南航机械原理内燃机课程设计

机械原理课程设计报告书设计题目：内燃机结构设计及其运动分析设计者徐智昊指导教师马希直2014年6月12日目录第1章设计要求1.1设计题目………………………………………………(2)1.2机构示意图……………………………………………(2)1.3原始数据………………………………………………(3)第2章齿轮机构传动设计2.1机构传动比……………………………………………(4)2.2齿轮变位系数的选择…………………………………(4)2.3齿轮基本参数的计算…………………………………(4)2.4主要计算结果…………………………………………(9)第3章连杆机构设计和运动分析3.1杆件尺寸确定…………………………………………(10)3.2解析法分析机构运动…………………………………(10)3.3图解法分析机构的三个瞬时位置……………………(12)第4章凸轮机构设计4.1解析法分析凸轮运动…………………………………(13)4.2解析法求凸轮理论轮廓曲线…………………………(16)4.3解析法求凸轮实际轮廓曲线…………………………(18)附录A电算源程序(MATLAB）附录B图解法分析连杆机构附录C图解法分析凸轮轮廓曲线参考文献第1章设计要求1.1设计题目内燃机机构设计及其运动分析1.2机构示意图该机构由气缸（机架）中活塞（滑块B）驱动曲柄，曲柄轴上固联有齿轮1，通过齿轮2驱动凸轮上齿轮3，凸轮控制配气阀推杆运动。1.3原始数据方案号：四活塞冲程H：185mm齿轮转速错误!未找到引用源。:650rpm齿轮错误!未找到引用源。:23齿轮错误!未找到引用源。:14齿轮错误!未找到引用源。:46模数m:3.5mm距离错误!未找到引用源。:64.75mm距离错误!未找到引用源。:105mm基圆半径错误!未找到引用源。:35mm升程角错误!未找到引用源。\deg：60远休止角错误!未找到引用源。\deg：5回程角错误!未找到引用源。\deg：60近休止角错误!未找到引用源。\deg：235汽阀冲程h：7mm齿轮参数：压力角错误!未找到引用源。，齿顶高系数错误!未找到引用源。顶隙系数错误!未找到引用源。。气阀推杆运动规律：升程和回程均为简谐运动。第2章齿轮机构传动设计2.1机构传动比61.02314122112zzi29.31446233223zzi2231213iii2.2齿轮变位系数的选择由于齿轮2的齿数为14，小于标准齿轮不发生根切的最少齿数17，因此需要变位。17647.01714171717*2ahzx取17647.0,021xx，03x2.3齿轮基本参数的计算啮合角oooinvinvzzxxinv39.2120142317647.020tan2)(tan212212112oooinvinvzzxxinv88.2020461417647.020tan2)(tan223323223标准中心距75.64)1423(5.32121121212zzmrra105)4614(5..32121323223zzmrra实际中心距mmaaaaoo346.6539.21cos20cos75.64coscoscoscos12121212mmaaaaoo603.10588.20cos20cos105coscoscoscos23232323中心距变位系数ymaamaay17029.05.375.64346.65121212maay17229.05.3105603.105232323maay00618.017029.017647.0122112yxxy00418.017229.017647.0233223yxxyy23y12齿高变动系数y00618.012y分度圆半径与节圆半径相等mmmzrmmmzrmmmzr5.80216125.24249225.4025.802332211基圆半径mmrrmmrrmmrrbbb645.7520cos5.8020cos022.2320cos5.2420cos823.3720cos25.4020cos332211分度圆的齿厚50.525.3tan2263.520tan17647.0225.3tan2250.525.3tan22332211mxmsmxmsmxms齿顶圆半径mmmyxhzrammmyxhzrammmyxhzraaaaaaahrhrhr978.835.3)00618.01246()2(3596.285.3)00618.017647.01214()2(2728.435.3)00618.01223()2(1313321221111齿根圆半径mmmchzraf875.355.3)25.0*115.11(2**11mmmxchzraf485.415.3)17647.0225.02214(222**22mmmchzraf125.765.3)25.01123(2**33齿顶圆上的压力角ooaarr123.30)728.4320cos25.40arccos()cosarccos(111ooaarr381.36)596.2820cos5.24arccos()cosarccos(222ooaarr740.25)978