连杆机构设计word版

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第2章连杆组的设计

2.1连杆的工作情况、设计要求和材料选用

1、工作情况

连杆小头与活塞销相连接,与活塞一起做往复运动,连杆大头与曲柄销相连和曲轴一起做旋转运动。因此,连杆体除有上下运动外,还左右摆动,做复杂的平面运动。

2、设计要求

(1)结构简单,尺寸紧凑,可靠耐用。

(2)在保证具有足够强度和刚度的前提下,尽可能减轻重量,以降低惯性力。(3)尽量缩短长度,以降低发动机的总体尺寸和总重量。

(4)大小头轴承工作可靠,耐磨性好。

(5)连杆螺栓疲劳强度高,连接可靠。

(6)易于制造,成本低。

连杆主要承受气体压力和往复惯性力所产生的交变载荷,因此,在设计时应首先保证连杆具有在足够的疲劳强度和结构钢度。如果强度不足,就会发生连杆螺栓、大头盖或杆身的断裂,造成严重事故,同样,如果连杆组刚度不足,也会对曲柄连杆机构的工作带来不好的影响。

所以设计连杆的一个主要要求是在尽可能轻巧的结构下保证足够的刚度和强度。为此,必须选用高强度的材料;合理的结构形状和尺寸。

3、材料的选择

为了保证连杆在结构轻巧的条件下有足够的刚度和强度,采用精选含碳量的优质中碳结构钢45模锻,表面喷丸强化处理,提高强度。

2.2连杆长度的确定

近代中小型告诉柴油机,为使发动机结构紧凑,最适合的连杆长度应该是,在保证连杆及相关机件在运动不与其他机件相碰的情况下,选取最小的连杆长度。

连杆长度l 与结构参数l

R =λ(R 为曲柄半径)有关,此次设计选取286.0=λ。 mm S R l 210286

.021202=?===λλ

2.3连杆小头的设计

小头主要尺寸为连杆衬套内径d 和小头宽度1b 。

1.连杆衬套内径d

mm D d 3810536.036.0=?==

2.衬套厚度δ

mm d 5.238066.0066.0=?==δ

3.小头内径1d

mm d d 435.223821=?+=+=δ

4.小头宽度1b

mm d b 403805.105.11=?==

5.小头外径2d

mm d d 524321.121.112=?==

2.4连杆杆身的设计

连杆杆身从弯曲刚度和锻造工艺性考虑,采用工字形截面。

1.杆身截面高度H

mm D H 3410532.032.0=?==

2.杆身截面宽度B

mm H B 223465.065.0=?==

3.杆身截面中间宽度t

mm

H t 53415.015.0=?==

为使连杆从小头到大头传力比较均匀,在杆身到小头和大头的过渡处用足够大的圆角半径。

2.5连杆大头的设计

本次大头采用斜切口大头的结构形式,切口角?=45ψ

1.大头孔直径1D

mm D D 7610572.072.01=?==

2.大头宽度2b

mm D b 457659.059.012=?==

3.连杆轴瓦厚度'δ

mm 3'=δ

4.连杆螺栓直径M d

mm D d M 1410513.013.0=?==

5.连杆螺栓孔中心距1l

mm D l 927621.121.11=?==

螺栓孔外侧壁厚不小于2毫米,取3毫米,螺栓头支承面到杆身或大头盖的过渡采用尽可能大的圆角。

6.大头高度21,H H

11)24.0~19.0(D H = 取0.21 mm D H 1621.011==

12)58.0~41.0(D H = 取0.50 mm D H 385.012==

7.定位方式

定位方式采用锯齿定位,齿形角为?60,齿距为mm 4

2.6连杆强度计算

1.连杆小头计算

(1)由衬套过盈配合和受热膨胀产生的应力

衬套最大装配过盈量

mm 0304.0381084=??=?-

衬套温度过盈量

mm td t 041.04312010)0.18.1()(51'=???-=?-=?-αα

式中α为连杆材料线膨胀系数,对于钢C ??=-1100.15α

'α为衬套材料线膨胀系数,对于青铜C ??=-1108.15'α 由总过盈量产生的径向均布压力

2

6222

262222'

2

212

21212221221/2.179]10

15.13.08.33.48.33.4102.23.03.42.53.42.5[3.40041.0003.0][cm kgf E d d d d E d d d d d p t

=?--++?+-+?+=--+++-+?+?=μμ 式中E 为连杆材料的弹性模量,对于钢26/102.2cm kgf E ?= 'E 为衬套材料的弹性模量,对于青铜26'/1015.1cm kgf E ?= μ为泊桑比,3.0=μ

小头外表面由p 引起的应力

2222

212221'

/07.7752.1793.42.53.422cm kgf p d d d a

=?-?=-=σ (2)由惯性力拉伸引起的小头应力

活塞组的最大惯性力

kgf R g G P j 494)286.01(06.015781

.955.2)1(22''

max =+???=+=λω 式中'G 为活塞组重量

ω为角速度

???=+++=+++=11850

2650234arccos 902arccos 902ρρ?r H c 小头平均半径

cm d d r 375.24

4.32.5412=+=+= 小头中心截面(?=0?)上的弯矩

cm kgf r P M c j ?=-???=-=84.10)

0297.011800033.0(375.2494)

0297.000033.0('max 0?

小头中心截面(?=0?)上的法向力

kgf P N c j 93.235)1180008.0572.0(494)0008.0572.0('max 0=?-?=-=? 小头固定截面(c ??=)上的弯矩

cm

kgf r P r N M M c c j c ?=???--??+=---+=?12.41352.1375.24945.0)118cos 1(375.293.23584.10)

cos (sin 5.0)cos 1('max 002??? 查表可知352.1118cos 118sin =-??

小头固定截面(c ??=)上的法向力

kgf

P N N c c j c 18.223352.14945.0118cos 93.235)

cos (sin 5.0cos 'max 02=??+?=-+=????

小头壁厚

cm d d h 45.02

3.42.5212-=-=

小头截面积 21126.30.4)3.42.5()(cm b d d F =?-=?-=

衬套截面积

2

1'20.4)8.33.4()(cm b d d F =?-=?-=

77.02

1015.16.3102.26.3102.2666''=??+????=+=F E EF EF K 小头受拉时固定截面处外表面应力

2

122/49.38245.00.41]18.22377.0)45.0375.22(45.045.0375.2612.412[1])2(62[cm kgf h

b KN h r h h r M aj =???++??+??

?=+++=σ (3)由最大压缩力c P 引起的应力

小头承受的最大压缩力

kgf P D p P j z c 55644944

5.1014.37042'

max 2=-??=+=π 辅助参数c

c P N r P M 00和 查表可得 0025.00010.000=-=c c P N r

P M

小头受压时中央截面上的弯矩和法向力

kgf

P N cm

kgf r P M c c 91.1355640025.00025.021.13375.255640010.00010.000=?==?-=??-=-=

小头固定截面处(c ??=)的)(?f 值

查表得 01228.0)118()(==?f f c ?

