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H478发动机曲柄连杆机构的设计及三维建模

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题目H478发动机曲柄连杆机构设计及三维建模

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TOC\o1-3\h\z\u摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

1 绪论 1

1.1课题研究的背景和意义 1

1.2国内外研究现状 1

1.2.1国内外研究方法 1

1.2.2曲柄连杆机构零部件发展现状 2

1.2.3新型材料在曲柄连杆机构上的应用 3

1.3课题主要研究内容 4

2汽油机基本参数的选定 4

2.1汽油机有关参数选取 4

3 单缸汽油机GT-Power仿真建模 5

3.1GT-Power软件介绍 5

3.2单缸汽油机仿真建模 6

4 曲柄连杆机构的设计 12

4.1活塞的设计 12

4.1.1活塞的常用材料 12

4.1.2活塞的建构设计 13

4.2连杆组的设计 16

4.2.1连杆组设计要求 16

4.2.2连杆材料的选择 17

4.2.3连杆参数的选定 17

4.3曲轴的设计 19

4.3.1曲轴的工作情况 19

4.3.2曲轴设计要求 19

4.3.3曲轴的材料选择 20

4.3.4曲轴的结构设计 20

4.3.5曲轴的点火次序 20

4.3.6曲轴基本尺寸的选定 20

5 曲柄连杆机构的二维图绘制 23

5.1AutoCAD软件 24

5.2活塞的二维图 24

5.3连杆的二维图 24

5.4曲轴的二维图 24

5.5曲柄连杆机构的机构总成图 25

6 曲柄连杆机构的三维建模 25

6.1CATIAV5软件 25

6.2活塞的CATIAV5三维建模 25

6.3连杆的CATIAV5三维建模 26

6.4曲轴的CATIAV5三维建模 26

6.5曲柄连杆机构的装配图 26

7 曲柄连杆机构的运动学和动力学计算 27

7.1活塞位移、速度、加速度的计算 27

7.2活塞连杆组的作用力分析 28

(1) 气压力Fg的分析计算 28

（2）运动件的往复惯性力Fj的分析计算 29

（3）连杆的作用力计算 31

(4)活塞的校核 33

(5)连杆的校核 35

6）连杆大头刚度校核 41

7)曲轴的校核 41

8)运动干涉的验证 47

9）旋转离心力的计算 47

8 结论 47

9 致谢 48

10 参考文献 49

H478发动机曲柄连杆机构的设计及三维建模

Ⅰ

H478发动机曲柄连杆设计及三维建模

摘要

曲柄连杆机构作为汽车发动机中最主要的两大机构之一。其工作环境恶劣、承受较大载荷、精度要求较高。随着技术的进步，对发动机的动力性和经济性要求日益增高，很有必要对其结构进行优化设计。

本文通过对长安H系列478发动机的曲柄连杆机构进行研究设计，通过GT-Power软件模拟仿真单缸汽油机工作过程从而达到满足设计要求的发动机工作过程，由设计的活塞行程、连杆长度、压缩比来得到缸内气体燃烧压力值。在此基础上设计曲柄连杆机构的主要参数和创建其三维模型，最后对曲柄连杆机构进行动力学计算。

由动力学计算，可以得出活塞位移、速度、加速度曲线，再对设计的曲柄连杆进行校核运算，由此判定设计的合理性。

关键词：曲柄连杆、机构设计、三维建模。

Ⅱ

Abstract

Thecrankconnectingrodmechanismasoneo