四缸汽油機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)分析設(shè)計(jì)說明書.doc

黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)I摘要本文以捷達(dá)EA113汽油機(jī)的相關(guān)參數(shù)作為參考，對(duì)四缸汽油機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)的主要零部件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算，并對(duì)曲柄連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行了有關(guān)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的理論分析與計(jì)算機(jī)仿真分析。首先，以運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的理論知識(shí)為依據(jù)，對(duì)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及在運(yùn)動(dòng)中的受力等問題進(jìn)行詳盡的分析，并得到了精確的分析結(jié)果。其次分別對(duì)活塞組、連桿組以及曲軸進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度的校核。再次，應(yīng)用三維CAD軟件：Pro/Engineer建立了曲柄連桿機(jī)構(gòu)各零部件的幾何模型，在此工作的基礎(chǔ)上，利用Pro/E軟件的裝配功能，將曲柄連桿機(jī)構(gòu)的各組成零件裝配成活塞組件、連桿組件和曲軸組件，然后利用Pro/E軟件的機(jī)構(gòu)分析模塊(Pro/Mechanism)，建立曲柄連桿機(jī)構(gòu)的多剛體動(dòng)力學(xué)模型，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和動(dòng)力學(xué)分析模擬，研究了在不考慮外力作用并使曲軸保持勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，活塞和連桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)包絡(luò)。仿真結(jié)果的分析表明，仿真結(jié)果與發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際工作狀況基本一致，文章介紹的仿真方法為曲柄連桿機(jī)構(gòu)的選型、優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了一種新思路。關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)；曲柄連桿機(jī)構(gòu)；受力分析；仿真建模；運(yùn)動(dòng)分析；Pro/E黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)IIABSTRACTThisarticlereferstobytheJeetaEA113gasolineenginesrelatedparameterachievement,ithascarriedonthestructuraldesigncomputionformainpartsofthecranklinkmechanisminthegasolineenginewithfourcylinders,andhascarriedontheoreticalanalysisandsimulationanalysisincomputerinkinematicsanddynamicsforthecranklinkmechanism.First,motionlawsandstressinmovementaboutthecranklinkmechanismareanalyzedindetailandthepreciseanalysisresultsareobtained.Nextseparatelytothepistongroup,thelinkageaswellasthecrankcarriesonthedetailedstructuraldesign,andhascarriedonthestructuralstrengthandtherigidityexamination.Oncemore,applysthree-dimensionalCADsoftwarePro/Engineerestablishingthegeometrymodelsofallkindsofpartsinthecranklinkmechanism,thenuseingthePro/Esoftwareassemblingfunctionassemblesthecomponentsofcranklinkintothepistonmodule,theconnectingrodmoduleandthecrankmodule,thenusingPro/Esoftwaremechanismanalysismodule(Pro/Mechanism),establishesthemulti-rigiddynamicsmodelofthecranklink,andcarriesonthekinematicsanalysisandthedynamicsanalysissimulation,anditstudiesthepistonandtheconnectingrodmovementruleaswellascranklinkmotiongearmovementenvelopment.Theanalysisofsimulationresultsshowsthatthosesimulationresultsaremeettotrueworkingstateofengine.Italsoshowsthatthesimulationmethodintroducedherecanofferanewefficientandconvenientwayforthemechanismchoosingandoptimizeddesignofcrank-connectingrodmechanisminengine.Keywords:Engine；Crankshaft-ConnectingRodMechanism；AnalysisofForce；ModelingofSimulation；MovementAnalysis；Pro/E黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)目錄摘要IAbstractII第1章緒論11.1選題的目的和意義11.2國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀11.3設(shè)計(jì)研究的主要內(nèi)容3第2章曲柄連桿機(jī)構(gòu)受力分析42.1曲柄連桿機(jī)構(gòu)的類型及方案選擇42.2曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)42.1.1活塞位移52.1.2活塞的速度62.1.3活塞的加速度62.2曲柄連桿機(jī)構(gòu)中的作用力72.2.1氣缸內(nèi)工質(zhì)的作用力72.2.2機(jī)構(gòu)的慣性力72.3本章小結(jié)14第3章活塞組的設(shè)計(jì)153.1活塞的設(shè)計(jì)153.1.1活塞的工作條件和設(shè)計(jì)要求153.1.2活塞的材料163.1.3活塞頭部的設(shè)計(jì)163.1.4活塞裙部的設(shè)計(jì)213.2活塞銷的設(shè)計(jì)233.2.1活塞銷的結(jié)構(gòu)、材料233.2.2活塞銷強(qiáng)度和剛度計(jì)算233.3活塞銷座243.3.1活塞銷座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)24黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)3.3.2驗(yàn)算比壓力243.4活塞環(huán)設(shè)計(jì)及計(jì)算253.4.1活塞環(huán)形狀及主要尺寸設(shè)計(jì)253.4.2活塞環(huán)強(qiáng)度校核253.5本章小結(jié)26第4章連桿組的設(shè)計(jì)274.1連桿的設(shè)計(jì)274.1.1連桿的工作情況、設(shè)計(jì)要求和材料選用274.1.2連桿長度的確定274.1.3連桿小頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度、剛度計(jì)算274.1.4連桿桿身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度計(jì)算304.1.5連桿大頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度、剛度計(jì)算334.2連桿螺栓的設(shè)計(jì)354.2.1連桿螺栓的工作負(fù)荷與預(yù)緊力354.2.2連桿螺栓的屈服強(qiáng)度校核和疲勞計(jì)算354.3本章小結(jié)36第5章曲軸的設(shè)計(jì)375.1曲軸的結(jié)構(gòu)型式和材料的選擇375.1.1曲軸的工作條件和設(shè)計(jì)要求375.1.2曲軸的結(jié)構(gòu)型式375.1.3曲軸的材料375.2曲