小头受压时固定截面处(c ??=)的弯矩和法向力

cm

kgf rf P r N M M c c c ?-=??--??+-=--+=?94.12601228.0375.25564)118cos 1(375.291.1321.13)()cos 1(002?? kgf

N f P N c c c 80.61118cos 91.1301228.05564cos )(02=?+?=+=???

小头受压时固定截面处外表面应力

2

122/85845.00.41]8.6177.0)45.0375.22(45.045.0375.26)94.126(2[1])2(62[cm kgf h

b KN h r h h r M a

c -=???++??+??

-?=+++=σ (4)小头安全系数

材料的机械性能

查表可得 45钢2/60cm kgf B =σ

2

11021112

1/45005.1)6.1~4.1(/24008.0)9.0~7.0(/30005.0)55.0~45.0(cm kgf cm kgf cm kgf z B B =========------σσσσσσσσσ

角系数

33.04500

450030002200

1=-?=-=-σσσψσ 在固定角c ?截面的外表面处 应力幅2/2.620)]858(49.382[2

1)(21cm kgf ac aj a =--=-=σσσ 平均应力2'/3.537]07.7752)858(49.382[2

1)2(21cm kgf a ac aj m =?+-+=++=σσσσ 小头安全系数

69.13.53733.05.02.6202400"1=?+=+=-m a a z n σψεσσσ

小头安全系数应不小于1.5,所以满足要求

(5)小头横向直径减小量

小头平均直径

cm r d m 75.42==

小头截面的惯性矩

4

3

310304.012

45.00.412cm h b J =?==

横向直径减小量

cm

EJ

d P c m j 000621.00304

.0102.210)90118(75.449410)90(662362

3'max 1=???-??=-=??δ 为保证活塞销和连杆衬套不致咬死,应使2

1?<δ,实际计算结果21?<δ,所以满足要求。

2.连杆杆身计算

(1)杆身中间截面处最大拉伸力j P 和最大压缩力c P

kgf

R g G

G P j 708)286.01(06.015781.91

.155.2)

1(22

'=+???+=++=λω

kgf P D p P j z c 535070845.1014.37042

2=-??=+=π

式中G G ,'分别为活塞组重量和位于计算截面以上那一部分连杆重量。

(2)杆身中间截面处的应力和安全系数

由最大拉伸力引起的拉伸应力

2/25.2212.3708

cm kgf F P j

j ===σ

式中F 为杆身中间截面积,计算约为:

22.3)88.04.3(5.0244.02.2cm F =-?+??≈

杆身中间截面的惯性矩

4

333

394.4]

52.2)5.02.2(4.32.2[121

]

)([121cm h t B BH J x =?--?=--=

matlab(四连杆优化设计)

机械优化设计在matlab中的应用 东南大学机械工程学院** 一优化设计目的: 在生活和工作中,人们对于同一个问题往往会提出多个解决方案,并通过各方面的论证从中提取最佳方案。最优化方法就是专门研究如何从多个方案中科学合理地提取出最佳方案的科学。由于优化问题无所不在,目前最优化方法的应用和研究已经深入到了生产和科研的各个领域,如土木工程、机械工程、化学工程、运输调度、生产控制、经济规划、经济管理等,并取得了显著的经济效益和社会效益。 二优化设计步骤: 1.机械优化设计的全过程一般可以分为如下几个步骤: 1)建立优化设计的数学模型; ' 2)选择适当的优化方法; 3)编写计算机程序; 4)准备必要的初始数据并伤及计算; 5)对计算机求得的结果进行必要的分析。 其中建立优化设计数学模型是首要的和关键的一步,它是取得正确结果的前提。优化方法的选取取决于数学模型的特点,例如优化问题规模的大小,目标函数和约束函数的性态以及计算精度等。在比较各种可供选用的优化方法时,需要考虑的一个重要因素是计算机执行这些程序所花费的时间和费用,也即计算效率。 2.建立数学模型的基本原则与步骤 ①设计变量的确定; 设计变量是指在优化设计的过程中,不断进行修改,调整,一直处于变化的参数称为设计变量。设计变量的全体实际上是一组变量,可用一个列向量表示: - x=。 ②目标函数的建立; 选择目标函数是整个优化设计过程中最重要的决策之一。当对某以设计性能有特定的要求,而这个要求有很难满足时,则针对这一性能进行优化会得到满意的效果。目标函数是设计变量的函数,是一项设计所追求的指标的数学反映,因此它能够用来评价设计的优劣。 目标函数的一般表达式为: f(x)=,要根据实际的设计要求来设计目标函数。 ③约束条件的确定。 一个可行性设计必须满足某些设计限制条件,这些限制条件称为约束条件,简称约束。 由若干个约束条件构成目标函数的可行域,而可行域内的所有设计点都是满足设计要求的,一般情况下,其设计可行域可表示为 …

连杆螺钉课程设计报告书

连杆螺钉课程设计 一、零件图的分析 (一)、零件的作用 连杆螺钉是柴油机中的重要零件之一。其主要用来紧固连杆大头和连杆盖,在柴油机工作时,连杆螺钉承受着活塞组的往复惯性力和连杆组的旋转惯性力,这样的功能决定了它既是传力构件,又是运动件,这就要求它应有足够的疲劳强度和结构刚度。因此,不能单靠加杆尺寸来提高其承载能力,须综合材料选用、结构设计、热处理及表面强化等因素来确保连杆的可靠性。 (二)、零件图样分析 mm的表面粗糙度值为R a0.8μm,圆度公差为1)连杆螺钉定位部分φ340 - 016 .0 0.008mm,圆柱度公差为0.008mm。 2)螺纹M30×2的精度为6g,表面粗糙度值为R a3.2μm。 mm轴心线垂直度3)螺纹头部支撑面,即靠近φ30mm杆径一端,对φ340 - 016 .0 公差为0.015mm。 4)连杆螺钉螺纹部分与定位基准φ340016 -mm轴心线的同轴度公差为 .0 φ0.04mm。 5)连杆螺钉体承受交变载荷作用,不允许材料有裂纹,夹渣等影响螺纹及整体强度的缺陷存在,因此,对每一根螺钉都要进行梯粉探伤检验。 6)调质处理28~32HRC。

