495柴油机设计说明书 - 图文

江苏大学内燃机设计课程设计 495柴油机曲柄连杆设计

课程设计说明书

设计题目：柴油机的曲柄连杆机构设计 班级：J动力（机械）1201 学号：4121106007 姓名：杨晨 指导老师：杜家益 日期：2015年1月12日

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江苏大学内燃机设计课程设计 495柴油机曲柄连杆设计

目 录

1 任务要求.................................................................................................................. 1 2 柴油机曲柄连杆机构动力计算.............................................................................. 2 2.1 原始参数 .............................................................................................................. 2 2.2 动力计算 .............................................................................................................. 3 结论 .............................................................................................................................. 12 致谢 .............................................................................................................................. 12 参考文献 ...................................................................................................................... 13

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1 任务要求

(1).柴油机的曲柄连杆机构设计

(2).计算活塞运动规律及曲柄连杆机构受力分析

(位移，速度，加速度，气体力，往复惯性力，连杆力，切向力，径向力，侧压力，单缸输出转矩，总转矩) (3).编写课程设计说明书

内容包括：封面，目录，原始资料及数据，设计计算及说明。参考资料及文献等，计算机打印，装订成册。

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2 柴油机曲柄连杆机构的动力学计算

2.1 原始参数

原始参数及已知条件 1） 2） 3） 4） 5） 6） 7） 8） 9）

柴油机型号：495 燃烧室形式：涡流室 气缸直径D：95mm 活塞行程S：115mm 活塞平均速度(m/s)：7.67 总排量：0.817L 标定转速(r/min)：2000 压缩比?：18~20 连杆长：210mm

10） 质量：活塞810g

连杆大头1382g，小头505g 11） 曲柄半径R：57.5mm；

12） 连杆比

??R?0.2738l；

13） 活塞面积

Fp??D24?78.65cm2；

14） 标定功率Ne：8.8kw （12PS）； 15） 曲轴旋转角速度???n302r0ad/s2； ?210rad/s ?2?441016） 曲轴销中心的切向速度R??12.075m/s； 17） 曲柄销中心的切向加速度R?2?2535.75m/s2；

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2.2 动力计算

1）运动分析及动力计算 （1）运动参数的计算 活塞运动规律计算公式： 活塞位移：

x?r[1?cos??1?(1?1??2sin2?)]

??r?(sin??活塞速度：v?x?2sin2?)

??(cos???cos2?)r?2 x活塞加速度：a??连杆摆角：??arcsin(?sin?)

以上个参数具体位置见 图2-1 曲柄连杆机构简图所示。 计算活塞在一个循环内各位置的运动规律，结果如表2-1所示。 画出活塞运动规律曲线图，如图2-2所示。

表2-1 495柴油机活塞运动规律计算表

曲轴转角?() 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 ?连杆摆角?() 0.00 2.73 5.37 7.87 10.14 12.11 13.72 14.91 15.64 15.89 15.64 14.91 13.72 12.11 ?x(mm) 0.00 1.11 4.39 9.68 16.73 25.21 34.74 44.90 55.29 65.53 75.26 84.24 92.24 99.13 第3页

v(m/s) 0.00 2.66 5.19 7.47 9.39 10.88 11.89 12.41 12.46 12.08 11.33 10.28 9.03 7.62 a(m/s2) 3230.04 3149.64 2914.68 2543.17 2063.06 1509.39 920.73 335.42 -212.09 -694.29 -1092.75 -1399.13 -1615.02 -1750.51

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140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 10.14 7.87 5.37 2.73 0.00 -2.73 -5.37 -7.87 -10.14 -12.11 -13.72 -14.91 -15.64 -15.89 -15.64 -14.91 -13.72 -12.11 -10.14 -7.87 -5.37 -2.73 0.00 104.83 109.27 112.46 114.36 115.00 114.36 112.46 109.27 104.83 99.13 92.24 84.24 75.26 65.53 55.29 44.90 34.74 25.21 16.73 9.68 4.39 1.11 0.00 6.13 4.61 3.07 1.53 0.00 -1.53 -3.07 -4.61 -6.13 -7.62 -9.03 -10.28 -11.33 -12.08 -12.46 -12.41 -11.89 -10.88 -9.39 -7.47 -5.19 -2.66 0.00 -1821.94 -1848.88 -1850.97 -1844.81 -1841.46 -1844.81 -1850.97 -1848.88 -1821.94 -1750.51 -1615.02 -1399.13 -1092.75 -694.29 -212.09 335.42 920.73 1509.39 2063.06 2543.17 2914.68 3149.64 3230.04

