1、<p>　　曲柄連桿機(jī)構(gòu)課程設(shè)計(jì)</p><p><b>　　汽車與交通工程學(xué)院</b></p><p><b>　　車輛工程10-1班</b></p><p><b>　　第1章 緒論2</b></p><p>　　第2章 活塞組的設(shè)計(jì)2</p>

2、<p>　　2.1 活塞的設(shè)計(jì)2</p><p>　　2.1.1 活塞頭部的設(shè)計(jì)2</p><p>　　2.1.2 活塞裙部的設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.2 活塞銷的設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.2.1 活塞銷的結(jié)構(gòu)3</p><p>　　第3章 連桿組的設(shè)計(jì)3</p><

3、;p>　　3.1 連桿的設(shè)計(jì)3</p><p>　　3.1.1 連桿長度的確定3</p><p>　　3.1.2 連桿小頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3</p><p>　　3.1.3 連桿桿身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4</p><p>　　3.1.4 連桿大頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4</p><p>　　3.2 連桿螺栓的設(shè)計(jì)4</p&

4、gt;<p>　　第4章 曲軸的設(shè)計(jì)4</p><p>　　4.1 曲軸的結(jié)構(gòu)型式和材料的選擇4</p><p>　　4.1.1 曲軸的結(jié)構(gòu)型式4</p><p>　　4.1.2 曲軸的材料5</p><p>　　4.2 曲軸的主要尺寸的確定和結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)5</p><p>　　4.2.1 曲柄

5、銷的直徑和長度5</p><p>　　4.2.2 主軸頸的直徑和長度5</p><p>　　4.2.3 曲柄6</p><p>　　4.2.4 平衡重6</p><p>　　4.2.5 油孔的位置和尺寸6</p><p>　　4.2.6 曲軸兩端的結(jié)構(gòu)6</p><p>　　第5章

6、曲柄連桿機(jī)構(gòu)的創(chuàng)建7</p><p>　　6.2 活塞的創(chuàng)建7</p><p>　　6.3 連桿的創(chuàng)建7</p><p>　　6.4 曲軸的創(chuàng)建8</p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p><b>　　第1章 緒　　論</b></p>

7、;<p>　　曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)的傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的機(jī)構(gòu)，通過它把活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而輸出動(dòng)力。</p><p>　　本文以捷達(dá)EA113汽油機(jī)的相關(guān)參數(shù)作為參考，對四缸汽油機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)的主要零部件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算，并對曲柄連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行了有關(guān)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的理論分析與計(jì)算機(jī)仿真分析。</p><p>　　第2章 活塞組的設(shè)計(jì)</p>&

8、lt;p><b>　　2.1 活塞的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1.1 活塞頭部的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1、壓縮高度的確定</b></p><p>　　壓縮高度是由火力岸高度、環(huán)帶高度和上裙尺寸構(gòu)成的，即</p><p><b>　　=++</b>&

9、lt;/p><p><b>　?。?）第一環(huán)位置</b></p><p>　　一般汽油機(jī)，為活塞直徑，該發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞標(biāo)準(zhǔn)直徑確定火力岸高度為：</p><p><b>　?。?）環(huán)帶高度 </b></p><p>　　一般氣環(huán)高，油環(huán)高。</p><p>　　該發(fā)動(dòng)機(jī)采用三道活塞

10、環(huán)，取，，。</p><p>　　環(huán)岸的高度，，，汽油機(jī)接近下限。</p><p>　　則 ，</p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　因此，環(huán)帶高度。</b></p><p><b>　

11、?。?）上裙尺寸</b></p><p>　　對于汽油機(jī)，所以。 。</p><p>　　2、活塞頂和環(huán)帶斷面</p><p>　　由于EA113 5V 1.6L發(fā)動(dòng)機(jī)為高壓縮比，因而采用近似于平頂?shù)幕钊?。?shí)際統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，活塞頂部最小厚度，汽油機(jī)為，即。</p><p>　　2.1.2 活塞裙部</p>&l

12、t;p>　　裙部單位面積壓力（裙部比壓）按下式計(jì)算：</p><p><b>　　取。</b></p><p><b>　　則 </b></p><p>　　一般發(fā)動(dòng)機(jī)活塞裙部比壓值約為，所以設(shè)計(jì)合適。</p><p><b>　　2.2活塞銷的設(shè)計(jì)</b></p&

13、gt;<p>　　2.2.1 活塞銷的結(jié)構(gòu)</p><p>　　活塞銷與活塞銷座和連桿小頭襯套孔的連接配合，采用“全浮式”?；钊N的直徑，取，取活塞銷長度，取</p><p>　　第3章 連桿組的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1 連桿的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1.1連桿長度的確定<

