1、“.....这些连杆的下端不是直接接在曲柄销上,而是通过副连杆销装在主连杆的大头上,形成了“关节式”运动,所以这种机构有时也称为“关节曲柄连杆机构”。在关节曲柄连杆机构中,个曲柄可以同时带动几套副连杆和活塞,这种结构可使内燃机长度缩短,结构紧凑,广泛的应用于大功率的坦克和机车用形内燃机。经过比较,本设计的型式选择为中心曲柄连杆机构。.曲柄连杆机构运动学中心曲柄连杆机构简图如图.所示,图.中气缸中心线通过曲轴中心,为曲柄,为连杆,为曲柄销中心,为连杆小头孔中心或活塞销中心。当曲柄按等角速度旋转时,曲柄上任意点都以点为圆心做等速旋转运动,活塞点沿气缸中心线做往复运动,连杆则做复合的平面运动,其大头点与曲柄端相连,做等速的旋转运动,而连杆小头与活塞相连,做往复运动。在实际分析中,为使问题简单化,般将连杆简化为分别集中于连杆大头和小头的两个集中质量,认为它们分别做旋转和往复运动,这样就不需要对连杆的运动规律进行单独研究。图.曲柄连杆机构运动简图活塞做往复运动时......”。
2、“.....它的速度和加速度的数值以及变化规律对曲柄连杆机构以及发动机整体工作有很大影响,因此,研究曲柄连杆机构运动规律的主要任务就是研究活塞的运动规律。活塞位移假设在时刻,曲柄转角为,并按顺时针方向旋转,连杆轴线在其运动平面内偏离气缸轴线的角度为,如图.所示。当时,活塞销中心在最上面的位置,此位置称为上止点。当时,点在最下面的位置,此位置称为下止点。此时活塞的位移为.式中连杆比。式.可进步简化,由图.可以看出即又由于.将式.带入式.得.式.是计算活塞位移的精确公式,为便于计算,可将式.中的根号按牛顿二项式定理展开,得考虑到∕,其二次方以上的数值很小,可以忽略不计。只保留前两项,则.将式.带入式.得.活塞的速度将活塞位移公式.对时间进行微分,即可求得活塞速度的精确值为.将式.对时间微分,便可求得活塞速度得近似公式为.从式.可以看出,活塞速度可视为由与两部分简谐运动所组成。当或时,活塞速度为零,活塞在这两点改变运动方向。当时此时活塞得速度等于曲柄销中心的圆周速度......”。
3、“.....对时间微分,可求得活塞加速度的精确值为.将式.对时间为微分,可求得活塞加速度的近似值为.因此,活塞加速度也可以视为两个简谐运动加速度之和,即由与两部分组成。.曲柄连杆机构中的作用力作用于曲柄连杆机构的力分为缸内气压力运动质量的惯性力摩擦阻力和作用在发动机曲轴上的负载阻力。由于摩擦力的数值较小且变化规律很难掌握,受力分析时把摩擦阻力忽略不计。而负载阻力与主动力处于平衡状态,无需另外计算,因此主要研究气压力和运动质量惯性力变化规律对机构构件的作用。计算过程中所需的相关数据参照汽油机,如附表所示。气缸内工质的作用力作用在活塞上的气体作用力等于活塞上下两面的空间内气体压力差与活塞顶面积的乘积,即.式中活塞上的气体作用力,缸内绝对压力,大气压力,活塞直径,。由于活塞直径是定的,活塞上的气体作用力取决于活塞上下两面的空间内气体压力差,对于四冲程发动机来说,般取.对于缸内绝对压力,在发动机的四个冲程中,计算结果如表.所示则由式.计算气压力如表.所示......”。
4、“.....为了确定机构的惯性力,必须先知道其加速度和质量的分布。加速度从运动学中已经知道,现在需要知道质量分布。实际机构质量分布很复杂,必须加以简化。为此进行质量换算。机构运动件的质量换算质量换算的原则是保持系统的动力学等效性。质量换算的目的是计算零件的运动质量,以便进步计算它们在运动中所产生的惯性力。表.缸内绝对压力计算结果四个冲程终点压力计算公式计算结果进气终点压力.捷达汽车,曲柄,连杆机构,设计,毕业设计,全套,图纸摘要本文以捷达汽油机的相关参数作为参考,对四缸汽油机的曲柄连杆机构的主要零部件进行了结构设计计算,并对曲柄连杆机构进行了有关运动学和动力学的理论分析与计算机仿真分析。首先,以运动学和动力学的理论知识为依据,对曲柄连杆机构的运动规律以及在运动中的受力等问题进行详尽的分析,并得到了精确的分析结果。其次分别对活塞组连杆组以及曲轴进行详细的结构设计,并进行了结构强度和刚度的校核。再次,应用三维软件建立了曲柄连杆机构各零部件的几何模型,在此工作的基础上......”。
5、“.....将曲柄连杆机构的各组成零件装配成活塞组件连杆组件和曲轴组件,然后利用软件的机构分析模块,建立曲柄连杆机构的多刚体动力学模型,进行运动学分析和动力学分析模拟,研究了在不考虑外力作用并使曲轴保持匀速转动的情况下,活塞和连杆的运动规律以及曲柄连杆机构的运动包络。仿真结果的分析表明,仿真结果与发动机的实际工作状况基本致,文章介绍的仿真方法为曲柄连杆机构的选型优化设计提供了种新思路。关键词发动机曲柄连杆机构受力分析仿真建模运动分析摘要第章绪论.选题的目的和意义.国内外的研究现状.设计研究的主要内容第章曲柄连杆机构受力分析.曲柄连杆机构的类型及方案选择.曲柄连杆机构运动学活塞位移活塞的速度活塞的加速度.曲柄连杆机构中的作用力气缸内工质的作用力机构的惯性力.本章小结第章活塞组的设计.活塞的设计活塞的工作条件和设计要求活塞的材料活塞头部的设计活塞裙部的设计.活塞销的设计活塞销的结构材料活塞销强度和刚度计算.活塞销座活塞销座结构设计验算比压力......”。
