学长福利-PROE设计-发动机曲柄连杆机构详细图文过程
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第二章发动机曲柄连杆机构第一节曲柄连杆机构概述1. 功用曲柄连杆机构是内燃机实现工作循环,完成能量转换的传动机构,用来传递力和改变运动方式。
工作中,曲柄连杆机构在作功行程中把活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动,对外输出动力,而在其他三个行程中,即进气、压缩、排气行程中又把曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运动。
总的来说曲柄连杆机构是发动机借以产生并传递动力的机构。
通过它把燃料燃烧后发出的热能转变为机械能。
2.工作条件发动机工作时,曲柄连杆机构直接与高温高压气体接触,曲轴的旋转速度又很高,活塞往复运动的线速度相当大,同时与可燃混合气和燃烧废气接触,曲柄连杆机构还受到化学腐蚀作用,并且润滑困难。
可见,曲柄连杆机构的工作条件相当恶劣,它要承受高温、高压、高速和化学腐蚀作用。
3.组成曲柄连杆机构的主要零件可以分为三组,、和。
第二节机体组机体是构成发动机的骨架,是发动机各机构和各系统的安装基础,其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件,承受各种载荷。
因此,机体必须要有足够的强度和刚度。
机体组主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖和气缸垫等零件组成。
气缸体(图2-1)图2-11.气缸体(cylinder block)水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体,称为气缸体--轴箱,也可称为气缸体。
气缸体一般用灰铸铁铸成,气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸,下半部为支承曲轴的曲轴箱,其内腔为曲轴运动的空间。
在气缸体内部铸有许多加强筋,冷却水套和润滑油道等。
气缸体应具有足够的强度和刚度,根据气缸体与油底壳安装平面的位置不同,通常把气缸体分为以下三种形式。
(如图2-2)图2-2(1)一般式气缸体:其特点是油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。
这种气缸体的优点是机体高度小,重量轻,结构紧凑,便于加工,曲轴拆装方便;但其缺点是刚度和强度较差(2)龙门式气缸体:其特点是油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。
它的优点是强度和刚度都好,能承受较大的机械负荷;但其缺点是工艺性较差,结构笨重,加工较困难。
图解汽车发动机技术4-发动机曲柄连杆机构曲柄连杆机构是发动机的主要运动机构。
其功能是将活塞的往返运动转变为曲轴的旋转运动,同时将作用于活塞上的力转变为曲轴对外输出的转矩,以驱动汽车车轮转动。
曲柄连杆机构由活塞连杆组、曲轴飞轮组的零件组成。
1. 活塞连杆组活塞的主要功用是承受燃烧气体压力,并将此力通过活塞销传给连杆以推动曲轴旋转。
此外活塞顶部与汽缸盖、汽缸壁共同组成燃烧室。
活塞环分气环和油环两种。
气环的主要功用是密封和传热。
油环的主要功用是刮除飞溅到汽缸壁上多余的机油,并在汽缸壁上涂布一层均匀的油膜。
连杆组包括连杆体、连杆盖、连杆螺栓和连杆轴承等零件。
