简述曲柄连杆的受力分析及平衡方法

工程软件技能训练

课程设计说明书

院系名称： 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 职 称：

工程软件技能训练

课程设计任务书

学生姓名 指导教师姓名 题目名称 院系 职称 从事 专业 专业、班级 是否外聘 □是■否 曲柄连杆机构设计 设计内容： 学会利用AutoCAD、UG及ANSYS等工程应用软件对汽车零部件进行设计和分析，为将来的工程实际应用打下基础。 自选某品牌轿车发动机的曲轴活塞连杆组进行设计，要求对曲轴活塞连杆组进行设计和校核计算，利用UG软件完成三维设计及装配，利用ANSYS软件对曲轴、活塞及连杆进行静力学分析，并最终利用AutoCAD软件完成二维总装配图A1一张，曲轴、活塞及连杆的零件图A2三张。 设计完成后应提交的成果： 1、设计说明书1份，字数为3000字以上，主体包括绪论、零部件的结构设计及校核计算、UG三维设计及装配、ANSYS有限元分析。 2、二

河 南 工 业 职 业 技 术 学 院

Henan Polytechnic Institute

毕业设计（论文）

题 目： 基于UG曲柄滑块机构参数化设计及其运动学仿

真

班 级：机电0702

姓 名：李亚康

指导教师：季祥

基于UG的曲柄滑块机构参数化设计的运动学仿真

摘要

随着计算机技术的飞速发展，CAD已经广泛应用于零件设计和制造中，但一般的CAD软件都具有广而博的通用性，难以满足各类具体产品设计的需要，所以以通用CAD软件为基础，根据本单位的实际，进行不同程度的开发成为产品现代设计的重要内容。

连杆作为各种机械传动设备中的重要装置，具有压强小，磨损轻，易于加工和保证加工精度，以及能有本身几何形状保证运动副封闭等优点，有着非常广泛的应用前景。但其较难准确的实现任意预期运动规律，设计计算亦较繁复。为了提高设计效率，增加竞争优势，实现曲柄滑块机构的运动的精确建模显得尤为重要。

文运用三维实体造型软件UG，实现了曲柄连杆机构参数化精确建模。文中

《曲柄连杆机构的维修》说课稿

尊敬的各位评委老师：大家好

今天，我的说课内容是《汽车发动机构造与维修》课程中的一节------曲柄连杆机构的维修，下面，我将从说教材、说学情、说教法及依据、说学法及依据、说教学过程及分析、说板书设计等几个方面进行讲述。 一、说教材

（一）分析本章节在教材中的地位与作用

本节课选自中等职业学校《汽车发动机构造与维修》教材第二章第一节。曲柄连杆机构是发动机二大机构之一，在发动机运转中有不可忽视的作用。之前，我们已经学习了曲柄连杆机构的构造与工作原理，为学习曲柄连杆机构的维修打下了基础，因此本节课不仅是前面章节的延续，同时也是培养学生维修基本技能的重要一节。 （二）教学目标及确立依据：

根据近年来汽车专业的教学改革，同时针对教学大纲的要求，结合教材，

本着面向全体，使学生全面主动发展的原则，本节课我确定目标如下的教学目标：

1. 知识与能力目标:

通过指导学生操作，使学生曲柄连杆机构的维修和检测方法。培养学生善于动手，勤于动脑的良好学习习惯

2. 过程与方法目标：通过创设工作情境、实物演示和分组操练的方法，让学生熟悉工作的流程和方法。 3. 情感态度与价值观目标 树立学生良好的职业道德意识

培养学

单元二 曲柄连杆机构

一．名词解释。

1. 活塞环端隙 2. 扭曲环 3. 全支承曲轴 4. 检视 5. 技术检验 6. 零件检验分类 7. 原厂规定 8. 大修允许 9. 使用极限 10. 活塞偏缸 11. 修理尺寸 12. 人工直观诊断法

二．填空题。

1. 曲柄连杆结构包括 、 、 三部分。

2. 上曲轴箱有三种基本结构形式，即 、 、 ，其中 刚度最小。

3. 活塞的结构按其作用可分为 、 、 、和 四部分组成，其中引导活塞运动和承受侧压力的是 。

4. 活塞环装入气缸后，其开口处的间隙叫 ，在环高方向上与环槽之间的间隙叫做 ，活塞环背面与环槽底部之间的间隙叫做 。

5. 扭曲环安装时，有内切口的环，其切口向 ；有外切口的环，其切口向 。

6. 连杆大头的装合有定位要求，常用的连杆大头定位方式有 定位、 定位、 定位和 定位。

7. 四缸四冲程发动机的作功程序一般是 或 ；六缸

第二章第一节

曲柄连杆机构概述

一、曲柄连杆机构的作用与组成 1、组成：

①气缸体曲轴箱组(机体组):缸体、缸盖、缸垫、 气门室罩、油底盘。②活塞连杆：活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆盖、连杆螺栓。 ③曲轴飞轮组：曲轴、飞轮。

2、作用：把高压气体作用在活塞顶部的压力转变为曲轴的扭矩，

通过传动系传给驱动轮。(即进行热功转换。)二、工作条件

1.热力负荷：因高温会使发动机零件失去工作能力。如烧伤、膨胀变形等。2.机械负荷：气体压力、惯性力、摩擦力。

3.高速、化学腐蚀：废气中的(CO、NOx、HC)与机件接触使之受到腐蚀。

三、曲柄连杆机构的受力情况 1 、气体作用力(气压力):作功行程 作用在活塞顶部的气压力 最大，其次是压缩行程。 作功行程：均布的合力FpFp2 作用于缸壁 Fp1 沿连杆方向作用于曲柄销上 Fp1 ① FR使主轴曲轴颈与主轴承产生压紧。 ① ②

