课程设计-活塞设计
活塞连杆机构课程设计

活塞连杆机构课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解活塞连杆机构的基本结构及其在内燃机中的作用;2. 学生能够描述活塞连杆机构的运动规律和力学原理;3. 学生能够掌握活塞连杆机构的装配和调整方法。
技能目标:1. 学生能够运用图示和模型分析活塞连杆机构的工作原理;2. 学生能够通过实际操作,正确进行活塞连杆机构的拆装和组装;3. 学生能够运用所学知识解决活塞连杆机构在实际应用中遇到的问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对机械结构和运动原理的兴趣,激发学习热情;2. 培养学生的团队协作意识,使其在合作中解决问题,共同完成任务;3. 增强学生的环保意识,了解活塞连杆机构在节能减排方面的应用和重要性。
课程性质:本课程为工程技术类课程,结合理论教学和实践操作,以提高学生的动手能力和解决实际问题的能力。
学生特点:学生处于中学阶段,具有一定的物理知识和动手能力,对机械结构有一定的好奇心。
教学要求:注重理论与实践相结合,强调学生的参与度和实践操作能力,培养学生在实际情境中发现问题、分析问题和解决问题的能力。
通过本课程的学习,使学生能够将所学知识应用于实际生活和工作中。
二、教学内容1. 活塞连杆机构的基本概念与结构特点- 内燃机工作原理简介- 活塞连杆机构的作用及其在内燃机中的位置- 活塞、连杆、曲轴的结构及其相互关系2. 活塞连杆机构的运动规律与力学原理- 活塞的运动轨迹分析- 连杆的运动规律及其力学模型- 曲轴转动与活塞运动的转换关系3. 活塞连杆机构的装配与调整- 活塞连杆机构的拆装方法与步骤- 装配工艺要求及注意事项- 调整方法及常见问题处理4. 活塞连杆机构的实际应用与案例分析- 活塞连杆机构在各类内燃机中的应用- 节能减排技术在活塞连杆机构中的应用- 实际案例分析,提高学生解决问题的能力教学内容安排与进度:第一课时:活塞连杆机构基本概念与结构特点第二课时:活塞连杆机构的运动规律与力学原理第三课时:活塞连杆机构的装配与调整第四课时:活塞连杆机构的实际应用与案例分析教材章节关联:《工程技术基础》第三章第三节:内燃机的结构与原理《工程技术基础》第三章第四节:内燃机的装配与调整《工程技术案例》第二章:内燃机活塞连杆机构的应用与改进实例三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本章节将采用以下多样化的教学方法:1. 讲授法:- 对于活塞连杆机构的基本概念、结构特点以及运动规律等理论知识,采用讲授法进行教学,使学生在短时间内掌握课程核心内容。
活塞设计课程设计

目录一、前言…………………………………………………………………………………….二、零部件在内燃机中的作用和地位……………………………………….三、该零件的工作条件、设计要求………………………………………….四、零件的运动分析和受力分析………………………………………………五、结构形式的选择;主要参数的选定、设计、计算…………….六、零部件的强度、刚度校核…………………………………………………..七、设计结果的分析…………………………………………………………………..八、结束语………………………………………………………………………………….九、参考文献一、前言内燃机的不断发展,是建立在主要零部件性能和寿命不断改进和提高的基础上的,尤其是随着发动机强化程度的提高、功率的增大和转速的增加,零部件尤其是直喷式柴油机活塞的工作环境变得更加恶劣了。
活塞的结构直接影响活塞的温度分布和热应力分布,因此就有必要对活塞的结构和性能作出预测和评价。
活塞是内燃机上最关键的运动件,它在高温高压下承受反复交变载荷,被称为内燃机的心脏,特别是坦克、舰艇和军用车船用内燃机活塞则要求更高,它已成为制约内燃机发展的一个突出问题二、零部件在内燃机中的作用和地位活塞是曲柄连杆机构的重要零件,主要功用是承受燃烧气体压力和惯性力,并将燃烧气体压力通过活塞销传给连杆,推动曲轴旋转对外作功。
