开题报告：H478发动机曲柄连杆机构设计与三维建模

开题报告题目H478发动机曲柄连杆机构设计与三维建模二级学院专业班级姓名学号指导教师系主任时间本课题的研究目的及意义曲柄连杆机构是发动机传递运动和动力的机构，通过他将活塞的往复直线运动转化为曲轴的旋转运动，从而输出动力。因此，曲柄连杆机构是发动机中主要的受力部件，其工作的可靠性决定了发动机工作的可靠性。随着发动机强化指标的不断提高，机构的工作条件更加复杂。在多种交变载荷的作用下，如何在设计过程中保证机构有足够的疲劳强度和刚度以及良好的动静态力学特性，成为曲柄连杆机构设计的关键性问题。通过设计，确定发动机曲柄连杆机构的总体结构和零部件结构，其中包括必要的结构尺寸确定、运动学和动力学分析、材料的选定等，以满足生产实际的需要。传统设计模式中，为了满足设计的需要须进行大量的数值计算，同事为了满足其使用性能，须对其进行强度、刚度的校核，同时要满足校核计算，须对其进行动力学分析。本次设计采用三维仿真技术，利用GT-Power/AVL对曲柄连杆机构进行了高精度实时的动力学响应分析与计算，真实全面的了解该机构在实际运行工况下的缸压曲线，对提高设计水平有重要意义。并且可以直观的了解曲柄连杆机构在运行过程中的情况，便于进行精确计算，对降低发动机的NVH以及研究发动机的平衡振动有重大意义。本人对课题任务书提出的任务要求及实现目标的可行性分析任务要求确定设计参数。利用GT-POWER软件对单缸汽油机进行建模，得到缸内的压力曲线。对该汽油机的曲柄连杆机构进行设计。绘制活塞、连杆、曲轴的三维实体模型，得到活塞往复惯性质量、连杆的当量质量、曲柄的旋转质量等，并且验证运动是否干涉。进行相应的动力计算，利用Excel软件计算塞位移、速度、加速度曲线；往复运动惯性力、侧压力、连杆大头承受的切向力及法向力；曲柄销载荷、连杆轴承载荷、总切向力、各主轴颈载荷及各主轴承载荷曲线。绘制活塞，连杆，曲轴的二维图并进行尺寸，形位公差的标注。可行性分析通过阅读大量的文献和资料，能全面了解发动机曲柄连杆机构的组成、工作原理，可为曲柄连杆机构的计算和分析提供理论的指导；现代数值模拟技术的不断发展和进步为曲柄连杆机构的计算和分析提供了保证，Pro-E/CATIAV5、CAD等三维、二维制图软件能够进行制图测绘；GT-Power软件是非常专业的发动机仿真数值模拟分析软件，能为本任务研究提供软件的支持。本课题的关键问题及解决问题的思路关键问题本任务的关键问题是发动机曲柄连杆机构GT-Power建模和模型中部分参数和边界条件的准确设置，这关系到测得的缸内压力曲线的精确性，直接关系到动力学计算的准确性。解决问题的思路认真学习GT-Power的软件，掌握发动机曲柄连杆系统的GT-Power建模及各模块参数的准确设置方法；参考并借鉴各类相关文献中对于曲柄连杆机构模拟计算分析时边界条件和参数的设置；在已知部分参数和对其它参数根据经验假定的基础上，运用相关知识对曲柄连杆进行计算分析。完成本课题所需的工作条件（如工具书、计算机、实验、调研等）及解决办法工作条件参考文献和书籍：为完成课题提供理论的指导和支持；计算机：为数值模拟提供硬件条件支撑；GT-Power软件：为曲柄连杆机构的仿真计算和分析提供软件的支持和保障。CATIAV5/Pro-E软件：为曲柄连杆机构的建模和尺寸标注提供软件支持和保障。解决办法文献查阅和学习；在图书馆借阅相关书籍，并在万方、中国知网CNKI、SAE、Elsevier等数据库下载和发动机曲柄连杆机构的设计和三维建模相关文献，并进行系统学习。软件学习：认真学习GT-Power软件、CATIAV5/Pro-E和CAD软件，掌握曲柄连杆机构的建模、参数设置、工况设置、结果分析等。老师指导：在老师的指导下，认真完成本课题相关的研究工作。工作方案分析及进度计划工作方案：了解曲柄连杆机构的组成；掌握曲柄连杆机构的动力学和运动学分析方法；学习GT-Power、CATIAV5/Pro-E和CAD等软件；建立发动机曲柄连杆机构的GT-Power仿真分析模型,得出缸内压力曲线；计算分析曲柄连杆机构的受力，对其强度、刚度进行校核；整理课题材料，撰写毕业论文，绘制相关图纸，完成毕业答辩。进度计划：1月7日~1月21日选定指导老师及毕业设计题目；1月21日~3月1日放寒假期间了解一下自己的课题；3月2日~3月10日和导师见面，导师下达任务书；3月10日~3月14日下载文献；3月14日~3月24日写开题报告，文献综述，外文翻译；3月24日~4月1日老师审查，然后修改；4月1日~5月25日建立曲柄连杆机构模型，并进行计算和分析，整理文献资料，完成毕业论文的初稿撰写和相关图纸的绘制；5月26日~6月12日老师审查，修改论文，汇总资料，进行毕业答辩。报告