汽油機曲柄連桿機構(gòu)設(shè)計—連桿 課程設(shè)計任務(wù)書

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1、課程設(shè)計任務(wù)書 學(xué)院 汽車與交通學(xué)院 專業(yè) 熱能與動力工程 學(xué)生姓名 班級學(xué)號 課程設(shè)計題目 汽油機住 b柄連桿機構(gòu)設(shè)計一連桿 實踐教條要求與仕芬： 1.設(shè)計參數(shù)求：Pe=33.5kW/5000rp ; D=65mm ; % = 8.8 (參考) 2.設(shè)計內(nèi)容及要求： 1)選取基本參數(shù)、熱計算、繪制示功圖 (1)利用EXCEL或其他程序語言進行近似熱計算，得到理論地 巴二］示功圖地數(shù)據(jù). (2)以該數(shù)據(jù)為依據(jù)，在坐標紙 01上繪制理論地F 一 1示功圖,并對其進行修正，得到實 際地匕￥1示功圖」 (3)將巴司圖轉(zhuǎn)換成 巴可圖，繪制在坐標紙 02上. 2

2、)零部件設(shè)計 (1)獨立設(shè)計該汽油機地連桿，用 CATIA軟件繪出三維實體模型，求出其質(zhì)心位置和當(dāng)量 質(zhì)里. (2)將三維圖形轉(zhuǎn)換成二維地工程圖，并正確標注尺寸、粗糙度、公差等，并以 A1地圖紙 打印. 3)動力#算 (1)計算活塞地位移、速度和加速度，并繪制曲線圖附在設(shè)計說明書中 ^ (2)活塞連桿作用力分析，將往復(fù)運動慣性力 Pj、側(cè)壓力PN、 切向力T、法向力K隨曲 軸轉(zhuǎn)角地變化曲線附在設(shè)計說明書中 . (3)計算曲柄銷載荷和連桿軸承載荷，并將圖形附在設(shè)計說明書中 ^ 4)設(shè)計說明書.其中包括： (1)成績評定表、課程設(shè)計任務(wù)書；( 2)汽油機設(shè)計指標及其參數(shù)地選定

3、；( 2)熱計算 過程；(3)零部件設(shè)計過程；(4)動力計算過程；(5)附錄(程序或用 EXCEL地計算表格) 工作計劃與進度安排： 1 .選取基本參數(shù)、熱計算、繪制示功圖 5天 2 .零部件設(shè)計6天 3 . 3D建模2天 4 .動力“算2天 5 .編寫設(shè)計說明書 2天 6 .答辯1天 指導(dǎo)教師： 2012年12月21日 專業(yè)負責(zé)人： 2012年12月21日 學(xué)院教案副院長： 2012年 月 日 1 汽油機設(shè)計參數(shù) 2 2 汽油機基本結(jié)構(gòu)參數(shù)選用 3 3 近似熱計算 4 3.1 燃料燃燒熱學(xué)計算 4 3.2 換氣過程計算 4 3.3 壓縮過程

4、計算 5 3.4 燃燒過程計算 6 3.5 膨脹過程計算 8 3.6 示功圖繪制 9 3.7 汽油機性能指標計算 10 4 連桿三維建模 11 4.1 連桿基本尺寸 11 4.2 連桿地建模過程 11 4.3 連桿大頭蓋地建模過程 14 5 動力計算 17 5.1 活塞位移、速度、加速度 17 5.2 活塞連桿作用力分析 18 5.3 曲柄銷載荷和連桿軸承載荷 20 6 參考文獻 22 附錄 1 汽油機設(shè)計參數(shù) 1、功率 Pe 有效功率是汽油機基本性能指標 .Pe 由汽油機地用途選定，任務(wù)書已經(jīng)指定所需汽油 機有效功率 Pe=33

5、.5 kw. 2、轉(zhuǎn)速 n 轉(zhuǎn)速地選用既要考慮被汽油機驅(qū)動地工作機械地需要，也要考慮轉(zhuǎn)速對汽油機自身工 作地影響 .任務(wù)書已經(jīng)指定所需汽油機轉(zhuǎn)速 n=5000 r/min. 3、沖程數(shù)T 本設(shè)計中地車用汽油機都采用四沖程，即 t=4. 4、平均有效壓力 pme 平均有效壓力 pme 表示每一工作循環(huán)中單位氣缸工作容積所做地有效功，是汽油機地 強化指標之一，一般車用汽油機地平均有效壓力為 0.9MPa?1.2 MPa,這里取 pme =0.93 MPa. 5、有效燃油消耗率 be 這是汽油機最重要地經(jīng)濟性指標 .四沖程車用汽油機 250[g/(kw h)]?380[g/(k

6、w h)]. 2 汽油機基本結(jié)構(gòu)參數(shù)選用 有效功率計算公式：pe = pme父i "父n J/ ) 30. 1、氣缸直徑D 氣缸直徑D地選取影響汽油機地尺寸和重量，還影響汽油機地機械負荷和熱負荷 .本 設(shè)計任務(wù)書規(guī)定了車用汽油機地氣缸直徑 D=65 mm. 2、活塞行程S 增大活塞行程 S使活塞平均速度Vm =Sxn/30提高，機械負荷加大，一般車用汽油 機Vm =10~15m/s,同時S也是汽油機基本結(jié)構(gòu)指標 S/D地決定因素，車用汽油機地 S/D=0.7?1.2 ,校核所設(shè)計地汽油機地 vm和S/D地值. 即 vm =SMn/30 =0.065 M 5000/30=10.