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图2-2 495柴油机活塞运动规律曲线

（2）动力参数的计算

i.计算在一个循环中活塞连杆曲轴所受的运动分力。 结果如表3-2所示。

绘制pN?f(x)的变化曲线，如图3-4所示；

绘制pg?f(?),pj?f(?),p?f(?)的变化曲线，如图3-5所示； 绘制p1?f(?),pra?f(?)的变化曲线，如图3-6所示。 绘制曲轴输出扭矩曲线，如图3-7所示。

可见，单缸柴油机曲轴的输出扭矩曲线与其曲柄切向力曲线形状完全一样，只是纵坐标值相差RFp倍。

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项目 单位 ? (?) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 pg pj p kgf/cm2 -8.994 -9.063 -8.399 -7.347 -5.988 -4.422 -2.756 -1.099 0.450 1.815 2.942 3.810 4.421 4.804 5.006 5.082 5.088 5.071 5.061 5.077 5.113 5.141 5.115 4.984 4.701 4.229 3.557 2.709 1.754 0.827 0.158 0.145 1.512 第6页

pN p? kgf/cm2 0.000 -1.999 -3.615 -4.553 -4.669 -3.997 -2.723 -1.133 0.465 1.815 2.755 3.233 3.289 3.018 2.532 1.933 1.291 0.643 0.000 -0.644 -1.297 -1.955 -2.587 -3.131 -3.497 -3.589 -3.330 -2.709 -1.813 -0.853 -0.157 -0.131 -1.179 pra Mt （气体作用力） （往复惯性力） （合力） （侧压力） (切向力) （径向力） （转矩） kgf/cm2 0.147 -0.150 -0.150 -0.150 -0.150 -0.150 -0.150 -0.150 -0.150 -0.150 -0.150 -0.150 -0.150 -0.150 -0.150 -0.150 -0.150 -0.150 -0.150 -0.144 -0.125 -0.092 -0.042 0.030 0.130 0.269 0.465 0.744 1.154 1.776 2.764 4.416 7.351 kgf/cm2 -9.141 -8.913 -8.249 -7.197 -5.838 -4.272 -2.606 -0.949 0.600 1.965 3.092 3.960 4.571 4.954 5.156 5.232 5.238 5.221 5.211 5.221 5.238 5.232 5.156 4.954 4.571 3.960 3.092 1.965 0.600 -0.949 -2.606 -4.272 -5.838 kgf/cm2 0 -0.4314 -0.79 -1.0154 -1.0707 -0.9485 -0.6726 -0.2927 0.12606 0.51664 0.82393 1.0143 1.07895 1.03052 0.89502 0.70238 0.47859 0.24136 1.7E-16 -0.2417 -0.481 -0.7104 -0.9144 -1.0692 -1.1473 -1.126 -0.9961 -0.7712 -0.4912 -0.2202 -0.0387 -0.0311 -0.2703 kgf/cm2 -8.994 -8.851 -7.622 -5.855 -3.899 -2.116 -0.795 -0.101 -0.046 -0.517 -1.322 -2.256 -3.145 -3.877 -4.410 -4.753 -4.945 -5.036 -5.061 -5.042 -4.969 -4.807 -4.506 -4.023 -3.344 -2.504 -1.599 -0.771 -0.179 0.076 0.046 0.069 0.985 kgf?cm 0 -815 -1473 -1856 -1903 -1629 -1110 -462 190 740 1123 1318 1340 1230 1032 788 526 262 0 -262 -529 -797 -1054 -1276 -1425 -1463 -1357 -1104 -739 -347 -64 -53 -481

