單缸四沖程柴油機課程設(shè)計匯本說明書

1、機械原理課程設(shè)計說明書設(shè)計題目：單缸四沖程柴油機院（系、部）：機械工程學院專業(yè)：材料成型及控制工程班級：01班學號：1003040124設(shè)計者：解志強指導教師：2012 年 12 月 20 日目錄第1章設(shè)計要求1.1 設(shè)計任務(wù) (2)1.2 設(shè)計思路 (2)1.3 機構(gòu)簡介 (3)1.4 設(shè)計數(shù)據(jù) (4)第2章連桿機構(gòu)設(shè)計和運動分析 (5)2.1 連桿機構(gòu)的設(shè)計要求 (5)2.2 桿件尺寸確定 (5)2.2 桿件運動的分析與計算 (5)2.3 圖解法作桿件的運動分析 (7)第3章齒輪機構(gòu)傳動設(shè)計 (8)3.1 齒輪機構(gòu)的設(shè)計要求 (8)3.2 齒輪參數(shù)的計算 (8)第4章凸輪機構(gòu)設(shè)計 (11)

2、4.1 凸輪機構(gòu)的設(shè)計要求 (11)4.2 運動規(guī)律的選擇 (11)4.3 基圓半徑的計算 (12)4.4 凸輪設(shè)計圖 (13)課程設(shè)計小結(jié) (14)(14)參考文獻第1章設(shè)計要求1.1 設(shè)計任務(wù)設(shè)計一個四沖程燃機。機器的功能與設(shè)計要求：該機器的功能是把 化學能轉(zhuǎn)化成機械能。須完成的動作為：活塞的吸氣，壓縮，做功，排氣 4 個過程，進，排氣門的開關(guān)與關(guān)閉、燃料噴射。1.2 設(shè)計思路設(shè)計四沖程燃機的關(guān)鍵點在于活塞的吸氣，壓縮，做功，排氣以及氣 門的開閉幾個動作的完成。 而怎樣將這個幾個動作完成并按照運動循環(huán)圖 結(jié)合起來這是我們完成這次課程設(shè)計所需要解決的問題。 所以，我將從這 些方面入手，依據(jù)這

3、些需要來選擇機構(gòu)。1.3 機構(gòu)簡介柴油機（如附圖1 （a）是一種燃機，它將燃料燃燒時所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變成機械能。往復式燃機的主體機構(gòu)為曲柄滑塊機構(gòu)，以氣缸的燃氣壓 力推動活塞 3 經(jīng)連桿 2 而使曲柄 1 旋轉(zhuǎn)。本設(shè)計是四沖程燃機， 即以活塞在氣缸往復移動四次 （對應(yīng)曲柄兩轉(zhuǎn)） 完成一個工作循環(huán)。在一個工作循環(huán)中，氣缸的壓力變化可由示功圖（用 示功器從氣缸測得，如附圖1（b）所示），它表示汽缸容積（與活塞位移 s 成正比）與壓力的變化關(guān)系，現(xiàn)將四個沖程壓力變化做一簡單介紹。進氣沖程：活塞下行，對應(yīng)曲柄轉(zhuǎn)角B =0 °T80。進氣閥開，燃氣 開始進入汽缸，氣缸指示壓力略低于 1 個大氣壓

4、力，一般以 1 大氣壓力 算，如示功圖上的a f b。壓縮沖程：活塞上行，曲柄轉(zhuǎn)角B =180 ° f360。此時進氣完畢， 進氣閥關(guān)閉，已吸入的空氣受到壓縮，壓力漸高，如示功圖上的bfc。做功沖程： 在壓縮沖程終了時， 被壓縮的空氣溫度已超過柴油的自燃 的溫度，因此，在高壓下射入的柴油立刻爆燃，氣缸的壓力突然增至最高 點，燃氣壓力推動活塞下行對外做功，曲柄轉(zhuǎn)角B =360-540 °。隨著燃氣的膨脹，氣缸容積增加，壓力逐漸降低，如圖上cfb。排氣沖程：活塞上行，曲柄轉(zhuǎn)角B =540 ° -720。排氣閥打開，廢氣 被驅(qū)出， 氣缸壓力略高于 1 大氣壓， 一般亦以

5、 1 大氣壓計算， 如圖上的 b - a。進排氣閥的啟閉是由凸輪機構(gòu)控制的。凸輪機構(gòu)是通過曲柄軸 O 上 的齒輪 Z1 和凸輪軸上的齒輪 Z2 來傳動的。由于一個工作循環(huán)中，曲柄 轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)而進排氣閥各啟閉一次，所以齒輪的傳動比i12=n1/n2=Z1/Z2=2 。由上可知， 在組成一個工作循環(huán)的四個沖程中， 活塞只有一個沖程是 對外做功的，其余的三個沖程則需一次依靠機械的慣性帶動。(b)示功圖(a)機構(gòu)簡圖圖1-1柴油機機構(gòu)簡圖及示功圖1.4 設(shè)計數(shù)據(jù)表1-1設(shè)計數(shù)據(jù)表設(shè)計容曲柄滑塊機構(gòu)的運動分析曲柄滑塊機構(gòu)的動態(tài)經(jīng)歷分析及飛輪轉(zhuǎn)動慣量的確定符號H入| AS2DhDG1G2G3Js1Js2Js3單位mmmmr/mi nmmNKg m2數(shù)據(jù)120480150010020021020100.10.050.21/100齒輪機構(gòu)的設(shè)計凸輪機構(gòu)的設(shè)計Z1Z2mahs，aa'mm0mm02244520205010503075表1-2 示功圖數(shù)據(jù)表位置編號123456789101112曲柄位置(°)306090120150180210240270300330360氣缸扌曰示壓力/(10 5N m2)1111111116.519.535工作過程進氣壓縮12 '