内燃机设计课程设计说明书连杆
内燃机课程设计说明书
06
经济性评估与节能环保措 施
燃油消耗率计算方法
等速百公里燃油消耗量
通过测量内燃机在某一恒定速度下行驶100公里所消耗的燃油量， 可以计算出等速百公里燃油消耗量。
负荷特性燃油消耗率
在不同负荷下，测量内燃机的燃油消耗率，并绘制负荷特性曲线， 以评估内燃机在不同工况下的经济性。
万有特性燃油消耗率
综合考虑内燃机的转速和负荷变化，通过测量不同工况下的燃油消 耗率，绘制万有特性曲线，全面评估内燃机的经济性。
废气再循环技术
将部分废气引入进气歧管与新鲜空气混合 后再次进入气缸参与燃烧，降低燃烧温度 和压力，减少氮氧化物排放。
07
总结与展望
本次设计成果回顾
完成了内燃机的基本设计和分析
通过本次课程设计，我们成功完成了内燃机的基本设计和分析工作，包括燃烧室设计、 气缸工作过程的热力学和动力学分析、曲轴连杆机构设计等。
本次设计任务及要求
设计任务
设计一款满足特定性能要求的内燃机，并进行性能分析和优 化。
设计要求
在设计过程中，需要考虑内燃机的功率、扭矩、燃油经济性 、排放等性能指标，并选择合适的结构参数和控制系统以满 足设计要求。同时，还需要进行必要的仿真分析和实验验证 ，以确保设计的可行性和有效性。
02
内燃机基本结构与工作原 理
由于我们缺乏实际设计经验 ，可能在某些细节处理上不 够成熟，例如零部件的优化
设计、材料选择等。
仿真精度有待提高
虽然我们进行了性能仿真， 但仿真精度仍有待提高。未 来可以进一步改进仿真模型 和方法，以更准确地预测内
燃机的性能。
缺乏实验验证
由于时间和条件限制，我们 未能对所设计的内燃机进行 实验验证。未来可以通过实 验手段来验证设计的可行性 和性能表现。
内燃机连杆设计
连杆的计算校核第三章连杆的材料选取于强度效荷3.1连杆材料的选择连杆是一个细长杆件它承受了交变载荷。
为了保证连杆在结构轻巧的条件下有足够的刚度和强度，一般多用精选含碳量的优质结构钢45磨锻，只有在特别强化且产量不太大的柴油机中用40Cr等合金钢。
合金钢有较高的综合机械性能。
但当存在生产应力集中的因素时，它的耐疲劳能力急剧下降，甚至底到于碳素钢不相上下。
所以合金钢连杆的形状设计、过渡圆滑性、毛胚表面质量等，必须给以更多的注意，才能充分的发挥优质材料的潜力。
40MnB、40MnVB 等硼钢作为高附和的大量生产连杆的材料，显示了良好的使用性能。
40MnB钢化成分（%）：C0.37~0.45，Mn 1.1~1.4,Cr<0.3,P和S≤0.45,B0.001~0.005,经850℃油淬，500℃高温回火后，强度极限＞1000牛顿/毫米2 ，冲击任性＞牛顿•米/厘米2。
连杆纵向断面内宏观金相组织要求金属纤维方向于连杆外形相符，纤维无环曲及中断现象。
连杆一般用钢锻造，在机械加工前一般应进行调治处理（淬火后高温回火），以得到较高的机械性能，既强又韧。
为了提高连杆的疲劳强度，不经机械加工的表面应经过喷丸处理。
连杆还必须经过磁力探伤检验，以求工作的稳定性、和可靠性。
我国已经研究出了连杆辊锻工艺，辊锻连杆不仅不需要大型的锻压设备，而且还改善了工人的劳动条件，为了节约优质钢材降低成本，我国还成功的试用了以稀土镁球墨铸铁制造的高速柴油机连杆。
实验表明，铸造连杆硬度应在HB210~250之间，上限为保证足够的强度，下限是为了保证良好的切削性。
这样硬度的珠光体球具有300~350牛顿/毫米2的抗弯疲劳强度，与中碳钢差不多。
在大批生产铸件连杆时保证制造质量稳定，要求对炉料、浇铸、热处理工艺规程严加控制，并进行仔细的内在质量检查，例如超声波或X 光无损探伤等。
据国外经验，强韧的珠光体液可锻铸铁也适于制造连杆。
3.2连杆的设计与强度效核3.2.1连杆长度的确定设计连杆时首先要确定连杆大小头孔间的距离，即连杆长度l。
连杆课程设计
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：工程热物理0902姓名：学号：指导教师：2013年1月目录前言：一、连杆概况-------------------------------------------------------------- 31.连杆的结构特点---------------------------------------------------- 42.连杆工作情况-------------------------------------------------------43.连杆设计要求-------------------------------------------------------44.连杆的材料选用----------------------------------------------------5二、连杆PROE建模----------------------------------------------------51.建模步骤----------------------------------------------------------- 52.建模最终图-------------------------------------------------------12三、连杆ANSYS有限元分析----------------------------------------121.