曲柄連桿機構課程設計

1、<p>　　曲柄連桿機構課程設計</p><p><b>　　汽車與交通工程學院</b></p><p><b>　　車輛工程10-1班</b></p><p><b>　　第1章 緒論2</b></p><p>　　第2章 活塞組的設計2</p>

2、<p>　　2.1 活塞的設計2</p><p>　　2.1.1 活塞頭部的設計2</p><p>　　2.1.2 活塞裙部的設計3</p><p>　　2.2 活塞銷的設計3</p><p>　　2.2.1 活塞銷的結構3</p><p>　　第3章 連桿組的設計3</p><

3、;p>　　3.1 連桿的設計3</p><p>　　3.1.1 連桿長度的確定3</p><p>　　3.1.2 連桿小頭的結構設計3</p><p>　　3.1.3 連桿桿身的結構設計4</p><p>　　3.1.4 連桿大頭的結構設計4</p><p>　　3.2 連桿螺栓的設計4</p&

4、gt;<p>　　第4章 曲軸的設計4</p><p>　　4.1 曲軸的結構型式和材料的選擇4</p><p>　　4.1.1 曲軸的結構型式4</p><p>　　4.1.2 曲軸的材料5</p><p>　　4.2 曲軸的主要尺寸的確定和結構細節(jié)設計5</p><p>　　4.2.1 曲柄

5、銷的直徑和長度5</p><p>　　4.2.2 主軸頸的直徑和長度5</p><p>　　4.2.3 曲柄6</p><p>　　4.2.4 平衡重6</p><p>　　4.2.5 油孔的位置和尺寸6</p><p>　　4.2.6 曲軸兩端的結構6</p><p>　　第5章

6、曲柄連桿機構的創(chuàng)建7</p><p>　　6.2 活塞的創(chuàng)建7</p><p>　　6.3 連桿的創(chuàng)建7</p><p>　　6.4 曲軸的創(chuàng)建8</p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p><b>　　第1章 緒　　論</b></p>

7、;<p>　　曲柄連桿機構是發(fā)動機的傳遞運動和動力的機構，通過它把活塞的往復直線運動轉變?yōu)榍S的旋轉運動而輸出動力。</p><p>　　本文以捷達EA113汽油機的相關參數(shù)作為參考，對四缸汽油機的曲柄連桿機構的主要零部件進行了結構設計計算，并對曲柄連桿機構進行了有關運動學和動力學的理論分析與計算機仿真分析。</p><p>　　第2章 活塞組的設計</p>&

8、lt;p><b>　　2.1 活塞的設計</b></p><p>　　2.1.1 活塞頭部的設計</p><p><b>　　1、壓縮高度的確定</b></p><p>　　壓縮高度是由火力岸高度、環(huán)帶高度和上裙尺寸構成的，即</p><p><b>　　=++</b>&

9、lt;/p><p><b>　?。?）第一環(huán)位置</b></p><p>　　一般汽油機，為活塞直徑，該發(fā)動機的活塞標準直徑確定火力岸高度為：</p><p><b>　?。?）環(huán)帶高度 </b></p><p>　　一般氣環(huán)高，油環(huán)高。</p><p>　　該發(fā)動機采用三道活塞

10、環(huán)，取，，。</p><p>　　環(huán)岸的高度，，，汽油機接近下限。</p><p>　　則 ，</p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　因此，環(huán)帶高度。</b></p><p><b>　

11、　（3）上裙尺寸</b></p><p>　　對于汽油機，所以。 。</p><p>　　2、活塞頂和環(huán)帶斷面</p><p>　　由于EA113 5V 1.6L發(fā)動機為高壓縮比，因而采用近似于平頂?shù)幕钊?。實際統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，活塞頂部最小厚度，汽油機為，即。</p><p>　　2.1.2 活塞裙部</p>&l

12、t;p>　　裙部單位面積壓力（裙部比壓）按下式計算：</p><p><b>　　取。</b></p><p><b>　　則 </b></p><p>　　一般發(fā)動機活塞裙部比壓值約為，所以設計合適。</p><p><b>　　2.2活塞銷的設計</b></p&

13、gt;<p>　　2.2.1 活塞銷的結構</p><p>　　活塞銷與活塞銷座和連桿小頭襯套孔的連接配合，采用“全浮式”?；钊N的直徑，取，取活塞銷長度，取</p><p>　　第3章 連桿組的設計</p><p><b>　　3.1 連桿的設計</b></p><p>　　3.1.1連桿長度的確定<

