机械原理内燃机课程设计

机械原理内燃机课程设文件排版存档编号：UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208机械原理课程设计说明书设计题目：内燃机结构设计及其运动分析南京航空航天大学2010年5月30日目录第1章设计要求设计题目机构示意图(2)原始数据 (3)第2章 齿轮机构传动设计 机构传动比 (4) 齿轮变位系数的选择 (4) 齿轮基本参数的计算 (4) 主要计算结果 (9)第3章 连杆机构设计和运动分析 杆件尺寸确定 (10) 解析法分析机构运动(10)33图解法分析机构的三个瞬时位置(12)第4章凸轮机构设计 解析法分析凸轮运动 ( 13) 解析法求凸轮理论轮廓曲线 ( 16)解析法求凸轮实际轮廓曲线（18）附录A电算源程序（MATLAB）附录B图解法分析连杆机构附录C图解法分析凸轮轮廓曲线参考文献第 1 章 设计要求设计题目内燃机机构设计及其运动分析机构示意图该机构由气缸（机架）中活塞（滑块B）驱动曲柄。1山，曲柄轴上固联有齿轮1，通过齿轮 2 驱动凸轮上齿轮 3，凸轮控制配气阀推杆运动。原始数据口方案号：一活塞冲程H： 215mm齿轮转速!】一 ：650rpm齿轮Z-_ :20 齿轮Z-_ :15 齿轮Z- :40 模数m:4mm距离A : :70mm距离L : :110mm基圆半径:35mm升程角二deg： 55远休止角3：deg： 5回程角亍deg： 55齿轮参数：压力角=20：,齿顶高系数：1二=L 顶隙系数= 0,2?o气阀推杆运动规律：升程和回程均为简谐运动。第2 章 齿轮机构传动设计机构传动比齿轮变位系数的选择由于齿轮2的齿数为15,小于标准齿轮不发生根切的最少齿数17, 因此需要变位。取 x = 0, x = 0.11765, x = 0 1 2 3齿轮基本参数的计算啮合角., 2 tan a (x + x ) .2 tan 20o x 0.11765 . “inva =i 2 + inva =+ inv 20 o12 z + z20 +1512a = 21o12.,2 tan a (x + x ).2 tan 20o x 0.11765.“inv a = 2 3 + inv a =+ inv 20 o23 z + z15 + 4023a = 20.65 o23标准中心距实际中心距中心距变位系数齿高变动系数A y = A y 12 = 0.003分度圆半径与节圆半径相等基圆半径分度圆的齿厚 齿顶圆半径r 二 r + ha1 1a1二(fi + h* + x 一 Ay)m 二(32 +1 - 0.003) x 4 二 43.988mm2 a 12r 二 r + ha2 2a2z 15二 J + h* + x 一 Ay)m 二(+1 + 0.11765一 0.003) x 4 二 34.46mm2a 22r 二 r + ha33a3z40二(_1 + h* + x 一 Ay)二(+1 - 0.003) x 4 二 83.99mm2a 32齿根圆半径齿顶圆上的压力角重合度小齿轮（齿轮 2）的齿顶厚主要计算结果廿再两口计算结果00/卓帧口计算结果35mm75mm第 3 章 连杆机构设计和运动分析由于活塞的冲程H=215mm，偏心距e=0LIsL2215mmAB=20r杆件尺寸确定解析法分析机构运动1（1）位移：2 =：【；沾J - b（其中l为2）速度 对上式求导得v = _ I sin 申 +、l sin 2(peJ4 - sin2申丿(=2 兀 n = 2ex6506068rad / s )3）加速度 对上式求导得图解法分析机构的三个瞬时位置（见附录）第4 章 凸轮机构设计解析法分析凸轮运动推程时 回程时（1）推程： eb，55（2）远休： 丄5,60(3)回程：8匸血1151近休止：8 g b，55解析法求凸轮理论轮廓曲线 滚子半径取 5 mm 滚子中心处于B点的直角坐标其中e=0,rb =35mm， S = jr 2 一 e2 =35mmb8 G8 g 咏。8160,1151 近休止：8&551)推程：2)远休：(3)回程：实际轮廓曲线的计算8 g b,558 g l55,608GI6Q1151(1)推程：(2)远休：(3)回程：dyd8兀40 + 5 cos 55(8 - 60) sin 8 -竽 sin；(8- 60)cos 8近休止时即 5二36L时理论轮廓数据：实际轮廓数据：x 0附录 A电算源程序(MATLAB)1) 滑块机构的位移程序x=0:360;s=*cos(x*pi/180)+*sqrt(4-(sin(x*pi/180).