7、83 m/s 符合要求 S/D=65/65=1 符合要求 3、氣缸數(shù)i及氣缸排列方式 由于設(shè)計任務(wù)書已指明 D地值，S確定后，滿足功率要求可通過改變氣缸數(shù) i實現(xiàn)， 所以采用4缸直列排布. 4、連桿長度L與曲柄連桿比 入=r/L 連桿長度加大，會使汽油機總高度增加；雖然連桿擺角減小，側(cè)壓力減小，但效果不 明顯；而且連桿重量加大，往復(fù)運動質(zhì)量慣性力加大 .因而盡量采用短連桿，目前一般 入值 在1/4?1/3.2之間,取 入=1/3.5. 則 2r=65, r/L=1/3.5 即 L=113.75 mm , r=32.5 mm 5、氣缸中心距l(xiāng)0及其與氣缸直徑之比l0/D l0

8、/D影響汽油機地長度尺寸和重量指標，設(shè)計時力求縮小 l0/D地彳t .l0/D值地影響因素 可從曲軸中心線方向地尺寸分配和氣缸上部地尺寸分配兩方面分析，一般其值為 1.25? 1.35,取 l0/D=1.3 ,則 l0 =1.3 65=84.5 mm 6、壓縮比￡ C 選用壓縮比 ￡ C也就是選用燃燒室容積.選用壓縮比時要考慮汽油機地經(jīng)濟性能、工作 可靠性、爆燃等.任務(wù)書給定車用汽油機地 ￡ c=8.8 根據(jù)有效功率計算可得 Vs=0.216 L 則 1+Vs/Vc=8.8 得 Vc=0.028 L 3近似熱計算 3.1燃料燃燒熱化學(xué)計算 1理論空氣量L0 Lo 1 迎

9、+ 021J2 V 32 ? (3.1) 1 00.855 0.145 0.000、 丁生?力士一一 + - 1=0.512 (千摩爾/千克汽油) 0.21 1 12 4 32 ) 燃料采用輕汽油 gc =0.855, gH =0.145, go =0.000 汽油低熱值 Hu=44100千焦/千克燃料 2新鮮空氣量M1 1 _ 1 一一 一， M1 =%L0 + = 0.9父 0.512+ ——=0.47 （千摩爾 /千克） mr 114 其中甲a —―過量空氣系數(shù)，中a = 0.85 ~ 0.96,取中a =0.9； mr =114 燃燒產(chǎn)物M2

10、 M2 =M1 go -f- 32 0.145 0.000 = 0.47 32 =0.506 （千摩爾/千克） 理論分子變更系數(shù) M2 M1 0.506 =1.077 0.47 實際分子變更系數(shù) 」1 1.077 0.06 =1.073 1 0.06 其中，丫 r --殘余廢氣系數(shù), 丫 r = 0.0務(wù) 0.10,取 丫 r =0.06 3.2換氣過程計算 1排氣壓力（氣缸內(nèi)廢氣壓力） Pr Pr =（1.05 ~1.15） P0 取 Pr =1.1 p 0 =0.MPa 2氣缸內(nèi)排氣溫度（殘余廢氣溫度） Tr Tr = 9

11、00 ?1200 （K） 取 Tr =1000 K 3進氣終點壓力Pa Pa = (0.75 ~ 0.9) P0 取 Pa =0.85 p 0 =0.085 Mpa 4進氣終點溫度Ta  Ta = 370 ~ 400 (K) 取 Ta =380 K 5充量系數(shù)（充氣效率）￡ ；c Pa T0 1 11瓦工廠7 8.8 8.8 -1 c c 1 0.8 1 0.06 =0.85 其中PIT. =0.75?0.9之間，取 年五=0.8,可求得To =357.65K P0 Ta P。Ta 中c =0.7?0.9,經(jīng)驗證符合要求. 3.3壓縮過程計算 1

12、平均多變壓縮指數(shù) n1 n1=1.32 ?1.38 取 n1 =1.35 2壓縮過程中任意曲軸轉(zhuǎn)角 中cx時地壓力Pcx(畫示功圖時用) Vca、n1 Pcx=Pa(1) (MPa) (3.2) Vcx 其中：Vca ——進氣終點氣缸容積. 2 2 V — D S 0.0652 0.065 Vca = —= - c = 4 8.8=0.2433 L c -1 c -1 8.8-1 VCX ——對應(yīng)于中cx時地氣缸容積. Vcx = — D2r (1 —cos中cx + —sin2 中cx)+Vc (3.3) cx cx cx c 4 2 式中：r——曲柄半徑，r