习惯上常常把连杆体、连杆盖和连杆螺栓合起来称作连杆,有时也称连杆体为连杆。
连杆组的功用是将活塞承受的力传给曲轴,并将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。
2. 曲轴飞轮组曲轴的功用是把活塞、连杆传来的气体力转变为转矩,用以驱动汽车的传动系统和发动机的配气机构以及其他辅助装置。
曲轴基本上由若干个单元曲拐构成。
一个曲柄销,左右两个曲柄臂和左右两个主轴颈构成一个单元曲拐。
单缸发动机的曲轴只有一个曲拐,多缸直列式发动机曲轴的曲拐数与汽缸数相同,V型发动机曲轴的曲拐数等于汽缸数的一半。
将若干个单元曲拐按照一定的相位连接起来再加上曲轴前、后端便构成一根曲轴。
多缸发动机具有两个平衡轴用以补偿惯性力。
这两个轴安装在曲轴箱中。
上平衡轴由曲轴通过齿形带驱动。
上平衡轴末端的一个齿轮驱动下平衡轴。
平衡轴固定在曲轴箱离合器侧的两个定位孔中。
3. 发动机工作顺序与曲轴曲拐布置四冲程直列四缸发动机发火间隔角为720°/4=180°。
四个曲拐在同一平面内。
发动机工作顺序为1-3-4-2或1-2-4-3。
V型6缸发动机,面对发动机冷却风扇,右侧气缸用R表示,从前向后气缸号依次为R1、R2、R3;左侧气缸用L表示,从前至后气缸号依次为L1、L2、L3。
V型6缸发动机的发火间隔角仍然为120度,三个曲拐互成120°,工作顺序为R1-L3-R3-L2-R2-L1。
淮阴工学院
Huaiyin Institute of T echnology
Pro/E基础设计
(大作业)
学院:交通工程学院
班级:车辆1103班
姓名:李朗
学号: 1101504321
一、题目
汽车发动机曲柄连杆机构
二、主要操作步骤
1.曲轴的绘制
(1)新建文件。
新建名为quzhou的零件文件,勾去“使用缺省值”,单位选择mmns_part_solid。
(2)绘制旋转实体特征1。
单击“旋转”按钮,单击“草绘”按钮,选择基准平面TOP为草绘平面,确认进入草绘环境。
绘制中心线和如图所示截面。
完成绘制后点击“确认”,返回特征操控面板,单击“确认”,完成旋转。
效果如图。
(3)创建旋转实体特征2。
步骤同(2)。
草绘截面如图所示。
(4)创建旋转实体特征3。
步骤同(2)。
草绘截面如图所示。
(5)创建拉伸实体特征。
单击“拉伸”按钮,单击“草绘”按钮,选择如图所示的平面为草绘平面。
单击“确认”按钮,进入草绘环境。
绘制如图所示截面。
绘制完成点击“确认”按钮,返回拉伸操控面板,选择拉伸至如图所示位置。
单击“确认”按钮,完成拉伸。
(6)创建拉伸特征2。
步骤同(5)。
草绘截面如图所示。
草绘平面以及拉伸至平面请参考效果图。
效果如图所示。
第二章曲柄连杆机构§2.1 概述§2.2 机体组§2.3 活塞连杆组§2.4 曲轴飞轮组连接关系图示作业本课件用于汽车专业教学2020年11月26日教学目的与要求1、掌握曲柄连杆机构功用及组成。
2、了解曲柄连杆机构受力情况。
3、掌握气缸体与曲轴箱的型式,气缸的排列型式,气缸盖的功用、组成及其缸盖螺栓拆卸注意事项,气缸垫的功用、要求、构造及安装方向,油底壳构造及密封,汽油机燃烧室的常见类型及其特点,气缸与气缸套的工作条件、型式。
4、掌握活塞连杆组及其各零部件结构特点,气环密封原理,油环泵油原理。
5、掌握曲轴的功用和型式及结构特点。
6、了解四、六缸发动机曲拐布置形式。
7、掌握发动机工作循环表的绘制方法并学会运用工作循环表。