八2);plot(x,s);2) 滑块机构的速度程序x=0:360;v=*(sin(x*pi/180)+*sin(2*x*pi/180)./sqrt(4-(sin(x*pi/180).八2); plot(x,v);3) 滑块机构的加速度程序x=0:360;y1=cos(2*x*pi/180);y2=4-(sin(x*pi/180).八2 ;y3=(sin(2*x*pi/180).八2;y4二y2八；y=*八2*(cos(x*pi/180) + (y1.*y3)./y4); plot(x,y);4) 凸轮滚子中心位移程序x=0:150;a=5*(1-cos(pi*x/55).*(0x&x55);b=0*(55x&x60);c=5*(1+cos(pi*(x-60)/55).*(60x&x115);d=0*(115x&x150);y=a+b+c+d;plot(x,y);5) 凸轮滚子中心速度程序x=0:150; a=557*sin(pi*x/55).*(0x&x55);b=0*(55x&x60);c=557*sin(pi*(x-60)/55).*(60x&x115);d=0*(115x&x150);v=a+b+c+d;plot(x,v);6) 凸轮滚子中心加速度程序x=0:150; a=61981*cos(pi*x/55).*(0x&x55); b=0*(55x&x60);c=0-61981*cos(pi*(x-60)/55).*(60x&x115); d=0*(115x&x150);y=a+b+c+d;plot(x,y);7）凸轮理论和实际轮廓曲线程序z=0:360;a=sin(z*pi/180);b=cos(z*pi/180);x1=(0-40+5*cos(pi*z/55).*a.*(0=z&z55);y1=(40-5*cos(pi*z/55).*b.*(0=z&z55);x2=0-45*a.*(55=z&z60);y2=45*b.*(55=z&z60);x3=(0-40-5*cos(pi*(z-60)/55).*a.*(60=z&z115);y3=(40+5*cos(pi*(z-60)/55).*b.*(60=z&z115);x4=0-35*a.*(115=z&z360);y4=35*b.*(115=z&z=360);x=x1+x2+x3+x4;y=y1+y2+y3+y4;plot(x,y);hold on;dx1=(0-40+5*cos(pi*z/55).*b-180*5*sin(pi*z/55).*a/55).*(0=z&z55);dy1=(0-40+5*cos(pi*z/55).*a+180*5*sin(pi*z/55).*b/55).*(0=z&z55);dx2=(0-45*b).*(55=z&z60);dy2=(0-45*a).*(55=z&z60);dx3=(0-40-5*cos(pi*(z-60)/55).*b+180*5*sin(pi*(z-60)/55).*a/55).*(60=z&z115);dy3=(0-40-5*cos(pi*(z-60)/55).*a-180*5*sin(pi*(z- 60)/55).*b/55).*(60=z&z115);dx4=(0-45*b).*(115=z&z=360);dy4=(0-45*a).*(115=z&z=360);xx=x-5*(dyl./sqr t(dxl+.八2+(dyl+.八2)+dy2./sqr t( (dx2+.八2+(dy2+.八2)+dy3./sqrt(dx3+.八2+(dy3+.八2)+dy4./sqr t( (dx4+.八2+(dy4+.八2);yy=y+5*(dx1./sqr t(dxl+.八2+(dyl+.八2)+dx2./sqr t(dx2+.八2+(dy2+.八2)+dx3./sqr t(dx3+.八2+(dy3+.八2)+dx4./sqr t(dx4+.八2+(dy4+.八2);plot(xx,yy);参考文献1. 朱如鹏机械原理南京航空航天大学2. 孙祥，徐流美，吴清 基础教程 清华大学出版社3. 孙宁 机械原理总复习 上海交大出版社出版社