495柴油机设计说明书.docx
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495柴油机设计说明书
课程设计说明书
设计题目：
柴油机的曲柄连杆机构设计
班级：
J动力（机械）1201
学号：
**********
姓名：
***
指导老师：
***
日期：
2015年1月12日
1任务要求
（1）.柴油机的曲柄连杆机构设计
（2）.计算活塞运动规律及曲柄连杆机构受力分析
（位移，速度，加速度，气体力，往复惯性力，连杆力，切向力，径向力，侧压力，单缸输出转矩，总转矩）
（3）.编写课程设计说明书
内容包括：
封面，目录，原始资料及数据，设计计算及说明。
参考资料及文献等，计算机打印，装订成册。
2柴油机曲柄连杆机构的动力学计算
2.1原始参数
原始参数及已知条件
1）柴油机型号：
495
2）燃烧室形式：
涡流室
3）气缸直径D：
95mm
4）活塞行程S：
115mm
5）活塞平均速度（m/s）：
7.67
6）总排量：
0.817L
7）标定转速（r/min）：
2000
8）压缩比
：
18~20
9）连杆长：
210mm
10）质量：
活塞810g
连杆大头1382g，小头505g
11）曲柄半径R：
57.5mm；
12）连杆比
；
13）活塞面积
；
14）标定功率
：
8.8kw（12PS）；
15）曲轴旋转角速度
；
16）曲轴销中心的切向速度
；
17）曲柄销中心的切向加速度
；
2.2动力计算
1）运动分析及动力计算
（1）运动参数的计算
活塞运动规律计算公式：
活塞位移：
活塞速度：
活塞加速度：
连杆摆角：
以上个参数具体位置见图2-1曲柄连杆机构简图所示。
计算活塞在一个循环内各位置的运动规律，结果如表2-1所示。
画出活塞运动规律曲线图，如图2-2所示。
表2-1495柴油机活塞运动规律计算表
曲轴转角
连杆摆角
0
0.00
0.00
0.00
3230.04
10
2.73
1.11
2.66
3149.64
20
5.37
4.39
5.19
2914.68
30
7.87
9.68
7.47
2543.17
40
10.14
16.73
9.39
2063.06
50
12.11
25.21
10.88
1509.39
60
13.72
34.74
11.89
920.73
70
14.91
44.90
12.41
335.42
80
15.64
55.29
12.46
-212.09
90
15.89
65.53
12.08
-694.29
100
15.64
75.26
11.33
-1092.75
110
14.91
84.24
10.28
-1399.13
120
13.72
92.24
9.03
-1615.02
130
12.11
99.13
7.62
-1750.51
140
10.14
104.83
6.13
-1821.94
150
7.87
109.27
4.61
-1848.88
160
5.37
112.46
3.07
-1850.97
170
2.73
114.36
1.53
-1844.81
180
0.00
115.00
0.00
-1841.46
190
-2.73
114.36
-1.53
-1844.81
200
-5.37
112.46
-3.07
-1850.97
210
-7.87
109.27
-4.61
-1848.88
220
-10.14
104.83
-6.13
-1821.94
230
-12.11
99.13
-7.62
-1750.51
240
-13.72
92.24
-9.03
-1615.02
250
-14.91
84.24
-10.28
-1399.13
260
-15.64
75.26
-11.33
-1092.75
270
-15.89
65.53
-12.08
-694.29
280
-15.64
55.29
-12.46
-212.09
290
-14.91
44.90
-12.41
335.42
300
-13.72
34.74
-11.89
920.73
310
-12.11
25.21
-10.88
1509.39
320
-10.14
16.73
-9.39
2063.06
330
-7.87
9.68
-7.47
2543.17
340
-5.37
4.39
-5.19
2914.68
350
-2.73
1.11
-2.66
3149.64
360
0.00
0.00
0.00
3230.04
图2-2495柴油机活塞运动规律曲线
（2）动力参数的计算
i.计算在一个循环中活塞连杆曲轴所受的运动分力。
结果如表3-2所示。
绘制
的变化曲线，如图3-4所示；
绘制
的变化曲线，如图3-5所示；
绘制
的变化曲线，如图3-6所示。
绘制曲轴输出扭矩曲线，如图3-7所示。
可见，单缸柴油机曲轴的输出扭矩曲线与其曲柄切向力曲线形状完全一样，只是纵坐标值相差
倍。
项目
（气体作用力）
（往复惯性力）
（合力）
（侧压力）