重点与难点1、机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组的结构特点。
2、气环的密封原理、泵油现象,扭曲环的特点,活塞环的安装方向及位置。
3、四、六缸发动机工作循环表的绘制。
§2.1 概述作用:组成:工作条件:受力:把混合气爆发作用在活塞顶上的压力转变为曲轴旋转运动而对外输出动力。
机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组。
高温、高压、高速、化学腐蚀。
气体作用力、运动质量惯性力、离心力、摩擦力等。
曲柄连杆机构的组成气缸体曲轴箱气缸盖气缸套气缸垫油底壳机体组活塞活塞环活塞销连杆活塞连杆组曲轴飞轮扭转减振器曲轴飞轮组曲柄连杆机构活塞连杆组和曲轴飞轮组曲柄连杆机构组成情况图示版权所有:太原大学巩利平工作情况演示一、气体作用力(F P )F P 对发动机的影响:(1)产生翻倒力矩(F P2)(2)产生有效扭矩(F S )结论:(1)发动机上下振动并非气体压力所致(2)活塞左侧所受侧压力(作功冲程侧压力)大于右侧所受侧压力(压缩冲程侧压力)作功冲程压缩冲程二、往复惯性力与离心力往复运动(活塞、连杆小头)惯性力旋转运动(曲柄、连杆大头)离心力1.往复惯性力:0 max 0前半行程后半行程(惯性力向上)(惯性力向下)活塞上止点下止点当活塞从下止点向上止点运动时,正好相反。
发动机的曲柄连杆机构的组成嘿,大家好!今天咱们来聊聊发动机里的“曲柄连杆机构”,听起来是不是有点复杂?但其实,简单来说,这就是发动机里一套神奇的机械组合,它让我们的车子跑得飞快,真是好东西啊!想想看,咱们每天开车上班,坐公交,或者和朋友们一起去自驾游,这里面的每一次加速、每一次换挡,都是这套机构在默默“出力”。
所以,咱们就从头到尾把它拆解开来,看看里面究竟有啥!1. 曲柄连杆机构的基本构成1.1 曲柄首先,咱们得说说曲柄。
曲柄就像发动机的“心脏”,它负责把活塞上下运动产生的直线动能转化为旋转动能。
想象一下,你在玩秋千,蹬一蹬腿,秋千就会荡起来,这个“蹬”的动作就是曲柄在发动机里的工作。
曲柄上有一个小小的偏心轮,活塞就像是坐在秋千上的小伙伴,随着曲柄的转动上下运动,真是妙不可言!1.2 连杆接下来是连杆。
连杆就像是连接曲柄和活塞的“桥梁”,它的工作是把曲柄的旋转运动传递给活塞。
这就好比你在打乒乓球,你挥拍的动作(曲柄),球拍和球之间的联系(连杆),再到球飞出去的那一刻(活塞运动)。
如果没有这个连杆,曲柄就只能独自转动,活塞根本无法发挥作用,整辆车也就别想动了!2. 活塞的角色2.1 活塞的工作活塞是发动机里另一个不可或缺的角色。
想象一下,它就像一个勤劳的小工人在厂子里不停地上下忙碌。
每当燃料在气缸内燃烧时,活塞就会被推得向下,产生巨大的压力,然后又被曲柄的转动拉回原位。
这种上下运动就像是跳绳一样,反复无常,但却让整个发动机运转得有条不紊。
2.2 气缸的配合活塞的运动离不开气缸的配合。
气缸就像是活塞的“家”,为它提供一个运动的空间。
气缸的设计不仅要考虑到活塞的上下运动,还要确保燃料和空气的混合能顺利进行。
就好比做菜,锅得合适,火得掌握好,才能煮出美味的饭菜。
发动机也是一样,气缸的密封性和结构设计至关重要。
3. 曲柄连杆机构的工作原理3.1 动能转化这套曲柄连杆机构的工作原理其实很简单。
首先,燃油在气缸内燃烧,产生高温高压的气体,推动活塞向下运动。
淮阴工学院Huaiyin Institute of T echnologyPro/E基础设计(大作业)学院:交通工程学院班级:车辆1103班姓名:李朗学号: 1101504321一、题目汽车发动机曲柄连杆机构二、主要操作步骤1.曲轴的绘制(1)新建文件。