② Fs除使主轴颈与主轴承产生压紧力还对曲轴形成扭矩T,推动曲轴旋转， T= Fs × r

压缩行程：F`p2 把活塞压向气缸另一侧

F`pF`p1

F`R F`s=>T`=F`s × r (旋转阻力矩，阻碍曲轴旋转)

气体作用力的后果：使活塞与气缸壁，曲轴主轴颈与主轴承

让孩子接受最好的教育

受力分析的基本方法和原则

对物体进行受力分析这看似微不足道的一步，其实是处理力学问题乃至所有涉及力和运动的综合问题中至关重要的一步，能否正确分析出研究物体的受力，将直接影响到后续解题过程的展开以及最终结果的正确性。那么，怎样才能走好这第一步呢？

一、受力分析的一般步骤

先来回顾一下各种常见力的特点。

重力：由于地球的吸引而使物体受到的作用力。地球表面附近的一切物体都要受到重力的作用。因此，只要研究的对象是实际物体，重力就肯定存在。

弹力：相互接触的物体间才会产生弹力，但接触不一定有弹力，只有当接触处存在弹性形变时，弹力才会出现。

摩擦力：弹力存在是摩擦力存在的前提，因此摩擦力的分析应该放在弹力之后。两个相互挤压的物体间若有相对滑动，则它们之间会出现滑动摩擦力；两个相互挤压的物体间若有相对滑动的趋势，则它们间会出现静摩擦力。

如果研究的物体处在更为复杂的环境中，如周围有某种液（气）体、电场或者磁场，那么还要分析物体是否受到浮力、阻力、电场力或磁场力等的作用。

综上所述，可以将受力分析的一般步骤归纳为：

重力肯定有；弹力看四周，形变就存在，不形变则没有；

柴油发动机及其曲柄连杆机构

动力分析

目录

目录 ........................................................................ 1 第1章 绪 论 .............................................................. 3 1.1 研究意义 ............................................................. 3 1.2 发展现状 ............................................................. 3 1.3 研究方法与内容 ....................................................... 4 第2章 柴油机的热力学分析 .................................................. 5 2.1 柴油机的理论热循环 ...................................................

第二单元 曲柄连杆机构

第一讲 曲柄连杆机构概述 ............................................................................................................. 1 第二讲 气缸体与曲轴箱组 ............................................................................................................. 4 第三讲 活塞连杆组 ......................................................................................................................... 7 第四讲 曲轴飞轮组 ....................................................................................................................... 11

单元二 曲柄连杆机构

一、填空题

1．曲柄连杆机构由__缸体与曲轴箱__、__活塞连杆组__和_曲轴飞轮组___等三部分构成。

2．发动机各个机构和系统的装配基体是___机体组___。

3．活塞连杆组由__活塞___、__活塞环__ 、__活塞销___、和___连杆___等组成。 4．活塞环包括__气环__和__油环___两种。

5．在安装气环时，各个气环的切口应该__错位___。

6．油环分为_普通油环__和组合油环两种，组合油环一般由___刮片___和___衬簧__ 组成。

7． 在安装扭曲环时，还应注意将其内圈切槽向__上____，外圈切槽向___下__ ，不能装反。

8．活塞销通常做成___空心____圆柱体。

9．活塞销与活塞销座孔及连杆小头衬套孔的配合，一般都采用___全浮式____。 10．连杆由__小头___、__杆身____和__大头___三部分组成。连杆__小头_与活塞销相连。

11．曲轴飞轮组主要由__曲轴____和__飞轮___以及其他不同作用的零件和附件组成。 12．曲轴前端装有驱动配气凸轮轴的_正时齿轮__，驱动风扇和水泵的__皮带轮___止推

片等，有些中小型发动机的曲轴前端还装有__启动爪____，以便必

第二章第一节

曲柄连杆机构概述

一、曲柄连杆机构的作用与组成 1、组成：

①气缸体曲轴箱组(机体组):缸体、缸盖、缸垫、 气门室罩、油底盘。②活塞连杆：活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆盖、连杆螺栓。 ③曲轴飞轮组：曲轴、飞轮。

2、作用：把高压气体作用在活塞顶部的压力转变为曲轴的扭矩，

通过传动系传给驱动轮。(即进行热功转换。)二、工作条件

1.热力负荷：因高温会使发动机零件失去工作能力。如烧伤、膨胀变形等。2.机械负荷：气体压力、惯性力、摩擦力。

3.高速、化学腐蚀：废气中的(CO、NOx、HC)与机件接触使之受到腐蚀。

三、曲柄连杆机构的受力情况 1 、气体作用力(气压力):作功行程 作用在活塞顶部的气压力 最大，其次是压缩行程。 作功行程：均布的合力FpFp2 作用于缸壁 Fp1 沿连杆方向作用于曲柄销上 Fp1 ① FR使主轴曲轴颈与主轴承产生压紧。 ① ②

② Fs除使主轴颈与主轴承产生压紧力还对曲轴形成扭矩T,推动曲轴旋转， T= Fs × r

压缩行程：F`p2 把活塞压向气缸另一侧

F`pF`p1

F`R F`s=>T`=F`s × r (旋转阻力矩，阻碍曲轴旋转)

气体作用力的后果：使活塞与气缸壁，曲轴主轴颈与主轴承