此外,活塞又是燃烧室的组成部分。
活塞是内燃机中工作条件最严酷的零件。
作用于活塞上的气体压力和惯性力都是周期变化的,燃烧瞬时作用于活塞上的气体压力很高,如增压内燃机的最高燃烧压力可达14—16MPa。
而且活塞还要承受在连杆倾斜位置时侧压力的周期性冲击作用,在气体压力、往复惯性力和侧压力的共同作用下,可能引起活塞变形,活塞销座开裂,活塞侧部磨损等。
由此可见,活塞应有足够的强度和刚度,而且质量要轻。
三、该零件的工作条件、设计要求活塞顶部直接与高温燃气接触,活塞顶部的温度很高,各部的温差很大,柴油机活塞顶部常布置有凹坑状燃烧室,使顶部实际受热面积加大,热负荷更加严重。
车用活塞课程设计

车用活塞课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解活塞在汽车发动机中的基本作用和重要性。
2. 学生能够掌握活塞的构造、工作原理及其相关术语。
3. 学生能够描述活塞运动对发动机性能的影响。
技能目标:1. 学生能够通过观察和实验,分析活塞在发动机中的运动规律。
2. 学生能够运用所学的知识,解释活塞与连杆、曲轴等部件的配合关系。
3. 学生能够设计简单的活塞运动模型,提升动手操作与问题解决能力。
情感态度价值观目标:1. 学生能够培养对汽车工程技术的兴趣,激发学习内驱力。
2. 学生能够认识到科技发展对汽车行业的影响,增强社会责任感和创新意识。
3. 学生能够通过团队合作,培养沟通与协作能力,形成积极向上的学习氛围。
课程性质:本课程为汽车维修与检测专业的高年级课程,以实践性和应用性为主。
学生特点:学生具备一定的汽车基础知识,具有较强的动手操作能力和探究精神。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力和问题解决能力。
通过课程学习,使学生达到预期的学习成果。
二、教学内容1. 活塞基本概念:活塞的定义、作用及其在发动机中的位置。
- 教材章节:第三章“发动机工作原理与构造”,第1节“活塞与连杆组件”。
2. 活塞构造与工作原理:- 活塞头部、裙部、销轴等部件的结构与功能;- 活塞与气缸的配合关系;- 活塞在发动机工作循环中的运动规律。
- 教材章节:第三章“发动机工作原理与构造”,第2节“活塞运动与发动机性能”。
3. 活塞材料与性能:- 常见活塞材料的特点及选择依据;- 活塞的热处理工艺;- 活塞的耐磨性能分析。
- 教材章节:第三章“发动机工作原理与构造”,第3节“活塞材料与性能”。
4. 活塞故障诊断与维修:- 活塞常见故障类型及其原因;- 活塞故障诊断方法;- 活塞维修工艺及注意事项。
- 教材章节:第四章“发动机维修”,第1节“活塞与连杆维修”。
5. 实践操作:- 活塞拆卸与安装;- 活塞检查与测量;- 活塞故障案例分析。
活塞课程设计评语

活塞课程设计评语一、教学目标本章节的教学目标旨在让学生掌握活塞的基本原理和结构,了解活塞在内燃机中的应用,以及能够分析活塞的运动和受力情况。
具体目标如下:1.知识目标:a.了解活塞的定义和作用。
b.掌握活塞的基本结构及其与气缸的配合关系。
c.理解活塞在内燃机中的运动规律和受力分析。
2.技能目标:a.能够通过实验观察和分析活塞的运动情况。
b.能够运用所学知识分析和解决实际问题。
3.情感态度价值观目标:a.培养学生的动手能力和观察能力,提高他们对机械结构的兴趣。
b.培养学生团队合作意识和问题解决能力。
二、教学内容本章节的教学内容主要包括以下几个部分:1.活塞的定义和作用。
2.活塞的基本结构及其与气缸的配合关系。
3.活塞在内燃机中的运动规律和受力分析。
4.活塞运动的相关实验和观察。
三、教学方法为了更好地实现教学目标,本章节将采用以下教学方法:1.讲授法:用于讲解活塞的基本原理和结构。
2.讨论法:引导学生探讨活塞的运动规律和受力分析。
3.案例分析法:分析实际案例,让学生了解活塞在内燃机中的应用。
4.实验法:学生进行实验,观察和分析活塞的运动情况。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,我们将准备以下教学资源:1.教材:提供相关章节,供学生预习和复习。