.8320cos5.80arccos()cosarccos(333重合度459.1)]39.21tan381.36(tan14)39.21tan123.30(tan23[21)t(t)t(t211222121112ooooaaananzananz1.529)]88.20tan381.36(tan14)88.20tan740.25(tan46[21)t(t)t(t212322233323ooooaaananzananz小齿轮（齿轮2）的齿顶厚minvinvinvinvrrrssooaaaa4.06.1)20381.36(596.2825.24596.2863.52/222222.4主要计算结果计算项目计算结果计算项目计算结果-0.61-0.329228.596mm1x083.978mm2x0.1764735.875mm3x041.485mm40.25mm76.125mm24.5mm30.123º80.5mm36.381º37.823mm25.740º23.022mm121.45975.645mm231.52943.728mm1.6第3章连杆机构设计和运动分析3.1杆件尺寸确定由于活塞的冲程H=185mm，偏心距e=0则：O1A=92.5mm，取AB=2O1A=185mm3.2解析法分析机构运动（1）位移：错误!未找到引用源。(其中l为92.5mm)（2）速度对上式求导得2sin42sinsinllv（sradn/6860650221）（3）加速度对上式求导得sL1O1ABL23.3图解法分析机构的三个瞬时位置（见附录）第4章凸轮机构设计4.1解析法分析凸轮运动推程时002022000,0cos2sin2cos12hahvhs回程时002022000,0cos2sin2cos12hahvhs（1）推程：60,02220022000/60cos3817760cos14.31806002.3414.35.3cos2/60sin21.35760sin02.34601805.3sin2)60cos1(5.3cos12smmhasmmhvmmhs(2)远休：65,60（3）回程：错误!未找到引用源。)]60(60cos1[5.3)]60(cos1[20hsmm222002200/)60(60cos38158)60(60cos14.31806002.3414.35.3)60(cos2/)60(60sin21.357)60(60sin02.34601805.3)60(sin2smmhasmmhv（4）近休止：360,125错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。;4.2解析法求凸轮理论轮廓曲线滚子半径取5mm滚子中心处于B点的直角坐标sincos)(cossin)(00essyessx其中e=0，br=35mm，220ersb=35mm（1）推程：60,0（2）远休：65,60(3)回程：错误!未找到引用源。(4)近休止：360,1254.3实际轮廓曲线的计算(1)推程：60,0(2)远休：65,60(3)回程：错误!未找到引用源。sin)60(55sin555180cos)60(55cos540ddxcos)60(55sin555180sin)60(55cos540ddy(4)近休止时即错误!未找到引用源。时理论轮廓数据：x0-3.0681-6.2155-9.5053-12.9704-16.6040-20.3558Y35.000035.068635.249935.474335.635935.607435.2573-24.1344-27.8162-31.2586-34.3168-36.8618-38.9711-40.600334.467533.150031.258628.795325.810922.500018.9322-41.5403-41.7998-41.4378-40.5567-39.2884-37.7786-36.167815.119411.20027.30663.54820.0000-3.3052-6.3774-34.5741-33.0796-31.7208-30.3109-28.6703-26.8116-24.7487-9.2641-12.0400-14.7916-17.5000-20.0752-22.4976-24.7487-22.4976-20.0752-17.5000-14.7916-11.9707-9.0587-6.0777-26.8116-28.6703-30.3109-31.7208-32.8892-33.8074-34.4683-3.0505-0.00003.05056.07779.058711.970714.7916-34.8668-35.0000-34.8668-34.4683-33.8074-32.8892-31.720817.500020.075222.497624.748726.811628.670330.3109-30.3109-28.6703-26.8116-24.7487-22.4976-20.0752-17.500031.720