二、工艺规程设计 (一)、工艺分析 1)连杆螺钉在整个连杆组件中是非常重要的零件,其承受交变载荷作用,易产生疲劳断裂,所以本身要有较高的强度,在结构上,各变径的地方均以圆角 mm两边均为φ30mm尺寸,主要是过渡,以减少应力集中。在定位尺寸φ340 .0 016 为了装配方便。在φ45mm圆柱头部分铣一平面(尺寸42mm),是为了防止在拧紧螺钉时转动。 2)毛坯材料为40Cr锻件,根据加工数量的不同,可以采用自由锻或模锻,锻造后要进行正火。锻造的目的是为了改善材料的性能。下料尺寸为φ60mm×125mm,是为了保证有一定的锻造比,以防止金属烧损,并保证有足够的毛坯用

平面连杆机构及其设计与分析

第二章平面连杆机构及其设计与分析 §2-1 概述 平面连杆机构(全低副机构):若干刚性构件由平面低副联结而成的机构。 优点: (1)低副,面接触,压强小,磨损少。 (2)结构简单,易加工制造。 (3)运动多样性,应用广泛。 曲柄滑块机构:转动-移动 曲柄摇杆机构:转动-摆动 双曲柄机构:转动-转动 双摇杆机构:摆动-摆动 (4)杆状构件可延伸到较远的地方工作(机械手) (5)能起增力作用(压力机) 缺点: (1)主动件匀速,从动件速度变化大,加速度大,惯性力大,运动副动反力增加,机械振动,宜于低速。 (2)在某些条件下,设计困难。 §2-2平面连杆机构的基本结构与分类 一、平面连杆机构的基本运动学结构 铰链四杆机构的基本结构 1.铰链四杆机构 所有运动副全为回转副的四杆机构。 AD-机架 BC-连杆 AB、CD-连架杆 连架杆:整周回转-曲柄 往复摆动-摇杆

2.三种基本型式 (1)曲柄摇杆机构 定义:两连架杆一为曲柄,另一为摇杆的铰链四杆机构。 特点:?、β0~360°, δ、ψ<360° 应用:鳄式破碎机缝纫机踏板机构揉面机 (2)双曲柄机构 定义:两连架杆均作整周转动的铰链四杆机构。 由来:将曲柄摇杆机构中曲柄固定为机架而得。 应用特例:双平行四边形机构(P35),天平 反平行四边形机构(P45) 绘图机构 (3)双摇杆机构 定义:两连架杆均作往复摆动的铰链四杆机构。 由来:将曲柄摇杆机构中摇杆固定为机架而得。 应用:翻台机构,夹具,手动冲床 飞机起落架,鹤式起重机 二.铰链四杆机构具有整转副和曲柄存在的条件 上述机构中,有些机构有曲柄,有些没有曲柄。机构有无曲柄,不是唯一地由取哪个构件为机架决定,机构有曲柄的首要条件是:机构中各构件长度间应满足一定的尺寸关系,该条件是首要条件。 然后,再看以哪个构件作为机架。

插床导杆机构课程设计

大学普通高等教育 机械原理课程设计 题目题号:插床导杆机构位置3的设计 学院:机电工程学院 专业班级: 学生: 指导教师 成绩: 2013 年7月 2 日

目录 一、工作原理 二、设计要求 三、设计数据 四、设计容及工作量五. 设计计算过程 (一). 方案比较与选择 (二). 导杆机构分析与设计 1.机构的尺寸综合 2. 导杆机构的运动分析

一、工作原理: 插床机械系统的执行机构主要是由导杆机构和凸轮机构组成。下图为其参考示意图,电动机经过减速传动装置(皮带和齿轮传动)带动曲柄2转动,再通过导杆机构使装有刀具的滑块6沿导路y —y 作往复运动,以实现刀具的切削运动。刀具向下运动时切削,在切削行程H 中,前后各有一段0.05H 的空刀距离,工作阻力F 为常数;刀具向上运动时为空回行程,无阻力。为了缩短回程时间,提高生产率,要求刀具具有急回运动。刀具与工作台之间的进给运动,是由固结于轴O 2上的凸轮驱动摆动从动件D O l 8和其它有关机构(图中未画出)来完成的。 二、设计要求: 电动机轴与曲柄轴2平行,使用寿命10年,每日一班制工作,载荷有轻微冲击。允许曲柄2转速偏差为±5%。要求导杆机构的最小传动角不得小于60o ;凸轮机构的最大压力角应在许用值[α]之,摆动从动件8的升、回程运动规律均为等速运动。执行构件的传动效率按0.95计算,系统有过载保护。按小批量生产规模设计。

三、插床导杆机构设计数据 四、设计容及工作量: 1、根据插床机械的工作原理,拟定2~3个其他形式的执行机构(连杆机构),并对这些机构进行分析对比。 2、根据给定的数据确定机构的运动尺寸, ()46.0~5.0BO BC l l =。要求用图解法设计,并将 设计结果和步骤写在设计说明书中。 3、导杆机构的运动分析。分析导杆摆到两个极限位置及摆到与机架O 2O 4位于同一直线位置时,滑块6的速度和加速度。 4、凸轮机构设计。根据所给定的已知参数,确定凸轮机构的基本尺寸(基圆半径r o 、机架82O O l 和滚子半径r b ),并将运算结果写在说明书中。用几何法画出凸轮机构的实际廓线。 5、编写设计说明书一份。应包括设计任务、设计参数、设计计算过程等。 6、按1:2绘制所设计的机构运动简图。

平面连杆机构优化设计

平面连杆机构优化设计 一、问题描述 平面连杆机构是由所有构件均由低副连接而成的机构,四杆机构是最常用的平面连杆机构。一般情况下,四杆机构只能近似实现给定的运动规律或运动轨迹,精确设计较为复杂。在四杆机构中,若两连架杆中的一个是曲柄,另一个是摇杆,则该机构为曲柄摇杆机构。曲柄摇杆机构可将曲柄的连续转动转变为摇杆的往复摆动。 设计一曲柄摇杆机构(如图1所示)。已知曲柄长度l 1=100mm ,机架长度l 4=500mm 。摇杆处于右极限位置时,曲柄与机架的夹角为φ0,摇杆与机架的夹角为ψ0。在曲柄转角φ从φ0匀速增至φ0+90°的过程中,要求摇杆转角()200π 32 ??ψψ-+ =。为防止从动件卡死,连杆与摇杆的夹角γ只允许在45°~135°范围内变化。 图1 机构运动简图 二、基本思路

