机械原理课程设计指导书一． 已知条件： 在图示的四冲程内燃机中

四冲程内燃机设计

活塞行程 H= （mm） 活塞直径 D= （mm） 活塞移动导路相对于曲柄中心的距离 e= （mm） 行程速比系数 K=

连杆重心c2 至A点的距离 lAC2= 系 数 lAB(mm) 曲柄重量 Q1= (N) 连杆重量 Q2= (N) 活塞重量 Q3= (N) 连杆通过质心轴c2的转动惯性半径?c ?c2= 系数l2AB(mm2) 曲柄的转速 n1= (rpm) 发动机的许用速度不均匀系数 [?]=

曲柄不平衡的重心到O点的距离 lOC= lOA （mm） 开放提前角：

进气门：-10°；排气门： -32° 齿轮参数：

m=3.5（mm）； ?=20°；h*a=1

'Z2=Z2=14； Z3=Z3'=72 ；Z1=36

示功图见P10图2所示。

二．设计任务

1. 机构设计

按照行程速比系数K及已知尺寸决定机构的主要尺寸，并绘出机构运动

简图（4号图纸）。（凸轮要计算出装角后才画在该图上） 2. 选定长度比例尺作出连杆机构的位置图

以活塞在最高位置时为起点，将曲柄回转一周按顺时针方向分为十二等

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分，然后找出活塞在最低位置时和活塞速度为最大时的曲柄位置（即曲柄旋转一周共分十五个位置）并作出机构各位置时的机构位置图，求出滑快的相对位移。

3. 作出机构15个位置的速度多边形

求出这15个位置的VBA、VC2、VB、ω2的数值，并列表表示。（表一） 4. 作出机构的15个位置的加速度多边形

nt求出15个位置的aBA 、aBA 、aBA 、?2 、aC2 、aB 的数值，并列

表表示。（表二）

5.用直角坐标作滑快B点的位移曲线SB=SB（?），速度曲线VB?VB(?)及加速度曲线aB?aB(?)。（把以上2、3、4、5作在一张2号图纸上） 6. 动态静力分析（1号图纸）

求出机构在各位置时各运动副的反力及应加于曲柄OA的平衡力矩

Mb ，并用速度多边形杠杆法检验。（每人完成五个位置）各种数据

均要列表表示：

（1） 将各个位置的PI2、MI2、PI3等数值列于表三。

t

（2） 列出各个位置的R12的计算公式，并计算出其数值。 nt（3） 将各个位置的p'、R12、R12、R12、R03、R23等数值列于

表四。

（4） 将各个位置的R01、Mb等数值列于表五 （5） 将各个位置的p'、pb、Mb'等数值列于表六

（6） 将Mb'与Mb进行比较，计算出它们的误差，把结果列于表

七。

7. 用直角坐标作出Mb=Mb（?）曲线。（用方格纸绘制） （Mb统一用“动态静力分析”所求得的值）

8. 计算当不考虑机构各构件的质量和转动惯量时的飞轮转动惯量JF。 9. 计算发动机功率。

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10. 对曲柄滑快机构进行机构部分平衡（平衡A点的质量）。 11. 用解析法设计凸轮Ⅱ的实际轮廓曲线

建立凸轮轮廓的数学模型，写出程序设计框图，编写程序，要有简短的程序说明及变量符号说明，上机计算并打印结果（包括凸轮轮廓曲线）。

12. 绘制内燃机的工作循环图（4号图纸）。

根据工作循环图及曲柄的位置，求出凸轮的安装角，把凸轮画在机构运动简图上。

13. 最后，将设计过程写成20页左右的详细说明书。

三．设计步骤及注意问题

1.求连杆及曲柄的长度

设连杆的长度为l、曲柄长度为r

?OB??l?r

OB??l?r

???180?K?1 K?1H 2sin??? 可求 R?CBI?OE?(OC)2?(CE)2 =(OC)2?(CD?DE)2 =R2?(CD?e)2

l?r?(OF)2?e2????????????????(1) OF?OE?H 2OE OC??sin?1?????

l?r?2Rsin?2???????????????????(2)

联立（1）、（2）式求解，可求出连杆的长度l及曲柄的长度r.

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