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330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 690 700 710 720 12.857 23.275 39.654 50.195 108.847 68.355 41.066 25.777 17.201 12.157 9.029 6.997 5.626 4.671 3.991 3.500 3.143 2.885 2.703 2.582 2.513 2.490 2.200 1.600 0.900 0.700 0.500 0.400 0.147 0.147 0.147 0.147 0.147 0.147 0.147 0.147 0.147 0.147 0.147 0.147 -7.197 -8.249 -8.913 -9.141 -8.913 -8.249 -7.197 -5.838 -4.272 -2.606 -0.949 0.600 1.965 3.092 3.960 4.571 4.954 5.156 5.232 5.238 5.221 5.211 5.221 5.238 5.232 5.156 4.954 4.571 3.960 3.092 1.965 0.600 -0.949 -2.606 -4.272 -5.838 -7.197 -8.249 -8.913 -9.141 5.660 15.027 30.740 41.054 99.933 60.107 33.869 19.939 12.930 9.551 8.080 7.598 7.590 7.763 7.950 8.070 8.097 8.041 7.935 7.820 7.733 7.701 7.421 6.838 6.132 5.856 5.454 4.971 4.107 3.239 2.112 0.747 -0.802 -2.459 -4.125 -5.691 -7.050 -8.102 -8.766 -8.994 第7页

-0.7822 -1.4134 -1.4632 -3E-15 4.7567 5.65354 4.6807 3.56479 2.77365 2.33126 2.15133 2.12744 2.16083 2.17379 2.11682 1.96976 1.73683 1.43755 1.09661 0.73553 0.3681 7.8E-16 -0.3532 -0.6432 -0.8475 -1.047 -1.17 -1.2132 -1.0934 -0.9071 -0.6012 -0.2092 0.2136 0.60011 0.88478 1.01755 0.97434 0.76202 0.41727 1.2E-15 -3.507 -6.468 -6.779 0.000 22.038 25.870 20.988 15.547 11.688 9.437 8.329 7.852 7.590 7.268 6.747 6.004 5.086 4.067 3.018 1.983 0.980 0.000 -0.941 -1.734 -2.332 -2.962 -3.426 -3.698 -3.485 -3.033 -2.112 -0.772 0.827 2.429 3.728 4.438 4.369 3.487 1.933 0.000 4.511 13.637 30.019 41.054 97.589 54.548 26.991 12.983 6.186 2.757 0.742 -0.776 -2.161 -3.489 -4.708 -5.741 -6.535 -7.084 -7.420 -7.600 -7.680 -7.701 -7.369 -6.646 -5.735 -5.159 -4.402 -3.536 -2.432 -1.456 -0.601 -0.076 -0.074 -0.710 -1.973 -3.706 -5.618 -7.352 -8.561 -8.994 -1429 -2636 -2763 0 8982 10544 8554 6336 4763 3846 3394 3200 3094 2962 2750 2447 2073 1658 1230 808 400 0 -383 -707 -951 -1207 -1396 -1507 -1420 -1236 -861 -315 337 990 1520 1809 1781 1421 788 0

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图3-4

pN?f(x)的变化曲线

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图3-5

pg?f(?),pj?f(?),p?f(?)的变化曲线

图3-6

p??f(?),pra?f(?)的变化曲线

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图3-7 曲轴输出扭矩曲线

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结论

495型柴油机是我国应用较广的柴油机机型，根据初始条件进行了曲柄连杆机构的运动学、动力学计算。从计算校核的结果看，其动力性基本达到了同类产品中较好的水平。

总体来说，495柴油机的设计基本满足了设计的要求，具有结构轻巧、移动方便、安装简单等特点。。

致谢

在经历了两个多星期的辛苦工作后，我的495柴油机设计终于按期完成，在此期间，从CAD工程图的绘制等一系列的工作，让我获益匪浅，其不仅是一次本科期间专业技能上的终极锻炼，更培养了我持之以恒的做事品质和发现问题解决问题的能力，为我大学四年中的所学知识做了梳理和巩固。

此次课程设计的让我对柴油机的结构有了较为彻底的了解，并学到了很多先前上课时学不到的知识。我相信这些收获必将为即将参加工作的我提供不少可借鉴之处。

最后，我要感谢所有帮助我的老师，在此期间，他们对我的课程设计提出了很多宝贵的意见，为我课程设计的顺利完成提供了莫大帮助，在此，深表感谢。

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参考文献

[1] 周龙保.内燃机学.北京：机械工业出版社,2005.1 [2] 袁兆成. 内燃机设计. 北京. 机械工业出版社.2008

[3] 王德海.内燃机动力学.江苏理工大学内燃机教研室,1998.8 [4] 杜家益.热动专业课程设计.汽车学院动力机械工程系,2015.12

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/3nro.html