四杆机构的设计要求可归纳为三类,即满足预定的连杆位置要求、满足预定的运动规律要求、满足预定的轨迹要求。本案例中,要求曲柄作等速转动时,摇杆的转角满足预定运动规律()00E π 32 ??ψψ-+ =。优化设计时,通常无精确解,一般采用数值方法得到近似解。本案例将机构预定的运动规律与实际运动规律观测量之间的偏差最小设为目标,由此建立优化设计数学模型,并运用MATLAB 优化工具箱的相关函数进行求解。 三、要点分析 优化设计数学模型的三要素包括设计变量、目标函数和约束条件。依次确定三要素后,编写程序进行计算。 1.设计变量的确定 通常将机构中的各杆长度,以及摇杆按预定运动规律运动时,曲柄所处的初始位置角φ0列为设计变量,即 T 04321T 54321)()(?l l l l x x x x x ==X (1) 考虑到机构各杆长按比例变化时,不会改变其运动规律,因此在计算可取l 1为单位长度,而其他杆长则按比例取为l 1的倍数。若曲柄的初始位置对应摇杆的右极限位置,则φ0及ψ0均为杆长的函数,即 4 212 32 42210)(2)(cos arc l l l l l l l +-++=?(2)

曲柄连杆机构运动学仿真

课程设计任务书

目录 1 绪论 (1) 1.1CATIA V5软件介绍 (1) 1.2ADAMS软件介绍 (1) 1.3S IM D ESIGNER软件介绍 (2) 1.4本次课程设计的主要内容及目的 (2) 2 曲柄连杆机构的建模 (3) 2.1活塞的建模 (3) 2.2活塞销的建模 (5) 2.3连杆的建模 (5) 2.4曲轴的建模 (6) 2.5汽缸体的建模 (8) 3 曲柄连杆机构的装配 (10) 3.1将各部件导入CATIA装配模块并利用约束命令确定位置关系 (10) 4 曲柄连杆机构导入ADAMS (14) 4.1曲柄连杆机构各个零部件之间运动副分析 (14) 4.2曲柄连杆机构各个零部件之间运动副建立 (14) 4.3曲柄连杆机构导入ADAMS (16) 5 曲柄连杆机构的运动学分析 (17) 结束语 (21) 参考文献 (22)

1 绪论 1.1 CATIA V5软件介绍 CATIA V5(Computer-graphics Aided Three-dimensional Interactive Application)是法国Dassault公司于1975年开发的一套完整的3D CAD/CAM/CAE一体化软件。它的内容涵盖了产品概念设计、工业设计、三维建模、分析计算、动态模拟与仿真、工程图的生成、生产加工成产品的全过程,其中还包括了大量的电缆和管道布线、各种模具设计与分析、人机交换等实用模块。CATIA V5不但能保证企业内部设计部门之间的协同设计功能而且还可以提供企业整个集成的设计流程和端对端的解决方案。CATIA V5大量应用于航空航天、汽车及摩托车行业、机械、电子、家电与3C产业、NC加工等领域。 由于其功能的强大而完美,CATIA V5已经成为三维CAD/CAM领域的一面旗帜和争相遵从的标准,特别是在航空航天、汽车及摩托车领域。法国的幻影2000系列战斗机就是使用CATIA V5进行设计的一个典范;波音777客机则使用CATIA V5实现了无图纸设计。另外,CATIA V5还用于制造米其林轮胎、伊莱克斯电冰箱和洗衣机、3M公司的粘合剂等。CATIA V5不仅给用户提供了详细的解决方案,而且具有先进的开发性、集成性及灵活性。 CATIA V5的主要功能有:三维几何图形设计、二维工程蓝图绘制、复杂空间曲面设计与验证、三维计算机辅助加工制造、加工轨迹模拟、机构设计及运动分析、标准零件管理。 1.2 ADAMS软件介绍 ADAMS即机械系统动力学自动分析(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems),该软件是美国MDI公司(Mechanical Dynamics Inc.)开发的虚拟样机分析软件。目前,ADAMS己经被全世界各行各业的数百家主要制造商采用。根据1999年机械系统动态仿真分析软件国际市场份额的统计资料,ADAMS软件销售总额近八千万美元、占据了51%的份额。 ADAMS软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库,创建完全参数化的机械系统几何模型,其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格郎日方程方法,建立系统动力学方程,对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析,输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。ADAMS软件的仿真可用于预测机械系统的性能、运动范围、

曲柄连杆机构课程设计

工程软件训练 目录 目录 (1) 第1章绪论 (3) 第2章活塞组的设计 (4) 2.1 活塞的设计 (4) 2.1.1 活塞的材料 (4) 2.1.2 活塞头部的设计 (4) 2.1.3 活塞裙部的设计 (5) 2.2 活塞销的设计 (5) 2.2.1 活塞销的结构 (5) 第3章连杆组的设计 (6) 3.1 连杆的设计 (6) 3.1.1 连杆材料的选用 (6) 3.1.2 连杆长度的确定 (6) 3.1.3 连杆小头的结构设计 (6) 3.1.4 连杆杆身的结构设计 (6) 3.1.5 连杆大头的结构设计 (6) 3.2 连杆螺栓的设计 (7) 第4章曲轴的设计 (8) 4.1 曲轴的结构型式和材料的选择 (8) 4.1.1 曲轴的结构型式 (8) 4.1.2 曲轴的材料 (8) 4.2 曲轴的主要尺寸的确定和结构细节设计 (8) 4.2.1 曲柄销的直径和长度 (8) 4.2.2 主轴颈的直径和长度 (9) 4.2.3 曲柄 (9) 4.2.4 平衡重 (9) 4.2.5 油孔的位置和尺寸 (10) 4.2.6 曲轴两端的结构 (10) 1

工程软件训练 第5章曲柄连杆机构的创建 (11) 5.1 活塞的创建 (11) 5.2 连杆的创建 (11) 5.3 曲轴的创建 (11) 第六章曲柄连杆机构静力学分析 (13) 6.1 活塞的静力分析 (13) 6.2 连杆的静力分析 (13) 2

工程软件训练 第1章绪论 曲柄连杆机构是发动机的传递运动和动力的机构,通过它把活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动而输出动力。因此,曲柄连杆机构是发动机中主要的受力部件,其工作可靠性就决定了发动机工作的可靠性。随着发动机强化指标的不断提高,机构的工作条件更加复杂。在多种周期性变化载荷的作用下,如何在设计过程中保证机构具有足够的疲劳强度和刚度及良好的动静态力学特性成为曲柄连杆机构设计的关键性问题[1]。 通过设计,确定发动机曲柄连杆机构的总体结构和零部件结构,包括必要的结构尺寸确定、运动学和动力学分析、材料的选取等,以满足实际生产的需要。 在传统的设计模式中,为了满足设计的需要须进行大量的数值计算,同时为了满足产品的使用性能,须进行强度、刚度、稳定性及可靠性等方面的设计和校核计算,同时要满足校核计算,还需要对曲柄连杆机构进行动力学分析。 为了真实全面地了解机构在实际运行工况下的力学特性,本文采用了多体动力学仿真技术,针对机构进行了实时的,高精度的动力学响应分析与计算,因此本研究所采用的高效、实时分析技术对提高分析精度,提高设计水平具有重要意义,而且可以更直观清晰地了解曲柄连杆机构在运行过程中的受力状态,便于进行精确计算,对进一步研究发动机的平衡与振动、发动机增压的改造等均有较为实用的应用价值。 本文以捷达EA113汽油机的相关参数作为参考,对四缸汽油机的曲柄连杆机构的主要零部件进行了结构设计计算,并对曲柄连杆机构进行了有关运动学和动力学的理论分析与计算机仿真分析。 3

