f2f3f4f5f6f1f1’?????60/mmf3’f5’圖11

規(guī)定：當(dāng)與Mb與?1的方向一致時(shí)為負(fù)，畫(huà)在橫坐標(biāo)的下方，當(dāng)Mb與?1的方向相反時(shí)為正，畫(huà)在橫坐標(biāo)的上方。（在本課程設(shè)計(jì)中，?1的方向?yàn)轫槙r(shí)針）

2、以Mb的平均值作為阻抗力矩Mr（常數(shù)）。這是由于在周期性的速度波動(dòng)中，一個(gè)波動(dòng)周期內(nèi)的輸入功等于輸出功。即?d??r??E?0。2.1、首先求出以下各單元面積

f1=-560；f2=500；f3=-997；f4=2630；f5=-680；f6=580。

2.2、求出阻抗力矩（Mr?Mr???）的縱坐標(biāo)H

15

H?f1?f2?f3?f4?f5?f61473??6.1375mm

L2402.3、求出以下各單元的面積

f1?=-732；f2?=301；f3?=-1380；f4?=2279；f5?=-890；f6?=437；f7?=-3

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的面積表示虧功。盈功為正，虧功為負(fù)值。

2.4、根據(jù)上面各單元的面積求相應(yīng)的功

W1?f1???Mb?????957.7；W2?f2???Mb????393.81；W3?f3???Mb?????1805.5；W4?f4???Mb????2981.69；W5?f5???Mb?????1168.34；W6?f6???Mb????571.74；W7?f7???Mb?????3.925

2.5、求出各個(gè)位置上功的累計(jì)變化量?W

?Wa??957.7?N?m?；?Wb??563.89?N?m?；?Wc??2369.39?N?m?；

?Wd?612.30?N?m?；?We??556.04?N?m?；?Wf?15.7?N?m?；?Wg?11.775?N?m?根據(jù)上面各值找出：

Wmax?612.30?Nm?Wmin?2369.39?Nm?2.6、求出最大盈虧功

?Wmax?Wmax?Wmin?2981.69?Nm?

2.7、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

Je?

?m2???2?n1)60?Wmax?2981.69?902?59.74kg?m??67.022

(?m?2.8、確定飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量

Je?JF?JC

按題意：不考慮各構(gòu)件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。

?JC可忽略不計(jì)

?JF?Je?59.74kg?m2

??七、計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)功率

16

N?Mr?L??Mb???2?n11?607506.1375?240?25???60?640?1

607502?13.70(HP)八、對(duì)曲柄滑塊進(jìn)行機(jī)構(gòu)部分平衡

1、把連桿的質(zhì)量代換到A、B點(diǎn)

m2?m2A?m2B①

m2A?lAC2?m2B?lAB?lAC2?②聯(lián)立①②可求得m2A和m2B

m2B=4.466kgm2A=8.294kg??m3?m2BmBm?A?m1?m2A

?=15.944kgm?可求得mBA=22.074kg

圖12

2、把曲柄A點(diǎn)的質(zhì)量用距O為a=0.5r的平衡質(zhì)量mb平衡。

17

mb?a?m?A?rmb?0.5r?m?A?r

?mb?2?m?A

可求得mb=44.148kg

九、排氣凸輪（凸輪Ⅱ）的輪廓設(shè)計(jì)

1、凸輪II輪廓設(shè)計(jì)要求

1.1、升程角為60度，回程角為60度，遠(yuǎn)停程角為10度。1.2、選擇升程和回程的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

1.3、用解析法設(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線，打印出s??曲線以及凸輪的輪廓曲線。2、凸輪輪廓的數(shù)學(xué)模型

為減少凸輪在運(yùn)作過(guò)程中的損耗，選用正弦運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以消除剛性沖擊和柔性沖擊。

s?h2?(?/?0)?sin(2??/?0)/(2?)????0~60?推程時(shí)：

''s?h2??1?(?/?0)?sin(2??/?0)/(2?)?????70~130?回程時(shí)：

?6mm?式中，h2，0130

?3、解析法設(shè)計(jì)凸輪Ⅱ的實(shí)際輪廓曲線代碼：PrivateSubForm_Load()Width=Screen.Width

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18

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