（切向力）
（径向力）
（转矩）
单位
0
0.147
-9.141
-8.994
0
0.000
-8.994
0
10
-0.150
-8.913
-9.063
-0.4314
-1.999
-8.851
-815
20
-0.150
-8.249
-8.399
-0.79
-3.615
-7.622
-1473
30
-0.150
-7.197
-7.347
-1.0154
-4.553
-5.855
-1856
40
-0.150
-5.838
-5.988
-1.0707
-4.669
-3.899
-1903
50
-0.150
-4.272
-4.422
-0.9485
-3.997
-2.116
-1629
60
-0.150
-2.606
-2.756
-0.6726
-2.723
-0.795
-1110
70
-0.150
-0.949
-1.099
-0.2927
-1.133
-0.101
-462
80
-0.150
0.600
0.450
0.12606
0.465
-0.046
190
90
-0.150
1.965
1.815
0.51664
1.815
-0.517
740
100
-0.150
3.092
2.942
0.82393
2.755
-1.322
1123
110
-0.150
3.960
3.810
1.0143
3.233
-2.256
1318
120
-0.150
4.571
4.421
1.07895
3.289
-3.145
1340
130
-0.150
4.954
4.804
1.03052
3.018
-3.877
1230
140
-0.150
5.156
5.006
0.89502
2.532
-4.410
1032
150
-0.150
5.232
5.082
0.70238
1.933
-4.753
788
160
-0.150
5.238
5.088
0.47859
1.291
-4.945
526
170
-0.150
5.221
5.071
0.24136
0.643
-5.036
262
180
-0.150
5.211
5.061
1.7E-16
0.000
-5.061
0
190
-0.144
5.221
5.077
-0.2417
-0.644
-5.042
-262
200
-0.125
5.238
5.113
-0.481
-1.297
-4.969
-529
210
-0.092
5.232
5.141
-0.7104
-1.955
-4.807
-797
220
-0.042
5.156
5.115
-0.9144
-2.587
-4.506
-1054
230
0.030
4.954
4.984
-1.0692
-3.131
-4.023
-1276
240
0.130
4.571
4.701
-1.1473
-3.497
-3.344
-1425
250
0.269
3.960
4.229
-1.126
-3.589
-2.504
-1463
260
0.465
3.092
3.557
-0.9961
-3.330
-1.599
-1357
270
0.744
1.965
2.709
-0.7712
-2.709
-0.771
-1104
280
1.154
0.600
1.754
-0.4912
-1.813
-0.179
-739
290
1.776
-0.949
0.827
-0.2202
-0.853
0.076
-347
300
2.764
-2.606
0.158
-0.0387
-0.157
0.046
-64
310
4.416
-4.272
0.145
-0.0311
-0.131
0.069
-53
320
7.351
-5.838
1.512
-0.2703
-1.179
0.985
-481
330
12.857
-7.197
5.660
-0.7822
-3.507
4.511
-1429
340
23.275
-8.249
15.027
-1.4134
-6.468
13.637
-2636
350
39.654
-8.913
30.740
-1.4632
-6.779
30.019
-2763
360
50.195
-9.141
41.054
-3E-15
0.000
41.054
0
370
108.847
-8.913
99.933
4.7567
22.038
97.589
8982
380
68.355
-8.249
60.107
5.65354
25.870
54.548
10544
390
41.066
-7.197
33.869
4.6807
20.988
26.991
8554
400
25.777
-5.838
19.939
3.56479
15.547
12.983
6336
410
17.201
-4.272
12.930
2.77365
11.688
6.186
4763
420
12.157
-2.606
9.551
2.33126
9.437
2.757