平面连杆机构及其设计答案

第八章平面连杆机构及其设计 一、填空题: 1.平面连杆机构是由一些刚性构件用转动副和移动副连接组成的。 2.在铰链四杆机构中,运动副全部是低副。 3.在铰链四杆机构中,能作整周连续回转的连架杆称为曲柄。 4.在铰链四杆机构中,只能摆动的连架杆称为摇杆。 5.在铰链四杆机构中,与连架杆相连的构件称为连杆。 6.某些平面连杆机构具有急回特性。从动件的急回性质一般用行程速度变化系数表示。 7.对心曲柄滑块机构无急回特性。 8.平行四边形机构的极位夹角θ=00,行程速比系数K= 1 。 9.对于原动件作匀速定轴转动,从动件相对机架作往复直线运动的连杆机构,是否有急回 特性,取决于机构的极位夹角是否为零。 10.机构处于死点时,其传动角等于0?。 11.在摆动导杆机构中,若以曲柄为原动件,该机构的压力角α=00。 12.曲柄滑块机构,当以滑块为原动件时,可能存在死点。 13.组成平面连杆机构至少需要 4 个构件。 二、判断题: 14.平面连杆机构中,至少有一个连杆。(√) 15.在曲柄滑块机构中,只要以滑块为原动件,机构必然存在死点。(√) 16.平面连杆机构中,极位夹角θ越大,K值越大,急回运动的性质也越显著。(√) 17.有死点的机构不能产生运动。(×) 18.曲柄摇杆机构中,曲柄为最短杆。(√) 19.双曲柄机构中,曲柄一定是最短杆。(×) 20.平面连杆机构中,可利用飞轮的惯性,使机构通过死点位置。(√) 21.在摆动导杆机构中,若以曲柄为原动件,则机构的极位夹角与导杆的最大摆角相等。 (√) 22.机构运转时,压力角是变化的。(√) 三、选择题:

23.铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是最短杆与最长杆长度之和 A 其他两杆之和。 A ≤ B ≥ C > 24.铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆之和,而 充分条件是取 A 为机架。 A 最短杆或最短杆相邻边 B 最长杆 C 最短杆的对边。 25.铰链四杆机构中,若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和,当以 B 为机架时, 有两个曲柄。 A 最短杆相邻边 B 最短杆 C 最短杆对边。 26.铰链四杆机构中,若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和,当以 A 为机架时, 有一个曲柄。 A 最短杆相邻边 B 最短杆 C 最短杆对边。 27.铰链四杆机构中,若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和,当以 C 为机架时, 无曲柄。 A 最短杆相邻边 B 最短杆 C 最短杆对边。 28.铰链四杆机构中,若最短杆与最长杆长度之和 B 其余两杆长度之和,就一定是双摇杆 机构。 A < B > C = 29.对曲柄摇杆机构,若曲柄与连杆处于共线位置,当 C 为原动件时,此时机构处在死点位 置。 A 曲柄 B 连杆 C 摇杆 30.对曲柄摇杆机构,若曲柄与连杆处于共线位置,当 A 为原动件时,此时为机构的极限 位置。 A 曲柄 B 连杆 C 摇杆 31.对曲柄摇杆机构,当以曲柄为原动件且极位夹角θ B 时,机构就具有急回特性。 A <0 B >0 C =0 32.对曲柄摇杆机构,当以曲柄为原动件且行程速度变化系数K B 时,机构就具有急 回特性。 A <1 B >1 C =1 33.在死点位置时,机构的压力角α= C 。 A 0 o B 45o C 90o 34.若以 B 为目的,死点位置是一个缺陷,应设法通过。 A 夹紧和增力B传动 35.若以 A 为目的,则机构的死点位置可以加以利用。 A 夹紧和增力;B传动。

机械原理课程设计连杆机构B完美版

机械原理课程设计 任务书 题目:连杆机构设计B4 姓名:戴新吉 班级:机械设计制造及其自动化2011级3班 设计参数 设计要求: 1.用解析法按计算间隔进行设计计算; 2.绘制3号图纸1张,包括: (1)机构运动简图; (2)期望函数与机构实现函数在计算点处的对比表; (3)根据对比表绘制期望函数与机构实现函数的位移对比图; 3.设计说明书一份; 4.要求设计步骤清楚,计算准确。说明书规范。作图要符合国家标。按时独 立完成任务。 目录

第1节平面四杆机构设计连杆机构设计的基本问题

连杆机构设计的基本问题是根据给定的要求选定机构的型式,确定各构件的尺寸,同时还要满足结构条件(如要求存在曲柄、杆长比恰当等)、动力条件(如适当的传动角等)和运动连续条件等。 根据机械的用途和性能要求的不同,对连杆机构设计的要求是多种多样的,但这些设计要求可归纳为以下三类问题: (1)预定的连杆位置要求; (2)满足预定的运动规律要求; (3)满足预定的轨迹要求; 连杆设计的方法有:解析法、作图法和实验法。 作图法设计四杆机构 对于四杆机构来说,当其铰链中心位置确定后,各杆的长度也就确定了。用作图法进行设计,就是利用各铰链之间相对运动 的几何关系,通过作图确定各铰链的位置,从而定出各杆的长度。 作图法设计四杆机构的特点 图解法的特点是直观、简单、快捷,对三个设计位置以下的设计是十分方便的,其设计精度也能满足工作的要求,并能为解析法精确求解和优化设计提供初始值。 根据设计要求的不同分为四种情况: (1) 按连杆预定的位置设计四杆机构; (2) 按两连架杆预定的对应角位移设计四杆机构; (3) 按预定的轨迹设计四杆机构; (4) 按给定的急回要求设计四杆机构。

平面连杆机构的优化设计教案

平面连杆机构的优化设计 【教学目标】 1.了解连杆机构优化设计的一般步骤 2.掌握连杆机构优化设计的方法 【教学重点】 1.掌握连杆机构优化设计的方法 【教学难点】 1.掌握连杆机构优化设计的方法 【教学准备】 多媒体课件、直尺、圆规。 【教学过程】 一、以工程实际案例引入课题 实例1:飞机起落架(结合最近美国波音飞机频繁失事的新闻) 实例2:汽车雨刮器 说明:平面连杆机构的实用在生产生活中随处可见,是机械设计当中常见的一种机构。 二、定义回顾 【提问】平面四杆机构的基本形式有哪些? 【预设】机械原理是本科第四学期的课程,学生可能记不全,要引导性地带大家回忆。 【答案】曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构 三、回顾以前所学习的连杆机构设计方法,对比引入优化设计。 新课教授 一、曲柄摇杆机构再现已知运动规律的优化设计

