3.2教案-曲柄连杆机构的构造和工作原理2
教 学 设 计
授课班级 授课日期 第 课时
课 型 新授课 教具、资料 教材、多媒体
课 题 曲柄连杆机构的构造和工作原理
教 学
目 标
要 求
知识 目标 1． 能描述曲柄连杆机构的组成和作用
2． 能描述曲柄连杆机构的的工作条件和受力情况
技能
目标
能够描述曲柄连杆机构的工作原理组成装配关系
情感 目标 1.学生通过学习曲柄连杆机构的的相关知识，提高对发动机的兴趣，增加学生的学习积极性；
2.在教师引导下能够说出曲柄连杆机构的组成和机体组的组成及功用，提高学
生的理解能力和认知能力。
教材
分析
重点
1.汽车发动机曲柄连杆机构的组成
2.曲柄连杆机构的工作原理及功用
难点 曲柄连杆机构的工作原理以及作用
关键
1.通过例子说明曲柄连杆机构的作用；
2.在讲授的过程中，引导学生自主完成机体组的各部分功用。
板 书 设 计 第二章 第一节 曲柄连杆机构的构造和工作原理 一、曲柄连杆机构的功用和工作条件 功用：1.把热能转换成机械能，活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动。
2.活塞上的气压力经连杆传给曲轴，对外输出功率。
工作条件：高温、高压、高速、化学腐蚀
对此工作条件，曲柄连杆机构应用的材料__________。
二、曲柄连杆机构的组成
1、机体组
2、活塞连杆组
3、曲轴飞轮组
课 后
小 结
教 学 过 程
教 学 环 节 教师讲授、指导（主导）内容 学生学习、 操作（主体）活动 时间
分配
1 2 3 组织教学 (师生问候) 总结放假前作业，学生进入课堂状态。 复习提问 发动机的两大机构，五大系统？ 两大机构的功用分别是什么？ 导入新课 在运动会，如果你参加了四百米接力比赛，请你说说比赛是怎样进行的？ 一、曲柄连杆机构的功用 Q：发动机产生的动力是如何向外输出？ 1.把热能转换成机械能，活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动。 2.活塞上的气压力经连杆传给曲轴，对外输出功率。 Q：曲柄连杆机构的工作环境是什么样的？ 曲柄连杆机构的工作条件： 高温、高压、高速、有化学腐蚀 发动机的最高压力为5～9MPa，轿车转速为4000～6000r/min，惯性力与气压力相当 二、曲柄连杆机构的组成 1.机体组 主要包括气缸体、曲轴箱、气缸盖、气缸套、气缸衬垫、油底壳等机件。 使学生注意力集中准备上课 学生发言，复习回顾 学生根据自己自身经历发言。接力比赛需要传递棒，那么曲柄连杆机构在工作的过程中怎样传递能量呢？ 学生小组讨论，回答问题。 5～9MPa是什么概念？ 结合实训课程所学，机体组当中都由什么构成？ 课堂竞赛：看图识零件 7min
10min
10min
20min
20min
4 5 2.活塞连杆组 主要包括活塞、活塞环、活塞销和连杆等机件。 3.曲轴飞轮组 主要包括曲轴、飞轮、扭转减振器等机件。 作业布置 1．用思维导图按照示例表示曲柄连杆机构的组成。 采用图示法，曲柄连杆机构的组成。
15min
8min
《曲柄连杆机构》课件
压缩机中的曲柄连杆机构
总结词
压缩机中的曲柄连杆机构是实现压缩气 体功能的关键部件，通过曲柄的旋转运 动带动连杆的往复运动，从而驱动活塞 在气缸内进行压缩气体的工作。
VS
详细描述
在压缩机中，曲柄连杆机构同样由曲轴、 连杆和活塞组成。曲轴的旋转运动通过连 杆传递给活塞，使活塞在气缸内进行往复 运动，从而实现气体的压缩。这个机构的 设计和优化对于提高压缩机的性能和效率 同样至关重要。
类型与特点
总结词
根据结构和工作原理的不同，曲柄连杆机构可分为多种类型，如单缸、双缸和多缸等。
详细描述
曲柄连杆机构的类型和特点多种多样，根据其结构和工作原理的不同，可以分为单缸、双缸和多缸等多种类型。 不同类型的曲柄连杆机构具有不同的工作特性和应用场景，例如在摩托车、汽车和船舶等领域中都有广泛的应用 。
2023
PART 02
曲柄连杆机构的应用
REPORTING
内燃机中的曲柄连杆机构
总结词
内燃机中的曲柄连杆机构是实现能量转换的关键部件，通过曲柄的旋转运动带动连杆的往复运动，从 而驱动活塞进行吸气、压缩、燃烧和排气工作。