导入模型------------------------------------------------------------122.创建网格------------------------------------------------------------133.设置载荷和约束---------------------------------------------------144.求解------------------------------------------------------------------145应力应变结果显示------------------------------------------------15四、总结-------------------------------------------------------------------16五、参考文献-------------------------------------------------------------16前言连杆是发动机中的主要传动部件之一，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。
曲柄连杆机构设计说明书。
精心打造课程设计说明书2115柴油机连杆设计学生学号：学生姓名：专业班级：指导教师姓名：杜家益/张登攀2018年 1 月目录目录 0第1章绪论 01.1 选题的目的和意义 01.2设计研究的主要内容 0第2章曲柄连杆机构受力分析 (1)2.1 曲柄连杆机构的类型及方案选择 (1)2.2 曲柄连杆机构运动学 (2)未来0精心打造2.1.1 活塞位移 (2)2.1.2 活塞的速度 (3)2.1.3 活塞的加速度 (4)2.2 曲柄连杆机构中的作用力 (4)2.2.1 气缸内工质的作用力 (4)2.2.2 机构的惯性力 (5)2.3 本章小结 (10)3.1 活塞的设计 (10)3.1.1 活塞的工作条件和设计要求 (10)3.1.2 活塞的材料 (11)第４章连杆组的设计 (12)4.1 连杆的设计 (12)4.1.1 连杆的工作情况、设计要求和材料选用 (12)4.1.2 连杆长度的确定 (12)4.1.3 连杆小头的结构设计与强度、刚度计算 (12)4.1.4 连杆杆身的结构设计与强度计算 (14)4.1.5 连杆大头的结构设计与强度、刚度计算 (16)4.2 连杆螺栓的设计 (16)4.2.1 连杆螺栓的工作负荷与预紧力 (16)4.2.2 连杆螺栓的屈服强度校核和疲劳计算 (17)4.3 本章小结 (17)5.1 曲轴的结构型式和材料的选择 (18)5.1.1 曲轴的工作条件和设计要求 (18)5.1.2 曲轴的结构型式 (18)5.1.3 曲轴的材料 (18)5.2 曲轴的主要尺寸的确定和结构细节设计 (19)5.2.1 曲柄销的直径和长度 (19)5.2.2 主轴颈的直径和长度 (19)5.2.3 曲柄 (20)5.2.4 平衡重 (20)5.2.5 油孔的位置和尺寸 (20)5.2.6 曲轴两端的结构 (21)5.2.7 曲轴的止推 (21)5.3 曲轴的疲劳强度校核 (21)5.3.1 作用于单元曲拐上的力和力矩 (22)5.3.2 名义应力的计算 (24)参考文献 (40)未来1精心打造第1章绪论1.1 选题的目的和意义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。
内燃机课程设计指导书--增压柴油机连杆设计
能源专业综合课程设计指导书1 目的、要求一、内燃机课程设计的目的：1、复习、巩固已学过的内燃机课程，是对内燃机原理、结构设计、动力学和制造工艺等内容学习效果的一次全面考察。
2、通过对一台增压车用柴油机的初步设计，掌握内燃机的热力过程、动力学性能的理论分析和计算方法，熟悉柴油机的结构和设计过程。
3、提高学生的分析、计算和绘图能力。
二、主要内容和时间安排本设计要求学生对一台四冲程增压车用柴油机进行初步设计，完成一定的计算工作量和绘图工作量。
具体任务，见各人的任务书。
其主要内容和时间安排如下：三、基本要求1、纪律要求：（1）禁止相互抄袭，一经发现，设计不能通过。
（2）平时占总成绩的30%，包括出勤和答疑。
2、基本业务要求：（1）仔细阅读内燃机课程设计指导书，按指导书规定的步骤进行设计，按质按量完成任务书规定的内容。
（2）计算过程中选用的参数必须在常用的范围之内，曲轴转角每5°取一个计算点，计算结果保留四位有效数字，且误差应在5%以下。
（3）允许用计算机进行计算，但禁止程序相互转用，并且必须在说明书后附上自编的源程序。
（4）所画图纸必须符合标准，图线、图面整洁美观、配置合理。
零件图标注的尺寸、精度、粗糙度、形位公差等完整、正确。
装配图的总体尺寸、技术条件、件号标注等齐全。
标题栏、明细表按国家规定绘制。
汉字采用仿宋体书写，汉字、数字大小相同。
（5）设计说明书要求打印，内容完整、图标清晰，不少于6000字。
2 柴油机基本参数选定一、柴油机设计指示设计一台新的四冲程增压柴油机，其设计指标如下： 1、功率Pe有效功率是柴油机的基本性能指标。
Pe 柴油机的用途选定，任务书已经指定了所设计的柴油机的有效功率Pe 。
2、转速n转速的选用既要考虑被柴油机驱动的工作机械的需要，也要考虑转速对柴油机自身工作的影响。
