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摘 要
近10年来，我国摩托车工业发展速度更快，一跃成为了世界摩托车生产量最大的国家。而发动机是摩托车的心脏，发动机品质的好坏直接带动着摩托车市场的发展。目前的摩托车发动机为二冲程或四冲程汽油机，采用风冷冷却，有自然风冷与强制风冷两种。发动机的转速高，升功率大。气缸布置有卧式和立式两种，配气传动机构按凸轮所在位置又可分为上置式和下置式二种。
综上，我以宝雕太子125摩托车发动机为模型设计一款单缸四冲程摩托车的发动机，采用自然风冷的冷却方式，配气机构采用摇臂加顶杆的凸轮轴下置式的摩托车发动机，用CATIA软件建模做装配和运动仿真。
关键词：发动机建模、热计算、动力分析、强度校核
Abstract
Come nearly 10 years, development of industry of our country autocycle faster, to become the world 's largest national motorcycle production. Engine is the heart of motorcycle, engine quality directly drives a motorcycle market development. The motorcycle engine is two stroke or four stroke gasoline engine, adopting air cooling, natural air cooling and forced air cooling two. Engine high speed, high power per liter. Cylinder arrangement has two kinds of horizontal and vertical, with gas transmission mechanism by the cam location can be divided into upper and lower set two.
Therefore, I to Prince 125 motorcycle engine as a model to design a single cylinder four stroke motorcycle engine, adopting natural air cooling method, air distribution mechanism of the arm rod of camshaft type motorcycle engine, and used the CATIA software modeling assembly and movement simulation.
Keywords: the establishment of engine model; heat calculation; dynamic analysis ; strength checking
目 录
摘 要 I
Abstract II
第1章 绪论 1
1.1 发动机发展概况 1
1.2 本文主要研究内容 1
第2章 发动机的建模 3
2.1 发动机设计流程 3
2.2 发动机典型零部件的设计演示 3
2.2.1 活塞的设计 3
2.2.2 气门弹簧的设计 4
2.2.3 正时齿轮的设计 5
2.2.3 发动机壳体的设计 5
2.3 发动机的装配演示及材质的添加 6
2.4 发动机的仿真运动演示 7
2.5 发动机的装配模拟制作 8
2.6 发动机模型的后期制作 8
第3章 发动机热计算 10
3.1 换气过程计算 10
3.2 化学计算 10
3.3 压缩过程计算 11
3.4 燃烧过程计算 12
3.5 膨胀过程计算 12
3.6 技术指标计算 13
第4章 发动机动力计算 14
4.1 活塞的位移、速度、加速度 14
4.2 曲柄连杆机构的质量换算 15
4.3 曲柄连杆机构运动的惯性力 15
4.4 气体作用力与往复惯性力的合成分析 16
4.5 曲轴、连杆轴颈、主轴颈的受力分析 16
第5章 发动机主要零部件强度校核 18
5.1 曲轴的强度校核 18
5.1.1起动瞬时 19
5.1.2 额定工况下，曲拐受最大切向力时 20
5.1.3 额定工况下，曲拐受最大法向力时 22
5.1.4 额定工况下，曲拐受最小法向力时 24
5.2 连杆强度计算 25
5.2.1 连杆小头 25
5.2.2 连杆杆身 28
5.3 活塞顶强度计算 31
5.3.1顶部周缘的应力 31
5.3.2顶部中心应力 32
5.3.3环槽截面X～X的应力计算 32
5.3.4第一道活塞环带的强度计算 32
5.3.5活塞销孔的最大比压 33
5.3.6 活塞裙部单位侧压力 33
5.4 活塞销强度计算 33
5.4.1活塞销的比压 33
5.4.2 活塞销弯曲应力及剪应力 34
5.4.3 活塞销的最大失圆度 34
5.5 气缸头螺栓强度计算 35
5.5.1 缸头螺栓的受力 35
5.5.2 缸头螺栓的应力及安全系数 36
5.5.3 预紧力矩的验算 37
结 论 38
致 谢 39
参考文献 40
第1章 绪论
1.1 发动机发展概况
发动机最早诞生在英国，所以，发动机的概念也源于英语，它的本义是指那种“产生动力的机械装置”。随着科技的进步，人们不断地研制出不同用途多种类型的发动机，但是，不管哪种发动机，它的基本前提都是要以某种燃料燃烧来产生动力。所以，以电为能量来源的电动机，不属于发动机的范畴。回顾发动机产生和发展的历史，它经历了外燃机和内燃机两个发展阶段。
所谓外燃机，就是说它的燃料在发动机的外部燃烧，发动机将这种燃烧产生的热能转化成动能，瓦特改良的蒸汽机就是一种典型的外燃机，当大量的煤燃烧产生热能把水加热成大量的水蒸汽时，高压便产生了，然后这种高压又推动机械做功，从而完成了热能向动能的转变。
明白了什么是外燃机，也就知道了什么是内燃机。这一类型的发动机与外燃机的最大不同在于它的燃料在其内部燃烧。内燃机的种类十分繁多，我们常见的汽油机、柴油机是典型的内燃机。我们不常见的火箭发动机和飞机上装配的喷气式发动机也属于内燃机。不过，由于动力输出方式不同，前两者和后两者又存在着巨大的差异。一般地，在地面上使用的多是前者，在空中使用的多是后者。当然有些汽车制造者出于创造世界汽车车速新纪录的目的，也在汽车上装用过喷气式发动机，但这总是很特殊的例子，并不存在批量生产的适用性。
此外还有燃气轮机，这种发动机的工作特点是燃烧产生高压燃气，利用燃气的高压推动燃气轮机的叶片
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