详细描述
在内燃机中，曲柄连杆机构由曲轴、连杆和活塞组成。曲轴是发动机的核心部件，通过曲轴的旋转运 动带动连杆，连杆再将往复运动传递给活塞，使活塞在气缸内进行往复运动。这个机构的设计和优化 对于提高内燃机的性能和效率至关重要。
选择高强度、低摩擦系数的材料，提高机构的使用寿命和传动效率 。
降低曲柄连杆机构的能耗
1 2
优化曲柄连杆机构的运动特性
通过调整机构参数，降低机构在运动过程中的能 量损失。
应用节能技术
采用节能电机或采用能量回收技术，将机构在运 动过程中产生的能量进行回收利用。
曲柄连杆机构的构造说课课件
汇报人：XX
CONTENTS
PART ONE
PART TWO
曲柄连杆机构的定义：由曲轴、连杆和活塞等组成，用于将曲轴的旋转运动转化为活塞的往 复运动。
曲柄连杆机构的作用：实现发动机的工作循环，完成能量的转换和传递。
曲柄连杆机构的工作原理：在发动机工作过程中，曲轴通过连杆将旋转运动传递给活塞，使 活塞进行往复运动，完成吸气、压缩、做功和排气等过程。
优化等。
未来发展方向： 探讨曲柄连杆机 构优化设计未来 的发展方向和趋 势，如智能化、 数字化、轻量化
等。
PART FIVE
曲柄连杆机构制造 的材料选择：高强 度钢材、合金钢、 不锈钢等
材料处理：热处 理、表面处理、 机械加工等
材料质量检测： 确保材料质量符 合设计要求
材料库存管理：确 保材料存储环境干 燥、通风，避免材 料锈蚀或损坏
统
医疗器械：曲 柄连杆机构用 于手术台和医 疗设备的运动
控制
PART FOUR
优化目标：提高曲柄连杆机构的性能，降低能耗，增加使用寿命
优化原则：保证曲柄连杆机构的工作可靠性和安全性，同时考虑制造 成本和可维护性
优化目标：提高曲柄连杆机构的性 能和效率
优化方法：有限元分析、多体动力 学仿真、遗传算法等
在进行维护和保养时，应遵循制造商的指导手册，并使用正确的工具和零件。
曲柄连杆机构异响
曲轴轴向窜动
活塞敲缸响
连杆螺栓断裂
曲柄连杆机构故障 现象：气缸压力不 足，启动困难
故障原因：曲轴轴 颈磨损严重，连杆 轴瓦磨损超限
维修方案：更换曲 轴轴颈和连杆轴瓦 ，调整气门间隙
曲柄连杆机构教案
气缸套有两种结构，即干式和湿式。
2、气缸体的维修
（1)气缸体变形的检修
1）气缸体变形的检验
2）气缸体变形的修理
（2）气缸体裂纹的检修
1）气缸体裂纹的检验
2)气缸体裂纹的修理
（3）气缸磨损的检修
1)气缸的磨损规律
2）气缸磨损程度的衡量指标
3)气缸磨损的检验
4）气缸的修理
2。2。2气缸盖
能力
目标
掌握机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组主要零件的检测和维修方法
学会曲柄连杆机构的装配与调整
教学方法
讲授法、动画直观教学法、实物教学法
教学重点和难点
重点：曲柄连杆机构的作用和组成；机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组主要零件的构造和装配连接关系。
难点：机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组主要零件的构造和装配连接关系;机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组主要零件的检测和维修方法;曲柄连杆机构的装配与调整。
授课教师
杜炬辉
授课对象
授课方式
理论课（ √ ）；实践、实训课( )；实习（ )
课程教学
总学时数
96
学 分 数
6
章节名称
第2章 曲柄连杆机构
学时分配
课堂讲授 6 学时; 实践课 学时
教学目标
知识
目标
理解曲柄连杆机构的作用和组成
知道曲柄连杆机构的受力分析
掌握机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组主要零件的构造和装配连接关系
2。2。3气缸垫
1、气缸垫的构造
2、气缸垫的维修
3、气缸垫的安装
2。2。4发动机的安装和支撑
作业布置：
1．曲柄连杆机构的作用是什么?由那些零件组成？
2．如何检验汽缸的磨损并确定其修理尺寸。
曲柄连杆机构的工作原理!
