四缸汽油機的曲柄連桿機構(gòu)分析設(shè)計說明書.doc

黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計I摘要本文以捷達EA113汽油機的相關(guān)參數(shù)作為參考，對四缸汽油機的曲柄連桿機構(gòu)的主要零部件進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計計算，并對曲柄連桿機構(gòu)進行了有關(guān)運動學和動力學的理論分析與計算機仿真分析。首先，以運動學和動力學的理論知識為依據(jù)，對曲柄連桿機構(gòu)的運動規(guī)律以及在運動中的受力等問題進行詳盡的分析，并得到了精確的分析結(jié)果。其次分別對活塞組、連桿組以及曲軸進行詳細的結(jié)構(gòu)設(shè)計，并進行了結(jié)構(gòu)強度和剛度的校核。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軟件的機構(gòu)分析模塊(Pro/Mechanism)，建立曲柄連桿機構(gòu)的多剛體動力學模型，進行運動學分析和動力學分析模擬，研究了在不考慮外力作用并使曲軸保持勻速轉(zhuǎn)動的情況下，活塞和連桿的運動規(guī)律以及曲柄連桿機構(gòu)的運動包絡(luò)。仿真結(jié)果的分析表明，仿真結(jié)果與發(fā)動機的實際工作狀況基本一致，文章介紹的仿真方法為曲柄連桿機構(gòu)的選型、優(yōu)化設(shè)計提供了一種新思路。關(guān)鍵詞：發(fā)動機；曲柄連桿機構(gòu)；受力分析；仿真建模；運動分析；Pro/E黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計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黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計目錄摘要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)計研究的主要內(nèi)容3第2章曲柄連桿機構(gòu)受力分析42.1曲柄連桿機構(gòu)的類型及方案選擇42.2曲柄連桿機構(gòu)運動學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機構(gòu)的慣性力72.3本章小結(jié)14第3章活塞組的設(shè)計153.1活塞的設(shè)計153.1.1活塞的工作條件和設(shè)計要求153.1.2活塞的材料163.1.3活塞頭部的設(shè)計163.1.4活塞裙部的設(shè)計213.2活塞銷的設(shè)計233.2.1活塞銷的結(jié)構(gòu)、材料233.2.2活塞銷強度和剛度計算233.3活塞銷座243.3.1活塞銷座結(jié)構(gòu)設(shè)計24黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計3.3.2驗算比壓力243.4活塞環(huán)設(shè)計及計算253.4.1活塞環(huán)形狀及主要尺寸設(shè)計253.4.2活塞環(huán)強度校核253.5本章小結(jié)26第4章連桿組的設(shè)計274.1連桿的設(shè)計274.1.1連桿的工作情況、設(shè)計要求和材料選用274.1.2連桿長度的確定274.1.3連桿小頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計與強度、剛度計算274.1.4連桿桿身的結(jié)構(gòu)設(shè)計與強度計算304.1.5連桿大頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計與強度、剛度計算334.2連桿螺栓的設(shè)計354.2.1連桿螺栓的工作負荷與預(yù)緊力354.2.2連桿螺栓的屈服強度校核和疲勞計算354.3本章小結(jié)36第5章曲軸的設(shè)計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