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四缸汽油机的曲柄连杆机构分析设计说明书.doc

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四缸汽油机的曲柄连杆机构分析设计说明书.doc

黑龙江工程学院本科生毕业设计I摘要本文以捷达EA113汽油机的相关参数作为参考,对四缸汽油机的曲柄连杆机构的主要零部件进行了结构设计计算,并对曲柄连杆机构进行了有关运动学和动力学的理论分析与计算机仿真分析。首先,以运动学和动力学的理论知识为依据,对曲柄连杆机构的运动规律以及在运动中的受力等问题进行详尽的分析,并得到了精确的分析结果。其次分别对活塞组、连杆组以及曲轴进行详细的结构设计,并进行了结构强度和刚度的校核。再次,应用三维CAD软件PRO/ENGINEER建立了曲柄连杆机构各零部件的几何模型,在此工作的基础上,利用PRO/E软件的装配功能,将曲柄连杆机构的各组成零件装配成活塞组件、连杆组件和曲轴组件,然后利用PRO/E软件的机构分析模块PRO/MECHANISM,建立曲柄连杆机构的多刚体动力学模型,进行运动学分析和动力学分析模拟,研究了在不考虑外力作用并使曲轴保持匀速转动的情况下,活塞和连杆的运动规律以及曲柄连杆机构的运动包络。仿真结果的分析表明,仿真结果与发动机的实际工作状况基本一致,文章介绍的仿真方法为曲柄连杆机构的选型、优化设计提供了一种新思路。关键词发动机;曲柄连杆机构;受力分析;仿真建模;运动分析;PRO/E黑龙江工程学院本科生毕业设计IIABSTRACTTHISARTICLEREFERSTOBYTHEJEETAEA113GASOLINEENGINE’SRELATEDPARAMETERACHIEVEMENT,ITHASCARRIEDONTHESTRUCTURALDESIGNCOMPUTIONFORMAINPARTSOFTHECRANKLINKMECHANISMINTHEGASOLINEENGINEWITHFOURCYLINDERS,ANDHASCARRIEDONTHEORETICALANALYSISANDSIMULATIONANALYSISINCOMPUTERINKINEMATICSANDDYNAMICSFORTHECRANKLINKMECHANISMFIRST,MOTIONLAWSANDSTRESSINMOVEMENTABOUTTHECRANKLINKMECHANISMAREANALYZEDINDETAILANDTHEPRECISEANALYSISRESULTSAREOBTAINEDNEXTSEPARATELYTOTHEPISTONGROUP,THELINKAGEASWELLASTHECRANKCARRIESONTHEDETAILEDSTRUCTURALDESIGN,ANDHASCARRIEDONTHESTRUCTURALSTRENGTHANDTHERIGIDITYEXAMINATIONONCEMORE,APPLYSTHREEDIMENSIONALCADSOFTWAREPRO/ENGINEERESTABLISHINGTHEGEOMETRYMODELSOFALLKINDSOFPARTSINTHECRANKLINKMECHANISM,THENUSEINGTHEPRO/ESOFTWAREASSEMBLINGFUNCTIONASSEMBLESTHECOMPONENTSOFCRANKLINKINTOTHEPISTONMODULE,THECONNECTINGRODMODULEANDTHECRANKMODULE,THENUSINGPRO/ESOFTWAREMECHANISMANALYSISMODULEPRO/MECHANISM,ESTABLISHESTHEMULTIRIGIDDYNAMICSMODELOFTHECRANKLINK,ANDCARRIESONTHEKINEMATICSANALYSISANDTHEDYNAMICSANALYSISSIMULATION,ANDITSTUDIESTHEPISTONANDTHECONNECTINGRODMOVEMENTRULEASWELLASCRANKLINKMOTIONGEARMOVEMENTENVELOPMENTTHEANALYSISOFSIMULATIONRESULTSSHOWSTHATTHOSESIMULATIONRESULTSAREMEETTOTRUEWORKINGSTATEOFENGINEITALSOSHOWSTHATTHESIMULATIONMETHODINTRODUCEDHERECANOFFERANEWEFFICIENTANDCONVENIENTWAYFORTHEMECHANISMCHOOSINGANDOPTIMIZEDDESIGNOFCRANKCONNECTINGRODMECHANISMINENGINEKEYWORDSENGINE;CRANKSHAFTCONNECTINGRODMECHANISM;ANALYSISOFFORCE;MODELINGOFSIMULATION;MOVEMENTANALYSIS;PRO/E黑龙江工程学院本科生毕业设计目录摘要IABSTRACTII第1章绪论111选题的目的和意义112国内外的研究现状113设计研究的主要内容3第2章曲柄连杆机构受力分析421曲柄连杆机构的类型及方案选择422曲柄连杆机构运动学4211活塞位移5212活塞的速度6213活塞的加速度622曲柄连杆机构中的作用力7221气缸内工质的作用力7222机构的惯性力723本章小结14第3章活塞组的设计1531活塞的设计15311活塞的工作条件和设计要求15312活塞的材料16313活塞头部的设计16314活塞裙部的设计2132活塞销的设计23321活塞销的结构、材料23322活塞销强度和刚度计算2333活塞销座24331活塞销座结构设计24黑龙江工程学院本科生毕业设计332验算比压力2434活塞环设计及计算25341活塞环形状及主要尺寸设计25342活塞环强度校核2535本章小结26第4章连杆组的设计2741连杆的设计27411连杆的工作情况、设计要求和材料选用27412连杆长度的确定27413连杆小头的结构设计与强度、刚度计算27414连杆杆身的结构设计与强度计算30415连杆大头的结构设计与强度、刚度计算3342连杆螺栓的设计35421连杆螺栓的工作负荷与预紧力35422连杆螺栓的屈服强度校核和疲劳计算3543本章小结36第5章曲轴的设计3751曲轴的结构型式和材料的选择37511曲轴的工作条件和设计要求37512曲轴的结构型式37513曲轴的材料3752曲轴的主要尺寸的确定和结构细节设计38521曲柄销的直径和长度38522主轴颈的直径和长度38523曲柄39524平衡重39525油孔的位置和尺寸40526曲轴两端的结构40527曲轴的止推4053曲轴的疲劳强度校核41531作用于单元曲拐上的力和力矩41

注意事项

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