《371特种发动机气缸体的强度分析及其结构设计》-毕业论文.doc

华中科技大学文华学院 毕业设计（论文） 论文题目：371特种发动机气缸体的强 度分析及其结构设计 2011年5月20日  目 录 摘要………………………………………………………………………3 关键字……………………………………………………………………3 Abstract…………………………………………………………………4 Keywords…………………………………………………………………5 前言………………………………………………………………………6 1.特种发动机简介………………………………………………………7 1.1特种发动机（TCR）的结构组成……………………………… 7 1.2特种发动机的主要参数及其含义………………………………7 2.特种发动机的运动学分析……………………………………………8 2.1曲柄销R点的运动学分析………………………………………8 点L的运动规律及γ角的表示………………………………8 2.2.1 L点的位移及γ角的表示………………………………8 点L的速度表示………………………………………… 10 2.2.3点L的加速表示……………………………………10 2.3点D的运动规律……………………………………………… 11 2.3.1三角形摆杆中之夹角δ的确定………………………… 11 2.3.2点D位移、速度、加速度的表示……………………… 11 2.4点P的运动规律……………………………………………… 11 2.4.1点P的位移公式及主连杆的摆角β表示……………… 11 2.4.2点P的速度Pvy及活塞的速度Hvy………………………12 2.4.3点P的加速度Pay及活塞的加速度Ha……………………12 3.特种发动机的动力学分析………………………………………… 12 3.1点P的受力分析…………………………………………………13 3.1.1气体力Pg的模拟求解…………………………………… 13 3.1.2活塞族往复惯性力的表示…………………………………16 3.2 活塞销P点的合力的分解…………………………………… 16 3.3点D的受力分析及其作用效果…………………………………16 3.4点L的受力分析及其作用效果…………………………………16 3.5驱动杆大端质量和曲拐不平衡质量的离心力ce和cr………17 3.6驱动杆的驱动力Pr对曲拐的切向力Pt和法向力Po………17 3.7发动机的指示参数和有效参数……………………………… 17 4. 发动机的指示参数和有效参数……………………………………18 5.基于热力学的性能参数的计算……………………………………19 6.编程并分析运行得到的结果………………………………………20 7.动力学与运动学的运算结果的比较及分析………………………21 结束语…………………………………………………………………23 参考文献………………………………………………………………24 致谢……………………………………………………………………25 附录 = 1 \* ROMAN I 相关C ++程序………………………………………………26 附录 = 2 \* ROMAN II 轴承的CAD图 ………………………………………………50 注释……………………………………………………………………50 371特种发动机气缸体的强度分析及其结构设计 摘 要 本文所提到的特种发动机是指在普通371发动机的基础上 ，将其连杆改为由主连杆、摆杆、驱动杆所组成的摆杆机构，就构成了371特种发动机的雏形。与普通371发动机相比，371特种发动机通过对摆杆机构的优化设计，能够克服常规连杆机构的致命弱点，提高连杆机构的驱动效率，达到提高内燃机热效率，降低燃油消耗效，减少排气污染的目的。 摆杆机构的受力最终还是作用在发动机机体上的，所以分析摆杆机构的受力及各个杆件的强度是非常有必要的。本文通过对特种发动机进行运动学分析得出了各个杆件节点的位移、速度、加速度随曲柄转角的变化关系，在此基础上通过动力学分析，得出了各个杆件节点的受力随曲柄转角的变化关系，从而得出Q点的受力情况。通过C语言编程找出Q点处轴承受力最大的方向，然后在这一方向上给轴承加强刚度。改变摆杆机构的设计参数，找到使有效效率最大的一组设计方案。 在普通371发动机结构图纸的基础上，画出了符合国家标准的特种发动机气缸体和摆杆工程图。 关键字：特种发动机 摆杆机构 运动学分析 动力学分析 Strength analysis of 371 special en