2.参考书:为学生提供更多的学习资料,加深对活塞知识的理解。
3.多媒体资料:制作PPT和视频,直观展示活塞的运动规律和受力分析。
4.实验设备:准备活塞实验装置,让学生亲身体验活塞的运动情况。
五、教学评估本章节的教学评估将采用多元化的评估方式,以全面、客观地评价学生的学习成果。
评估方式包括:1.平时表现:通过观察学生在课堂上的参与度、提问回答等情况,评估他们的学习态度和理解程度。
2.作业:布置相关的作业,要求学生完成并提交,通过作业的质量和完成情况进行评估。
3.考试:安排一次考试,测试学生对活塞知识的掌握程度,包括理论题和应用题。
4.实验报告:评估学生在实验中的观察和分析能力,要求他们提交实验报告。
活塞零件课程设计

活塞零件课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握活塞零件的基本结构、工作原理及其在发动机中的作用;2. 使学生了解活塞零件的材料、加工工艺及其对发动机性能的影响;3. 帮助学生理解活塞零件的故障类型、原因及其维修方法。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识分析活塞零件结构、性能及故障问题的能力;2. 提高学生动手实践能力,学会使用工具对活塞零件进行检查、维修;3. 培养学生团队协作能力,能在小组讨论中积极参与,共同解决问题。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对汽车维修专业的学习兴趣,培养其敬业精神;2. 培养学生严谨、细致的工作态度,注重安全生产和环保意识;3. 培养学生遵守职业道德,尊重他人,具有良好的沟通和团队协作精神。
课程性质:本课程为汽车维修专业课程,注重理论与实践相结合,强调动手操作能力的培养。
学生特点:学生为中职二年级学生,具有一定的基础知识和动手能力,对汽车维修感兴趣,但学习主动性需提高。
教学要求:教师应采用启发式、讨论式教学方法,结合实际操作,引导学生主动学习,提高其分析问题和解决问题的能力。
同时,注重培养学生的职业道德和安全意识。
通过本课程的学习,使学生达到预定的学习成果,为后续课程和职业发展打下坚实基础。
二、教学内容1. 活塞零件的基本概念:包括活塞、活塞环、活塞销等零件的结构、材料及工作原理;教材章节:第二章“发动机活塞零件”2. 活塞零件的加工工艺:介绍活塞零件的铸造、机械加工、表面处理等工艺过程;教材章节:第二章“发动机活塞零件”3. 活塞零件的作用及性能要求:讲解活塞零件在发动机中的作用,分析其对发动机性能的影响;教材章节:第二章“发动机活塞零件”4. 活塞零件故障诊断与维修:分析活塞零件的常见故障类型、原因,介绍故障诊断方法及维修技巧;教材章节:第三章“发动机活塞零件的维修”5. 实践操作:组织学生进行活塞零件的拆装、检查、维修等实践活动;教材章节:第四章“发动机活塞零件的实践操作”教学进度安排:第一周:活塞零件的基本概念、作用及性能要求;第二周:活塞零件的加工工艺;第三周:活塞零件故障诊断与维修;第四周:实践操作。
活塞课程设计全套

活塞课程设计全套一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握活塞的基本原理和结构,了解活塞在内燃机中的工作原理和性能,培养学生分析和解决实际问题的能力。
具体目标如下:1.知识目标:(1)了解活塞的定义、分类和基本结构;(2)掌握活塞的工作原理和性能;(3)熟悉活塞在内燃机中的应用。
2.技能目标:(1)能够分析活塞的运动规律;(2)能够计算活塞的受力情况和应力分析;(3)能够评估活塞的性能和优化设计。
3.情感态度价值观目标:(1)培养学生对活塞技术的兴趣和好奇心;(2)培养学生严谨的科学态度和团队协作精神;(3)培养学生关注实际问题,提高解决实际问题的能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.活塞的基本原理和结构:活塞的定义、分类、基本结构及其功能;2.活塞的工作原理和性能:活塞的运动规律、受力情况、应力分析等;3.活塞在内燃机中的应用:活塞在内燃机中的工作过程、性能要求等;4.活塞的设计和优化:活塞的材料选择、结构设计、性能评估等。