一般车用柴油机转速为2000r/min ～4000r/min ，一般不超过5000 r/min ，任务书已经指定了所设计的柴油机的转速。
内燃机连杆课程设计
内燃机连杆课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解内燃机连杆的结构原理，掌握其工作过程及功能。
2. 使学生了解内燃机连杆的力学性能要求，掌握相关材料及加工工艺。
3. 帮助学生掌握内燃机连杆的故障类型及原因，提高故障诊断与排除能力。
技能目标：1. 培养学生运用CAD软件绘制内燃机连杆图纸的能力。
2. 提高学生运用所学知识分析和解决内燃机连杆实际问题的能力。
3. 培养学生团队协作和动手实践的能力，完成内燃机连杆的拆装与维修。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对内燃机连杆及内燃机行业的兴趣，培养其职业认同感。
2. 培养学生严谨的科学态度和良好的工程意识，提高学生的综合素质。
3. 增强学生的环保意识，使其认识到内燃机连杆在节能减排中的重要作用。
课程性质分析：本课程以内燃机连杆为研究对象，具有较强的理论性和实践性，旨在培养学生的内燃机专业知识和动手能力。
学生特点分析：学生为初中毕业年级，具备一定的物理知识和动手能力，但内燃机专业知识有限，需要教师引导和启发。
教学要求：结合课程性质和学生特点，采用理论教学与实践教学相结合的方式，注重启发式教学，引导学生主动探究，提高学生的内燃机连杆相关知识和技能。
通过课程目标的实现，为学生未来在内燃机行业的发展奠定基础。
二、教学内容1. 内燃机连杆的结构与原理- 内燃机连杆的组成及各部分功能- 连杆与活塞、曲轴的连接方式- 连杆在工作过程中的运动规律2. 内燃机连杆的材料与加工工艺- 常用连杆材料的力学性能及选择- 连杆加工工艺流程及其对性能的影响- 现代加工技术在连杆制造中的应用3. 内燃机连杆的故障诊断与维修- 常见连杆故障类型及原因- 故障诊断方法及排除措施- 连杆维修工艺及注意事项4. 内燃机连杆的CAD绘图- CAD软件的基本操作与使用技巧- 内燃机连杆图纸的绘制方法- 连杆图纸的标注与修改5. 内燃机连杆拆装与维修实践- 实践操作流程及注意事项- 拆装工具的使用与维护- 连杆维修实践操作指导教学大纲安排：第一周：内燃机连杆结构与原理学习第二周：内燃机连杆材料与加工工艺学习第三周：内燃机连杆故障诊断与维修学习第四周：内燃机连杆CAD绘图学习与实践第五周：内燃机连杆拆装与维修实践教学内容与进度依据课程目标和学生的实际情况进行调整，确保学生能够系统、全面地掌握内燃机连杆的相关知识和技能。
内燃机设计课程设计说明书
内燃机设计与优化课程设计说明书学院专业热能与动力工程年级姓名学号年月日2100T柴油机气缸盖Pro/ENGINEER三维模型绘制1.2100T柴油机简介2100T柴油机为我国70年代左右的产品。
该柴油机是100系列的柴油机之一，为立式水冷四冲程柴油机。
具有工作可靠性能好，结构紧凑，经济指标低，寿命长，使用方便等特点。
移动式，可做拖拉机动力。
其主要技术参数如下：缸径100mm ；冲程120mm；压缩比16 ；额定功率18.4kw ；额定转速2000r/min ；比油耗<=252g/kw.h；1）外形布置特点2100T型柴油机结构紧凑，外廓尺寸不大。
其外形布置的特别之处主要在于进排气门的两侧布置和供油系统和电启动系统的分开布置。
2100T型柴油机为顶置式气门机构。
与侧置式相比，结构较为复杂，零件数目较多，在高速往复运动中，使震动和噪声增加，可靠性降低。
但在高压缩比的柴油机中，侧置式气门布置在结构上难以实现，必须采用顶置式。
2）主要零部件结构特点a)活塞连杆组活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆螺栓、轴瓦等组成。
i.2100T柴油机活塞顶部有一浴盆形深坑，活塞头部加工有安装活塞环的活塞环槽，活塞裙部较长和受侧向力，活塞呈椭圆形。
ii.活塞环包括三道气环及一道油环。
第一道气环内侧有挖槽，安装时有挖槽的一面必须朝上；第二、三道气环外侧有挖槽。
采用合金铸铁制造气环，第一道气环表面镀高性能覆盖层，其余气环表面一般镀锡或进行磷化、硫化处理，使环表面更易于气缸磨合。
iii.2100T型柴油机采用圆柱形中空活塞销，利于减少离心惯性力的影响。
一般采用优质低碳钢或低碳合金淬火。
iv.连杆的材料采用40或45号钢，优质中碳钢，主坯用模锻处理或滚压成形，并经调质处理。
●连杆小头为短圆管形，小头与杆身之间则采用半径较大的圆弧圆滑过渡，以减少过渡处得应力集中。
●杆身采用工字形断面，这种形状可以在重量较轻的情况下获得足够的强度和刚度。
内燃机课程设计
5 位置误差： 被测实际要素对其理想要素的变动，理想要素的方向和 位置由基准确定。 6 最小条件： 被测实际要素对其理想要素的最大变动量为最小。 7 形状和位置公差带： 限制实际要素的区域。 8 形位公差带四要素： 形位公差带的形状、数值、方向和位置。 9 理论尺寸（名义尺寸）： 用于位置度标注。 10 基准要素： 确定要素间几何关系的依据。
六 基本偏差
七 基孔制与基 八 轴制各分成28种 九 基本偏差。 十 英大写为基 十一孔制，小写为基 十二轴制。 十三 其中：a、b ┄┄ g、h为上偏 差。 j（js）、k ┄┄ za、zb、zc 为下偏差。