曲柄连杆机构的工作原理!曲柄柄连杆机构曲柄连杆结构是往复式内燃机中的动力传递系统。
曲柄连杆结构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。
曲柄连杆机构的主要零件可以分为三组，机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组。
曲柄连杆机构的组成1）机体组：气缸体、气缸垫、气缸盖、曲轴箱、汽缸套及油底壳2）活塞连杆组：活塞、活塞环、活塞销、连杆3）曲轴飞轮组：曲轴、飞轮、扭转减振器、平衡轴曲柄连杆机构机体组机体是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基础，其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件，承受各种载荷。
因此，机体必须要有足够的强度和刚度。
机体组1.气缸体气缸体是发动机各个机构和系统的装配基体，是发动机中最重要的一个部件。
气缸体有水冷式缸体和风冷式气缸体。
水冷式气缸体一般与上曲轴箱铸成一体。
气缸体上部拍了出所有气缸，气缸周围的空腔相互连通构成水套。
下半部分是用来支承曲轴的曲轴箱。
气缸体有直列、V形和水平对置三种形式，在汽车上常用直列和V 形两种。
气缸体下部的结构有一般式、龙门式、和隧道式三种形式风冷式气缸体和曲轴箱采用分体式结构，气缸体和曲轴箱分开铸造，然后再装配到一起。
气缸体和气缸盖外表面铸有许多散热片来保证充分散热，缸体的材料一般用灰铸铁，为提高气缸的耐磨性，有时在铸铁中加入少量合金元素如镍、钼、铬、磷等。
但是，实际上除了与活塞配合的气缸壁表面外，其他部分对耐磨性要求并不高。
为了材料上的经济性，广泛采用缸体内镶入气缸套来形成气缸工作表面。
这样，缸套可用耐磨性较好的合金铸铁或合金钢制造，以延长气缸使用寿命，而缸体可用价格较低的普通铸铁或铝合金材料制造。
气缸套有干式和湿式两种。
干式气缸套外表面不直接与冷水接触，其壁厚一般为1～3mm。
缸套外表面与其装配的气缸体内表面采用过盈配合。
湿式缸套外表面直接与冷却水接触，冷却效果好。
其壁厚比干式缸套厚，一般为5～9mm。
2.气缸盖气缸盖的主要作用是封闭气缸上部，与活塞顶部和气缸壁一起构成燃烧室。
曲柄连杆机构构造与维修教案
第2章曲柄连杆机构构造与维修教学重点1.了解曲柄连杆机构作用与组成；2.了解曲柄连杆机构工作条件和受力分析；3.掌握机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组主要部件构造和装配连接关系。
教学难点1.曲柄连杆机构主要零部件检测和维修方法；2.曲柄连杆机构常见异响诊断与排除。
2.1概述2.1.1曲柄连杆机构作用、组成1.作用：将燃气作用在活塞顶上的压力转化为曲轴旋转运动而对外输出动力。
2.组成：机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组。
2.1.2工作条件与受力分析1. 工作条件：温度最高2500℃以上，压力最高达5～9MPa，化学腐蚀。
2. 受力分析：1）气体作用力（图2－1所示）2）惯性力（图2－2所示）3）离心力（图2－2所示）4）摩擦力图2－1气体压力分析.swf图2－2往复惯性力和离心力作用示意图.swf2.2机体组构造和维修2.2.1气缸体和曲轴箱1.气缸定义：气缸体上部有一个或数个为活塞在其中运动做导向的圆柱形空腔。