14、;/p><p>　　設計連桿時首先要確定連桿大小頭孔間的距離，即連桿長度它通常是用連桿比來說明的，通常0.3125，取，，則。</p><p>　　3.1.2 連桿小頭的結構設計</p><p>　　連桿小頭主要結構尺寸如圖4.1所示，小頭襯套內徑和小頭寬度已在活塞組設計中確定，，。</p><p>　　為了改善磨損，小頭孔中以一定過盈量壓入耐磨

15、襯套，襯套大多用耐磨錫青銅鑄造，這種襯套的厚度一般為，取，則小頭孔直徑，小頭外徑，取。</p><p>　　3.1.3 連桿桿身的結構設計</p><p>　　連桿桿身從彎曲剛度和鍛造工藝性考慮，采用工字形斷面，桿身截面寬度約等于(為氣缸直徑)，取，截面高度，取。</p><p>　　為使連桿從小頭到大頭傳力比較均勻，在桿身到小頭和大頭的過渡處用足夠大的圓角半徑。&

16、lt;/p><p>　　3.1.4 連桿大頭的結構設計</p><p>　　連桿大頭的結構與尺寸基本上決定于曲柄銷直徑、長度、連桿軸瓦厚度和連桿螺栓直徑。其中在、在曲軸設計中確定，，，則大頭寬度，軸瓦厚度，取，大頭孔直徑。</p><p>　　連桿大頭與連桿蓋的分開面采用平切口，大頭凸臺高度，取，取，</p><p>　　3.2 連桿螺栓的設計&

17、lt;/p><p>　　根據(jù)氣缸直徑初選連桿螺紋直徑，根據(jù)統(tǒng)計，取。</p><p><b>　　第4章 曲軸的設計</b></p><p>　　4.1 曲軸的結構型式和材料的選擇</p><p>　　4.1.1 曲軸的結構型式</p><p>　　曲軸的設計從總體結構上選擇整體式，它具有工作可靠、質

18、量輕的特點，而且剛度和強度較高，加工表面也比較少。為了提高曲軸的彎曲剛度和強度，采用全支撐半平衡結構[11]，即四個曲拐，每個曲拐的兩端都有一個主軸頸，如圖5.1所示：</p><p>　　圖5.1 曲軸的結構型式</p><p>　　4.1.2 曲軸的材料</p><p>　　在結構設計和加工工藝正確合理的條件下，主要是材料強度決定著曲軸的體積、重量和壽命，作為曲

19、軸的材料，除了應具有優(yōu)良的機械性能以外，還要求高度的耐磨性、耐疲勞性和沖擊韌性。同時也要使曲軸的加工容易和造價低廉。在保證曲軸有足夠強度的前提下，盡可能采用一般材料。以鑄代鍛，以鐵代鋼。高強度球墨鑄鐵的出現(xiàn)為鑄造曲軸的廣泛采用提供了前提。</p><p>　　該發(fā)動機曲軸采用球墨鑄鐵鑄造而成。</p><p>　　4.2 曲軸的主要尺寸的確定和結構細節(jié)設計</p><p

20、>　　4.2.1 曲柄銷的直徑和長度 </p><p>　　在考慮曲軸軸頸的粗細時，首先是確定曲柄銷的直徑。對于汽油機，，為氣缸直徑，已知=80，則，曲柄銷直徑取為=0.60=48。</p><p>　　曲柄銷的長度是在選定的基礎上考慮的。從增加曲軸的剛性和保證軸承的工作能力出發(fā)，應使控制在一定范圍內，同時注意曲拐各部分尺寸協(xié)調，根據(jù)統(tǒng)計/=，取=0.62=30。</p>

21、<p>　　軸頸的尺寸，最后可以根據(jù)承壓面的投影面積與活塞投影面積之比來校核，此比值據(jù)統(tǒng)計在范圍內，而且汽油機偏下限。</p><p>　　那么由，則長度取值合適。</p><p>　　4.2.2 主軸頸的直徑和長度</p><p>　　為了最大限度地增加曲軸的剛度，適當?shù)丶哟种鬏S頸，這樣可以增加曲軸軸頸的重疊度，從而提高曲軸剛度，其次，加粗主軸頸后可