轴的基本偏差的用途： a、b： 应用较少； c： 可得到更多间隙，用于缓慢配合，工作条件差。 d：用于精度为IT7~11级的松动转动配合，如密封盖。 e：用于精度为IT7~9级的有明显间隙，易于转动的支承配合，内 燃机的主要轴承、凸轮轴、摇臂轴支承。 f： 多用于精度为IT6~8级的一般转动配合，当温差不大，普通润 滑的支承，如齿轮箱、小电机、泵的转轴。 g：多用于精度为IT5~7级的配合间隙很小，制造成本高，无转动 或轻负荷精密装置，如活塞销与活塞、连杆小头孔。 h：多用于精度为IT4~11级的无相对转动的配合，如定位销。 滑的支承，如齿轮箱、小电机、泵的转轴。 js：为完全对称偏差，用于IT4~7级的有过渡配合，如连轴节、 齿圈与轮毂。
k：适用于精度为IT4~7级的轻微过渡的定位配合。 m: 适用于精度为IT4~7级的轻微偏大过渡的定位配合（需用木锤 敲击装配）。 n: 适用于精度为IT4~7级的有较大过渡的定位配合(但需用压力机 压 入）。 p：与H6、H7配合是过盈配合，与H8配合是过渡配合。 r： 对铁类零件可中等打入配合，对非铁类零件可轻度打入配合。 s：对铁类零件，永久或半永久装配，产生相当大的结合力； t、u、v、x、y、z：过盈量依次增大，除u外，其它不推荐。
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4．
动力学计算 ............................................................................................................................................ 16
4
武汉理工大学《汽车发动机设计》课程设计说明书
5.3
连杆小头孔径 d1、外径 D1、宽度 B1 和衬套外径 d ................................................................. 22
5.4
连杆大头孔径 D2、外径 D2`、连杆螺栓孔间距 C、宽度 B2、高度 H3 和高度 H4.................... 22
5.1
材料选择..................................................................................................................................... 22
5.2
连杆长度 L .................................................................................................................................. 22
1.2
发动机的类型 d ............................................................................................................................ 7
1.2.1
冲程数的选择 ....................................................................................................................... 7
1． 汽油机的结构参数 .................................................................................................................................. 7
1.1
初始条件....................................................................................................................................... 7
2015.12.12
6
零件图设计
1、 零件计算。
2、 形成文档。
2015.12.13
2
备注
武汉理工大学《汽车发动机设计》课程设计说明书
7
零件图设计绘图
2015.12.14
8
零件图设计绘图
2015.12.15
9
零件图设计绘图
2015.12.16
10
零件图设计绘图
2015.12.17
11
零件图设计绘图
1
质量转换..................................................................................................................................... 16
4.2
作用在活塞上的力 ..................................................................................................................... 18