三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用多种教学方法相结合的方式,包括:1.讲授法:讲解活塞的基本原理、结构和性能;2.讨论法:引导学生探讨活塞的运动规律和应力分析;3.案例分析法:分析实际工程中的活塞应用案例;4.实验法:学生进行活塞实验,提高学生的实践能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的活塞教材,为学生提供系统的学习资料;2.参考书:提供相关的专业书籍,丰富学生的知识体系;3.多媒体资料:制作课件、视频等,形象生动地展示活塞的相关知识;4.实验设备:准备活塞实验所需的设备,为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估本课程的评估方式将包括平时表现、作业、考试等多个方面,以全面、客观地评价学生的学习成果。
具体评估方式如下:1.平时表现:通过课堂参与、提问、讨论等方式,评估学生的学习态度和积极性;2.作业:布置与课程内容相关的作业,评估学生的理解和应用能力;3.考试:进行期中、期末考试,评估学生对课程知识的掌握程度;4.实验报告:评估学生在实验过程中的操作技能和问题解决能力;5.课程论文:让学生选择活塞相关的话题进行研究,撰写论文,评估学生的 research能力和批判性思维。
k198活塞课程设计

k198活塞课程设计一、课程目标《K198活塞课程设计》旨在让八年级学生在已有物理知识基础上,深入了解活塞原理及其在现实生活中的应用。
课程目标如下:1. 知识目标:(1)理解活塞的基本结构、工作原理及其在热机中的重要作用;(2)掌握活塞运动与气体压强的关系,了解其在内燃机中的应用;(3)了解活塞与连杆、曲轴等部件的配合关系,认识内燃机的整体结构。
2. 技能目标:(1)通过观察和实验,培养学生的观察能力和动手操作能力;(2)通过分析活塞运动与气体压强的关系,提高学生的数据分析能力;(3)通过小组合作,培养学生的团队合作能力和沟通表达能力。
3. 情感态度价值观目标:(1)激发学生对物理学科的兴趣,培养探究精神和创新意识;(2)培养学生热爱科学、尊重事实的科学态度;(3)通过了解活塞在内燃机中的应用,增强学生的环保意识和能源意识。
本课程针对八年级学生的认知特点,注重理论与实践相结合,以学生为主体,引导他们主动探索、积极思考。
课程目标具体、可衡量,旨在使学生在掌握活塞相关知识的同时,提高实践操作能力和团队合作能力,培养科学素养。
二、教学内容《K198活塞课程设计》根据课程目标,教学内容如下:1. 活塞基本结构及工作原理:(1)活塞的组成、材料及性能;(2)活塞在热机中的作用;(3)活塞与气缸的配合关系。
相关教材章节:第三章第2节《内燃机的结构与原理》。
2. 活塞运动与气体压强的关系:(1)理想气体状态方程;(2)活塞运动与气体压强的变化;(3)内燃机中活塞运动与做功的关系。
相关教材章节:第四章第1节《气体压强与体积的关系》。
3. 活塞在实际应用中的配合关系:(1)活塞、连杆、曲轴的配合原理;(2)内燃机工作循环中的活塞运动分析;(3)活塞与内燃机性能的关系。
相关教材章节:第四章第3节《内燃机的工作循环》。
教学内容注重科学性和系统性,结合教材章节,分阶段进行教学。
教学大纲明确,进度合理,旨在帮助学生全面掌握活塞相关知识,为后续学习打下坚实基础。
课程设计活塞

课程设计活塞一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握活塞的基本原理和结构,了解活塞在内燃机中的应用,培养学生进行活塞故障诊断和维修的能力。
1.描述活塞的结构和作用。
2.解释活塞在内燃机中的工作原理。
3.列举活塞常见的故障及其原因。