2.气缸体型式：水冷式和风冷式整体式气缸有上下两个平面，安装气缸盖和下曲轴箱。
是气缸修理的加工基准。
３.气缸材料：一般采用优质灰铸铁，也有在铸铁中加入少量合金元素，为提高耐磨性，采用表面淬火和镀铑等处理工艺。
4.气缸套形式：干式和湿式5.气缸套材料：合金铸铁或合金钢6.气缸排列形式：单列式、V形式、对置式7.曲轴箱结构形式：平分式、龙门式、隧道式2.2.2气缸盖与气缸垫1.气缸盖1）气缸盖作用：封闭气缸上部并与气缸和活塞顶部共同构成燃烧室2）气缸盖结构：水套、火花塞孔、进排气口等3）气缸盖材料：灰铸铁或合金铸铁，也有是铝合金铸造.2.气缸垫1）气缸垫作用：密封，防止漏水，漏气2）气缸垫材料：金属-石棉垫3）气缸垫安装：卷边朝向易修整的接触面或硬平面2.2.3气缸体与气缸盖的检修1.常见损伤形式：1）裂纹2）变形3）磨损2.气缸磨损：1）特点：不均匀磨损。
气缸沿工作表面在活塞环运动区域内呈上大下小的不规则锥形磨损，磨损最大部位是活塞在上止点位置时第一道活塞环相对应的气缸壁。
第2章曲柄连杆机构PPT课件
使用。曲轴要求用强度、冲击韧性和耐磨性都比较好的材料制造，一般采用中碳钢或中碳合金钢模锻。为
了提高曲轴的耐磨性，其主轴颈和曲柄销表面上均须高频淬火或渗氮，再经过精磨，以达到高精度和较小
动时，速度很高，而目数值在不断地变化。
•
当活塞从上止点向下止点运动时，其速度变化规律是:从零开始，逐渐增大，临近中间达最大值，
然后又逐渐减小至零。
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曲柄连杆机构的受力分析
•
同理，当活塞向上运动时，前半程惯性力向下，后半程惯性力向上。活塞、活塞销和连杆小
头的质量越大，曲轴转速越高，则往复惯性力也越大。它使曲轴连杆机构的各零件和所有轴颈承受周期性
曲与扭转载荷。为了保证工作可靠，要求曲轴具有足够的刚度和强度，各工作表面要耐磨而A润滑良好，东
风EQ6100Q-1型发动机曲轴飞轮组如图2-38所示。
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曲轴飞轮组
•
按照曲轴的主轴颈数，可以把曲轴分为全支承曲轴和非全支承曲轴两种。在相邻的两个曲拐之
间，都设置一个主轴颈的曲轴，称为全支承曲轴;否则称为非全支承曲轴。
有影响，并关系到汽车的总体布置情况。汽车发动机汽缸排列基本上有以下三种形式:
•
①单列式(直列式)发动机的各个汽缸排成一列，一般是垂直布置的。但为了降低发动机的高度，有时
也把汽缸布置成倾斜的甚至水平的。②双列式发动机左右两列汽缸中心线的夹角/小于180 ° ，称为V形发
动机。③γ等于180°则称为对置式发动机
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机体组
• 油底壳
•
油底壳的主要功用是储存机油(润滑油)并封闭曲轴箱。油底壳受力很小，一般采用薄钢板冲压
汽车构造课件第二章曲柄连杆机构
曲柄连杆机构的优 化设计
提高发动机的输 出功率
降低发动机的燃 油消耗
提高发动机的可 靠性和耐用性
降低发动机的噪 声和振动
提高发动机的环 保性能
提高发动机的经 济性
优化曲柄连杆机构的设计参数，如曲柄半径、连杆长度等 采用先进的材料和制造工艺，提高曲柄连杆机构的强度和耐磨性 优化曲柄连杆机构的运动轨迹，提高发动机的输出功率和燃油经济性
