文档包括:

 

说明书1份，共65页，约27000字左右

 

CAD版本本图纸，共4张

SW三维图一份

 

摘　　要

 

本文以195柴油发动机的相关参数作为参考，对195柴油发动机的活塞连杆组机构的主要零部件进行了结构设计计算，并对活塞连杆组进行了有关运动学和动力学的理论分析与计算机仿真分析。

首先，以运动学和动力学的理论知识为依据，对活塞连杆组的运动规律以及在运动中的受力等问题进行详尽的分析，并得到了精确的分析结果。其次分别对活塞组、连杆组以及曲轴进行详细的结构设计，并进行了结构强度和刚度的校核。再次，应用三维CAD软件：Solidworks建立了活塞连杆组各零部件的几何模型，在此工作的基础上，利用Solidworks软件的装配功能，将活塞连杆组的各组成零件装配成活塞组件、连杆组件和曲轴组件，然后利用Solidworks软件的机构分析模块，建立活塞连杆组的多刚体动力学模型，进行运动学分析和动力学分析模拟，研究了在不考虑外力作用并使曲轴保持匀速转动的情况下，活塞和连杆的运动规律以及活塞连杆组的运动包络。仿真结果的分析表明，仿真结果与发动机的实际工作状况基本一致，文章介绍的仿真方法为活塞连杆组的选型、优化设计提供了一种新思路。

 

关键词：发动机；活塞连杆组；受力分析；仿真建模；运动分析；Solidworks

 

 

目　　录

 

摘要 II

Abstract III

第1章 绪论 1

1.1 选题的目的和意义 1

1.2 国内外的研究现状 1

1.3 设计研究的主要内容 3

第2章 活塞连杆组受力分析 4

2.1 活塞连杆组的类型及方案选择 4

2.2 活塞连杆组运动学 4

2.1.1 活塞位移 5

2.1.2 活塞的速度 6

2.1.3 活塞的加速度 6

2.2 活塞连杆组中的作用力 7

2.2.1 气缸内工质的作用力 7

2.2.2 机构的惯性力 7

2.3 本章小结 14

第3章 活塞组的设计 15

3.1 活塞的设计 15

3.1.1 活塞的工作条件和设计要求 15

3.1.2 活塞的材料 16

3.1.3 活塞头部的设计 16

3.1.4 活塞裙部的设计 21

3.2 活塞销的设计 23

3.2.1 活塞销的结构、材料 23

3.2.2 活塞销强度和刚度计算 23

3.3 活塞销座 24

3.3.1 活塞销座结构设计 24

3.3.2 验算比压力 24

3.4 活塞环设计及计算 25

3.4.1 活塞环形状及主要尺寸设计 25

3.4.2 活塞环强度校核 25

3.5 本章小结 26

第4章 连杆组的设计 27

4.1 连杆的设计 27

4.1.1 连杆的工作情况、设计要求和材料选用 27

4.1.2 连杆长度的确定 27

4.1.3 连杆小头的结构设计与强度、刚度计算 27

4.1.4 连杆杆身的结构设计与强度计算 30

4.1.5 连杆大头的结构设计与强度、刚度计算 33

4.2 连杆螺栓的设计 35

4.2.1 连杆螺栓的工作负荷与预紧力 35

4.2.2 连杆螺栓的屈服强度校核和疲劳计算 35

4.3 本章小结 36

第5章 曲轴的设计 37

5.1 曲轴的结构型式和材料的选择 37

5.1.1 曲轴的工作条件和设计要求 37

5.1.2 曲轴的结构型式 37

5.1.3 曲轴的材料 37

5.2 曲轴的主要尺寸的确定和结构细节设计 38

5.2.1 曲柄销的直径和长度 38

5.2.2 主轴颈的直径和长度 38

5.2.3 曲柄 39

5.2.4 平衡重 39

5.2.5 油孔的位置和尺寸 40

5.2.6 曲轴两端的结构 40

5.2.7 曲轴的止推 40

5.3 曲轴的疲劳强度校核 41

5.3.1 作用于单元曲拐上的力和力矩 41

5.3.2 名义应力的计算 45

5.4 本章小结 47

第6章 活塞连杆组的创建 48

6.1 对Solidworks软件基本功能的介绍 48

6.2 活塞的创建 48

6.2.1 活塞的特点分析 48

6.2.2 活塞的建模思路 48

6.2.3 活塞的建模步骤 49

6.3 连杆的创建 50

6.3.1 连杆的特点分析 50

6.3.2 连杆的建模思路 50

6.3.3 连杆体的建模步骤 51

6.3.4 连杆盖的建模 52

6.4 曲轴的创建 52

6.4.1 曲轴的特点分析 52

6.4.2 曲轴的建模思路 52

6.4.3 曲轴的建模步骤 53

6.5 活塞连杆组其它零件的创建 55

6.5.1 活塞销的创建 55

6.5.2 活塞销卡环的创建 55

6.5.3 连杆小头衬套的创建 55

6.5.4 大头轴瓦的创建 55

6.5.5 连杆螺栓的创建 56

6.6 本章小结 56

结论 57

参考文献 58

致谢 59