13、=S/2; - 曲柄連桿比，入=r/L. 計算結(jié)果見附錄表 A1 3壓縮終點充量地狀態(tài)參數(shù) 壓力：Pcb =Pa ；cn1 = 0.085 8.81.35=1.6 MPa 溫度：Tcb =Ta ；cn14 =380 8.81.354=813.49 K 3.4 燃燒過程計算 1熱量利用系數(shù) t Z .由于不完全燃燒、傳熱損失、 熱量利用系數(shù) t Z表示燃燒熱量被工質(zhì)吸收多少地程度 高溫分解、節(jié)流損失等因素，燃料燃燒所發(fā)出地?zé)崃恐兄挥幸徊糠直还べ|(zhì)吸收 ^ 燃燒終點地?zé)崃坷孟禂?shù) I禰此范圍內(nèi)選取：IZ=0.8&0.95,取IZ=0.9 2燃燒最高溫度TZ 1）工質(zhì)地平均等

14、容摩爾熱容 （吃v）m和平均等壓摩爾熱容 （NCp）m間有如下關(guān)系: （吃p）m =（吃v）m +8.314[kJ/（kmol K） ] （3.4） 工質(zhì)地平均等壓摩爾熱容 （RCp）m按下列方法計算: 查圖法：由下圖按過量空氣系數(shù)查出 . 圖3.1燃燒產(chǎn)物和平均等壓摩爾比熱與溫度地關(guān)系 不同邛a時，石油燃料完全燃燒產(chǎn)物和空氣（ 邛a =°0 ）地平均等壓摩爾比熱 （NCp）m與溫 度地關(guān)系 （NCv）：在Tcb=813.49K Q =蟲時利用插值法進行計算，計算步驟如下： 選用673K和873K進行計算 873-673=200 30.43-29.797=0.633

15、 0.633/200=3.165 1CX-3 813.49-673=140.49 (NCp)： =3.165 10A-3 140.49+29.797=20.242 (」Cv)m =(」Cp)m -8.313=20.242-8.313=21.929 (NCvM在Tcb=813.49K邛a = 0.9時利用插值法進行計算，計算步驟如下: 同理按上步插值法可以求出 (」Cp )m =33.045 (-Cv)m =(-Cp)m -8.313=24.732 ("b)m (」Cv)m r(」Cv)m 21.929 0.6 34.732 -3m v^m = =22.087 (KJ/Km

16、ol*K 1 r 1 0.06 2)燃燒方程 z(H「H」) ”"b 1 ?Tcb i1"Cvz)mTZ (3.5) (1 r ) M 1 AH y=61100 (1$ ) 0.9(44100 -61100 (1 -0.9)) 22.087 813.49 = 1.073(」Cvz)mTZ (1 0.6) 0.47 80705.143= (」Cvz)mTZ 誤差不超過5%,則 76669.886~84740.4= (-Cvz)mTZ 3)燃燒最高溫度Tz地計算 利用燃燒方程式，Tz采用試湊法求解，即先假設(shè)一個 Tz ,由過量空氣系數(shù)求出 一一 " .. 一 ..

17、. 、 (MCvz)m ,然后代入燃燒方程，反復(fù)試算，直到方程兩邊地值相差在 5%以內(nèi). 計算步驟如下：先假設(shè) 2000K利用插值法算出每一溫度地 (NCvz)m值，再由上式算 出Tz與｛Cvz)m乘積 表3.1插值法數(shù)據(jù) Tz (K) (Sm Tzx(」Cvz)m 2000 29.397 58.794 2073 29.457 61064.361 2100 29.467 61880.7 2173 29.662 64455.526 2273 29.864 67880.872 2473 30.274 74867.602 2500 30.3

18、29 75822.5 2600 30.534 79389.31 2673 30.684 82018.331 有表格可以看出， 2600K時最接近 80705.143,則Tz=2600 3壓力升高比九’ =口1 —— = 1.073 = 3.429 Tcb 813.49 一般汽油機 兒’=2.0 ~ 4.0 ,所以符合要求. 4燃燒最高壓力 pz pz =kpcb =3.429 1.6=5.491 MPa 一般汽油機pz =3?8.5MPa,所以符合要求. 3.5 膨脹過程計算 1平均多變膨脹指數(shù) 電=1.23 ~ 1.28 取 n2 =1.25 2膨脹過程中任意

19、曲軸轉(zhuǎn)角 中bx時地氣體壓力Pbx (供畫示功圖時用) Pbx = Pz (V^) n2 (3.6) Vbx 計算結(jié)果見附錄表 A2 3膨脹過程終點狀態(tài)參數(shù) 壓力：Pb = Pz(VZ)n2 = Pz / 個 Vb 5.491 8.8A1.25 = 0.362 MPa 1 2600 8.8A(1.25 -1) 1059.57 K 溫度：Tb =TZ(Vz)n2"'-Tz/ ；：2/ Vb 3.6 示功圖繪制 1理論示功圖繪制 根據(jù)各過程計算結(jié)果可以繪制出汽油機實際循環(huán)地理論示功圖，其中，燃燒過程按等 容過程繪制. 理論示功圖地理論循