14、;/p><p>　　設(shè)計(jì)連桿時(shí)首先要確定連桿大小頭孔間的距離，即連桿長度它通常是用連桿比來說明的，通常0.3125，取，，則。</p><p>　　3.1.2 連桿小頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　連桿小頭主要結(jié)構(gòu)尺寸如圖4.1所示，小頭襯套內(nèi)徑和小頭寬度已在活塞組設(shè)計(jì)中確定，，。</p><p>　　為了改善磨損，小頭孔中以一定過盈量壓入耐磨

15、襯套，襯套大多用耐磨錫青銅鑄造，這種襯套的厚度一般為，取，則小頭孔直徑，小頭外徑，取。</p><p>　　3.1.3 連桿桿身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　連桿桿身從彎曲剛度和鍛造工藝性考慮，采用工字形斷面，桿身截面寬度約等于(為氣缸直徑)，取，截面高度，取。</p><p>　　為使連桿從小頭到大頭傳力比較均勻，在桿身到小頭和大頭的過渡處用足夠大的圓角半徑。&

16、lt;/p><p>　　3.1.4 連桿大頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　連桿大頭的結(jié)構(gòu)與尺寸基本上決定于曲柄銷直徑、長度、連桿軸瓦厚度和連桿螺栓直徑。其中在、在曲軸設(shè)計(jì)中確定，，，則大頭寬度，軸瓦厚度，取，大頭孔直徑。</p><p>　　連桿大頭與連桿蓋的分開面采用平切口，大頭凸臺(tái)高度，取，取，</p><p>　　3.2 連桿螺栓的設(shè)計(jì)&

17、lt;/p><p>　　根據(jù)氣缸直徑初選連桿螺紋直徑，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，取。</p><p><b>　　第4章 曲軸的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1 曲軸的結(jié)構(gòu)型式和材料的選擇</p><p>　　4.1.1 曲軸的結(jié)構(gòu)型式</p><p>　　曲軸的設(shè)計(jì)從總體結(jié)構(gòu)上選擇整體式，它具有工作可靠、質(zhì)

18、量輕的特點(diǎn)，而且剛度和強(qiáng)度較高，加工表面也比較少。為了提高曲軸的彎曲剛度和強(qiáng)度，采用全支撐半平衡結(jié)構(gòu)[11]，即四個(gè)曲拐，每個(gè)曲拐的兩端都有一個(gè)主軸頸，如圖5.1所示：</p><p>　　圖5.1 曲軸的結(jié)構(gòu)型式</p><p>　　4.1.2 曲軸的材料</p><p>　　在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工工藝正確合理的條件下，主要是材料強(qiáng)度決定著曲軸的體積、重量和壽命，作為曲

19、軸的材料，除了應(yīng)具有優(yōu)良的機(jī)械性能以外，還要求高度的耐磨性、耐疲勞性和沖擊韌性。同時(shí)也要使曲軸的加工容易和造價(jià)低廉。在保證曲軸有足夠強(qiáng)度的前提下，盡可能采用一般材料。以鑄代鍛，以鐵代鋼。高強(qiáng)度球墨鑄鐵的出現(xiàn)為鑄造曲軸的廣泛采用提供了前提。</p><p>　　該發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸采用球墨鑄鐵鑄造而成。</p><p>　　4.2 曲軸的主要尺寸的確定和結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)</p><p

20、>　　4.2.1 曲柄銷的直徑和長度 </p><p>　　在考慮曲軸軸頸的粗細(xì)時(shí)，首先是確定曲柄銷的直徑。對于汽油機(jī)，，為氣缸直徑，已知=80，則，曲柄銷直徑取為=0.60=48。</p><p>　　曲柄銷的長度是在選定的基礎(chǔ)上考慮的。從增加曲軸的剛性和保證軸承的工作能力出發(fā)，應(yīng)使控制在一定范圍內(nèi)，同時(shí)注意曲拐各部分尺寸協(xié)調(diào)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)/=，取=0.62=30。</p>

21、<p>　　軸頸的尺寸，最后可以根據(jù)承壓面的投影面積與活塞投影面積之比來校核，此比值據(jù)統(tǒng)計(jì)在范圍內(nèi)，而且汽油機(jī)偏下限。</p><p>　　那么由，則長度取值合適。</p><p>　　4.2.2 主軸頸的直徑和長度</p><p>　　為了最大限度地增加曲軸的剛度，適當(dāng)?shù)丶哟种鬏S頸，這樣可以增加曲軸軸頸的重疊度，從而提高曲軸剛度，其次，加粗主軸頸后可

