文档介绍：机械原理
课程设计说明书
设计题目:单缸四冲程柴油机
院(系、部):机械工程学院
专业:机械设计制造及其自动化
班级:机械0907
学号:2009000195
设计者: 苏少杰
指导教师: 洪叶
2012年 1月 13日
目录
目录
1、机构简介与设计数据2
(1)机构简介2
(2)设计数据3
2、设计内容及方案分析3
(1)曲柄滑块机构的运动分析4
(2)齿轮机构的设计6
(3)凸轮机构的设计8
3、设计体会11
4、主要参考文献11
单缸四冲程柴油机
机构简介与设计数据
(1)机构简介
柴油机(如附图1(a))是一种内燃机,他将燃料燃烧时所产生的热能转变成机械能。往复式内燃机的主体机构为曲柄滑块机构,以气缸内的燃气压力推动活塞3经连杆2而使曲柄1旋转。
本设计是四冲程内燃机,即以活塞在气缸内往复移动四次(对应曲柄两转)完成一个工作循环。在一个工作循环中,气缸内的压力变化可由示功图(用示功器从气缸内测得,如附图1(b)所示),它表示汽缸容积(与活塞位移s成正比)与压力的变化关系,现将四个冲程压力变化做一简单介绍。
进气冲程:活塞下行,对应曲柄转角θ=0°→180°。进气阀开,燃气开始进入汽缸,气缸内指示压力略低于1个大气压力,一般以1大气压力算,如示功图上的a → b。
压缩冲程:活塞上行,曲柄转角θ=180°→ 360°。此时进气完毕,进气阀关闭,已吸入的空气受到压缩,压力渐高,如示功图上的b→c。
做功冲程:在压缩冲程终了时,被压缩的空气温度已超过柴油的自燃的温度,因此,在高压下射入的柴油立刻爆燃,气缸内的压力突然增至最高点,燃气压力推动活塞下行对外做功,曲柄转角θ=360°→540°。随着燃气的膨胀,气缸容积增加,压力逐渐降低,如图上c→b。
排气冲程:活塞上行,曲柄转角θ=540°→720°。排气阀打开,废气被驱出,气缸内压力略高于1大气压,一般亦以1大气压计算,如图上的b→a。
进排气阀的启闭是由凸轮机构控制的。凸轮机构是通过曲柄轴O上的齿轮Z1和凸轮轴上的齿轮Z2来传动的。由于一个工作循环中,曲柄转两转而进排气阀各启闭一次,所以齿轮的传动比i12=n1/n2=Z1/Z2 =2。
由上可知,在组成一个工作循环的四个冲程中,活塞只有一个冲程是对外做功的,其余的三个冲程则需一次依靠机械的惯性带动。
(2)设计数据
设计数据表1
设计内容
曲柄滑块机构的运动分析
曲柄滑块机构的动态经历分析及飞轮转动惯量的确定
符号
H
λ
LAS2
n1
Dk
D
G1
G2
G3
Js1
Js2
Js3
δ
单位
mm
mm
r/min
mm
N
Kg·m2
数据
120
4
80
1500
100
200
210
20
10
1/100
齿轮机构的设计
凸轮机构的设计
Z1
Z2
m
α
h
Φ
Φs
Φ′
[α]
[α]′
mm
°
mm
°
22
44
5
20
20
50
10
50
30
75
设计数据表2
位置编号
1
2
3
4
5
6
7
8