1、 汽车设计课程设计说明书汽车设计课程设计说明书 题题 目：目： 曲柄连杆机构受力分析曲柄连杆机构受力分析 1 一、课程设计要求 根据转速、缸内压力、曲柄连杆机构结构参数，计算发动机运转过程中曲柄 连杆机构受力，完成计算报告，绘制曲柄连杆机构零件图。 1.1 计算要求 掌握连杆往复惯性质量与旋转离心质量折算方法； 掌握曲轴旋转离心质量折算方法； 掌握活塞运动速度一阶、二阶分量计算方法； 分析活塞侧向受力与往复惯性力及相应设计方案； 分析连杆力及相应设计方案； 采用 C 语言编写曲柄连杆机构受力分析计算程序； 完成曲柄连杆机构受力计算说明书。 1.2 画图要求 活塞侧向力随曲轴转角变化 连杆对曲轴
2、推力随曲轴转角变化 连杆轴承受力随曲轴转角变化 主轴承受力随曲轴转角变化 活塞、连杆、曲轴零件图（任选其中两个） 二、计算参数 2.1 曲轴转角及缸内压力参数 曲轴转速为 7000 r/min，缸内压力曲线如图 1 所示。 图 1 缸内压力曲线 2.2 发动机参数 本计算过程中，对 400 汽油机进行运动和受力计算分析，发动机结构及运动 参数如表 1 所示。 2 表 1 发动机主要参数 参数 指标 发动机类型 汽油机 缸数 1 缸径 D mm 91 冲程 S mm 63 曲柄半径 r mm 31.5 连杆长 l mm 117 偏心距 e mm 0 排量 mL 400 活塞组质量 m kg 0.
3、425 连杆质量 m kg 0.46 曲轴旋转离心质量 k m kg 0.231 标定功率及相应转速 kw/（r/min） 17/7500 最高爆发压力 MPa 56MPa 三、计算内容和分析图 3.1 运动分析 3.1.1 曲轴运动 近 似 认 为 曲 轴 作 匀 速 转 动 ， 其 转 角，ttt n 3 700 60 70002 60 2 sradsrad dt d /04.733/ 3 700 3.1.2 活塞运动规律 图 2 中心曲轴连杆机构简图 3 1）活塞位移 11 1coscosxr ，其中 tt r rx lr lr 04.733cos1 468 5.31 04.733cos
4、15.31 )2cos1( 4 )cos1( sin 2 1 1 1 cos 1 1 )2cos1( 2 1 sin sin 2 1 1)sin1(sin1cos sinsin/sin 27.0 117 5.31 / 22 2 22 2 1 222 又 活塞位移曲线如图 3 所示 图 3 活塞位移曲线 2）活塞速度 2sin 2 sinr dt dx v 2coscos r d dv 令0 d dv ， 有01cos2cos2coscos 2 ， 4 84.6 4 1 2 1 4 1 arccos 0 2 1 cos 2 1 cos 2 max 2 曲轴转角解得最大活塞速度时的 即 最大活塞速
5、度 maxmaxmax 2sin 2 sin rv sm sradmm /86.23 26.169sin 1172 5.31 63.84sin/ 3 700 5.31 平均活塞速度 sm rmmnrSn vm/7.14 30 min/70005.312 30 2 30 活塞速度曲线如图 4 所示 图 4 活塞速度曲线 3）活塞加速度 2coscos 2 r dt d d dv dt dv j 2sin2sin 2 r d dj 令0 d dj ，有 0cos41sincossin4sin2sin2sin， 由0sin，即 0或 180时，得正、负最大加速度： ），得第二时（仅当，得当由 4 1 8.175) 4 1 arccos(0cos41 /3.12356)1(,/6.21496)1( 22 180 22 0
