機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)---四沖程內(nèi)燃機(jī)

1、<p><b>　　機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　說 明 書</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目：四沖程內(nèi)燃機(jī)</p><p><b>　　機(jī)汽學(xué)院 </b></p><p><b>　　車輛工程</b></p

2、><p><b>　　設(shè)計(jì)者 </b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師 </b></p><p>　　2012年5月19日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章 設(shè)計(jì)要求1</p><p&g

3、t;　　1.1 設(shè)計(jì)題目2</p><p>　　1.2 機(jī)構(gòu)示意圖2</p><p>　　1.3 原始數(shù)據(jù)4</p><p>　　1.4 機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖5</p><p>　　第2章 齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)設(shè)計(jì)6</p><p>　　2.1機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比6</p><p>　　2.2齒輪基本參數(shù)的

4、計(jì)算6</p><p>　　2.4主要計(jì)算結(jié)果11</p><p>　　第3章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)分析12</p><p>　　3.1桿件尺寸確定12</p><p>　　3.2解析法分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)12</p><p>　　第4章 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)15</p><p>　　4.1解析法分

5、析凸輪從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律15</p><p>　　4.2解析法求凸輪理論輪廓曲線19</p><p>　　4.3實(shí)際輪廓曲線的計(jì)算21</p><p><b>　　附 錄 A24</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)26</b></p><p><b>

6、;　　第1章 設(shè)計(jì)要求</b></p><p><b>　　1.1 設(shè)計(jì)題目</b></p><p><b>　　四沖程內(nèi)燃機(jī)</b></p><p>　　機(jī)器功能和設(shè)計(jì)要求 該機(jī)器的功能是把燃料的化學(xué)能機(jī)械能。需完成的動(dòng)作為：活塞的吸氣，壓縮，作功和排氣的四個(gè)過程，進(jìn)排氣門的開閉，燃料噴射。</p&g

7、t;<p><b>　　1.2 機(jī)構(gòu)示意圖</b></p><p>　　該機(jī)構(gòu)由氣缸（機(jī)架）中活塞（滑塊B）驅(qū)動(dòng)曲柄，曲柄軸上固聯(lián)有齒輪1，通過齒輪2驅(qū)動(dòng)凸輪上齒輪3，凸輪控制配氣閥推桿運(yùn)動(dòng)。</p><p><b>　　方案一：示意圖</b></p><p><b>　　方案二：示意圖</b

8、></p><p><b>　　1.3 原始數(shù)據(jù)</b></p><p>　　單體容積 2.0L</p><p><b>　　方案號(hào)：一</b></p><p>　　活塞沖程H：96mm 齒輪轉(zhuǎn)速 \* MERGEFORMAT :2000rpm</p><p>

9、;　　齒輪 \* MERGEFORMAT :20 齒輪 \* MERGEFORMAT :20 齒輪 \* MERGEFORMAT :40 模數(shù)m:2mm </p><p>　　距離 \* MERGEFORMAT :40mm 距離 \* MERGEFORMAT :60mm </p><p>　　基圓半徑 \* MERGEFORMAT :20mm

10、 升程角 \deg：55 遠(yuǎn)休止角\deg：5 </p><p>　　回程角\deg：55 近休止角\deg：245 </p><p>　　齒輪參數(shù)：壓力角 錯(cuò)誤！未找到引用源。，齒頂高系數(shù) 錯(cuò)誤！未找到引用源。頂隙系數(shù) 錯(cuò)誤！未找到引用源。。</p><p>　　汽閥沖程h：10mm</p><p>　　氣

11、閥推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律：升程和回程均為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　活塞偏心距e = 0 凸輪機(jī)構(gòu)頂桿偏心距e = 0</p><p><b>　　方案號(hào)：二</b></p><p>　　活塞沖程H：96mm 齒輪轉(zhuǎn)速 \* MERGEFORMAT :2000rpm</p><p>　　齒輪 \* MERGEF

12、ORMAT :20 齒輪 \* MERGEFORMAT :15 齒輪 \* MERGEFORMAT :40 模數(shù)m:4mm </p><p>　　距離 \* MERGEFORMAT :70mm 距離 \* MERGEFORMAT :110mm </p><p>　　基圓半徑 \* MERGEFORMAT :35mm 升程角 \deg：55

13、遠(yuǎn)休止角\deg：5 </p><p>　　回程角\deg：55 近休止角\deg：245 </p><p>　　齒輪參數(shù)：壓力角 錯(cuò)誤！未找到引用源。，齒頂高系數(shù) 錯(cuò)誤！未找到引用源。頂隙系數(shù) 錯(cuò)誤！未找到引用源。。</p><p>　　汽閥沖程h：10mm</p><p>　　氣閥推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律：升程和回程均為

