曲柄连杆机构课程设计

曲柄连杆机构构造任务一机体组学习目标1.掌握曲轴连杆机构作用与结构2.掌握机体组的结构。

3.掌握机体组组成部分的作用1.曲柄连杆机构功用：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主要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。

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。

2.曲柄连杆机构组成曲柄连杆机构的主要零件可以分为三部分，机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。

曲柄连杆机构3.机体组机体组是构成发动机的重要组成部分，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、油底壳等零件组成。

机体组1）气缸体水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，称为气缸体或曲轴箱。

按照气缸体的制造材料，可将气缸体分为铸铁气缸体和铝合金气缸体。

铝合金气缸体具有散热好、质量轻等优点被现代轿车发动机广泛采用。

气缸体上部的圆柱形空腔为气缸，气缸是活塞在起内部作往复运动的圆通状零件。

气缸体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。

气缸体应具有良好的刚性（不易变形和弯曲），即足够的强度和刚度，噪声、震动小，良好的冷却性能，输出功率髙时热传导性好。

良好的耐磨性能，即使活塞在高速运动的状态下也不会产生磨损。

3《汽车构造》电子教案-曲柄连杆机构教案章节一：曲柄连杆机构概述教学目标：1. 让学生了解曲柄连杆机构的作用和组成。

2. 让学生掌握曲柄连杆机构的工作原理。

教学内容：1. 曲柄连杆机构的作用：将往复直线运动转化为旋转运动，实现内燃机的做功。

2. 曲柄连杆机构的组成：曲轴、连杆、活塞、气缸、轴承等。

3. 曲柄连杆机构的工作原理：通过活塞在气缸内的往复直线运动，驱动连杆旋转，从而实现曲轴的旋转。

教学方法：1. 采用多媒体课件进行讲解，结合实物图片和动画演示。

2. 引导学生参与讨论，提问解答。

教学评价：1. 学生能准确描述曲柄连杆机构的作用和组成。

2. 学生能理解并解释曲柄连杆机构的工作原理。

教案章节二：曲轴的设计与制造教学目标：1. 让学生了解曲轴的设计要求和制造工艺。

2. 让学生掌握曲轴的结构特点和强度计算。

教学内容：1. 曲轴的设计要求：满足力学性能、耐磨性、疲劳强度等要求。

2. 曲轴的制造工艺：铸造、锻造、机械加工等。

3. 曲轴的结构特点：曲轴轴线、曲拐、曲柄等。

4. 曲轴的强度计算：扭转强度计算、弯曲强度计算。

教学方法：1. 采用多媒体课件进行讲解，结合图纸和实物图片。

2. 案例分析，让学生参与讨论。

教学评价：1. 学生能描述曲轴的设计要求和制造工艺。

2. 学生能分析曲轴的结构特点和强度计算。

教案章节三：连杆的设计与制造教学目标：1. 让学生了解连杆的设计要求和制造工艺。

2. 让学生掌握连杆的结构特点和强度计算。

教学内容：1. 连杆的设计要求：满足力学性能、耐磨性、疲劳强度等要求。

2. 连杆的制造工艺：铸造、锻造、机械加工等。

3. 连杆的结构特点：连杆小头、连杆大头、连杆身等。

4. 连杆的强度计算：扭转强度计算、弯曲强度计算。

教学方法：1. 采用多媒体课件进行讲解，结合图纸和实物图片。

2. 案例分析，让学生参与讨论。

教学评价：1. 学生能描述连杆的设计要求和制造工艺。

2. 学生能分析连杆的结构特点和强度计算。

