机械原理课程设计--四冲程内燃机设计.doc

课程设计报告书 题目：四冲程内燃机设计 学 院 专 业 机械电子工程 学生姓名 学生学号 指导教师 课程编号 课程学分 2.0 起始日期 2015.1. 5 -2015.1.16  教 师 评 语 一、设计过程 □严谨认真 □较认真 □不认真 二、设计报告书 计算过程 □完整 □基本完整 □不完整 计算结果 □正确 □基本正确 □错误多 书面撰写 □规范 □较规范 □不规范 三、设计图 设计内容 □齐全 □较齐全 □不齐全 制图水平 □规范 □较规范 □不规范 图面质量 □优良 □良好 □中等 □较差 四、综合设计能力 □强 □一般 □较差 五、答辩 □清晰 □基本清晰 □不清晰 教师签名： 日 期： 成 绩 评 定 成绩： □优 □良 □中 □合格 □不合格 备 注 【目录】 四冲程内燃机的运动分析及总体设计思路 ………………………1 绘制内燃机运动简图（A4） ………………………………2 绘制连杆机构位置图（A2） ………………………………2 绘制机构15个位置的速度及加速度多边形（A2） ………………3 绘制滑块B的位移曲线、速度曲线及加速度曲（A2） …………3 动态静力分析（A1） ……………………………6 计算飞轮转动惯量（不计构件质量） ……………………………11 计算发动机功率 …………………………………14 对曲柄滑块进行机构部分平衡 ………………………………15 通过编程设计凸轮 …………………………………16 绘制内燃机工作循环图（A4） …………………………………23 心得体会 ………………………………23 PAGE \* MERGEFORMAT 15 PAGE \* MERGEFORMAT 15 PAGE \* MERGEFORMAT PAGE \* MERGEFORMAT 16 四冲程内燃机的运动分析及总体设计思路 根据设计任务书，我们需要解决以下问题：凸轮的参数是多少？如何能让机构正常循环工作？为了解决这个问题，我们需要对整个机构从运动及力学的角度分析。 首先，需要明确四冲程内燃机的工作原理：内燃机是通过吸气、压缩、燃烧、排气四个过程不断重复进行的。如果在四个冲程里完成吸气、压缩、做功（燃烧、膨胀）、排气的循环动作，就叫做四冲程。相应的内燃机叫四冲程内燃机。 第一冲程，即吸气冲程。这时曲轴向下转动，带动活塞向下，同时通过齿轮带动凸轮向下旋转，是凸轮的突起部分顶开进气阀门，雾状汽油和空气混合的燃料被吸入气缸。 第二冲程，即压缩冲程。曲轴带动活塞向上，凸轮的突起部分已经转两个过去，进气阀门被关闭，由于凸轮只转了周，所以排气阀门仍然处于关闭状态。活塞向上运动时，将第一冲程吸入的可燃气体压缩，被压缩的气体的压强达到0.6～1.5兆帕，温度升高到300摄氏度左右。 第三冲程是做功冲程。在压缩冲程末火花塞产生电火花，混合燃料迅速燃烧，温度骤然升高到2000摄氏度左右，压强达到3～5兆帕。高温高压烟气急剧膨胀，推动活塞向下做功，此时曲柄转动半周而凸轮转过 周，两个气阀仍然紧闭。 第四冲程是排气冲程。由于飞轮的惯性，曲柄转动，使活塞向上运动，这时由于凸轮顶开排气阀，将废气排出缸外。 四个冲程是内燃机的一个循环，每一个循环，活塞往复两次，曲柄转动两周，进排气阀门各开一次。 1 .1 已知条件： 活塞行程 H=215 (mm) 活塞直径 D＝170（mm） 活塞移动导路相对于曲柄中心的距离 e＝45 (mm) 行程速比系数 K＝1.054 连杆重心C至A点的距离 ＝0.35× 曲柄重量 ＝150 (N)连杆重量 ＝120 (N) 活塞重量 ＝200（N）曲柄的转速 ＝600 (rpm) 连杆通过质心C的转动惯性半径 ＝0.16 () 发动机的许用速度不均匀系数 []＝1/90 曲柄不平衡的重心到O点的距离 ＝ (mm) 开放提前角 进气门：-10°；排气门：-32° 齿轮参数：=3.5 (mm) ；=20°；=1 ==14 ;