22、以相對縮短其長度，從而給加厚曲柄提高其強度提供可能。從曲軸各部分尺寸協(xié)調的觀點，建議取，取=1.16=56。</p><p>　　由于主軸承的負荷比連桿軸承輕，主軸頸的長度一般比曲柄銷的長度短，這樣可滿足增強剛性及保證良好潤滑的要求。</p><p>　　據(jù)統(tǒng)計，取=0.3=24。</p><p><b>　　4.2.3 曲柄</b></

23、p><p>　　曲柄應選擇適當?shù)暮穸?、寬度，以使曲軸有足夠的剛度和強度。根據(jù)統(tǒng)計，曲柄的寬度，取，厚度，取。</p><p>　　曲柄臂以凸肩接主軸頸和曲柄銷。凸肩的厚度根據(jù)曲軸加工工藝決定。全加工曲軸的只有0.5~1，取=1。</p><p>　　曲柄銷和主軸頸至曲柄臂凸肩的過渡圓角對應力集中程度影響最大，加大圓角半徑可使圓角應力峰值降低，故宜取大，至少不能小于0.0

24、5或2.5，取=3。</p><p><b>　　4.2.4 平衡重</b></p><p>　　對四拐曲軸來說，作用在第1、2拐和第3、4拐上的離心慣性力互成力偶。這兩個力偶大小相等、方向相反，所以從整體上講是平衡的，但是這兩個力偶卻還是作用在曲袖上了，曲軸這兩個對稱力偶的作用下可能發(fā)生彎曲變形。由于曲軸是安裝在機體的主軸承中的，所以曲軸發(fā)生彎曲變形時上述力偶就將也

25、部分地作用在機體上，使機體承受附加彎曲力偶的作用，尤其是在此情況下主軸承的工作條件也要變壞。安裝平衡重，改善曲軸本身和機體的受力情況，尤其改善了主軸承的工作條件。</p><p>　　4.2.5 油孔的位置和尺寸</p><p>　　為保證曲軸軸承工作可靠，對它們必需有充分的潤滑。曲軸中油道的尺寸和布置直接影響它的強度和剛度，同時也影響軸承工作的可靠性。</p><p&

26、gt;　　油道的孔徑一般在左右，取為4。</p><p>　　4.2.6 曲軸兩端的結構</p><p>　　曲軸上帶動輔助系統(tǒng)的正時齒輪和皮帶輪一般裝在曲軸的前端，因為結構簡單，維修方便。發(fā)動機的配氣機構也是由曲軸自由端驅動。這是應為曲軸自由端的軸頸允許較細，可以采用節(jié)圓直徑小的齒輪，消除扭轉振動的減振器裝在曲軸前端，因為這里的振幅最大。</p><p>　　第5

27、章 曲柄連桿機構的創(chuàng)建</p><p>　　運用UG軟件分別對曲柄連桿機構的各個零件進行模型的建立，具體步驟如下：</p><p><b>　　5.1 活塞的創(chuàng)建</b></p><p><b>　?。?）創(chuàng)建草圖；</b></p><p><b>　　（2）旋轉；</b>&l

28、t;/p><p><b>　?。?）打孔；</b></p><p><b>　?。?）制作倒角；</b></p><p><b>　　（5）得到活塞圖。</b></p><p><b>　　5.2 連桿的創(chuàng)建</b></p><p>&

29、lt;b>　　創(chuàng)建草圖 ；</b></p><p><b>　　拉伸；</b></p><p><b>　　通過拉伸打孔；</b></p><p><b>　?。?)得到連桿圖。</b></p><p><b>　　6.4 曲軸的創(chuàng)建</b&g

30、t;</p><p><b>　　（1）創(chuàng)建草圖；</b></p><p>　　（2）拉伸得到平衡塊；</p><p>　?。?）創(chuàng)建草圖并拉伸得到主軸頸；</p><p>　?。?）依次拉伸得到曲軸。</p><p><b>　　參考文獻</b></p>&l

31、t;p>　　[1]高秀華．內燃機[M]．北京：化學工業(yè)出版社，2005．9．</p><p>　　[2]楊連生．內燃機設計[M]．北京：中國農(nóng)業(yè)機械出版社，1980．6．</p><p>　　[3]陳家瑞．汽車構造[M]．北京：人民交通出版社，2002．4．</p><p>　　[4]臧 杰．汽車構造：上冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2005．7． <