黑龙江工程学院曲柄连杆机构课程设计汽车与交通工程学院车辆工程10-1班赵攀201011951黑龙江工程学院第1章绪论 (2)第2章活塞组的设计 (2)2.1 活塞的设计 (2)2.1.1 活塞头部的设计 (2)2.1.2 活塞裙部的设计 (3)2.2 活塞销的设计 (3)2.2.1 活塞销的结构 (3)第3章连杆组的设计 (3)3.1 连杆的设计 (3)3.1.1 连杆长度的确定 (3)3.1.2 连杆小头的结构设计 (3)3.1.3 连杆杆身的结构设计 (4)3.1.4 连杆大头的结构设计 (4)3.2 连杆螺栓的设计 (4)第4章曲轴的设计 (4)4.1 曲轴的结构型式和材料的选择 (4)4.1.1 曲轴的结构型式 (4)4.1.2 曲轴的材料 (5)4.2 曲轴的主要尺寸的确定和结构细节设计 (5)4.2.1 曲柄销的直径和长度 (5)4.2.2 主轴颈的直径和长度 (5)4.2.3 曲柄 (6)4.2.4 平衡重 (6)4.2.5 油孔的位置和尺寸 (6)4.2.6 曲轴两端的结构 (6)第5章曲柄连杆机构的创建 (7)6.2 活塞的创建 (7)6.3 连杆的创建 (7)6.4 曲轴的创建 (8)参考文献2黑龙江工程学院3第1章 绪 论曲柄连杆机构是发动机的传递运动和动力的机构，通过它把活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动而输出动力。

本文以捷达EA113汽油机的相关参数作为参考，对四缸汽油机的曲柄连杆机构的主要零部件进行了结构设计计算，并对曲柄连杆机构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。

第2章 活塞组的设计2.1 活塞的设计2.1.1 活塞头部的设计1、压缩高度的确定压缩高度1H 是由火力岸高度1h 、环带高度2h 和上裙尺寸3h 构成的，即 1H =1h +2h +3h（1）第一环位置一般汽油机D h )12.0~06.0(1=，D 为活塞直径，该发动机的活塞标准直径mm D 80=确定火力岸高度为：mm D h 8801.01.01=⨯==（2）环带高度一般气环高mm b 5.2~5.1=，油环高mm b 5~2=。

kcsj曲柄课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握曲柄的基本概念、构造和分类。

2.使学生了解曲柄在机构中的应用和作用。

3. 引导学生理解曲柄的运动规律和力学特性。

技能目标：1. 培养学生运用曲柄知识解决实际问题的能力。

2. 提高学生通过观察、实验和计算分析曲柄运动的能力。

3. 培养学生团队协作和沟通交流的能力。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对机械原理和机构设计的兴趣，培养探索精神。

2. 培养学生严谨的科学态度和良好的工程意识。

3. 引导学生关注曲柄在生活中的应用，提高对科技创新的认识。

课程性质：本课程属于机械设计基础学科，通过曲柄课程设计，使学生掌握曲柄相关知识，提高解决实际问题的能力。

学生特点：学生已具备一定的机械基础知识，对曲柄有一定了解，但尚未深入探讨其应用和设计。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的动手能力和创新能力。

通过课程目标分解，确保学生能够达到预定的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。

二、教学内容1. 曲柄的基本概念：介绍曲柄的定义、构成要素及其在机构中的作用。

参考教材章节：第三章第三节2. 曲柄的分类与构造：分析不同类型的曲柄及其构造特点，如单拐曲柄、双拐曲柄等。

参考教材章节：第三章第四节3. 曲柄的运动规律：讲解曲柄的运动特点、运动方程及运动规律。

参考教材章节：第四章第一节4. 曲柄的力学分析：探讨曲柄在运动过程中的力学特性，如受力分析、扭矩计算等。

参考教材章节：第四章第二节5. 曲柄的应用实例：分析曲柄在汽车、机械臂等实际工程中的应用案例。

参考教材章节：第五章6. 曲柄的设计方法：介绍曲柄的设计原则、步骤和计算方法。

参考教材章节：第六章教学内容安排与进度：第一课时：曲柄的基本概念、分类与构造第二课时：曲柄的运动规律第三课时：曲柄的力学分析第四课时：曲柄的应用实例第五课时：曲柄的设计方法三、教学方法1. 讲授法：通过生动的语言和形象的表达，讲解曲柄的基本概念、分类、运动规律和力学分析等理论知识，为学生奠定扎实的理论基础。