6、“.....本章小结第章连杆组的设计.连杆的设计连杆的工作情况设计要求和材料选用连杆长度的确定连杆小头的结构设计与强度刚度计算连杆杆身的结构设计与强度计算连杆大头的结构设计与强度刚度计算.连杆螺栓的设计连杆螺栓的工作负荷与预紧力连杆螺栓的屈服强度校核和疲劳计算.本章小结第章曲轴的设计.曲轴的结构型式和材料的选择曲轴的工作条件和设计要求曲轴的结构型式曲轴的材料.曲轴的主要尺寸的确定和结构细节设计曲柄销的直径和长度主轴颈的直径和长度曲柄平衡重油孔的位置和尺寸曲轴两端的结构曲轴的止推.曲轴的疲劳强度校核作用于单元曲拐上的力和力矩名义应力的计算.本章小结第章曲柄连杆机构的创建.对软件基本功能的介绍.活塞的创建活塞的特点分析活塞的建模思路活塞的建模步骤.连杆的创建连杆的特点分析连杆的建模思路连杆体的建模步骤连杆盖的建模.曲轴的创建曲轴的特点分析曲轴的建模思路曲轴的建模步骤.曲柄连杆机构其它零件的创建活塞销的创建活塞销卡环的创建连杆小头衬套的创建大头轴瓦的创建连杆螺栓的创建......”。
7、“.....活塞及连杆的装配组件装配的分析与思路活塞组件装配步骤连杆组件的装配步骤.定义曲轴连杆的连接.定义伺服电动机.建立运动分析.进行干涉检验与视频制作.获取分析结果.对结果的分析.本章小结结论参考文献致谢附录第章绪论.选题的目的和意义曲柄连杆机构是发动机的传递运动和动力的机构,通过它把活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动而输出动力。因此,曲柄连杆机构是发动机中主要的受力部件,其工作可靠性就决定了发动机工作的可靠性。随着发动机强化指标的不断提高,机构的工作条件更加复杂。在多种周期性变化载荷的作用下,如何在设计过程中保证机构具有足够的疲劳强度和刚度及良好的动静态力学特性成为曲柄连杆机构设计的关键性问题。通过设计,确定发动机曲柄连杆机构的总体结构和零部件结构,包括必要的结构尺寸确定运动学和动力学分析材料的选取等,以满足实际生产的需要。在传统的设计模式中,为了满足设计的需要须进行大量的数值计算,同时为了满足产品的使用性能......”。
8、“.....同时要满足校核计算,还需要对曲柄连杆机构进行动力学分析。为了真实全面地了解机构在实际运行工况下的力学特性,本文采用了多体动力学仿真技术,针对机构进行了实时的,高精度的动力学响应分析与计算,因此本研究所采用的高效实时分析技术对提高分析精度,提高设计水平具有重要意义,而且可以更直观清晰地了解曲柄连杆机构在运行过程中的受力状态,便于进行精确计算,对进步研究发动机的平衡与振动发动机增压的改造等均有较为实用的应用价值。.国内外的研究现状多刚体动力学模拟是近十年发展起来的机械计算机模拟技术,提供了在设计过程中对设计方案进行分析和优化的有效手段,在机械设计领域获得越来越广泛的应用。它是利用计算机建造的模型对实际系统进行实验研究,将分析的方法用于模拟实验,充分利用已有的基本物理原理,采用与实际物理系统实验相似的研究方法,在计算机上运行仿真实验。目前多刚体动力学模拟软件主要有等。多刚体动力学模拟软件的最大优点在于分析过程中无需编写复杂仿真程序......”。
9、“.....对内燃机产品的部件装配进行机构运动仿真,可校核部件运动轨迹,及时发现运动干涉对部件装配进行动力学仿真,可校核机构受力情况根据机构运动约束及保证性能最优的目标进行机构设计优化,可最大限度地满足性能要求连杆大头与大头盖之间的结合面不致因惯性力而分开所必须具有的预紧力。连杆上的螺栓数目为,则每个螺栓承受的最大拉伸载荷为往复惯性力和旋转惯性力在气缸中心线上的分力之和,即.轴瓦过盈量所必须具有的预紧力由轴瓦最小应力,由实测统计可得般为,取,由于发动机可能超速,也可能发生活塞拉缸,应较理论计算值大些,般取,取。连杆螺栓的屈服强度校核和疲劳计算连杆螺栓预紧力不足不能保证连接的可靠性,但预紧力过大则可能引起材料超出屈服极限,则应校核屈服强度,满足.式中螺栓最小截面积,螺栓的总预紧力,安全系数取.材料的屈服极限,般在以上。那么连杆螺栓的屈服强度为则校核合格。.本章小结本章在设计连杆的过程中,首先分析了连杆的工作情况,设计要求,并选择了适当的材料......”。
活塞.dwg
(CAD图纸)
捷达EA113汽车曲柄连杆机构设计说明书.doc
连杆.dwg
(CAD图纸)
曲柄连杆机构装配图.dwg
(CAD图纸)
曲轴.dwg
(CAD图纸)