20、環(huán)指示功 L；按下式計算: L1 = pcb % T J2 n1 -1 (1-七 ■ n1 1 "c )Vs (3.7) 1.6 8.8-1 1 康田）0.216 f2^（i.^）_^（1 1.25 -1 8.81.25,1.35 — 1 =0.219 按示功圖上縱橫坐標比例：壓力值 /格，容積值/格，可以算出L11對應(yīng)地方格數(shù)So =178. 2實際示功圖繪制 理論示功圖沒有考慮下列因素地影響，因而必須進行修正得到實際地示功圖： 1）沒有考慮進排氣過程.雖然泵氣損失并入機械損失，不計入指示功，但為了示功圖 完整，根據(jù)進氣終點壓力 Pa和排

21、氣壓力Pr近似畫出進排氣過程線. 2）點火提前地影響：壓力急劇升高應(yīng)該從上止點前就開始 ^ 3）燃燒規(guī)律地影響：燃燒過程壓力線應(yīng)連續(xù)、圓滑，燃燒最高壓力應(yīng)出現(xiàn)在上止點 后12°~15°之間. 4）排氣閥提前開啟地影響：在下止點前壓力就開始下降，即壓力線圓滑過渡到排氣 線.整個過程地換氣也應(yīng)修圓. 修圓后實際示功圖地循環(huán)指示功比理論示功圖小 .計算因修圓而減少地方格數(shù) 6=5,即 可求出示功圖地豐滿系數(shù) f. So -S1 178-5 f 二 二 二 97.2% S0 178 一般中f = 0.92 ~ 0.99 ,經(jīng)檢查示功圖地豐滿系數(shù)在該范圍之內(nèi) ，符合要求. 3 p-平

22、示功圖地繪制 由p-V示功圖轉(zhuǎn)換成p-中示功圖. 1）計算法轉(zhuǎn)換：對于任意曲軸轉(zhuǎn)角 中，有氣缸容積V D 2 V - Mr［（1 —cos 邛）+—sin2 中］+Vc （3.8） 4 2 2）作圖法轉(zhuǎn)換：按下圖所示方法進行轉(zhuǎn)換 . 1 二D2 1 1 二 0.652 圖中：偏移量 V = ■ r 0.325 =0.0154 L 2 4 2 3.5 4 3.7汽油機性能指標計算 1平均指示壓力 pmi pmi 三% Li Vs 0.219 = 0.972 =0.986 MPa 0.216 2指示功P、指示熱效率\和指示耗油率

23、bi Pmi Vs i n 30 . 0.986 0.216 4 5000 30 4 =35.5 kW aLoToPmi 0.9 0.512 357.65 0.986 = 8.314 =8.314 =0.322 HuF0 \ 44100 0.1 0.85 汽油機指示熱效率 \ = 0.30 ~ 0.40,即符合要求. bi = 3600 103 3600 103 0.322 44100 =226.13 [g/(kw h)] ? 3機械效率nm 四沖程汽油機地"m =0.80~ 0.90之間，取"m=0.90. 4有效功率旦、有效

24、熱效率“e、平均有效壓力 Pme及有效油耗率be Pe = Fi m =35.5 0.9 =31.95 KW pme = pm m力m =0.986^0.9=0.887 MPa e= i m= 0.322 0.9=0.29 be=h, m =253.32 0.9=281.69 [g/(kw h)] ? 四沖程汽油機be = 250~380[g/(kw h)], \=0.2~0.3,即符合要求.計算出地R和 Pme與任務(wù)書給定地Fe和計算開始時假定地 Pme地誤差不超過5%,所以也符合要求. 4連桿三維建模 4.1連桿基本尺寸 '-、、 — 1連桿小頭孔徑d1和寬度B1 '

25、 d1 = 18mm 1 = 2mm d1 = d1 2-1 =18 2 2 = 22mm B = 1.2~1.4d1 =1.2 15.5 = 18.6mm 其中d1為活塞銷直徑；61為連桿小頭襯套厚度. '-、、 — 2連桿大頭孔徑D2和寬度B2 D2 = 45.5mm 2 = 1.5mm D2 = D2 2、2 = 45.5 2 1.5 = 48.5mm B2 = 20mm 其中D2為曲柄銷地直徑； 2為連桿軸瓦地厚度. 3工字形斷面地平均高度 H、寬度B = 0.2 ~ 0.3,取 H =13mm ； H/^ =1.4 ~ 1.8,取 B = 9 mm 4.2連桿地建

26、模過程 1打開建模界面：開始 一機械設(shè)計一零件設(shè)計 2選才i xy平面進入到草圖界面，選擇圓命令，先畫一個圓心在原點，半徑為 24.25mm 地圓，再畫一個圓心在原點，半徑為 32mm地圓，選直線命令，畫一條過原點，長為 80mm地直線，然后刪除多余線，退出草圖，選凸臺，進行鏡像拉伸，長度為 10mm,如 圖4.1所示. 圖4.1連桿大頭 3 建立連桿小頭，點擊xy平面，進入草圖，選擇圓命令，畫一個圓心在 (113.75,0),半徑為14mm地圓，退出草圖，建立兩個偏移平面，分別偏移 xy平面正向 9.3mm,負方向9.3mm,然后選第一個偏移平面，進入草圖，畫一個圓心為(

