机械原理课程设计单缸四冲程内燃机.docx

页眉内容 机械原理课程设计说明书 机械原理课程设计说明书 题目： 单缸四冲程内燃机机构设计及其运动分析 二级学院 机械工程学院 年级专业 13 材料本科班 学 号 学生姓名 指导教师 朱双霞 教师职称 教授 页脚内容 页眉内容 目 录 第一部分 绪论……………………………………………………… 2 第二部分 设计题目及主要技术参数说明………………………… 3 2.1 设计题目及机构示意图…………………………………… 3 2.2 机构简介…………………………………………………… 3 2.3 设计数据…………………………………………………… 4 第三部分 设计内容及方案分析…………………………………… 6 3.1 曲柄滑块机构设计及其运动分析………………………… 6 3.1.1 设计曲柄滑块机构……………………………………… 6 3.1.2 曲柄滑块机构的运动分析……………………………… 7 3.2 齿轮机构的设计… 11 齿轮传动类型的选择… 12 齿轮传动主要参数及几何尺寸的计算… 13 凸轮机构的设计… 13 从动件位移曲线的绘制… 14 凸轮机构基本尺寸的确定… 15 凸轮轮廓曲线的设计… 16 第四部分 设计总结 18 第五部分 参考文献 20 第六部分 图纸 21 页脚内容 页眉内容 第一部分 绪论 本课程设计主要内容是单缸四冲程内燃机机构设计及其运动分析，在设计计算中运用到了《机械原理》、《理论力学》、《机械制图》、 《高等数学》等多门课程知识。 内燃机是一种动力机械，它是通过使燃料在机器内部燃烧， 并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。通常所说的内燃机是指活塞式内燃机。活塞式内燃机以往复活塞式最为普遍。活塞式内燃机将燃料和空气混合，在其气缸内燃烧，释放出的热能是气缸内产生高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞做功。再通过曲柄连杆机构或其他机构将机械功输出，驱动从动机械工作。内燃机的工作循环由进气、压缩、燃烧和膨胀、排气等过程组成。这些过程中只有膨胀过程是对外做功的过程。其他过程都是为更好的实现做功过程而需要的过程。四冲程是指在进气、压缩、膨胀和排气四个行程内完成一个工作循环，此间曲轴旋转两圈。进气行程时，此时进气门开启，排气门关闭；压缩行程时，气缸、内气体受到压缩，压力增高，温度上升；膨胀行程是在压缩上止点前喷油或点火，使混合气燃烧，产生高温、高压，推动活塞下行并做功；排气行程时，活塞推挤气缸内废气经排气 门排出。此后再由进气行程开始，进行下一个工作循环。 页脚内容 页眉内容 第二部分 课题题目及主要技术参数说明 课题题目 单缸四冲程内燃机机构设计及其运动分析 图 图 2-1 内燃机机构简图 2.2 机构简介 内燃机是一种动力机械，它是通过使燃料在机器内部燃烧，并将 其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。 广义上的内燃机不仅包括往复活塞式内燃机、旋转活塞式发动机 和自由活塞式发动机，也包括旋转叶轮式的燃气轮机、喷气式发动机 等，但通常所说的内燃机是指活塞式内燃机。 活塞式内燃机以往复活塞式最为普遍。活塞式内燃机将燃料和空气混合，在其气缸内燃烧，释放出的热能使气缸内产生高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞作功，再通过曲柄连杆机构或其他机构将机械 页脚内容 页眉内容 功输出，驱动从动机械工作。内燃机的工作原理： 内燃机是将液体材料燃烧时产生的热能变成机械能的装置。往复式内燃机的主体机构为曲柄滑块机构，借气缸内的燃气压力推动活塞通过连杆而使曲柄做旋转运动。单缸四冲程内燃机，活塞在气缸内往 复移动四次，即进气、压缩、膨胀、排气四个过程。完成一个工作循环，它对应着曲柄转两圈。 进气冲程：活塞由上死点向下移动，进气阀开，可燃气体进入缸。由于进气系统有阻力，故进气行程终了时，气缸内压力低 于大气压力。 压缩冲程：活塞由下死点向上移动，进气阀闭合，将缸内燃气体压缩， 压力上升。 膨胀冲程：活塞在上死点附近，被压缩的气体被点燃，缸内压力骤增，气体压力推动活塞向下移动，即对外做功。 排气冲程:活塞由下死点向上移动。 由上可知，单缸四冲程内燃机在一个工作循环中，活塞只有一个冲程做功，即曲柄两转中，只有半转是因膨胀气体作用而被推动旋转，而其余的一转半中，借助机械的惯性来运转，因而曲柄所受驱动力是不均匀的，其速度波动也较大，所以一般在曲柄轴上装有飞轮。 2.3 设计数据 1、曲柄滑快机构设计及其运动分析 已知；活塞冲程H，按照行程速比系数K，偏心距e,,柄每分钟转数 n1 设计内容 设计数据表 曲柄滑块机构的设计 1 符号 H(mm) e(mm) K n (r/min) 1 数据 215 55 1.05 650 设计数据表 2 位置编号 位置编号 曲柄位置 （°） 5 9 150 270 页脚内容 页眉内容 图 2 曲柄位置图 机