14、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　活塞偏心距e = 30mm 凸輪機(jī)構(gòu)頂桿偏心距e = 6mm</p><p>　　本次四沖程內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)選擇方案一。</p><p>　　1.4 機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖</p><p>　　第2章 齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.1機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比</b>&

15、lt;/p><p>　　2.2齒輪基本參數(shù)的計(jì)算</p><p><b>　　嚙合角</b></p><p><b>　　標(biāo)準(zhǔn)中心距</b></p><p><b>　　實(shí)際中心距</b></p><p><b>　　中心距變位系數(shù)</b&g

16、t;</p><p>　　分度圓半徑與節(jié)圓半徑相等</p><p><b>　　基圓半徑</b></p><p><b>　　分度圓的齒厚</b></p><p><b>　　齒頂圓半徑</b></p><p><b>　　齒根圓半徑</

17、b></p><p><b>　　齒頂圓上的壓力角</b></p><p><b>　　重合度</b></p><p><b>　　2.4主要計(jì)算結(jié)果</b></p><p>　　第3章 連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)分析</p><p><b>

18、　　3.1桿件尺寸確定</b></p><p>　　由于活塞的沖程H=96mm，偏心距e=0</p><p><b>　　則：，取 </b></p><p>　　3.2解析法分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)</p><p>　?。?）位移： 錯(cuò)誤！未找到引用源。(其中l(wèi)為48mm)</p><p>　　（

19、2）速度 對(duì)上式求導(dǎo)得</p><p><b>　?。ǎ?lt;/b></p><p>　　（3）加速度 對(duì)上式求導(dǎo)得</p><p>　　第4章 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1解析法分析凸輪從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律</p><p>　　由于發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，因此加速度曲線應(yīng)當(dāng)連續(xù)，沒有突變，所以

20、適合用按正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律的凸輪外形。</p><p><b>　　推程時(shí)</b></p><p><b>　　回程時(shí)</b></p><p><b>　?。?）推程：</b></p><p><b>　　(2)遠(yuǎn)休：</b></p><

21、;p>　　（3）回程： 錯(cuò)誤！未找到引用源。</p><p><b>　?。?）近休止：</b></p><p>　　錯(cuò)誤！未找到引用源。 錯(cuò)誤！未找到引用源。;</p><p>　　4.2解析法求凸輪理論輪廓曲線</p><p>　　凸輪轉(zhuǎn)向系數(shù)，凸輪順時(shí)針轉(zhuǎn)向時(shí)，凸輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)向時(shí)。從動(dòng)件偏置方向系

22、數(shù)e=0。滾子半徑取 5 mm</p><p>　　滾子中心處于B點(diǎn)的直角坐標(biāo)</p><p>　　其中e=0，=20mm，= 20mm</p><p><b>　?。?）推程：</b></p><p><b>　　（2）遠(yuǎn)休：</b></p><p>　　(3)回程： 錯(cuò)誤

23、！未找到引用源。</p><p><b>　　(4)近休止：</b></p><p>　　4.3實(shí)際輪廓曲線的計(jì)算</p><p><b>　　(1)推程：</b></p><p><b>　　(2)遠(yuǎn)休：</b></p><p>　　(3)回程： 錯(cuò)誤

24、！未找到引用源。</p><p>　　(4)近休止時(shí)即 錯(cuò)誤！未找到引用源。時(shí)</p><p>　　(5)所以凸輪實(shí)際輪廓線方程為</p><p><b>　　附 錄 A </b></p><p>　　電算源程序(MATLAB)</p><p>　　1）滑塊機(jī)構(gòu)的位移程序</p>

25、<p>　　x=[0:0.1:360];</p><p>　　s=48*cos(x*pi/180)+48*sqrt(4-(sin(x*pi/180)).^2);</p><p>　　plot(x,s);</p><p>　　2)滑塊機(jī)構(gòu)的速度程序</p><p>　　x=[0:0.01:360];</p><p

26、>　　v=0-48*209.3*(sin(x*pi/180)+sin(2*x*pi/180))./sqrt(4-(sin(x*pi/180)).^2);</p><p>　　plot(x,v);</p><p>　　3)滑塊機(jī)構(gòu)的加速度程序</p><p>　　x=[0:0.001:360];</p><p>　　y1=cos(2*x*

27、pi/180);</p><p>　　y2=4-(sin(x*pi/180)).^2 ;</p><p>　　y3=(sin(2*x*pi/180)).^2;</p><p>　　y4=y2.^1.5;</p><p>　　y=0-48*209.3^2*(cos(x*pi/180)+4*(y1.*y2-0.25*y3)./y4);</p

28、><p>　　plot(x,y);</p><p>　　4)凸輪滾子中心位移程序</p><p>　　x=[0:0.0001:360];</p><p>　　a=5*(2*x/55-(1/pi)*sin(2*pi*x/55)).*(0<x&x<55);</p><p>　　b=0*(55<x&am