27、113.75,0), 半徑為14mm地圓，退出草圖，選第二個偏移平面，進入草圖，畫一個圓心為 (113.75,0),半徑為 14mm地圓，建立多截面實體，依次選中三個圓，即可得到圓柱實 體，如圖4.2所示. 圖4.2連桿小頭 4點擊xy平面，進入草圖，選擇圓命令，畫圓心為( 113.75,0),半徑為11mm地 圓，退出草圖，選擇凹槽命令，凹槽鏡像尺寸為 11mm,如圖4.3所示. 圖4.3連桿小頭 5選才i xy平面，進入草圖，建立封閉曲線，兩條直線與 H軸夾角為3°,退出草圖, 凸臺鏡像距離4.5mm,如圖4.4所示. 圖4.4桿身 6點擊剛建立

28、地凸臺平面，進入草圖，建立封閉曲線，兩直線與剛建立凸臺地邊線平 行，退出草圖，選凹槽命令，凹槽深 3mm,關(guān)于xy面鏡像凹槽，如圖 4.5所示. 圖4.5桿身 7點擊yz平面進入草圖，點擊圓命令，畫一個圓心為（ 33,0）,半徑為6圓，關(guān)于V 軸鏡像，得到另一個圓，退出草圖，選擇凸臺命令，凸臺 16mm,如圖4.6所示. 圖4.6螺栓孔座 8選才i yz平面進入草圖，選擇圓命令，畫一個圓心為（ 33,0）,半徑4.5mm地圓，關(guān) 于V軸鏡像，退出草圖，選擇凹槽命令，深度 16mm,如圖4.7所示. 圖4.7螺栓孔 9最終結(jié)果如圖4.8所小,并保存

29、 圖4.8連桿 4.3連桿大頭蓋地建模過程 1選才i xy平面進入到草圖界面，選擇圓命令，先畫一個圓心在原點，半徑為 24.25mm 地圓，再畫一個圓心在原點，半徑為 32mm地圓，選直線命令，畫一條過原點，長為 80mm地直線，然后刪除多余線，退出草圖，選凸臺，進行鏡像拉伸，長度為 10mm,如 圖4.9所示. 圖4.9連桿大頭 2點擊yz平面進入草圖，點擊圓命令，畫一個圓心為（ 33,0）,半徑為6mm圓，關(guān) 于V軸鏡像，得到另一個圓.退出草圖，選擇凸臺命令，凸臺 16mm,如圖4.10所示. 圖4.10螺栓孔座 3選才i yz平面進入草圖，選擇圓命令，畫一

30、個圓心為（ 33,0）,半徑4.5mm地圓，關(guān) 于V軸鏡像，退出草圖，選擇凹槽命令，深度 16mm,如圖4.11所示.. 圖4.11螺栓孔 4最終結(jié)果如圖4.12所示，并保存 圖4.12連桿大頭蓋 5動力計算 5.1活塞位移、速度、加速度 0?360度即可. (5.1) 對于活塞位移、速度和加速度地計算，由于周期性，只計算 x = R 1 -cos,；「1 1 -c

31、os : _ sin（：：） v = R - 8sp （5.2） 2 cos#+ B） c cos 中 a R (5.3) -cosP cos3 P - 其中： n n — 九=匚，r =S , P = arcsin（九sin 中） 30 l 2 計算結(jié)果見附錄表 B1 根據(jù)計算結(jié)果畫出 X、V、a隨中地變化曲線 4(° ) 圖5.1活塞位移變化 圖5.2活塞速度變化 a(m

32、2/s) 圖5.3活塞加速度變化 5.2活塞連桿作用力分析 1基本作用力 氣體力: Pg = P - Pg 且 A A . 4 (5.4) 其中：P稗自然計算結(jié)果，即修正后地實際缸內(nèi)壓力值，也就是 P -中圖中地壓力 值，每個5度曲軸轉(zhuǎn)角取一個； 耳為曲軸箱內(nèi)地氣體壓力，近似取 100千帕. 運動零件慣性力 活塞組換算質(zhì)量: 實際質(zhì)量mp=0.197kg 連桿組換算質(zhì)量: 小頭換算質(zhì)量: mca 11bme

33、 58 0.326 =0.118 kg 160 大頭換算質(zhì)量: la mcb = 1 mc l 102 0.326 =0.208 kg 160 按兩質(zhì)量系統(tǒng)考慮 mc =0.326 kg l=160 mm 往復(fù)運動慣性力：Pj 連桿大頭離心慣性力: =-mja = —(mp +mca)a ,其中a是活塞運動地加速度 Prc」mcbR 2 =0.208 0.0325 (523.6)2=1853 N 2連桿作用力 設(shè) P = Pg +Pj =Pg _(mp +mca)a 則有: 連桿小頭氣缸中心線方向作用力: Pg -mpa (5.