新建名为quzhou的零件文件,勾去“使用缺省值”,单位选择mmns_part_solid。
(2)绘制旋转实体特征1。
单击“旋转”按钮,单击“草绘”按钮,选择基准平面TOP为草绘平面,确认进入草绘环境。
绘制中心线和如图所示截面。
完成绘制后点击“确认”,返回特征操控面板,单击“确认”,完成旋转。
效果如图。
(3)创建旋转实体特征2。
步骤同(2)。
草绘截面如图所示。
(4)创建旋转实体特征3。
步骤同(2)。
草绘截面如图所示。
(5)创建拉伸实体特征。
单击“拉伸”按钮,单击“草绘”按钮,选择如图所示的平面为草绘平面。
单击“确认”按钮,进入草绘环境。
绘制如图所示截面。
绘制完成点击“确认”按钮,返回拉伸操控面板,选择拉伸至如图所示位置。
单击“确认”按钮,完成拉伸。
(6)创建拉伸特征2。
步骤同(5)。
草绘截面如图所示。
草绘平面以及拉伸至平面请参考效果图。
效果如图所示(7)创建拉伸特征3。
步骤同(5)。
草绘截面如图所示。
草绘平面以及拉伸至平面请参考效果图。
(8)高级复制拉伸特征3。
选择拉伸特征3,单击“复制”,单击“选择性粘贴”,勾选“对副本应用移动转换变换”,确定。
选择图示红色的面为粘贴位置。
并进行旋转设置,设置如图所示。
(10)创建基准平面。
单击“基准平面工具”按钮,创建DTM1.设置如图所示。
(11)创建镜像特征。
选择如图所示的特征,单击“镜像”按钮,单击DTM1,确认。
完成镜像创建,效果如图所示。
(12)创建基准平面DTM2和基准轴A_11,A_12。
创建基准轴单击基准轴按钮。
具体设置如图所示。
(13)创建孔实体特征1。
单击“孔特征”按钮,设置如图所示。
效果如图所示(14)创建孔实体特征2。
设置如图所示。
效果如图所示(15)创建孔阵列特征。
单击孔2,单击“阵列”按钮,选择A-2轴为阵列中心,具体设置如图所示。
完成后确认。
(16)创建基准平面DTM3。
设置如图。
(17)创建拉伸6。
选择草绘平面为DTM3。
草绘截面如图所示。
完成草绘后确认,继续完成拉伸操作,选择去除材料,设置如图。
(18)创建拉伸7。
选择草绘平面为DTM2。
草绘截面如图所示。
拉伸控制面板设置同(17)。
(19)创建倒圆角。
单击“倒圆角”按钮,选择图示边,并将控制面板数值设置为1。
选择好后确认。
(20)保存文件。
单击保存按钮,保存。
2.飞轮的创建(1)新建文件。
新建名为feilun的零件文件,勾去“使用缺省值”,单位选择mmns_part_solid。
(2)创建旋转特征。
单击,单击,绘制如图所示截面。
完成后点击确认,返回旋转操控面板,单击确认,完成旋转操作。
效果如图所示。
(3)创建孔特征。
单击“孔”按钮,设置如图所示。
完成后确认,效果如图所示。
(4)创建孔的阵列特征。
单击(2)中创建的孔,单击“阵列”按钮,设置如图所示。
完成后确认,效果如图所示。
(5)创建渐开线。
单击“基准曲线”按钮,系统弹出“曲线选项”管理器,选择“从方程”,单击“完成”,在选取主界面的“PRT_CSYS_DEF”坐标系,系统弹出“设置坐标类型”菜单管理器,选择“笛卡尔”,系统弹出记事本对话框,在对话框中输入以下内容。
完成后保存记事本并退出。
单击“从曲线:从方程”对话框确认按钮,生成如图所示渐开线。
单击“草绘”按钮,选取FRONT面为草绘平面,绘制如图所示齿根圆和基圆。
完成后确认。