29、p;x<60);</p><p>　　c=5*((1/pi)*sin(2*pi*(x-60)/55)-2*(x-60)/55).*(60<x&x<115);</p><p>　　d=0*(115<x&x<360);</p><p>　　y=a+b+c+d;</p><p>　　plot(x,y);

30、</p><p>　　5)凸輪滾子中心速度程序</p><p>　　x=[0:0.0001:360];</p><p>　　a=2180.5*(1-cos(2*pi*x/55)).*(0<x&x<55);</p><p>　　b=0*(55<x&x<60);</p><p>　　

31、c=2180.5*(cos(2*pi*(x-60)/55)-1).*(60<x&x<115);</p><p>　　d=0*(115<x&x<360);</p><p>　　v=a+b+c+d;</p><p>　　plot(x,v);</p><p>　　6)凸輪滾子中心加速度程序</p>

32、<p>　　x=[0:0.0001:360];</p><p>　　a=2985946.1*sin(2*pi*x/55).*(0<x&x<55);</p><p>　　b=0*(55<x&x<60);</p><p>　　c=0-2985946.1*sin(2*pi*(x-60)/55).*(60<x&am

33、p;x<115);</p><p>　　d=0*(115<x&x<360);</p><p>　　y=a+b+c+d;</p><p>　　plot(x,y);</p><p>　?。?)凸輪理論和實(shí)際輪廓曲線程序</p><p>　　z=[0:0.0001:360];</p>

34、<p>　　a=sin(z*pi/180);</p><p>　　b=cos(z*pi/180);</p><p>　　x1=(0-25-10*z/55+5*(sin(2*pi*z/55))/pi).*a.*(0<=z&z<55);</p><p>　　y1=(25+10*z/55-5*(sin(2*pi*z/55))/pi).*b.*

35、(0<=z&z<55);</p><p>　　x2=0-35*a.*(55<=z&z<60);</p><p>　　y2=35*b.*(55<=z&z<60);</p><p>　　x3=(0-35-5*(sin(2*pi*(z-60)/55))/pi +10*(z-60)/55).*a.*(60<=

36、z&z<115);</p><p>　　y3=(35+5*(sin(2*pi*(z-60)/55))/pi -10*(z-60)/55).*b.*(60<=z&z<115);</p><p>　　x4=0-25*a.*(115<=z&z<360);</p><p>　　y4=25*b.*(115<=z&am

37、p;z<=360);</p><p>　　x=x1+x2+x3+x4;</p><p>　　y=y1+y2+y3+y4;</p><p>　　plot(x,y);</p><p><b>　　hold on; </b></p><p>　　dx1=((0-25+5*cos(pi*z/55))

38、.*b-180*5*sin(pi*z/55).*a/55).*(0<=z&z<55);</p><p>　　dy1=((0-25+5*cos(pi*z/55)).*a+180*5*sin(pi*z/55).*b/55).*(0<=z&z<55);</p><p>　　dx2=(0-35*b).*(55<=z&z<60);</

39、p><p>　　dy2=(0-35*a).*(55<=z&z<60);</p><p>　　dx3=((0-35-5*cos(pi*(z-60)/55)).*b+180*5*sin(pi*(z-60)/55).*a/55).*(60<=z&z<115);</p><p>　　dy3=((0-35-5*cos(pi*(z-60)/5

40、5)).*a-180*5*sin(pi*(z-60)/55).*b/55).*(60<=z&z<115);</p><p>　　dx4=(0-25*b).*(115<=z&z<=360);</p><p>　　dy4=(0-25*a).*(115<=z&z<=360);</p><p>　　xx=x-5*(

41、dy1./sqrt((dx1+0.000001).^2+(dy1+0.000001).^2)+dy2./sqrt((dx2+0.000001).^2+(dy2+0.000001).^2)+dy3./sqrt((dx3+0.000001).^2+(dy3+0.000001).^2)+dy4./sqrt((dx4+0.000001).^2+(dy4+0.000001).^2));</p><p>　　yy=y+5*(

42、dx1./sqrt((dx1+0.000001).^2+(dy1+0.000001).^2)+dx2./sqrt((dx2+0.000001).^2+(dy2+0.000001).^2)+dx3./sqrt((dx3+0.000001).^2+(dy3+0.000001).^2)+dx4./sqrt((dx4+0.000001).^2+(dy4+0.000001).^2));</p><p>　　plot(xx,

43、yy);</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]趙韓，田杰.機(jī)械原理[M].合肥:合肥工業(yè)大學(xué)出版社，2009.</p><p>　　[2]李輝.AutoCAD制圖快捷命令一覽通(2010版)[M].北京:清華大學(xué)出版社，2011.</p><p>　　[3]譚本忠.看圖學(xué)修汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)