汽车构造课件第二章 曲柄连杆机构
汇报人：PPT
目录
添加目录标题
曲柄连杆机构概述
曲柄连杆机构的运 动学分析
曲柄连杆机构的受 力分析
曲柄连杆机构的优 化设计
曲柄连杆机构的故 障诊断与维护
添加章节标题
曲柄连杆机构概述
连接发动机曲 轴和活塞，实
现动力传递
控制活塞往复 运动，实现发
动机做功
调节发动机转 速和扭矩，实 现发动机性能
06
曲柄连杆机构的受力平衡条件是保证发动机正常工作的重要因素 曲柄连杆机构的受力平衡条件主要包括曲柄、连杆、活塞等部件的受力平衡 曲柄连杆机构的受力平衡条件需要满足力矩平衡、力平衡和位移平衡等条件 曲柄连杆机构的受力平衡条件可以通过计算和实验方法进行验证和优化
静力分析：分析曲柄连杆机构在静止状态下的受力情况 动力分析：分析曲柄连杆机构在运动状态下的受力情况 应力分析：分析曲柄连杆机构在受力状态下的应力分布 疲劳分析：分析曲柄连杆机构在长期受力状态下的疲劳寿命 振动分析：分析曲柄连杆机构在振动状态下的受力情况 热力分析：分析曲柄连杆机构在受热状态下的受力情况
优化
保护发动机， 防止活塞撞击 缸壁，延长发
动机寿命
曲柄：连接活塞连杆，传递动力 连杆：连接活塞和曲柄，传递动力 活塞：在气缸内上下运动，压缩气体
汽车构造课件-第三章曲柄连杆机构
工作性能优化
优化曲柄连杆机构的工作性能，如提 高压缩比、增强燃油喷射效果等，以 提高发动机的功率和扭矩输出。
通过改进润滑系统、优化燃油喷射和 点火正时等措施，降低发动机的振动 和噪音，提高曲柄连杆机构的工作平 稳性和可靠性。
05 曲柄连杆机构的故障诊断 与维护
常见故障与原因分析
曲轴轴颈磨损
由于润滑不良或承受过 大的压力，导致曲轴轴
活塞在气缸内的运动规律与发动机的 工作循环密切相关，是实现发动机工 作过程的基础。
曲轴的旋转运动
曲轴是发动机中最重要的部件之一，其旋转运动 是实现能量转换的关键环节。
曲轴的旋转方向取决于发动机的工作循环，在四 冲程发动机中，曲轴的旋转方向在吸气和压缩冲 程中与活塞运动方向相反，而在做功和排气冲程 中与活塞运动方向相同。
曲轴通过连杆将活塞的往复运动转化为自身的旋 转运动，进而将热能转化为机械能。
曲轴的旋转速度决定了发动机的转速，是衡量发 动机性能的重要参数。
连杆的摆动与传递
连杆是连接活塞与曲轴的关键 部件，其摆动与传递是实现能
量转化的重要环节。
连杆通过上下摆动将活塞的往 复运动传递给曲轴，使曲轴能
够实现旋转运动。
飞轮等部件，下曲轴箱用于安装曲轴、
气压力和惯性力等载荷。
连杆等部件。
03 曲柄连杆机构的工作原理
活塞的运动规律
活塞在气缸内的运动是由连杆带动实 现的，其运动规律包括上下往复运动 和左右旋转运动。
活塞在气缸内的运动轨迹呈椭圆形， 其长轴与曲轴的旋转轴线平行，短轴 与曲轴的旋转轴线垂直。
活塞上行的速度较快，下行的速度较 慢，这是由于曲轴的旋转运动产生的 惯性力和重力作用的结果。
转。
活塞通常由活塞头、活塞裙和活 塞销座等组成，活塞头上有若干 个环槽，用于安装活塞环，以保
中职发动机构造维修教案：曲柄连杆机构 曲轴飞轮组的组成及功用
进气
180°～360°
排气
做功
进气
压缩
360°～540°
进气
排气
压缩
做功
540°～720°
压缩
进气
做功
排气
Ⅲ、总结
1、知识点：
（1）曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮、正时带轮（齿轮）、驱动带轮、扭转减振器等组成。