1.设计变量的确定 决定机构尺寸的各杆长度,以及当摇杆按已知运动规律开始运动时,曲柄所处的位置角φ0 为设计变量。 [][] 1234512340T T x x x x x x l l l l ?== 考虑到机构的杆长按比例变化时,不会改变其运动规律,因此在计算时常l 1=1 , 而其他杆长按比例取为l 1 的倍数。 ()()22212430124arccos 2l l l l l l l ???++-=??+???? ()221243034arccos 2l l l l l l ψ??+--=?????? 经分析后,只有三个变量为独立的: [][] 123234T T x x x x l l l == 2.目标函数的建立 目标函数可根据已知的运动规律与机构实际运动规律之间的偏差最小为指标来建立,即

曲柄连杆机构课程设计

曲柄连杆机构课程 设计

目录 目录 (1) 第1章绪论 (3) 第2章活塞组的设计 (4) 2.1 活塞的设计 (4) 2.1.1 活塞的材料 (4) 2.1.2 活塞头部的设计 (4) 2.1.3 活塞裙部的设计 (5) 2.2 活塞销的设计 (5) 2.2.1 活塞销的结构 (5) 第3章连杆组的设计 (6) 3.1 连杆的设计 (6) 3.1.1 连杆材料的选用 (6) 3.1.2 连杆长度的确定 (6) 3.1.3 连杆小头的结构设计 (6) 3.1.4 连杆杆身的结构设计 (6) 3.1.5 连杆大头的结构设计 (6) 3.2 连杆螺栓的设计 (7) 第4章曲轴的设计 (8) 4.1 曲轴的结构型式和材料的选择 (8) 4.1.1 曲轴的结构型式 (8) 4.1.2 曲轴的材料 (8)

4.2 曲轴的主要尺寸的确定和结构细节设计 (8) 4.2.1 曲柄销的直径和长度 (8) 4.2.2 主轴颈的直径和长度 (9) 4.2.3 曲柄 (9) 4.2.4 平衡重 (9) 4.2.5 油孔的位置和尺寸 (10) 4.2.6 曲轴两端的结构 (10) 第5章曲柄连杆机构的创立 (11) 5.1 活塞的创立 (11) 5.2 连杆的创立 (11) 5.3 曲轴的创立 (11) 第六章曲柄连杆机构静力学分析 (13) 6.1 活塞的静力分析 (13) 6.2 连杆的静力分析 (13)

第1章绪论 曲柄连杆机构是发动机的传递运动和动力的机构,经过它把活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动而输出动力。因此,曲柄连杆机构是发动机中主要的受力部件,其工作可靠性就决定了发动机工作的可靠性。随着发动机强化指标的不断提高,机构的工作条件更加复杂。在多种周期性变化载荷的作用下,如何在设计过程中保证机构具有足够的疲劳强度和刚度及良好的动静态力学特性成为曲柄连杆机构设计的关键性问题[1]。 经过设计,确定发动机曲柄连杆机构的总体结构和零部件结构,包括必要的结构尺寸确定、运动学和动力学分析、材料的选取等,以

发动机曲柄连杆机构的设计

. 摘要 以桑塔纳2000AJR型发动机为例,基于相关参数对发动机曲柄滑块机构主要零部件进行结构设计计算,同时进行强度、刚度等方面的校核,并进行相关力学分析和机构运动仿真分析,以达到良好的生产经济效益。 目前国外对发动机曲柄连杆机构的动力学分析的方法很多,而且已经完善和成熟,但仍缺乏一种基于良好生产效益、经济效益上的综合性分析,本次设计在清晰、全面剖析的基础上,有机地将各研究模块联系起来,达到既简便又清晰的设计目的,力求为发动机曲柄滑块机构的设计提供一种综合全面的思路。 分析研究的主要模块分为以下三个部分:第一,对发动机曲柄滑块机构进行力学分析,着重分析活塞的位移、速度、加速度以及工质的作用力和机构的惯性力;第二,进行曲柄滑块机构活塞组、连杆组以及曲轴的结构设计,并对其强度和刚度进行校核;第三,应用Pro∕Engineer 建立曲柄滑块机构主要零部件的几何模型,并利用Pro/Mechanism进行机构仿真。 关键词:发动机;曲柄滑块机构;力学分析;机构仿真

目录 第一章绪论 (1) 1.1国外发展现状 (1) 1.2研究的主要容 (1) 第二章总体方案的设计 (2) 2.1原始参数的选定 (2) 2.2原理性方案设计 (2) 2.3 结构的设计 (3) 2.4 确定设计方案 (3) 第三章中心曲柄连杆机构的设计 (5) 3.1 气缸的作用力分析 (5) 3.2 惯性力的计算 (5) 第四章活塞以及连杆组件的设计 (8) 4.1 设计活塞组件 (8) 4.2 设计活塞销 (9) 4.3 活塞销座 (9) 4.4 连杆的设计 (9) 第五章曲轴的设计 (11) 5.1 曲轴的材料的选择 (11) 5.2 确定曲轴的主要尺寸和结构细节 (11) 第六章曲柄连杆机构的创建 (13)

平面连杆机构及其设计(参考答案)

一、填空题: 1.平面连杆机构是由一些刚性构件用低副连接组成的。 2.由四个构件通过低副联接而成的机构成为四杆机构。 3.在铰链四杆机构中,运动副全部是转动副。 4.在铰链四杆机构中,能作整周连续回转的连架杆称为曲柄。 5.在铰链四杆机构中,只能摆动的连架杆称为摇杆。 6.在铰链四杆机构中,与连架杆相连的构件称为连杆。 7.某些平面连杆机构具有急回特性。从动件的急回性质一般用行程速度变化系数表示。 8.对心曲柄滑快机构无急回特性。9.偏置曲柄滑快机构有急回特性。 10.对于原动件作匀速定轴转动,从动件相对机架作往复运动的连杆机构,是否有急回特性,取决于机构的极位夹角是否大于零。 11.机构处于死点时,其传动角等于0。12.机构的压力角越小对传动越有利。 13.曲柄滑快机构,当取滑块为原动件时,可能有死点。 14.机构处在死点时,其压力角等于90o。 15.平面连杆机构,至少需要4个构件。 二、判断题: 1.平面连杆机构中,至少有一个连杆。(√) 2.平面连杆机构中,最少需要三个构件。(×) 3.平面连杆机构可利用急回特性,缩短非生产时间,提高生产率。(√) 4.平面连杆机构中,极位夹角θ越大,K值越大,急回运动的性质也越显著。(√) 5.有死点的机构不能产生运动。(×) 6.机构的压力角越大,传力越费劲,传动效率越低。(√) 7.曲柄摇杆机构中,曲柄为最短杆。(√) 8.双曲柄机构中,曲柄一定是最短杆。(×) 9.平面连杆机构中,可利用飞轮的惯性,使机构通过死点位置。(√) 10.平面连杆机构中,压力角的余角称为传动角。(√) 11.机构运转时,压力角是变化的。(√) 三、选择题: 1.铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是最短杆与最长杆长度之和 A 其他两杆之和。 A <=; B >=; C > 。 2.铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆之和,而充分条件是取 A 为机架。 A 最短杆或最短杆相邻边; B 最长杆; C 最短杆的对边。3.铰链四杆机构中,若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和,当以 B 为机架时,有两