4.能够使用适当的工具对活塞进行拆装和检查。
5.能够诊断活塞故障并提出维修方案。
情感态度价值观目标:1.培养学生的团队合作意识和责任感。
2.培养学生对汽车维修行业的兴趣和职业认同感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括活塞的结构和作用、活塞在内燃机中的工作原理、活塞故障诊断和维修方法等。
1.活塞的结构和作用:介绍活塞的组成部分,如活塞顶、活塞裙、活塞环等,并解释其在内燃机中的作用。
2.活塞在内燃机中的工作原理:讲解活塞在内燃机中的运动规律和工作原理,包括活塞的往复运动和燃烧室的形成等。
3.活塞故障诊断和维修方法:介绍活塞常见的故障,如裂纹、磨损、变形等,并讲解相应的诊断和维修方法。
三、教学方法本课程的教学方法包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法:通过教师的讲解,使学生了解活塞的基本原理和结构,掌握活塞在内燃机中的工作原理。
2.讨论法:通过小组讨论,培养学生的团队合作意识和责任感,提高学生对活塞故障诊断和维修的深入理解。
3.案例分析法:通过分析实际案例,使学生能够将理论知识应用于实际问题,提高学生的解决问题的能力。
4.实验法:通过实验室的实践操作,使学生能够亲手拆装和检查活塞,培养学生的动手能力和实际操作技能。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。
1.教材:选择合适的教材,如《汽车发动机维修技术》等,作为学生学习的主要参考资料。
2.参考书:提供相关的参考书籍,如《内燃机原理与应用》等,供学生深入学习和参考。
3.多媒体资料:制作多媒体课件和教学视频,通过动画和图像等形式,使学生更直观地了解活塞的结构和作用。
4.实验设备:提供适当的实验设备,如活塞拆装工具、活塞检验仪器等,供学生进行实验操作和实践学习。
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课程设计
课程名称:发动机设计
设计题目:活塞设计
学院:交通工程
专业:车辆工程
年级:车辆xxx班
学生姓名: xxxxxx 指导教师: xxxxxx 日期: 2013年9月
教务处制
目录
1总体布局,结构特点以及选用原则系统分析 (1)
1.1总体设计的一般要求 (1)
1.2选用原则 (1)
2.标定工况工作过程及热力计算和示功图绘制 (2)
2.1实际循环热力计算 (2)
2.1.1热力计算的目的 (2)
2.1.2热力计算的方法 (2)
2.2重要参数选取 (2)
2.2.1压缩比 (3)
2.2.2过量空气系数 (4)
2.2.3扫气系数 (4)
2.2.4残余废气系数 (4)
2.2.5进气温升 (4)
2.2.6热量利用系数 (4)
2.2.7示功图丰满系数 (4)
2.2.8机械效率 (4)
2.2.9平均多变压缩指数 (4)
2.2.10平均多变膨胀指数 (4)
2.3燃料燃烧化学计算 (5)
2.3.1 理论空气量的计算 (5)
2.3.2 理论分子变化系数 (5)
2.3.3 实际分子变化系数 (5)
2.4燃气过程参数的确定与计算 (5)
2.4.1 压缩始点的气体状态 (5)
2.4.2 压缩终点气体状态 (6)
2.3.3 燃烧过程及燃烧终点气体状态 (6)
2.4.4 膨胀终点气体状态 (7)
(8)
2.4.5排气温度的计算
2.3.6示功图的绘制 (8)
2.5发动机性能参数 (9)
2.5.1 平均指示压力 (9)
2.5.2平均有效压力 (10)
2.5.3有效功率 (10)
2.5.4充量系数 (10)
2.5.5指示热效率 (10)
2.5.6有效热效率 (10)
2.5.7燃油消耗率 (10)
2.4.7发动机总进气量 (11)
3 .活塞位移、速度、加速度随曲轴转角变化曲线 (11)
4气缸侧击力、连杆力、曲柄销切向力,径向力、活塞销合力 (13)
4.1气缸侧击力N (13)
4.2连杆力S (13)
4.3曲柄销切向力T径向力K (13)
4.4活塞销合力P (13)