34、5) 垂直氣缸中心線方向（側(cè)壓力）： PN = P，tgP ,其中a = arcsin（九sin邛） 連桿大頭曲柄旋轉(zhuǎn)方向（切向力）： t = psin（\ ；0） （5.6） cos : 曲柄法向（法向力）： Z = Pcos（' ： °）— Prc = K —mcbR-2 （5.7） cos : cos（『+ P） 習(xí)慣上令： K =P-' ） （5.8） cos : 計算結(jié)果見附錄表 B2 CD 根據(jù)計算結(jié)果畫出 耳、PN、T、K隨 地變化曲線 圖5.4 Pj PN T K隨中地變化曲線 Pj Pn T K  5.3曲柄銷載荷和連桿軸承載荷

35、1曲柄銷載荷 曲柄銷上作用有切向力 T和法向力Z, Z = K-Rc,由作圖法畫出曲柄銷載荷圖 圖5.5曲柄銷載荷 2連桿軸承載荷 用坐標變換法計算： (5.(9) (5.(10) Z =Tsin（ ： ? 一：） Zcos（： ? 一：） T =T cos（ : 一：）- Zsin（「） 計算結(jié)果見附錄表 B3 根據(jù)計算結(jié)果畫出連桿軸承載荷圖 200 圖5.6連桿軸承載荷 參考文獻 [4]江洪、李仲興.《CATIA基礎(chǔ)教程》第1版.北京：機械工業(yè)出版

36、社， 2005. [5]柴油機設(shè)計手冊編寫委員會 .柴油機設(shè)計手冊上冊.第1版.北京：中國農(nóng)業(yè) [1]周龍保.《內(nèi)燃機學(xué)》第3版.北京：機械工業(yè)出版社, 2010. [2]袁兆成.《內(nèi)燃機設(shè)計》第1版.北京：機械工業(yè)出版社, 2008. [3]陳家瑞.《汽車構(gòu)造》第3版.北京：機械工業(yè)出版社, 2009. 12000 10000 8000 6000 Z' (N) -2500 -2000 -4000 -6000 500 1000 1500 2000 2500 -8000 丁(N) -1 1 0 500 -1000.--<500 ( ――-2000

37、機械出版社，1984. 附錄 表A1壓縮過程壓力 曲軸轉(zhuǎn)角 弧度 Vcx Vca/Vcx Pcx 180 185 3.141593 2.440E-01 0.997131 8.467E-02 3.228859 2.437E-01 0.998333 8.481E-02 190 195 200 3.316126 2.428E

38、-01 1.001956 8.522E-02 3.403392 2.414E-01 1.008061 8.593E-02 3.490659 2.393E-01 1.016743 8.693E-02 205 210 3.577925 2.366E-01 1.028146 8.825E-02 3.665191 2.334E-01 1.042453 8.991E-02  215 3.752458 2.295E-01 1.059903 9.194E-02 220 3.839724 2.251E-01 1.080786 9.440E-02 225 3.926991

39、 2.201E-01 1.105459 9.732E-02 230 4.014257 2.145E-01 1.13435 1.008E-01 235 4.101524 2.083E-01 1.167975 1.048E-01 240 4.18879 2.016E-01 1.206947 1.096E-01 245 4.276057 1.943E-01 1.252004 1.151E-01 250 4.363323 1.866E-01 1.304029 1.216E-01 255 4.45059 1.784E-01 1.364081

40、 1.293E-01 260 4.537856 1.697E-01 1.433434 1.382E-01 265 4.625123 1.607E-01 1.513629 1.487E-01 270 4.712389 1.514E-01 1.606534 1.612E-01 275 4.799655 1.419E-01 1.71442 1.760E-01 280 4.886922 1.322E-01 1.840055 1.936E-01 285 4.974188 1.225E-01 1.98682 2.147E-01 290 5.

41、061455 1.127E-01 2.158844 2.402E-01 295 5.148721 1.030E-01 2.361154 2.711E-01 300 5.235988 9.358E-02 2.599831 3.087E-01 305 5.323254 8.442E-02 2.882127 3.548E-01 310 5.410521 7.564E-02 3.216473 4.115E-01 315 5.497787 6.735E-02 3.612233 4.813E-01 320 5.585054 5.965E-02

42、 4.07891 5.671E-01 325 5.67232 5.261E-02 4.624376 6.718E-01 330 5.759587 4.633E-02 5.251428 7.976E-01 335 5.846853 4.088E-02 5.95198 9.445E-01 340 5.934119 3.632E-02 6.698825 1.108E+00 345 6.021386 3.271E-02 7.437055 1.276E+00 350 6.108652 3.011E-02 8.081323 1.427E+00

43、 355 6.195919 2.853E-02 8.528377 1.535E+00 360 6.283185 2.800E-02 8.689286 1.574E+00 表A2燃燒過程壓力 曲軸轉(zhuǎn)角 弧度 Vbx Vz/Vbx Pbx 360 6.283185 2.800E-02 8.689286 1.574E+00 365 6.370452 2.853E-02 0.981482 5.364E+00 370 6.457718 3.011E-02 0.930033 5.015E+00 375 6.544985 3.271E-02

