1、 课 程 设 计 课程名称：课程名称： 发动机设计发动机设计 设计设计题目：题目： 曲轴和连杆设计曲轴和连杆设计 学学 院：院： 交通工程交通工程 专专 业：业： 车辆工程车辆工程 年年 级：级： xxxxxxxx 级级 学生姓名：学生姓名： x xxxxxxxxxxxxx 指导教师：指导教师： x xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 日日 期：期： 2012013 3 年年 9 9 月月 教 务 处 制 I 目目 录录 1、总体布局、结构特点以及选用原则系统分析. 1 1.1 机型 1 1.2 选用原则 1 2、标定工况（最大功率）工作过程及热力计算和示功图绘制. 2 2
2、.1 实际循环热力计算 2 2.1.1 热力计算的目的 2 2.1.2 热力计算的方法 3 2.2 重要参数选取 3 2.2.1 压缩比 3 2.2.2 过量空气系数 3 2.2.3 残余废气系数 3 2.2.4 进气温升和残余废气温度 3 2.2.5 热量利用系数 3 2.2.6 示功图丰满系数 3 2.2.7 机械效率 4 2.2.8 平均多变压缩指数 4 2.2.9 平均多变膨胀指数 4 2.3 燃料燃烧化学计算 4 2.3.1 理论空气量的计算 4 2.3.2 理论分子变化系数 0 的计算 5 2.3.3 实际分子变化系数 5 2.4 燃气过程参数的确定与计算 5 2.4.1 压缩过程
3、气体状态 5 2.4.2 燃烧过程及燃烧终点气体状态 5 2.4.3 最高燃烧爆发压力及压力升高比确定 7 2.4.4 膨胀终点气体状态 7 2.4.5 绘制示功图 8 2.5 发动机性能参数 9 2.5.1 平均指示压力 Pi .9 2.5.2 平均有效压力 9 2.5.3 有效功率 9 2.5.4 充量系数 .10 2.5.5 指示热效率 .10 2.5.6 燃油消耗率 .10 2.5.7 发动机总进气流量 .10 3、活塞位移、速度、加速度随曲轴转角变化曲线 11 3.1 活塞位移 . 11 3.2 活塞速度 V 11 3.3.活塞加速度. 12 4、气缸压力、活塞侧击力、连杆力、曲柄销
4、切向力，径向力 13 4.1 气缸压力随曲轴转角变化曲线 . 13 4.2 活塞销上的合力变化曲线 . 14 II 4.3 活塞所受侧压力 . 14 4.3.1 往复惯性力的求取 .14 4.4 连杆作用力与活塞销受力相反 . 16 4.5 曲柄销受力 . 16 4.6 曲柄销极坐标图与连杆轴承受力 . 17 4.6.1 曲柄销载荷的极坐标图 .17 4.6.2 连杆轴承的负荷矢量图 .17 4.6.3 连杆轴承受力极坐标图 .19 5、连杆设计及强度计算、校核 19 5.1 连杆主要参数选取 . 19 5.2 材料和关于材料的参数 . 21 5.3 连杆小头强度 . 21 5.4 连杆杆身强
5、度 . 24 5.5 连杆大头强度 . 25 5.6 螺栓强度校核 . 26 6、有限元分析 28 6.1 连杆实体模型的建立 28 6.2 网格的划分 29 6.3 连杆受力分析 30 6.2.1 最大拉伸 .30 6.2.2 最大压缩 .31 6.4 有限元计算结果分析 . 32 6.3.1 载荷分布与加载 .32 6.3.2 等效载荷模拟结果 .33 6.3.3 计算结果分析 .34 7、总结 37 8、参考文献 37 第 1 页 课课 程程 设设 计计 说说 明明 书书 计 算 及 说 明 结 果 1 1、总体布局、结构特点以及选用原则系统分析、总体布局、结构特点以及选用原则系统分析 1.1 机型机型 该发动机机型为卧式，直列，水冷，四冲程两缸机。 卧式，是指气缸中心线平行于水平面的发动机，也就是水平放置的 发动机。它的特点是发动机的高度很低，便于安装到一般立式发动机放不 进去的地方。直列就是气缸呈直线排列，一般用于汽缸数小的发动机，优 点在于动力输出强劲、结构简单、维护简便。水冷，即采用水作冷却介质， 冷却效果较好。四冲程发动机换气质量较二冲程好，发展比较成熟。该机 型工作平稳，动力强劲，性能可靠，安能可靠，安装维修方便，多用在农 用机
