第一章 绪论
1．1 课程设计名称和要求
1.课程设计名称：
机械原理课程设计，四冲程内燃机设计
2.课程设计要求：
（1）要有良好的学风及严格的纪律
（2）每位同学都要独立完成自己的设计任务。 （3）图面质量的要求
1） 图幅、线型、标题栏等均要符合国标。
2）不用徒手画图，图纸上不能写有关的计算公式、计算结果。 （4）说明书要求 1）说明书不得涂改
2）说明书要有封面、任务书、评语、目录、正文、及参考资料等 3）封面、任务书、评语三项打印外，其余统一用A4打印。
（5）所有图纸要叠好（按4号图纸的大小），连同说明书一起装在档案袋内。 （6）按规定时间来答辩。
（7）齿轮传动要按照无根切条件考虑。(采用变位齿轮)
1.2课程设计任务分析
1. 机构设计
根据行程速比系数K及已知尺寸确定机构的主要尺寸，并绘制机构运动简图1张（A4）。 2. 运动分析
图解求出连杆机构的位置、速度与加速度，绘制滑块的位移、速度与加速度曲线，完成运动分析图。
3. 动态静力分析
通过计算和图解，求出机构中各运动副的约束反力及应加于曲柄OA的平衡力矩Mb，完成动态静力分析图。运动分析与动态静力分析画在一张图中（A3）。 4. 计算并画出力矩变化曲线图1张（A4）。 5. 计算飞轮转动惯量JF。 6. 计算发动机功率。
7. 用图解法设计进、排气凸轮，完成进气凸轮设计图1张（A4）。
2
8. 绘制内燃机的工作循环图1张（A4）。 9. 完成设计说明书（约20页）。
3
第二章 四冲程内燃机设计
2．1 机构设计
1.确定初始数据
活塞行程 H(mm) = 300 活塞直径 D(mm) = 190 推杆偏距 e(mm) = 50 行程速比系数 K = 1.06 连杆质心位置 lAC/LAB = 0.37 曲柄重 Q1(N) = 160 连杆重 Q2(N) = 130 滑块重 Q3(N) = 200
连杆通过质心轴c2的转动惯性半径?c ?c2= 27959.9142（mm2） 曲柄转速 n1(rpm) = 610 发动机许用速度不均匀系数 [δ] = 0.012 进气凸轮推程 h1 = 9 进气凸偏距 e1 = 6 进气凸偏基圆直径 d01min = 50 进气门开放提前角 -10° 排气凸轮推程 h2 = 10 排气凸偏距 e2 = 8 排气凸偏基圆直径 d02min = 50 排气门开放提前角 -32° 速度、加速度、动态静力分析中对应点 A1 齿轮参数
m=3.5 mm??20
?h?a?1c??0.25
z2?z'2?14 z3?z'3?72z1?36
2. 计算连杆及曲柄的长度
1）图解法求连杆和曲柄的长度
设曲柄长度为r、连杆的长度为l，活塞行程H 由已知数据知e= 50（mm）H = 300（mm）K= 1.06
?OB??l?r（极限位置1） OB??l?r（极限位置2）
根据K值求极位夹角：??180?K?1，已知K值为1.06，算得θ=5.24° K?1 4
如图2-1所示，借助SolidWorks软件画出一条与活塞推程H相等距离的水平线
B?B?，在B?点处作一点垂线，以B?点为起点作一条线与垂线相交形成一个三角
形，并使两条线的夹角等于5.24°。再做一条水平线与B?B?的距离为活塞偏置距e=50（mm），以三角形斜边的中点为圆心，斜边距离的一半为半径作圆，O为圆与水平线相交的点，连接OB?、OB?，则OB??l?r，OB??l?r
图2-1 图解法确定连杆和曲柄的长度
由此可得曲柄r和连杆l
r?OB??OB?2?148.85
l?OB??OB?2?431.64
2）编程计算、校核 设计原理：
如图2-2所示，设曲柄长度为r、连杆的长度为l，活塞行程H
?OB??l?r（极限位置1）
OB??l?r（极限位置2）
???180?K?1K?1 H2sin?
22?? 可求 R?CBI? OE?(OC)?(CE)
5
= =
(OC)2?(CD?DE)2R2?(Rcos??e)2
OB??l?r?(OF)2?e2????????????????(1)
OF?OE?H2 OEOE?sin?1OCR
??sin?1?????
联立（1）、（2）式求解，可求出连杆的长度l及曲柄的长度r。 利用Labview编程软件制作程序如图2-3，所示具体结果如图2-4所示
?OB??l?r?2Rsin?2???????????????????(2)
图2-3 Labview程序 图2-4 Labview程序前面板
3. 绘制内燃机的机构运动简图。
由初始数据可知齿轮的参数如表2-1所示
表2-1齿轮参数 齿数 Z1 36 模数m 分度圆直径 变位系数 3.5 3.5 3.5 126 49 252 基圆直径 齿顶圆直径 131.768 57.232 257.768 齿根圆直径 116.018 41.482 242.018 分度圆上的齿厚 5.049 5.946 5.049 公法线长 37.507 16.606 80.601 -0.176 118.401 0.176 46.045 Z2、Z'2 14 Z3、Z'3 72 -0.176 236.803
6