最新机械原理课程设计连杆机构B4

最新机械原理课程设计连杆机构B4 任务书 题目:连杆机构设计B4-b 姓名:GHGH 班级:机械设计制造及其自动化2006级7班 设计参数 设计要求: 1.用解析法按计算间隔进行设计计算; 2.绘制3号图纸1张,包括: (1)机构运动简图; (2)期望函数与机构实现函数在计算点处的对比表; (3)根据对比表绘制期望函数与机构实现函数的位移对比图; 3.设计说明书一份; 4.要求设计步骤清楚,计算准确。说明书规范。作图要符合国家标。按时独立完成任务。 目录 第1节平面四杆机构设计 (3)

1.1连杆机构设计的基本问题 ................................................................. 3 1.2作图法设计四杆机构 ......................................................................... 3 1.3 解析法设计四杆机构 ........................................................................ 3 第2节 设计介绍 .................................................................................... 5 2.1按预定的两连架杆对应位置设计原理 ............................................. 5 2.2 按期望函数设计 ................................................................................ 6 第3节 连杆机构设计 ............................................................................ 8 3.1连杆机构设计 ..................................................................................... 8 3.2变量和函数与转角之间的比例尺 ..................................................... 8 3.3确定结点值 ......................................................................................... 8 3.4 确定初始角0α、0? ........................................................................... 9 3.5 杆长比m,n,l 的确定 ...................................................................... 13 3.6 检查偏差值?? ................................................................................. 13 3.7 杆长的确定 ...................................................................................... 13 3.8 连架杆在各位置的再现函数和期望函数最小差值??的确定 .... 15 总结 ........................................................................................................... 18 参考文献 .................................................................................................. 19 附录 .. (20) 第1节 平面四杆机构设计 1.1连杆机构设计的基本问题 连杆机构设计的基本问题是根据给定的要求选定机构的型 式,确定各构件的尺寸,同时还要满足结构条件(如要求存在曲

凸轮连杆机构课程设计

第一章 固定凸轮连杆机构参数选取 1.确定驱动方案 图1 如上图所示,设:与从动杆升程运动相对应的曲柄转角为1?,即101AB B ∠=?;而与降程运动相对应的曲柄转角为,即3?323AB B =?,则: (1)当21??>时,选用曲柄AB 拉着BC 杆运动的方案。 (2)当21??<时,选用曲柄AB 推着BC 杆运动的方案。 (3)当21??=时,任选其中一种驱动方案。 已知数据?=1101?,?=1503?,很明显21??<,所以选用方案2。 2.确定e 直动从动杆,取m S e 2.0~0=,取0=e 3.确定h 从结构紧凑和减小凸轮压力角考虑,应将h 值取小些。但h 值愈小,对从动杆驱动力的压力角也愈大。通常取m S h ≥,去mm h 120= 4.确定a

若a 值过小,会使凸轮压力角明显增大,甚至不能实现预期动动。可取a=0.6~0.9S m 或a=1.2~1.8lsin 2m ψ。取a=70mm 6、确定δ 其值对凸轮的压力角影响极大,δ过小,尤其是过大,会使压力角急剧增加。在前述参数确定后,最好将δ优化,目标函数为 a 1m (δ) (a 1m )min 式中a 1m 为凸轮的最大压力角。 暂时取?=8δ 7. 求算b 1、b 2 须先求算b max 、b min 。 依据铰销B 、D 的坐标,可建立它们之间距离的公式。B 的坐标为 ? ??+-=+=)cos() sin(?δ?δa y a X B B D 的坐标为 ???+==S h y e X D D 式中 ?——曲柄转角,取升程起始时的? =0°; S ——与?相对应的从动杆位移,即铰销D 至其最低位置的距离。S 值分为升程(?=0~?1)、最高位置停留(?=?1~?1+?2)、降程(?=?1+?2~?1+?2+?3)、最低位置停留(?=?1+?2+?3~360°)四个阶段求算。b 值为 b=2 2)()(D B D B y y x x -+- (1)用matlab 编程画出b 与?曲线图,并算出min max b b 、: clear sm=100; h=120; e=0; a=70; d=8*pi/180; fa1=110*pi/180; fa2=0*pi/180; fa3=150*pi/180; fa4=100*pi/180; fa01=0:0.001:fa1; s=sm/2*(1-cos(pi*fa01/fa1));

03平面连杆机构优化设计

案例3 平面连杆机构优化设计 一、问题描述 平面连杆机构是由所有构件均由低副连接而成的机构,四杆机构是最常用的平面连杆机构。一般情况下,四杆机构只能近似实现给定的运动规律或运动轨迹,精确设计较为复杂。在四杆机构中,若两连架杆中的一个是曲柄,另一个是摇杆,则该机构为曲柄摇杆机构。曲柄摇杆机构可将曲柄的连续转动转变为摇杆的往复摆动。 设计一曲柄摇杆机构(如图1所示)。已知曲柄长度l 1=100mm ,机架长度l 4=500mm 。摇杆处于右极限位置时,曲柄与机架的夹角为φ0,摇杆与机架的夹角为ψ0。在曲柄转角φ从φ0匀速增至φ0+90°的过程中,要求摇杆转角()200π 32 ??ψψ-+ =。为防止从动件卡死,连杆与摇杆的夹角γ只允许在45°~135°范围内变化。 图1 机构运动简图 二、基本思路 四杆机构的设计要求可归纳为三类,即满足预定的连杆位置要求、满足预定的运动规律要求、满足预定的轨迹要求。本案例中,要求曲柄作等速转动时,摇杆的转角满足预定运动规律()00E π 32 ??ψψ-+ =。优化设计时,通常无精确解,一般采用数值方法得到近似解。本案例将机构预定的运动规律与实际运动规律观测量之间的偏差最小设为目标,由此建立优化设计数学模型,并运用MA TLAB 优化工具箱的相关函数进行求解。 三、要点分析 优化设计数学模型的三要素包括设计变量、目标函数和约束条件。依次确定三要素后,编写程序进行计算。

