完整word版南航机械原理内燃机课程设计

1、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(2)1.2(2)1.3(3)第 2章 齿轮机构传动设计2.1(4)2.2(4)2.3(4)2.4(9)第 3章连杆机构设计和运动分析3.1(10)3.2(10)3 .3 (12)第 4 章 凸轮机构设计4.1(13)4.2 (16)4.3 (18)附录 A(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，

2、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。 de

3、g：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i121z2140.612123z46i 23233.29z3z214i13i12i 2322.2 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。x17z h* 17 140.17647217a17取 x10, x20.17647 ， x302.3 齿轮基本参数的计算啮合角2 tan( xx2)2 tan20o0.

4、17647oinv 121invinv 20z1z2142312 21.39o2 tan( x2x )2 tan 20o0.17647oinv 233invinv 20z2z3461423 20.88o标准中心距ar2r1 m zz13.5(2314)64.751212212ar2r31 m zz13.5(1446)105232232实际中心距a12cos 12a cosa12a cos64.75cos20o65.346mmcos 12cos21.39oa23cos 23a cosa23a cos105cos20o105.603 mmcos 23cos20.88o中心距变位系数aaymyaam

5、y12a12a1265.34664.750.17029m3.5y23a23a23105.6031050.17229m3.5y12x1x2y120.176470.170290.00618y23x2x3y230.176470.172290.00418y23y12齿高变动系数 yy120.00618分度圆半径与节圆半径相等r1z1 m80 .5240 .25 mm2rz2 m492224 .5 mm2r3z3 m161280 .5mm2基圆半径rb1r1 cos2040.25 cos20 37.823mmrb2r2 cos2024.5 cos20 23.022mmrb3r3 cos2080.5 co

6、s20 75.645mm分度圆的齿厚sm2x m tan3.55.501212s2m2x2 mtan3.52 0.17647 tan 20 5.6322s3m2x3mtan3.55.5022齿顶圆半径ra1r1ha1( z1hax1y)m( 2310.00618)3.543.728mmra222r2ha2( z1hax2y)m(1410.176470.00618) 3.5 28.596mmra322r3ha 3( z1hax3y)m( 4610.00618)3.583.978mm22齿根圆半径rf 1z1ha*c*m2(11.5 11* 0.25)3.535.875mmrf 2z22ha*2c

7、*2x m(14220.2520.17647)3.541.485mmrf 3z3ha*c* m2(23110.25)3.576.125mm齿顶圆上的压力角r1 cos)arccos(40.25cos20ooa1arccos(ra1)30.12343.728arccos(r2cos)arccos(24.5cos20ooa2ra 2)36.38128.596a 3arccos( r3 cos)arccos( 80 .5 cos 20 o ) 25 .740 ora 383 .978重合度1t an 12) z2 (t an a2 t an12)12z1(t ana12123(tan30.123ot

8、an21.39o ) 14(tan36.381otan21.39o )21.459231 z3(t an a3t an23)z2 (t an a2t an23)12oooo246(tan25.740tan20.88 ) 14(tan36.381tan20.88 )1.529小齿轮（齿轮 2）的齿顶厚sas2ra 2 / r2 2ra2inva2inv28.596oo5.63228.596(inv36.381inv20 )1.60.4m2.4 主要计算结果计算项目计算结果-0.612x10x20.17647x3040.25mm24.5mm80.5mm37.823mm23.022mm75.645m

9、m43.728mm计算项目1223计算结果-0.32928.596mm83.978mm35.875mm41.485mm76.125mm30.123o36.381o25.740o1.4591.5291.6第 3 章连杆机构设计和运动分析AL2L1O1sB3.1 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vl sin 2（2 n1 2650l sin68rad / s ）4 sin260（3）加速度对上式求导得3

10、.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hs1cos20vh sin0, 020022 hcosa0220回程时hs1cos20vhsin0, 02 00a22 hcos2 020（1）推程：0,60sh 1cos20vhsin2003.5(1cos) mm603.518034.02sin6060357.21sinmm/ s60a2 2 hcos3.5 3.14234.022cos2 00603.146018038177cosmm/ s260(2)远休：60,65（3）回程： 错误 !未找到引用源。sh1 cos(60 ) 3.51

11、cos (60 ) mm2060vhsin(60 )3.5180 34.02sin(60 )2 006060357.21sin(60 ) mm/ s60a2 2 hcos(60 )3.53.14234.022cos( 60)2 00603.146018038158cos(60 )mm/ s260（4）近休止：125,360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 5 mm滚子中心处于 B 点的直角坐标x( s0s) sinecosy(s0s) cosesin2其中 e=0， rb =35mm， s0 r b e2 =35

12、mm（1）推程：0,60（2）远休：60,65(3)回程：错误 ! 未找到引用源。(4)近休止：125,3604.3 实际轮廓曲线的计算(1)推程：0,60(2)远休：60,65(3)回程：错误 !未找到引用源。dx40 5 cos (60 ) cos180 5 sin(60) sind555555dy40 5 cos ( 60 ) sin180 5 sin(60) cosd555555(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 -20.3558Y35.000035.0686 35.249935.4

13、74335.6359 35.607435.2573-24.1344 -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

14、.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 -31.720817.500020.075222.497624.74

15、8726.811628.670330.3109-30.3109-28.6703-26.8116-24.7487-22.4976-20.0752-17.500031.720832.889233.807434.468334.866835.000034.8668-14.7916-11.9707-9.0587-6.0777-3.0505-0.00003.050534.468333.807432.889231.720830.310928.670326.81166.07779.058711.970714.791617.500020.075222.497624.748722.497620.075217.50

16、0014.791611.97079.058724.748726.811628.670330.310931.720832.889233.80746.07773.0505034.468334.866835.0000实际轮廓数据：x0-3.2828-6.5541-9.8201-13.0952 -16.3776 -19.6336y30.000030.073230.261430.484230.637530.612530.3097-22.7967-25.7784-28.4856-30.8358-32.7661-34.6410-35.876229.649828.584127.098025.206122.94

17、3120.000017.2941-36.5976-36.8005-36.5061-35.7674-34.6658-33.3012-31.778314.364611.28308.13024.98461.9057-1.0797-3.9831-30.1961-28.6429-27.1892-25.9808-24.5746-22.9813-21.2132-6.8490-9.7342-12.6785-15.0000-17.2073-19.2836-21.2132-19.2836-17.2073-15.0000-12.6785-10.2606-7.7646-5.2094-22.9813-24.5746-2

18、5.9808-27.1892-28.1908-28.9778-29.5442-2.6147-0.00002.61475.20947.764610.260612.6785-29.8858-30.0000-29.8858-29.5442-28.9778-28.1908-27.189215.0000 17.2073 19.2836 21.2132 22.9813 24.5746 25.9808 -25.9808 -24.5746 -22.9813 -21.2132 -19.2836 -17.2073 -15.000027.189228.190828.977829.544229.885830.000029.885