四冲程内燃机-机械原理课程设计说明书 - 图文(3)

利用SolidWorks软件画出机构简图如图2-5所示

图2-5 机构简图

2.2 运动分析

1、速度分析

（1）在CAD中新建一个零件图，在任意处以曲柄长度r画一个圆，圆心为O，以圆心为起点，r为长度画一条直线，与圆O交于点A，再画一条无限长度竖直线，以A为起点画线与竖直线相交于点B，长度为l，一个简易的机构运动简图就完成了。在简图上定出当OA与AB共线和垂直的四个点，并以上共线点在圆上阵列出12个点，此时圆上共有15个点。如图2-6所示。

7

图2-6 运动简图

（2）图解法求速度 作出速度方程式如下：

VB?VA?VBA

方向： ? ?OA ?AB 大小： ？ ?1lOA ？

???

图2-7 速度矢量三角形

如图2-7所示，在SolidWorks中任取一点p作为速度极点。从点p出发做代表VA的矢量pa(?OA且pA?VA/?v)，再分别过点a和p做代表VBA的方向线ab（?AB），代表VB的方向线pb(竖直方向），两者相交于点B，在线段ab上截出一点C，使得lac/lab=0.37，c

点即为连杆的质心点，连接pc，则pc的长度即为Vc2的大小。赋予速度矢量三角形一些约束，则速度矢量三角形可跟着机构运动简图的运动而变化，(?v?1:100)

则

VBA??vab，VB??vpb，Vc2??vpc

连杆的角速度则为

Vab?vab ?lAB?1AB?2?在运动分析图中将曲柄移动一个点，记录一组数据，数据如表2-2所示(S为连杆上端点与活塞推程最高点的距离)。

8

表2-2 各点速度 位置 A0 A1 A2 A2' A3 A4 A5 A6 A6' A7 A8 A9 A9' A10 A11 S 0 26.11 92.06 124.5 170.85 237.99 281.73 299.58 300 290.44 251.31 182.11 124.5 97.19 26.92 VAB(m/s) 9.508 7.821 4.107 2.149 0.841 5.523 8.617 9.575 9.508 8.208 4.456 0.922 4.496 9.537 8.925 Vc2(m/s) 4.754 7.51 9.266 9.542 9.416 8.205 6.7 5.975 4.754 6.657 8.304 9.644 9.653 9.324 7.306 VB(m/s) 0 6.084 9.42 9.748 9.508 6.873 3.767 0.574 0 -2.875 -6.705 -9.896 -10.518 -10.16 -6.364 ω2 22.02251 18.11507 9.51267 4.977533 1.947932 12.79242 19.95877 22.1777 22.02251 19.01144 10.32103 2.135545 10.41367 22.08968 20.67216 根据速度表格中的数据绘出S的曲线如图2-8所示，绘出VB的曲线图如图2-9所示。

图2-8 S曲线图 图2-9 VB曲线图

2、加速度分析

（1）列出加速度的方程式

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?aB?aA?a?a??nBA?tBA

方向： ? A?O B?A ?AB

2 大小： ？ ?12lOA ?2lAB ？

在SolidWorks中任取一点p'作为加速度极点。从点p'出发作代表aA的矢量p'a'（由机构图上的点A指向点O，且p'a'?t

aA?a）；再过点a'和p'，作代表aBA（//BA，由点B指向

nn点A）和代表aBA的矢量a'b'（?AB）；然后再作代表aB的矢量p'b'（竖直方向）（?a?1:10000）。

图2-10 加速度矢量三角形

求得加速度数据如表2-3所示

表2-3 各点加速度

位置 A0 A1 A2 A2' A3 A4 A5 A6 A6' A7 A8 A9 A9' anBA 209.3901 141.678 39.06853 10.69672 1.63821 70.65254 171.9847 212.3515 209.3901 156.0459 45.99049 1.968972 46.81988 atBA 71.21 337.43 553.33 604.79 621.07 493.03 252.18 21.64 71.36 314.83 587.05 680.22 585.25 aBA 221.17 365.9667 554.7 605.07 621.07 498.07 305.24 213.45 221.22 351.38 588.85 680.22 587.12

10

aB 819.8 611.56 186.84 11 -192.11 -360.45 -385.93 -398.19 -404.36 -448.34 -467.03 -258.37 51.79 ac2 685.34 582.74 416.67 383.57 395.17 471.88 151.57 529.59 530.58 527.27 481.98 386.35 391.23 α2 164.9372 781.5583 1281.628 1400.82 1438.528 1141.96 584.1015 50.12276 165.2847 729.212 1359.73 1575.532 1355.561

A10 A11 210.6693 184.4991 451.34 216.51 498.09 284.46 361.26 671.59 472.1 616.8 1045.398 501.4824 绘出aB的曲线图如图2-11所示。

图2-11 aB曲线图

（2）编写程序计算校核

如下图2-12、2-13（图中数据为A1点数据）

图2-12前面板 图2-13程序图

2.3动态静力分析

1.活塞上的气体压力求解

运用公式 P'?pi?F （N） （pi数值查附表一可得）

?DF????2? F—活塞的面积（cm）

11

?2?（cm）??

2

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