1.设计变量的确定 通常将机构中的各杆长度,以及摇杆按预定运动规律运动时,曲柄所处的初始位置角φ0列为设计变量,即 T 04321T 54321)()(?l l l l x x x x x ==X (1) 考虑到机构各杆长按比例变化时,不会改变其运动规律,因此在计算可取l 1为单位长度,而其他杆长则按比例取为l 1的倍数。若曲柄的初始位置对应摇杆的右极限位置,则φ0及ψ0均为杆长的函数,即 4 212 32 42210)(2)(cos arc l l l l l l l +-++=? (2) 4 32 32 422102)(cos arc l l l l l l --+=ψ (3) 因此,设计变量缩减为3个独立变量,即 T 432T 321)()(l l l x x x ==X (4) 2.目标函数的建立 以机构预定的运动规律观测量ψE i 与实际运动规律观测量ψi 之间的偏差平方和最小为指标来建立目标函数,即 min )()(1 2E →-=∑=m i i i f ψψX (5) 式中,m 为输入角的等分数;ψE i 为预期输出角,ψE i=ψE (φi );ψi 为实际输出角。由图2可知: ? ? ?<≤+-<≤--=)π2π(π) π0(πi i i i i i i ?βα?βαψ (6) 32 22322arccos l l l i i i ρρα-+= (7) 42 12422arccos l l l i i i ρρβ-+= (8) i i l l l l ?ρcos 2412421-+= (9)

连杆课程设计说明书

连杆课程设计 说明书 院别:能源与动力工程学院专业:热能与动力工程 班级:新能源1002 姓名: 学号: 指导教师:潘剑锋 2014年1月

前言 随着生活水平的提高,人们为了出行方便,汽车的性能要求也越来越高。而提高发动机性能,一方面可以降低噪音,增强发动机效率;另一方面也可以节约能源,有利于环保。连杆作为发动机活塞运动的主要部件,它把作用于活塞顶面的膨胀的压力传递给曲轴,又受曲轴的驱动而带动活塞压缩气缸中的气体,连杆在工作过程中始终承受着剧烈的动载荷作用。这就对其性能有极高的要求。而连杆的强度与任性也是决定发动机性能的因素之一。 为了保证连杆的疲劳强度,要求连杆的材料要具有良好的综合力学性能及工艺性能。以往连杆材料几乎普遍采用碳素调质钢和合金调质钢,20世纪70年代由于石油危机,为节省能源,欧美和日本开始大量应用非调质钢,并取得很大的进展。 随着汽车工业制造技术的发展,对于汽车发动机的动力性能及可靠性要求越来越高,而连杆的强度、刚度对提高发动机的动力性及可靠性至关重要,因此国内外各大汽车公司对发动机连杆用材料及制造技术的研究都非常重视。 在满足性能指标的前提下,连杆的材料和制造技术关联很大,非调质钢的应用就是考虑节省调质工序。近年来,采取裂解连杆体和连杆盖分界面技术可以大幅度地减少机械加工工序,由此开发了高强度低韧性的高碳非调质钢和粉末冶金锻件,以满足工艺的需要。

目录 前言 (2) —设计任务— (4) 一、连杆概况 (4) 1、连杆结构特点 (4) 2、工作工作环境 (5) 3、连杆设计要求 (5) 二、三维建模 (6) 1、二维图纸 (6) 2、UG三维建模模型 (6) 三、基于ANSYS对连杆有限元分析 (7) 1、材料性能参数确定: (7) 2、导入连杆三维模型 (7) 3、设置单元属性 (7) 4、网格划分 (8) 5、设置载荷和约束 (9) 6、求解及结论分析 (10) 1)位移变化图 (10) 2)应力应变结果图 (10) 四、课程设计总结: (12) 五、参考文献 (13)

哈工大机械原理考研-第2章 连杆机构分析与设计(理论部分)

第2章连杆机构分析和设计 2.1内容要求 1.掌握平面四杆机构的基本型式、特点及其演化方法。 2.熟练掌握和推导铰链四杆机构曲柄存在条件,并灵活运用来判断铰链四杆机构的类型; 掌握曲柄滑块机构及导杆机构等其他四杆机构的曲柄存在条件的推导过程。 3.掌握平面四杆机构的压力角、传动角、急回运动、极位夹角、行程速比系数、等基本概 念;掌握连杆机构最小传动角出现的位置及计算方法;掌握极位夹角与行程速比系数的关系式;掌握掌握死点在什么情况下出现及死点位置在机构中的应用。 4.掌握速度瞬心的概念及如何确定机构中速度瞬心的数目;掌握“三心定理”并应用“三 心定理”确定机构中速度瞬心的位置及对机构进行速度分析。 5.了解建立Ⅰ级机构、RRR杆组、RRP杆组、RPR杆组、PRP杆组、RPP杆组的运动分 析数学模型;掌握相对运动图解法及杆组法机构运动分析的方法。 6.掌握移动副、转动副中摩擦力的计算和自锁问题的讨论;掌握计及摩擦时平面连杆机构 受力分析的方法;掌握计算机械效率的几种方法;掌握从机械效率的观点研究机械自锁条件的方法和思想。 7.掌握平面四杆机构的运动特征及其设计的基本问题;了解“函数机构”、“轨迹机构”、 “导引机构”的设计思想、方法;掌握按给定行程速比系数设计四杆机构的方法。 2.2内容提要 一、本章重点 本章重点是铰链四杆机构曲柄存在条件,并灵活运用来判断铰链四杆机构的类型;连杆机构最小传动角出现的位置及计算方法;速度瞬心法对机构进行速度分析;计及摩擦时平面连杆机构受力分析的方法;按给定行程速比系数设计四杆机构的方法。 1.平面四杆机构的基本型式及其演化型式 平面四杆机构的基本型式是平面铰链四杆机构。在此机构中,与机架相联的构件称为连架杆;能作整周回转的连架杆称为曲柄,而不能作整周回转的连架杆称为摇杆;与机架不相连的中间构件称为连杆。能使两构件作整周相对转动的转动副称为周转副;而不能作整周相对转动的转动副称为摆转副。平面铰链四杆机构又根据两连架杆运动形式不同分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构及双摇杆机构。 平面四杆机构的演化型式是在平面铰链四杆机构的基础上,通过一些演化方法演化而成其他型式的四杆机构。平面四杆机构的演化方法有: (1)改变构件的形状及运动尺寸; (2)改变运动副尺寸; (3)取不同构件为机架。

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