机械原理课程设计——四冲程内燃机

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,一、目的,二、要求,三、参考资料,四、,课程设计的内容,五、课程设计的步骤,六、课程设计的进度表,主 要 内 容,四冲程内燃机,1,结合一个简单的机械系统，综合运用所学理论，使学生受到确定运动方案的初步训练，要对方案中某些机构进行分析和设计。通过设计提高学生利用技术资料、运算和绘图的能力。,一、目的,2,（,1,）使所学过的分散的知识点成为一个比较完整的体系。,包含了机构运动简图、运动分析、动态静力分析、齿轮、连杆、凸轮等机构及动平衡、速度波动的调节、运动循环图等内容。,3,（,2,）加强能力培养,自学能力：用解析法进行机构的运动分析、凸轮轮廓线设计,.,查找资料的能力：要把书本打包机中的纵向推书机构、送纸机构、裁纸机构设计好，光靠教材上所学的知识是不够的，要找一些参考书，并经过认真学习，才能确定出一个较好的运动方案。,4,创新能力,通过课程设计，还可以培养整理数据的能力、绘图能力、以及运用计算机的能力,由此可见，机械原理课程设计是机械类学生的一个重要的实践性教学环节。,5,（,1,）要有良好的学风及严格的纪律,在规定的时间内，一律要在教室内搞设计，以便教师进行指导。上午：,8:00-11:30,； 下午：,2:30-5:30,每个教室，在黑板的右下角，按坐位写上名字，以便教师点名。无故缺席、三次点名不到者，向学院递交取消该生课程设计成绩的申请报告,课程设计成绩的评定，与遵守纪律情况、图面质量、说明书质量、运动方案是否合理、答辩等因素有关。,二、要求,6,（,2,）每位同学都要独立完成自己的设计任务，特别是设计说明书要手写设计的内容。,7,（,3,）图面质量的要求,图幅、线型、边框、及标题栏等均要符合国标。,不能徒手画图：曲线要画得光滑、连贯。粗细线条、点画线等要合理，图纸不要写有关的计算公式、计算结果。,8,（,4,）说明书要求,说明书手写、不得涂改,说明书要有封面、目录、参考资料,统一用,16,开纸或统一购买毕业设计论文的本子。,9,（,5,）所有图纸所有图纸要叠好（按,4,号图纸的大小），连同说明书一起装在档案袋内，档案袋封面要统一按照设计说明书的封面加贴一页,A4,纸。,（,6,）按规定时间来答辩。,（,7,）齿轮传动要按照无根切条件考虑。,(,采用变位齿轮,),10,（,8,）分组,在进行动态静力分析时，按,“,指导书,”,P9,，,6,个人完成一个方案，每个人完成五个位置的力分析（按表中规定的位置），共完成,30,个位置的力分析，这样就有,30,个数据来画出 曲线。,因此，要求每位同学都要按进度完成设计任务，要有整体观念。,每个方案组要有一个组长，组长要负起整个方案组的各项工作，包括：分工、纪律、进度,等。,每个班由班长、学习委员负责分组，并交一份分组名单。,每个班分组时，剩下的人不足,6,个人时，把剩余的人分到各方案组去。,11,各种机械原理教材。,“,机械原理课程设计指导书,”,杨忠秀主编 机械工业出版社,2003,年,机构运动方案及机构设计机械原理课程设计题例及指导 姜琪主编 高教出版社,1991,年,4,月,机械原理电算程序设计 杨兰生等编著 中国展望出版社,1986,年,3,月,机械原理电算程序集 高教出版社,机械原理计算机辅助设计 华南理工大学出版社,1989,年,3,月,机械原理课程设计 周明傅等编 上海科技出版社,1987,年,三、参考资料,12,已知条件：,活塞行程,H, （,mm,）,活塞直径,D=,（,mm,）,活塞移动导路相对于曲柄中心的距离,e=,（,mm,）,行程速比系数,K=,连杆重心,C,2,至,A,点的距离,l,AC,2,=,系数,l,AB,(mm),曲柄重量,Q1 = (N),连杆重量,Q2 = (N),活塞重量,Q3 = (N),连杆通过质心轴的转动惯性半径,曲柄的转速,n,1,= (rpm),发动机的许用速度不均匀系数,=,曲柄不平衡的重心到,O,点的距离,l,OC,=,l,OA,（,mm,）,开放提前角：进气门：,-10,；排气门：,-32,齿轮参数：,m=3.5,（,mm,）；,=20,；,ha*=1,Z,2,=Z,2,=14,；,Z,3,=Z,3,=72,；,Z,1,=36,四、课程设计的内容,13,14,15,1.,机构设计,按照行程速比系数,K,及已知尺寸决定机构的主要尺寸，,并绘出机构运动简图（,4,号图纸）。