单击刚刚生成的渐开线,在单击“镜像”按钮,选择TOP为镜像平面,确认。
选择镜像得到的渐开线,单击“阵列”按钮,选取A-2轴为阵列中心。
设置如图所示。
确定后效果如图所示。
(6)创建渐开线齿轮。
单击“拉伸”按钮,单击“草绘”按钮,选择FRONT为草绘平面。
单击,分别选取齿根圆,齿顶圆,第一条渐开线,阵列得到的渐开线。
分别草绘两条渐开线在A、B两点的切线AC和BD。
具体方法如下:单击草绘工具栏中的“直线”按钮,单击点A后将鼠标慢慢拖向齿根圆,当出现T时,单击切线与齿根圆的交点C,再单击中键即可草绘切线AC。
切线BD的做法与此相同。
单击草绘工具栏中的“动态修剪剖面图元”按钮,将多余的弧线都修建掉,最后只留下近似的四边形CDFE,结果如图所示。
单击确定按钮,拉伸深度为20,选择去除材料,确认,效果如图所示。
单击“倒圆角”按钮,选择齿根处的两边为倒角对象,半径值为1.2,单击“确定”按钮。
在模型树中选中刚刚绘制的拉伸和倒圆角,右击选择“组”。
单击“阵列”按钮,选择A-2轴为阵列中心,具体设置如图。
确定,完成齿轮绘制。
(7)创建倒圆角实体特征。
选择图示边为倒圆角对象,半径为1,确定。
(8)保存文件。
3.创建定时齿轮(1)新建文件。
新建名为dingshi-chilun的零件文件,勾去“使用缺省值”,单位选择mmns_part_solid。
(2)创建拉伸特征——齿轮基体。
选择FRONT面为草绘截面,草绘图示截面,拉伸设置如图所示。
确定后完成基体创建。
(3)创建圆柱斜齿。
在主菜单中选择“插入”,“混合”,“伸出项”,弹出“混合选项”菜单,选择默认设置,单击“完成”。
又弹出“属性”菜单管理器,选择“光滑”,单击“完成”,再选择齿轮基体一个端面为草绘平面,最后选择“正向”和“默认”,进入草绘环境。
草绘图示截面。
创建第一截面草图后,按住鼠标右键,弹出菜单,选择“切换剖面”,开始绘制第二截面。
完成第二截面绘制后单击“确定”按钮。
弹出“深度”菜单管理器,选择盲孔,完成,输入截面深度为45,确定,最后单击其他对话框中确定,完成斜齿轮单体创建。
效果如图所示。
单击“倒圆角”按钮,选择齿根处的两条边为对象,输入圆角半径为 1.2,单击确定。
效果如上图所示。
(4)创建齿轮阵列。
多选(3)步骤中创建的伸出项和倒圆角,右击,选择“组”。
在模型树中单击组,再单击“阵列”按钮,选择A-3轴,具体设置如图。
效果图如图所示。
(5)创建倒角。
单击“倒角”按钮,选择齿轮中心圆边,倒角数值为1,确定。
效果如上图。
(6)创建半圆键槽。
单击拉伸按钮,选择齿轮一个侧面为草绘平面,绘制截面以及拉伸设置如下图所示。
确定,完成拉伸创建。
(7)保存文件。
4.多楔带轮的创建(1)新建文件。
新建名为dailun的零件文件,勾去“使用缺省值”,单位选择mmns_part_solid。
(2)创建带轮基体。
单击“旋转”按钮,选择FRONT面为草绘截面,草绘图示截面,创建旋转中心。
确定,完成旋转创建。
(3)创建拉伸特征。
单击拉伸按钮,选择基体一个端面为草绘平面,草绘截面和拉伸设置如图所示。
(4)创建阵列。
选择(3)创建的拉伸,再单击“阵列”按钮,选择A-3为阵列中心,设置如下确定后效果如上图所示。
(5)创建轮槽。
单击旋转按钮,选择FRONT面为草绘平面,草绘图示截面,选择A-3为选择中心,选择去除材料,完成旋转创建。
效果图如下。
(6)创建齿轮阵列。
选中上一步创建轮槽,再单击阵列,选中TOP平面,具体设置如下。
(7)创建半圆键槽。
