本文格式為Word版，下載可任意編輯——機械原理課程設計指導書（四沖程）

機械原理課程設計指導書四沖程內燃機設計

一．設計任務（共需要A1、A2、A3各1張，A3網格紙1張，A4兩張）

1.機構設計

根據行程速比系數K及已知尺寸確定機構的主要尺寸，并繪制機構運動簡圖1張（A4）。2.運動分析

圖解求出連桿機構的位置、速度與加速度，繪制滑塊的位移、速度與加速度曲線，完成運動分析圖1張（A2）。3.動態靜力分析

通過計算和圖解，求出機構中各運動副的約束反力及應加于曲柄OA的平衡力矩Mb（每人負責完成5～6個位置），完成動態靜力分析圖1張（A1）。4.計算并畫出力矩變化曲線圖1張（A3方格紙）。5.計算飛輪轉動慣量JF。6.計算發動機功率。

7.用圖解法設計進、排氣凸輪，完成凸輪設計圖1張（A3）。8.繪制內燃機的工作循環圖1張（A4）。9.完成設計說明書（約20頁）。

?分組及組內數據見附表1；?示功圖見附表2；?組內成員分工見附表3；?課程設計進程表見附表4；

?四沖程內燃機中運動簡圖見附圖1。

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二．設計步驟及注意問題

1.確定初始數據

根據分組狀況（附表1），查出設計初始數據。

活塞行程H=（mm）活塞直徑D=（mm）活塞移動導路相對于曲柄中心的距離e=行程速比系數K=

連桿重心c2至A點的距離lAC2=曲柄重量Q1=連桿重量Q2=活塞重量Q3=連桿通過質心軸c2的轉動慣性半徑?c?2c=曲柄的轉速

n1=發動機的許用速度不均勻系數[?]=曲柄不平衡的重心到O點的距離lOC=lOA開放提前角：

進氣門：-10°；排氣門：-32°齒輪參數：

m=3.5（mm）；?=20°；h*a=1；C*?0.25

Z'2=Z2=14；Z3=Z'3=72；Z1=36

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mm）（mm）（N）（N）（N）（mm2）（rpm）

mm）（（

2.計算連桿及曲柄的長度

設曲柄長度為r、連桿的長度為l，活塞行程H

?OB??l?r（極限位置1）

OB??l?r（極限位置2）

???180?K?1K?1H

2sin?22??可求

R?CBI?圖1曲柄滑塊機構設計OE?(OC)?(CE)

=(OC)2?(CD?DE)2=R2?(Rcos??e)2

l?r?(OF)2?e2????????????????(1)

OF?OE?H2??sin?1OEOC?????

l?r?2Rsin?2???????????????????(2)

聯立（1）、（2）式求解，可求出連桿的長度l及曲柄的長度r。

3.繪制內燃機的機構運動簡圖（A4）

根據曲柄與連桿的尺寸、活塞（滑塊）的行程、活塞移動導路相對于曲柄中心的距離e、各齒輪的參數等數據，參照“附圖1〞繪制構內燃機的運動簡圖。

1）計算小于17齒輪的變位系數（參考教材），確定其它齒輪變位系數。2）計算各齒輪節圓直徑（若采用高度變位，節圓直徑與標準齒輪分度圓直徑一致），計算齒輪中心距。

3）找出并更正指導書中機構運動簡圖的不合理之處（彈簧的定位、排氣閥門的自由度等）。

4）選定繪圖比例并繪底圖（用細實線，不要用虛線）．．．．．．．．．．．．．．注意：

?

嚴格按比例繪制（推薦1：4，圖紙豎放）

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?????

先打好圖紙的邊框，畫好標題欄，再根據空間的大小合理安排位置畫圖。標題欄放在圖紙的右下方。

凸輪先不畫，待凸輪設計完成后再補畫樣例中進、排氣閥機構有錯，需要找出并更正

附圖1給定的尺寸即為已知，未給定的尺寸可根據已知條件確定。圖線、箭頭要規范、書寫要工整（以機械制圖中的GB為準）。????????

實體用粗實線

齒輪的節圓用點劃線（間距要基本一致）

文字、尺寸（界）線、剖面線用細實線。粗細線比例為2：1。

文字與尺寸標注方向朝上或朝左（在尺寸線上寫時可朝左，如樣圖中的162；無尺寸線的文字朝上書寫，如樣圖中的Z3。上下以標題欄中的文字為準）假想位置可畫成虛線或雙點劃線（建議用雙點劃線）

尺寸按自己的實際尺寸標注，不要標注字母，齒輪標注Z1=？？。機架的剖面線要一致，尺寸線的箭頭比例不對，正確長寬比應為1：5左右

4.運動分析

1）參照圖2設置圖紙布局（A2）

2）在速度“v圖〞與加速度“a圖〞之間

的位置上，畫出曲柄滑塊機構的運動簡圖（參照圖3）

具體作法：

以活塞在最高位置時的“A〞為起點（遠端極限位，記為A0），由A0開始，順時針方

A1、A2、向將圓等分為12等分，得A0、……，

A11共12個點；

圖2機構運動分析找出滑塊在最低位置時曲柄上A點的

位置，（近端極限位，記為A6'）；

找出曲柄OA與連桿AB垂直的兩點（此

圖3曲柄滑塊的運動簡圖

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'時lOB?l2?r2），分別記為A'2和A9。如此，曲柄回轉一周共分為15個位置

'可近似認為，當曲柄在OA'2和OA9位置時，滑快B的速度為最大值。

注意：

???

括號內的編號在繪制運動分析圖時不用，繪制動態靜力分析圖時再使用。圖中，用粗實線畫出曲柄滑塊的一個位置（任選），并畫出滑塊、轉動副、滑動副及機架（剖面線方向要一致）。

其它14個位置的曲柄與連桿用細實線畫，滑塊不畫，標注出各B點的位置即可。

3）設定適合的比例，畫出機構15個位置的速度多邊形。

??m/s?在“V圖〞的左上角明白注明繪圖比例（?v?），表示每mm長度代表100m/s

mm的速度（比例值取整數），確定比例后，即按比例畫圖。假使采用一致比例畫圖，可在速度圖的左上角標注一次，假使采用不同比例畫圖，則要在每個速度小圖上標注比例。后面的加速度、受力分析、構件長度等繪圖中關于比例的要求與此一致。速度矢量用粗實線繪制，箭頭長寬比約4/1～5/1，繪圖要規范、工整每個速度矢量圖上要標注p、a、b、c2符號！），假使線條太短，不夠畫箭頭，可用小圓點代替箭頭。文字一定要工整規范！

???

4）通過圖解法，求出這15個位置的VBA、VC2、VB、?2的數值。

??

所有公式和計算過程都寫在說明書上，不要寫到圖紙上

在說明書上寫出1個點的求解步驟和方法即可（包括簡圖），其他點直接將所計算數據列在表中即可。

表一機構各點速度表

點A0……VBA（m/s）VC2（m/s）VB（m/s）?2（rad/s）t5）同理，畫出15個位置的加速度多邊形，求出anBA、aBA、aBA、?2、aC2、aB的

數值，并將方法和結果在說明書中說明和列表。（不同的圖可用不同的比例，注明即可）

?

每個速度矢量圖上要標注p′、a′、b′、c2′、n′符號！）。

表二機構各點加速度表

點A0……

6）在圖紙的右側繪制15個點的位移曲線、速度曲線