5活塞设计及强度校核 (16)
5.1活塞销参数的选取 (16)
5.2活塞销参数的校核 (16)
5.3活塞参数的选取 (17)
5.4活塞的校核 (18)
6.有限元分析 (19)
6.1实体模型的建立 (19)
6.2活塞受力分析 (19)
6.3活塞计算分析 (22)
6.4活塞销分析 (23)
6.5活塞销计算分析 (24)
7.结论 (24)
8.参考文献 (25)
课程设计说明书
课程设计说明书
课程设计说明书
课程设计说明书
1697C
计 算 及 说 明
结 果
满足如下图3-2所示图形
取1970z T K =
气缸的工作容积
2/4**0.744h V D S L
==π
0744h V L = 燃烧室容积
0.04511h
c V V L ε=
=-
0.0451c V L =
燃烧终点z 的气缸容积
*/*/0.0795z d z c c V T T V L
μλ==
0.0795z V L =
所以初期膨胀比ρ=Vz/Vc=0.0795/0.0451=1.763 ρ=1.763 2.4.4 膨胀终点气体状态 膨胀终点压力
862.671C
3
C598C 示功图的绘制
h=
239.5
)/deg m kg 增压四冲程柴油机的扫气系数 1.2s ϕ=0.185/120
s kg s
n
ϕ= 活塞位移、速度、加速度随曲轴转角变化曲线
计算及说明结果
计算及说明结果
5活塞设计及强度校核
5.1活塞销参数的选取
d=29mm
活塞销外径d=29mm 内径0d =13mm 长度l=78mm 0
d =13mm
连杆小头厚度b=35 销座距离'
B =38mm l=78mm a=58mm b=38mm b=35
5.2活塞销参数的校核 'B =38mm
(1)弯曲变形
a=58mm 222445440**(2)1111.419558(25838)*0.003460*()60210(2913)z p D a b f mm
E d d -⨯⨯⨯⨯-==⨯=-⨯⨯-
b=38mm
0.015*0.014100
D mm
<= 符合要求。
0.0034f mm =
课程设计说明书
计 算 及 说 明
结 果
(4)销座比压12'2z j P P q dl -=2
23.1411.4110.199.54182/2 2.97.8
kgf cm ⨯⨯⨯==⨯⨯
2
2182/q kgf cm = <4002
/kgf cm 满足要求。
综上活塞的参数皆符合要求。
6.有限元分析 6.1实体模型的建立
6.2活塞受力分析 6.2.1活塞网格
6.2.2以活塞销座内孔为固定面,分别在活塞上施加最大气体作用力,惯性力和侧击力,如下图所示;
6.2.3如下为分析结束后的变形图和应力图:
6.2.4以活塞顶为固定面,分别施加最大气体作用力、惯性力、侧击力和连杆力,如下图所示:
课 程 设 计 说 明 书
计 算 及 说 明
结 果
6.2.5如下为分析受力结果:
6.3活塞计算分析 由以上分析得出:
活塞顶最大应力为
[]7072.8u MPa MPa
σ<=,最大变形量为0.04mm ;
第一环岸最大应力为1012.9MPa MPa σ<=,最大变形量为0.01mm ; 裙部最大应力为
max 3081MPa N MPa
<=,最大变形量为0.09mm;
课 程 设 计 说 明 书
计 算 及 说 明 结 果
销座最大平均应力为7580z MPa P MPa <=,最大变形量为0.06mm 。
以上结果真实可靠,分析结果证明活塞基本满足设计要求。
6.4活塞销分析 6.4.1活塞销网格
6.4.2以活塞销两端为固定面,施加最大的连杆力;
6.4.3如下为受力结果:
计 算 及 说 明
结 果
6.5活塞销计算分析
活塞销平均最大应力为300366MPa MPa σ<=,最大变心量为[]
0.015mm f ≈
所以活塞销分析基本符合设计要求。
7.结论
本次课程设计要求在三后的时间内完成发动机的三大计算(热力 计算动力计算和零件强度计算),其时间短,但任务重。
需要抓 紧时间,不能放松。
但是通过本次课程设计,学习到了发动机热。