44、 0.855888 4.520E+00 380 6.632251 3.632E-02 0.770929 3.967E+00 385 6.719518 4.088E-02 0.684979 3.422E+00 390 6.806784 4.633E-02 0.604357 2.926E+00 395 6.894051 5.261E-02 0.532193 2.496E+00 400 6.981317 5.965E-02 0.469418 2.134E+00 405 7.068583 6.735E-02 0.415711 1.833E+

45、00 410 7.15585 7.564E-02 0.370165 1.585E+00 415 7.243116 8.442E-02 0.331687 1.382E+00 420 7.330383 9.358E-02 0.2992 1.215E+00 425 7.417649 1.030E-01 0.271732 1.077E+00 430 7.504916 1.127E-01 0.248449 9.632E-01 435 7.592182 1.225E-01 0.228652 8.682E-01 440 7.679449

46、1.322E-01 0.211761 7.888E-01 445 7.766715 1.419E-01 0.197303 7.221E-01 450 7.853982 1.514E-01 0.184887 6.657E-01 455 7.941248 1.607E-01 0.174195 6.179E-01 460 8.028515 1.697E-01 0.164966 5.773E-01 465 8.115781 1.784E-01 0.156984 5.426E-01 470 8.203047 1.866E-01 0.15007

47、3 5.129E-01 475 8.290314 1.943E-01 0.144086 4.874E-01 480 8.37758 2.016E-01 0.138901 4.656E-01 485 8.464847 2.083E-01 0.134415 4.469E-01 490 8.552113 2.145E-01 0.130546 4.309E-01 495 8.63938 2.201E-01 0.127221 4.172E-01 500 8.726646 2.251E-01 0.124381 4.056E-01 505 8

48、.813913 2.295E-01 0.121978 3.958E-01 510 8.901179 2.334E-01 0.11997 3.877E-01 515 8.988446 2.366E-01 0.118323 3.811E-01 520 9.075712 2.393E-01 0.117011 3.758E-01 525 9.162979 2.414E-01 0.116012 3.718E-01 530 9.250245 2.428E-01 0.115309 3.690E-01 535 9.337511 2.437E-01

49、 0.114892 3.673E-01 540 9.424778 2.440E-01 0.114754 3.667E-01 表B1活塞位移速度加速度 角度 弧度 3 X V a 0 0 0 0 0 11444.03 5 0.087266 0.024904 0.000159 1.904416 11373.87 10 0.174533 0.049634 0.000634 3.785494 11164.48 15 0.261799 0.074016 0.001419 5.620261 10819.16 20 0.3490

50、66 0.097876 0.002504 7.386477 10343.39 25 0.436332 0.121043 0.003877 9.062999 9744.837 30 0.523599 0.143348 0.005521 10.63014 9033.302 35 0.610865 0.164622 0.007415 12.07002 8220.66 40 0.698132 0.184702 0.009538 13.36691 7320.739 45 0.785398 0.203431 0.011865 14.5075

51、4 6349.145 50 0.872665 0.220656 0.014367 15.48135 5322.998 55 0.959931 0.236235 0.017018 16.28076 4260.579 60 1.047198 0.250033 0.019787 16.90131 3180.884 65 1.134464 0.26193 0.022645 17.34171 2103.077 70 1.22173 0.271818 0.025561 17.60384 1045.887 75 1.308997 0.279

52、608 0.028506 17.69264 26.94409 80 1.396263 0.285225 0.031452 17.61584 -937.866 85 1.48353 0.288617 0.034372 17.38363 -1835 90 1.570796 0.289752 0.037242 17.00823 -2653.74 95 1.658063 0.288617 0.040037 16.50338 -3386.53 100 1.745329 0.285225 0.042739 15.88382 -4029.

53、12 105 1.832596 0.279608 0.045329 15.16472 -4580.51 110 1.919862 0.271818 0.047792 14.36116 -5042.7 115 2.007129 0.26193 0.050115 13.48767 -5420.3 120 2.094395 0.250033 0.052287 12.5578 -5720.03 125 2.181662 0.236235 0.054301 11.58388 -5950.13 130 2.268928 0.220656

54、0.056149 10.57677 -6119.8 135 2.356194 0.203431 0.057827 9.545727 -6238.65 140 2.443461 0.184702 0.059331 8.498439 -6316.25 145 2.530727 0.164622 0.06066 7.441011 -6361.74 150 2.617994 0.143348 0.061813 6.378084 -6383.53 155 2.70526 0.121043 0.062787 5.312974 -6389.1

55、 160 2.792527 0.097876 0.063584 4.247834 -6384.86 165 2.879793 0.074016 0.064204 3.183844 -6376.09 170 2.96706 0.049634 0.064646 2.1214 -6366.9 175 3.054326 0.024904 0.064912 1.060313 -6360.22 180 3.141593 3.5E-17 0.065 2.08E-15 -6357.8 185 3.228859 -0.0249 0.064912

56、 -1.06031 -6360.22 190 3.316126 -0.04963 0.064646 -2.1214 -6366.9 195 3.403392 -0.07402 0.064204 -3.18384 -6376.09 200 3.490659 -0.09788 0.063584 -4.24783 -6384.86 205 3.577925 -0.12104 0.062787 -5.31297 -6389.1 210 3.665191 -0.14335 0.061813 -6.37808 -6383.53 215 3.