2．
热力学计算 .............................................................................................................................................. 9
2.3
P-V 图的调整 .............................................................................................................................. 11
2.4
P − V图向P − φ图的转化 ......................................................................................................... 12
3.3
活塞运动规律 ............................................................................................................................. 14
3.4
连杆运动规律 ............................................................................................................................. 15
1.3.2
气缸工作容积 Vs，缸径 D 的选择 ....................................................................................... 8
1.3.3
其他参数的计算 ................................................................................................................... 8
专业班级：
工作单位：
四冲程汽油机
连杆组
热动 1203 班
汽车工程学院
设计
初始条件：
1、平均有效压力：0.8~1.2MPa
2、活塞平均速度：<18m/s
要求完成的主要任务:
1、
2、
3、
装配图设计。
零件图设计。
说明书 1 份。
时间安排：
序号
项目
应完成时间
1
课题准备
1、 设计发动机的结构参数。
2、 进行运动学计算。
2015.12.18
12
撰写设计说明书
2015.12.19
13
撰写设计说明书
2015.12.20
14
答辩
2015.12.21
15
答辩
2015.12.22
注意事项：
1、 课程设计期间必须严格遵守学校的作息时间。
2、 指导教师每天点名。
3、 学生每天的任务必须完成，指导教师作好相应的进度记录。
指导教师签名：
1.3
基本参数....................................................................................................................................... 8
1.3.1
行程缸径比 S/D 的选择 ....................................................................................................... 8
武汉理工大学《汽车发动机设计》课程设计说明书
学
号：
0121207210303
题
目
1.0L 四冲程汽油机连杆组设计
学
院
汽车工程学院
专
业
热能与动力工程
班
级
1203
姓
名
曹振乾
指导教师
2016
胡杰
年
1
1
月
15
日
武汉理工大学《汽车发动机设计》课程设计说明书
课程设计任务书
学生姓名：
曹振乾
指导教师：
胡杰
题
目:
1.0L
4.3
输出合成转矩 ............................................................................................................................. 21
5．
连杆零件结构设计 ................................................................................................................................ 21
2015 年 12 月 05 日
系主任（或责任教师）签名：
年
3
月
日
武汉理工大学《汽车发动机设计》课程设计说明书
目录
前言 ...................................................................................................................................................................... 6