（2）曲轴的功用
承受连杆传来的力，并由此造成绕其本身轴线的力矩，并对外输出转矩。
（3）．飞轮的功用
承受连杆传来的力，并由此造成绕其本身轴线的力矩，并对外输出转矩。
2．曲轴的结构
曲轴组成：（1）曲轴前端、（2）若干曲拐、（3）曲轴后端
（二）曲轴扭转减振器
1、曲轴扭转振动的危害——引起功率损失、曲轴扭转变形甚至断裂、正时齿轮产生冲击噪声等。
2、功用——吸收曲轴扭转振动的能量，消减扭转振动。
3、安装位置——曲轴前端的皮带轮上。
1）使曲轴旋转均匀。
2）对外输出功率。
3）克服短暂的超负荷能力。
板
书
设
计
教后札记
发动机工作顺序1-3-4-2工作循环表
曲轴转角（°）
第一缸
第二缸
第三缸
第四缸
0～180°
做功
排气
压缩
进气
180°～360°
排气
进气
做功
压缩
360°～540°
进气
压缩
排气
做功
540°～720°
压缩
做功
进气
排气
发动机工作顺序1-2-4-3工作循环表
曲轴转角（°）
第一缸
第二缸
第三缸
第四缸
0～180°
课题一 曲柄连杆机构教案
教案首页理解基本技术术语 分钟一、发动机的分类：挂图与实物演示发动机分类按照所用燃料按照冲程分 按照冷却方式按照气缸排列按照气缸数目汽油机 柴油机 四冲程内燃机 二冲程内燃机 水冷发动机 风冷发动机 单缸发动机 多缸发动机 单列式 双列式二、发动机专业术语：1.上止点 活塞顶部距离曲轴旋转中心最远极限位置，称为上止点。
2. 下止点 活塞顶部距离曲轴旋转中心最近极限位置，称为下止点。
3. 活塞行程 活塞从一个止点到另一个止点移动的距离，即上、下止点之间的距离称为活塞行程。
4. 曲柄半径 曲轴旋转中心到曲柄销中心之间的距离称为曲柄半径，5. 气缸工作容积（图1-2-5） 活塞从一个止点运动到另一个止点所扫过的容积，称为气缸工作容积。
一般用V h 表示：6. 气缸总容积（图1-2-7） 活塞位于下止点时，其顶部与气缸盖之间的容积称为气缸总容积。
V a 表示， V a ＝V c ＋V h7. 发动机排量 多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机排量V L 。
8. 压缩比它是气体压缩前的容积与气体压缩后的容积之比值，即气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比。
一般用ε表示。
ch c c h c a V V 1V V V =V V +=+=ε 通常汽油机的压缩比为6～10，柴油机的压缩比较高，一般为16～22。
9. 工作循环每一个工作循环包括进气、压缩、作功和排气过程，即完成进气、压缩、作功和排气四个过程叫一个工作循环。
挂图与实 物演 示 活塞行程式曲柄半径燃烧室容积 工作容积 下止点上止点教案首页教学过程及时间分配教学内容教学方法课前组织5分钟新课导入提出问题（板书）10分钟理解基本技术术语分钟1、检查学生仪容仪表、胸牌佩带情况、填写教学日志2、讲述要求：纪律、卫生、学习方法、如何作笔记6、学习本节内容的目标1、发动机由机体组由什么零件构成？缸体、缸盖、缸垫、油底壳2、发动机缸体分为几种类型？1）气缸体一般式龙门式隧道式3、气缸套分为几种形式？气缸套干式气缸套湿式气缸套提示引导巡回检查提示引导学生展示（一）75分钟3）曲轴箱：气缸体下部用来安装曲轴的部位称为曲轴箱，曲轴箱分上曲轴箱和下曲轴箱。