57、752458 -0.16462 0.06066 -7.44101 -6361.74 220 3.839724 -0.1847 0.059331 -8.49844 -6316.25 225 3.926991 -0.20343 0.057827 -9.54573 -6238.65 230 4.014257 -0.22066 0.056149 -10.5768 -6119.8 235 4.101524 -0.23623 0.054301 -11.5839 -5950.13 240 4.18879 -0.25003 0.052287 -

58、12.5578 -5720.03 245 4.276057 -0.26193 0.050115 -13.4877 -5420.3 250 4.363323 -0.27182 0.047792 -14.3612 -5042.7 255 4.45059 -0.27961 0.045329 -15.1647 -4580.51 260 4.537856 -0.28523 0.042739 -15.8838 -4029.12 265 4.625123 -0.28862 0.040037 -16.5034 -3386.53 270 4.71

59、2389 -0.28975 0.037242 -17.0082 -2653.74 275 4.799655 -0.28862 0.034372 -17.3836 -1835 280 4.886922 -0.28523 0.031452 -17.6158 -937.866 285 4.974188 -0.27961 0.028506 -17.6926 26.94409 290 5.061455 -0.27182 0.025561 -17.6038 1045.887 295 5.148721 -0.26193 0.022645 -1

60、7.3417 2103.077 300 5.235988 -0.25003 0.019787 -16.9013 3180.884 305 5.323254 -0.23623 0.017018 -16.2808 4260.579 310 5.410521 -0.22066 0.014367 -15.4813 5322.998 315 5.497787 -0.20343 0.011865 -14.5075 6349.145 320 5.585054 -0.1847 0.009538 -13.3669 7320.739 325 5

61、.67232 -0.16462 0.007415 -12.07 8220.66 330 5.759587 -0.14335 0.005521 -10.6301 9033.302 335 5.846853 -0.12104 0.003877 -9.063 9744.837 340 5.934119 -0.09788 0.002504 -7.38648 10343.39 345 6.021386 -0.07402 0.001419 -5.62026 10819.16 350 6.108652 -0.04963 0.000634 -3

62、.78549 11164.48 355 6.195919 -0.0249 0.000159 -1.90442 11373.87 360 6.283185 -7E-17 0 -4.2E-15 11444.03 表B2連桿作用力 0 3 Pg Pj P Prc Pn SIN( 6 + 3 ) T COS3 + 3 ) K Z 0 0 37.909 -3605 -3567 1853 0 0 0 1 -3567 -5420 5 0.02 26.533 -3583 -3556 1853 -88.584 0.1

63、119356 -398.2 0.9937155 -3535 -5388 10 0.05 16.583 -3517 -3500 1853 -173.87 0.22229435 -779 0.9749796 -3417 -5270 15 0.07 0 -3408 -3408 1853 -252.71 0.32953899 -1126 0.944142 -3227 -5080 20 0.1 -1.658 -3258 -3260 1853 -320.08 0.43221002 -1416 0.901773 -2954 -4

64、807 25 0.12 -3.317 -3070 -3073 1853 -373.79 0.52896096 -1637 0.8486462 -2627 -4480 30 0.14 -4.975 -2845 -2850 1853 -411.43 0.61858957 -1782 0.7857143 -2263 -4116 35 0.16 -6.633 -2590 -2596 1853 -431.28 0.70006374 -1842 0.7140804 -1879 -3732 40 0.18 -8.292 -230

65、6 -2314 1853 -432.39 0.77254127 -1819 0.6349646 -1495 -3348 45 0.2 -9.95 -2000 -2010 1853 -414.62 0.83538284 -1714 0.5496686 -1128 -2981 50 0.22 -11.61 -1677 -1688 1853 -378.71 0.8881578 -1537 0.4595386 -795 -2648 55 0.24 -13.27 -1342 -1355 1853 -326.27 0.9306

66、4283 -1297 0.3659288 -510 -2363 60 0.25 -14.92 -1002 -1017 1853 -259.69 0.96281364 -1011 0.2701664 -284 -2137 65 0.26 -16.58 -662 -679 1853 -182.05 0.9848304 -692.4 0.1735197 -122 -1975 70 0.27 -18.24 -329 -348 1853 -96.909 0.99701791 -359.9 0.0771706 -27.9 -1881 75 0.28 -19.9 -8.49 -28.4 1853 -8.1508 0.99984143 -29.53 -0.017808 0.526 -1852 80 0.29 -21.56 295.4 273.9 1853 80.3042 0.99387985 283.65 -0.110466 -31.5 -1885 85 0.29 -2