（凸轮要计算出安装角后才画在该图上）,五、课程设计的步骤,16,2,、选定长度比例尺作出连杆机构的位置图,以活塞在最高位置时为起点，将曲柄回转一周按顺时针方向分为十二等分，然后找出活塞在最低位置时和活塞速度为最大时的曲柄位置（即曲柄旋转一周共分十五个位置）并作出机构各位置时的机构位置图，求出滑快的相对位移。,3.,作出机构,15,个位置的速度多边形,求出这,15,个位置的,V,BA,V,C2,V,B,2,的数值，并列表表示。（表一）,、,、,、,4.,作出机构的,15,个位置的加速度多边形,求出,15,个位置的, , , , ,的数值，并列表表示。（表二）,5.,用直角坐标作滑快,B,点的位移曲线,速度曲线 及加速度曲线,。（,把以上,2,、,3,、,4,、,5,作在一张,2,号图纸上,）,17,18,6.,动态静力分析,6.1,概念,:,动态静力分析根据理论力学中所讲的达朗伯原理，将惯性力视为一般外力加在构件上，仍可采用静力学方法对其进行受力分析。这样的力分析称为动态静力分析。,19,惯性力,惯性力偶矩,20,6.2,各平面运动副中副反力的未知要素,(,当不考虑摩擦时,),21,6.3,动态静力分析方法,22,(1),计算活塞上的气体压力,（,N,）,F,活塞的面积（,cm ),(2),求作用于构件上的惯性,:,(3),计算活塞上受力的大小及方向：,（,4,）把作用在构件,2,上的反力,R,12,分解为 和 ，取 求出,(5),以构件,2,、,3,为示力体，取,求 和,（,6,）以构件,1,为示力体,，（构件,1,的重力忽略不计），,取 求出,再由 ，求出,，,（,7,）用一张,4,号图纸大小的方格纸作出 曲线,=,6.4,动态静力分析步骤,23,6.5,动态静力分析,结果,（,1,号图纸）,求出机构在各位置时各运动副的反力及应加于曲柄,OA,的平衡力矩,。（每人完成五个位置）各种数据均要列表表示：,(1),将各个位置的 、 、,等数值列于,表三。,（,2,）列出各个位置的,的 计算公式，并计算出其数值。,(3),将各个位置的 、 、 、 、 、 等数值列于,表四,。,、,（,4,）将各个位置的 、,等数值列于,表五。,、,（,5,）将各个位置的 、 等数值列于,表六,24,25,7.,用直角坐标作出,曲线,（用方格纸绘制）,（ 统一用“动态静力分析”所求得的值）,8.,计算当不考虑机构各构件的质量和转动惯量时的飞轮转动惯量 。,26,（,1,）在本课程设计中，决定飞轮的转动惯量时，不考虑机构各构件的质量和转动惯量。,(2),把 曲线作为 曲线（驱动力矩曲线,),（,3,）根据,一个波动周期内的输入功等于输出功求,阻抗力矩,（常数） ，并作出阻抗力矩曲线,阻抗力矩,的纵坐标,H,：,（,27,(4),根据上面各单元的面积求相应的功,并求出最大盈亏功,（,5,）根据许用不均匀系数, ,求出等效构件上所需的等效转动惯量：,(6),确定飞轮的转动惯量：,不考虑各构件的质量和转动惯量,:,9.,计算发动机功率。,(,不要用马力，用国际单位,),28,10.,对曲柄滑快机构进行机构部分平衡（平衡,A,点的质量）,（,1,）把连杆的质量代换到,A,、,B,点,由上面的方程组可求得：,（,2,）把曲柄,A,点的质量用距,O,点为,a=0.5r,的平衡质量 平衡,29,11.,用图解法设计凸轮,的实际轮廓曲线,建立凸轮轮廓的数学模型，画出凸轮推杆运动曲线，利用反转法设计凸轮轮廓曲线（包括理论轮廓曲线和实际凸轮轮廓曲线，保留设计辅助线条，标注关键尺寸。,30,12.,绘制内燃机的工作循环图,（,4,号图纸）。,根据工作循环图及曲柄的位置，求出凸轮的安装角，把凸轮画在机构运动简图上。,31,32,13.,最后，将设计过程写成,20,页左右的详细说明书。,六、课程设计的进度表,33,34,