3846
430
9.029
-0.949
8.080
2.15133
8.329
0.742
3394
440
6.997
0.600
7.598
2.12744
7.852
-0.776
3200
450
5.626
1.965
7.590
2.16083
7.590
-2.161
3094
460
4.671
3.092
7.763
2.17379
7.268
-3.489
2962
470
3.991
3.960
7.950
2.11682
6.747
-4.708
2750
480
3.500
4.571
8.070
1.96976
6.004
-5.741
2447
490
3.143
4.954
8.097
1.73683
5.086
-6.535
2073
500
2.885
5.156
8.041
1.43755
4.067
-7.084
1658
510
2.703
5.232
7.935
1.09661
3.018
-7.420
1230
520
2.582
5.238
7.820
0.73553
1.983
-7.600
808
530
2.513
5.221
7.733
0.3681
0.980
-7.680
400
540
2.490
5.211
7.701
7.8E-16
0.000
-7.701
0
550
2.200
5.221
7.421
-0.3532
-0.941
-7.369
-383
560
1.600
5.238
6.838
-0.6432
-1.734
-6.646
-707
570
0.900
5.232
6.132
-0.8475
-2.332
-5.735
-951
580
0.700
5.156
5.856
-1.047
-2.962
-5.159
-1207
590
0.500
4.954
5.454
-1.17
-3.426
-4.402
-1396
600
0.400
4.571
4.971
-1.2132
-3.698
-3.536
-1507
610
0.147
3.960
4.107
-1.0934
-3.485
-2.432
-1420
620
0.147
3.092
3.239
-0.9071
-3.033
-1.456
-1236
630
0.147
1.965
2.112
-0.6012
-2.112
-0.601
-861
640
0.147
0.600
0.747
-0.2092
-0.772
-0.076
-315
650
0.147
-0.949
-0.802
0.2136
0.827
-0.074
337
660
0.147
-2.606
-2.459
0.60011
2.429
-0.710
990
670
0.147
-4.272
-4.125
0.88478
3.728
-1.973
1520
680
0.147
-5.838
-5.691
1.01755
4.438
-3.706
1809
690
0.147
-7.197
-7.050
0.97434
4.369
-5.618
1781
700
0.147
-8.249
-8.102
0.76202
3.487
-7.352
1421
710
0.147
-8.913
-8.766
0.41727
1.933
-8.561
788
720
0.147
-9.141
-8.994
1.2E-15
0.000
-8.994
0
图3-4
的变化曲线
图3-5
的变化曲线
图3-6
的变化曲线
图3-7曲轴输出扭矩曲线
结论
495型柴油机是我国应用较广的柴油机机型，根据初始条件进行了曲柄连杆机构的运动学、动力学计算。
从计算校核的结果看，其动力性基本达到了同类产品中较好的水平。
总体来说，495柴油机的设计基本满足了设计的要求，具有结构轻巧、移动方便、安装简单等特点。
。
致谢
在经历了两个多星期的辛苦工作后，我的495柴油机设计终于按期完成，在此期间，从CAD工程图的绘制等一系列的工作，让我获益匪浅，其不仅是一次本科期间专业技能上的终极锻炼，更培养了我持之以恒的做事品质和发现问题解决问题的能力，为我大学四年中的所学知识做了梳理和巩固。
此次课程设计的让我对柴油机的结构有了较为彻底的了解，并学到了很多先前上课时学不到的知识。
我相信这些收获必将为即将参加工作的我提供不少可借鉴之处。
最后，我要感谢所有帮助我的老师，在此期间，他们对我的课程设计提出了很多宝贵的意见，为我课程设计的顺利完成提供了莫大帮助，在此，深表感谢。
参考文献
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机械工业出版社,2005.1
[2]袁兆成.内燃机设计.北京.机械工业出版社.2008
[3]王德海.内燃机动力学.江苏理工大学内燃机教研室,1998.8
[4]杜家益.热动专业课程设计.汽车学院动力机械工程系,2015.12
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