单击拉伸按钮,草绘截面、具体设置以及效果图如图所示。
(8)创建倒角。
单击“倒角”按钮,选中图示边,选中“45*D”,“边距”为3,确定。
效果如图所示(9)保存文件。
4.活塞的创建(1)新建文件。
新建名为huosai的零件文件,勾去“使用缺省值”,单位选择mmns_part_solid。
(2)创建活塞基体。
单击“旋转”按钮,选择FRONT面为草绘平面,草绘截图如图所示。
其他为默认设置,确定,完成旋转创建。
效果如图所示。
(3)创建活塞销座。
单击“拉伸”按钮,选择FRONT面为草绘平面,草绘截面、拉伸控制面板设置以及效果如图所示。
(4)完成拉伸1创建后继续单击“拉伸”按钮,选择FRONT面为草绘平面,草绘截面、拉伸控制面板设置以及效果如图所示。
完成拉伸2创建后,单击“拉伸”按钮,选择FRONT面为草绘平面,草绘截面、拉伸控制面板设置以及效果如图所示。
(5)倒圆角创建。
单击“倒圆角”按钮,选择图示边,倒圆角半径为1.2,确定,完成创建。
(6)创建基准平面DTM1,。
单击,选中FRONT为参照平面,平移37.5。
确定。
(7)创建拉伸实体特征。
单击“拉伸”按钮,选择FRONT面为草绘平面,草绘截面、拉伸控制面板设置以及效果如图所示。
(8)创建镜像特征。
在模型树中选中“拉伸4”,再单击“镜像”按钮,选择FRONT 面为镜像平面,单击确定。
(9)保存文件。
5.活塞连杆的创建(1)新建文件。
新建名为liangan的零件文件,勾去“使用缺省值”,单位选择mmns_part_solid。
(2)创建拉伸实体特征。
单击“拉伸”按钮,选择TOP面为草绘平面,草绘截面、拉伸控制面板设置以及效果如图所示。
(3)创建拉伸实体特征。
单击“拉伸”按钮,选择TOP面为草绘平面,草绘截面、拉伸控制面板设置以及效果如图所示。
(4)创建拉伸实体特征。
单击“拉伸”按钮,选择TOP面为草绘平面,草绘截面、拉伸控制面板设置以及效果如图所示。
(5)创建拉伸实体特征。
单击“拉伸”按钮,选择TOP面为草绘平面,草绘截面、拉伸控制面板设置以及效果如图所示。
(6)创建镜像特征。
在模型树中选中“拉伸4”,再单击“镜像”按钮,选择FRONT 面为镜像平面,单击确定。
(7)创建倒圆角。
单击“倒圆角”按钮,选择图示边,倒圆角半径为30,确定,完成创建。
(8)保存文件。
6.螺栓的创建(1)新建文件。
新建名为liangan的零件文件,勾去“使用缺省值”,单位选择mmns_part_solid。
(2)创建拉伸实体特征。
单击“拉伸”按钮,选择TOP面为草绘平面,草绘截面、拉伸控制面板设置以及效果如图所示。
(3)创建拉伸实体特征。
单击“拉伸”按钮,选择TOP面为草绘平面,草绘截面、拉伸控制面板设置以及效果如图所示。
(4)创建旋转实体特征。
单击“旋转”按钮,选择RIGHT面为草绘平面,草绘截图如图所示。
选择去除材料,其他为默认设置,确定,完成旋转创建。
效果如图所示。
(5)创建螺纹。
在主菜单中选择“插入”,“螺旋扫描”,“切口”,弹出“属性”菜单,选择“常数”,“穿过轴”,“右手定则”选项。
单击“完成”。
又弹出“设置草绘平面”菜单管理器,选择“新设置”,和“平面”,选择RIGHT面为草绘平面,在选择“正向”,“默认”,进入草绘环境。
单击,单击螺栓轴线上两点。
单击,沿着螺栓柱身侧边自尾部向头绘制一条线段,尺寸如图所示。
单击确定,输入节距为1,单击确定,草绘等边三角形,如上图截面。
单击确定,选择方向为“正向”。
单击“剪切”对话框确定按钮,完成螺旋扫描创建,结果如图所示。