汽車曲柄連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).doc

黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)摘要本文以捷達(dá)EA113汽油機(jī)的相關(guān)參數(shù)作為參考，對(duì)四缸汽油機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)的主要零部件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算，并對(duì)曲柄連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行了有關(guān)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的理論分析與計(jì)算機(jī)仿真分析。首先，以運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的理論知識(shí)為依據(jù)，對(duì)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及在運(yùn)動(dòng)中的受力等問題進(jìn)行詳盡的分析，并得到了精確的分析結(jié)果。其次分別對(duì)活塞組、連桿組以及曲軸進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度的校核。再次，應(yīng)用三維CAD軟件：Pro/Engineer建立了曲柄連桿機(jī)構(gòu)各零部件的幾何模型，在此工作的基礎(chǔ)上，利用Pro/E軟件的裝配功能，將曲柄連桿機(jī)構(gòu)的各組成零件裝配成活塞組件、連桿組件和曲軸組件，然后利用Pro/E軟件的機(jī)構(gòu)分析模塊(Pro/Mechanism)，建立曲柄連桿機(jī)構(gòu)的多剛體動(dòng)力學(xué)模型，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和動(dòng)力學(xué)分析模擬，研究了在不考慮外力作用并使曲軸保持勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，活塞和連桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)包絡(luò)。仿真結(jié)果的分析表明，仿真結(jié)果與發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際工作狀況基本一致，文章介紹的仿真方法為曲柄連桿機(jī)構(gòu)的選型、優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了一種新思路。關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)；曲柄連桿機(jī)構(gòu)；受力分析；仿真建模；運(yùn)動(dòng)分析；Pro/E ABSTRACTThis article refers to by the Jeeta EA113 gasoline engines related parameter achievement, it has carried on the structural design compution for main parts of the crank link mechanism in the gasoline engine with four cylinders, and has carried on theoretical analysis and simulation analysis in computer in kinematics and dynamics for the crank link mechanism.First, motion laws and stress in movement about the crank link mechanism are analyzed in detail and the precise analysis results are obtained. Next separately to the piston group, the linkage as well as the crank carries on the detailed structural design, and has carried on the structural strength and the rigidity examination. Once more, applys three-dimensional CAD software Pro/Engineer establishing the geometry models of all kinds of parts in the crank link mechanism, then useing the Pro/E software assembling function assembles the components of crank link into the piston module, the connecting rod module and the crank module, then using Pro/E software mechanism analysis module (Pro/Mechanism), establishes the multi-rigid dynamics model of the crank link, and carries on the kinematics analysis and the dynamics analysis simulation, and it studies the piston and the connecting rod movement rule as well as crank link motion gear movement envelopment. The analysis of simulation results shows that those simulation results are meet to true working state of engine. It also shows that the simulation method introduced here can offer a new efficient and convenient way for the mechanism choosing and optimized design of crank-connecting rod mechanism in engine.Key words: Engine；Crankshaft-Connecting Rod Mechanism；Analysis of Force；Modeling of Simulation；Movement Analysis；Pro/EI目錄摘要IAbstractII第1章 緒論11.1 選題的目的和意義11.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀11.3 設(shè)計(jì)研究的主要內(nèi)容3第2章 曲柄連桿機(jī)構(gòu)受力分析42.1 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的類型及方案選擇42.2 曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)42.1.1 活塞位移52.1.2 活塞的速度62.1.3 活塞的加速度62.2 曲柄連桿機(jī)構(gòu)中的作用力72.2.1 氣缸內(nèi)工質(zhì)的作用力72.2.2 機(jī)構(gòu)的慣性力72.3 本章小結(jié)14第3章 活塞組的設(shè)計(jì)153.1 活塞的設(shè)計(jì)153.1.1 活塞的工作條件和設(shè)計(jì)要求153.1.2 活塞的材料163.1.3 活塞頭部的設(shè)計(jì)163.1.4 活塞裙部的設(shè)計(jì)213.2 活塞銷的設(shè)計(jì)233.2.1 活塞銷的結(jié)構(gòu)、材料233.2.2 活塞銷強(qiáng)度和剛度計(jì)算233.3 活塞銷座243.3.1 活塞銷座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)243.3.2 驗(yàn)算比壓力243.4 活塞環(huán)設(shè)計(jì)及計(jì)算253.4.1 活塞環(huán)形狀及主要尺寸設(shè)計(jì)253.4.2 活塞環(huán)強(qiáng)度校核253.5 本章小結(jié)26第4章 連桿組的設(shè)計(jì)274.1 連桿的設(shè)計(jì)274.1.1 連桿的工作情況、設(shè)計(jì)要求和材料選用274.1.2 連桿長度的確定274.1.3 連桿小頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度、剛度計(jì)算274.1.4 連桿桿身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度計(jì)算304.1.5 連桿大頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度、剛度計(jì)算334.2 連桿螺栓的設(shè)計(jì)354.2.1 連桿螺栓的工作負(fù)荷與預(yù)緊力354.2.2 連桿螺栓的屈服強(qiáng)度校核和疲勞計(jì)算354.3 本章小結(jié)36第5章 曲軸的設(shè)計(jì)375.1 曲軸的結(jié)構(gòu)型式和材料的選擇375.1.1 曲軸的工作條件和設(shè)計(jì)要求375.1.2 曲軸的結(jié)構(gòu)型式375.1.3 曲軸的材料375.2 曲軸的主要尺寸的確定和結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)385.2.1 曲柄銷的直徑和長度385.2.2 主軸頸的直徑和長度385.2.3 曲柄395.2.4 平衡重395.2.5 油孔的位置和尺寸405.2.6 曲軸兩端的結(jié)構(gòu)405.2.7 曲軸的止推405.3 曲軸的疲勞強(qiáng)度校核415.3.1 作用于單元曲拐上的力和力矩415.3.2 名義應(yīng)力的計(jì)算455.4 本章小結(jié)47第6章 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的創(chuàng)建486.1 對(duì)Pro/E軟件基本功能的介紹486.2 活塞的創(chuàng)建486.2.1 活塞的特點(diǎn)分析486.2.2 活塞的建模思路486.2.3 活塞的建模步驟496.3 連桿的創(chuàng)建506.3.1 連桿的特點(diǎn)分析506.3.2 連桿的建模思路506.3.3 連桿體的建模步驟516.3.4 連桿蓋的建模526.4 曲軸的創(chuàng)建526.4.1 曲軸的特點(diǎn)分析526.4.2 曲軸的建模思路526.4.3 曲軸的建模步驟536.5 曲柄連桿機(jī)構(gòu)其它零件的創(chuàng)建556.5.1 活塞銷的創(chuàng)建556.5.2 活塞銷卡環(huán)的創(chuàng)建556.5.3 連桿小頭襯套的創(chuàng)建556.5.4 大頭軸瓦的創(chuàng)建556.5.5 連桿螺栓的創(chuàng)建566.6 本章小結(jié)56第7章 曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析577.1 活塞及連桿的裝配577.1.1 組件裝配的分析與思路577.1.2 活塞組件裝配步驟577.1.3 連桿組件的裝配步驟587.2 定義曲軸連桿的連接597.3 定義伺服電動(dòng)機(jī)607.4 建立運(yùn)動(dòng)分析607.5 進(jìn)行干涉檢驗(yàn)與視頻制作617.6 獲取分析結(jié)果627.7 對(duì)結(jié)果的分析647.8 本章小結(jié)64結(jié)論65參考文獻(xiàn)66致謝67附錄68需畢業(yè)論文正文全文及全套圖紙可聯(lián)系: QQ或微信:631768401 TEL:182674195196