22、以相對縮短其長度，從而給加厚曲柄提高其強(qiáng)度提供可能。從曲軸各部分尺寸協(xié)調(diào)的觀點(diǎn)，建議取，取=1.16=56。</p><p>　　由于主軸承的負(fù)荷比連桿軸承輕，主軸頸的長度一般比曲柄銷的長度短，這樣可滿足增強(qiáng)剛性及保證良好潤滑的要求。</p><p>　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，取=0.3=24。</p><p><b>　　4.2.3 曲柄</b></

23、p><p>　　曲柄應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)暮穸?、寬度，以使曲軸有足夠的剛度和強(qiáng)度。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，曲柄的寬度，取，厚度，取。</p><p>　　曲柄臂以凸肩接主軸頸和曲柄銷。凸肩的厚度根據(jù)曲軸加工工藝決定。全加工曲軸的只有0.5~1，取=1。</p><p>　　曲柄銷和主軸頸至曲柄臂凸肩的過渡圓角對應(yīng)力集中程度影響最大，加大圓角半徑可使圓角應(yīng)力峰值降低，故宜取大，至少不能小于0.0

24、5或2.5，取=3。</p><p><b>　　4.2.4 平衡重</b></p><p>　　對四拐曲軸來說，作用在第1、2拐和第3、4拐上的離心慣性力互成力偶。這兩個(gè)力偶大小相等、方向相反，所以從整體上講是平衡的，但是這兩個(gè)力偶卻還是作用在曲袖上了，曲軸這兩個(gè)對稱力偶的作用下可能發(fā)生彎曲變形。由于曲軸是安裝在機(jī)體的主軸承中的，所以曲軸發(fā)生彎曲變形時(shí)上述力偶就將也

25、部分地作用在機(jī)體上，使機(jī)體承受附加彎曲力偶的作用，尤其是在此情況下主軸承的工作條件也要變壞。安裝平衡重，改善曲軸本身和機(jī)體的受力情況，尤其改善了主軸承的工作條件。</p><p>　　4.2.5 油孔的位置和尺寸</p><p>　　為保證曲軸軸承工作可靠，對它們必需有充分的潤滑。曲軸中油道的尺寸和布置直接影響它的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)也影響軸承工作的可靠性。</p><p&

26、gt;　　油道的孔徑一般在左右，取為4。</p><p>　　4.2.6 曲軸兩端的結(jié)構(gòu)</p><p>　　曲軸上帶動(dòng)輔助系統(tǒng)的正時(shí)齒輪和皮帶輪一般裝在曲軸的前端，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡單，維修方便。發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)也是由曲軸自由端驅(qū)動(dòng)。這是應(yīng)為曲軸自由端的軸頸允許較細(xì)，可以采用節(jié)圓直徑小的齒輪，消除扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的減振器裝在曲軸前端，因?yàn)檫@里的振幅最大。</p><p>　　第5

27、章 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的創(chuàng)建</p><p>　　運(yùn)用UG軟件分別對曲柄連桿機(jī)構(gòu)的各個(gè)零件進(jìn)行模型的建立，具體步驟如下：</p><p><b>　　5.1 活塞的創(chuàng)建</b></p><p><b>　?。?）創(chuàng)建草圖；</b></p><p><b>　?。?）旋轉(zhuǎn)；</b>&l

28、t;/p><p><b>　　（3）打孔；</b></p><p><b>　?。?）制作倒角；</b></p><p><b>　　（5）得到活塞圖。</b></p><p><b>　　5.2 連桿的創(chuàng)建</b></p><p>&

29、lt;b>　　創(chuàng)建草圖 ；</b></p><p><b>　　拉伸；</b></p><p><b>　　通過拉伸打孔；</b></p><p><b>　?。?)得到連桿圖。</b></p><p><b>　　6.4 曲軸的創(chuàng)建</b&g

30、t;</p><p><b>　?。?）創(chuàng)建草圖；</b></p><p>　?。?）拉伸得到平衡塊；</p><p>　?。?）創(chuàng)建草圖并拉伸得到主軸頸；</p><p>　?。?）依次拉伸得到曲軸。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p>&l

31、t;p>　　[1]高秀華．內(nèi)燃機(jī)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005．9．</p><p>　　[2]楊連生．內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)[M]．北京：中國農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社，1980．6．</p><p>　　[3]陳家瑞．汽車構(gòu)造[M]．北京：人民交通出版社，2002．4．</p><p>　　[4]臧 杰．汽車構(gòu)造：上冊[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005．7． <