單缸四沖程柴油機(jī)課程設(shè)計(jì)匯本說(shuō)明書(shū)

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)院（系、部）：機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)：材料成型及控制工程班級(jí)：01班學(xué)號(hào)：1003040124設(shè)計(jì)者：解志強(qiáng)指導(dǎo)教師：2012 年 12 月 20 日目錄第1章設(shè)計(jì)要求1.1 設(shè)計(jì)任務(wù) (2)1.2 設(shè)計(jì)思路 (2)1.3 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介 (3)1.4 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) (4)第2章連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)分析 (5)2.1 連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求 (5)2.2 桿件尺寸確定 (5)2.2 桿件運(yùn)動(dòng)的分析與計(jì)算 (5)2.3 圖解法作桿件的運(yùn)動(dòng)分析 (7)第3章齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)設(shè)計(jì) (8)3.1 齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求 (8)3.2 齒輪參數(shù)的計(jì)算 (8)第4章凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) (11)

2、4.1 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求 (11)4.2 運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇 (11)4.3 基圓半徑的計(jì)算 (12)4.4 凸輪設(shè)計(jì)圖 (13)課程設(shè)計(jì)小結(jié) (14)(14)參考文獻(xiàn)第1章設(shè)計(jì)要求1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)四沖程燃機(jī)。機(jī)器的功能與設(shè)計(jì)要求：該機(jī)器的功能是把 化學(xué)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。須完成的動(dòng)作為：活塞的吸氣，壓縮，做功，排氣 4 個(gè)過(guò)程，進(jìn)，排氣門(mén)的開(kāi)關(guān)與關(guān)閉、燃料噴射。1.2 設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)四沖程燃機(jī)的關(guān)鍵點(diǎn)在于活塞的吸氣，壓縮，做功，排氣以及氣 門(mén)的開(kāi)閉幾個(gè)動(dòng)作的完成。 而怎樣將這個(gè)幾個(gè)動(dòng)作完成并按照運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 結(jié)合起來(lái)這是我們完成這次課程設(shè)計(jì)所需要解決的問(wèn)題。 所以，我將從這 些方面入手，依據(jù)這

3、些需要來(lái)選擇機(jī)構(gòu)。1.3 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介柴油機(jī)（如附圖1 （a）是一種燃機(jī)，它將燃料燃燒時(shí)所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。往復(fù)式燃機(jī)的主體機(jī)構(gòu)為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，以氣缸的燃?xì)鈮?力推動(dòng)活塞 3 經(jīng)連桿 2 而使曲柄 1 旋轉(zhuǎn)。本設(shè)計(jì)是四沖程燃機(jī)， 即以活塞在氣缸往復(fù)移動(dòng)四次 （對(duì)應(yīng)曲柄兩轉(zhuǎn)） 完成一個(gè)工作循環(huán)。在一個(gè)工作循環(huán)中，氣缸的壓力變化可由示功圖（用 示功器從氣缸測(cè)得，如附圖1（b）所示），它表示汽缸容積（與活塞位移 s 成正比）與壓力的變化關(guān)系，現(xiàn)將四個(gè)沖程壓力變化做一簡(jiǎn)單介紹。進(jìn)氣沖程：活塞下行，對(duì)應(yīng)曲柄轉(zhuǎn)角B =0 °T80。進(jìn)氣閥開(kāi)，燃?xì)?開(kāi)始進(jìn)入汽缸，氣缸指示壓力略低于 1 個(gè)大氣壓

4、力，一般以 1 大氣壓力 算，如示功圖上的a f b。壓縮沖程：活塞上行，曲柄轉(zhuǎn)角B =180 ° f360。此時(shí)進(jìn)氣完畢， 進(jìn)氣閥關(guān)閉，已吸入的空氣受到壓縮，壓力漸高，如示功圖上的bfc。做功沖程： 在壓縮沖程終了時(shí)， 被壓縮的空氣溫度已超過(guò)柴油的自燃 的溫度，因此，在高壓下射入的柴油立刻爆燃，氣缸的壓力突然增至最高 點(diǎn)，燃?xì)鈮毫ν苿?dòng)活塞下行對(duì)外做功，曲柄轉(zhuǎn)角B =360-540 °。隨著燃?xì)獾呐蛎?，氣缸容積增加，壓力逐漸降低，如圖上cfb。排氣沖程：活塞上行，曲柄轉(zhuǎn)角B =540 ° -720。排氣閥打開(kāi)，廢氣 被驅(qū)出， 氣缸壓力略高于 1 大氣壓， 一般亦以

5、 1 大氣壓計(jì)算， 如圖上的 b - a。進(jìn)排氣閥的啟閉是由凸輪機(jī)構(gòu)控制的。凸輪機(jī)構(gòu)是通過(guò)曲柄軸 O 上 的齒輪 Z1 和凸輪軸上的齒輪 Z2 來(lái)傳動(dòng)的。由于一個(gè)工作循環(huán)中，曲柄 轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)而進(jìn)排氣閥各啟閉一次，所以齒輪的傳動(dòng)比i12=n1/n2=Z1/Z2=2 。由上可知， 在組成一個(gè)工作循環(huán)的四個(gè)沖程中， 活塞只有一個(gè)沖程是 對(duì)外做功的，其余的三個(gè)沖程則需一次依靠機(jī)械的慣性帶動(dòng)。(b)示功圖(a)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖圖1-1柴油機(jī)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖及示功圖1.4 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表1-1設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表設(shè)計(jì)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)經(jīng)歷分析及飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的確定符號(hào)H入| AS2DhDG1G2G3Js1Js2Js3單位mmmmr/mi nmmNKg m2數(shù)據(jù)120480150010020021020100.10.050.21/100齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)Z1Z2mahs，aa'mm0mm02244520205010503075表1-2 示功圖數(shù)據(jù)表位置編號(hào)123456789101112曲柄位置(°)306090120150180210240270300330360氣缸扌曰示壓力/(10 5N m2)1111111116.519.535工作過(guò)程進(jìn)氣壓縮12 '