一、课程设计要求根据转速、缸内压力、曲柄连杆机构结构参数，计算发动机运转过程中曲柄连杆机构受力，完成计算报告，绘制曲柄连杆机构零件图。

1.1 计算要求掌握连杆往复惯性质量与旋转离心质量折算方法；掌握曲轴旋转离心质量折算方法；掌握活塞运动速度一阶、二阶分量计算方法；分析活塞侧向受力与往复惯性力及相应设计方案；分析连杆力及相应设计方案；采用C语言编写曲柄连杆机构受力分析计算程序；完成曲柄连杆机构受力计算说明书。

1.2 画图要求活塞侧向力随曲轴转角变化连杆对曲轴推力随曲轴转角变化连杆轴承受力随曲轴转角变化主轴承受力随曲轴转角变化活塞、连杆、曲轴零件图（任选其中两个）二、计算参数2.1 曲轴转角及缸内压力参数曲轴转速为7000 r/min，缸内压力曲线如图1所示。

图1 缸内压力曲线2.2发动机参数本计算过程中，对400汽油机进行运动和受力计算分析，发动机结构及运动参数如表1所示。

表1 发动机主要参数参数指标 发动机类型 汽油机 缸数 1 缸径D mm 91 冲程S mm 63 曲柄半径r mm 31.5 连杆长l mm 117 偏心距e mm 0 排量 mL 400 活塞组质量'm kg 0.425 连杆质量''m kg 0.46 曲轴旋转离心质量k m kg 0.231 标定功率及相应转速 kw/（r/min ）17/7500 最高爆发压力 MPa5～6MPa三、计算内容和分析图3.1 运动分析 3.1.1曲轴运动近似认为曲轴作匀速转动，其转角，t t t n 37006070002602πππα=⋅==s rad s rad dt d /04.733/3700≈==παω3.1.2活塞运动规律图2 中心曲轴连杆机构简图1）活塞位移 111cos cos x r αβλλ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=+-+ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦，其中()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-⋅=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-≈⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-⎪⎭⎫ ⎝⎛+≈-=-≈-=-==⋅=≈==t t r r x l r l r 04.733cos 14685.3104.733cos 15.31)2cos 1(4)cos 1(sin 2111cos 11)2cos 1(21sin sin 211)sin 1(sin 1cos sin sin /sin 27.01175.31/2222221222αλααλλαλαααλαλββαλαβλ又活塞位移曲线如图3所示图3 活塞位移曲线2）活塞速度 ⎪⎭⎫ ⎝⎛+==αλαω2sin 2sin r dt dx v()αλαωα2cos cos +=r d dv令0=αd dv， 有()01cos 2cos 2cos cos 2=-+=+αλααλα，︒≈⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-+⎪⎭⎫ ⎝⎛==-+84.6412141arccos 021cos 21cos 2max2λλααλα曲轴转角解得最大活塞速度时的即最大活塞速度 ⎪⎭⎫⎝⎛+=max max max 2sin 2sin αλαωr vsm s rad mm /86.2326.169sin 11725.3163.84sin /37005.31≈⎪⎭⎫⎝⎛︒⨯+︒⋅⨯=π平均活塞速度 s m r mm n r Sn v m /7.1430min/70005.31230230=⋅⋅=⋅==活塞速度曲线如图4所示图4 活塞速度曲线3）活塞加速度 ()αλαωαα2cos cos 2+=⋅==r dtd d dv dt dv j()αλαωα2sin 2sin 2+-=r d dj令0=αd dj，有 ()0cos 41sin cos sin 4sin 2sin 2sin =+=+=+αλαααλααλα，由0sin =α，即︒=0α或︒=180α时，得正、负最大加速度：），得第二＞时（仅当，得当由418.175)41arccos(0cos 41/3.12356)1(,/6.21496)1(22180220λλααλλωλωαα ≈-='=+-≈--=≈+===s m r j s m r j个负最大加速度，即()αλαωα'+'='2cos cos 2r j()[]2222/4.12418811cos 2cos sm r r -≈⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=-'+'=λλωαλαω 活塞加速度曲线如图5所示图5 活塞加速度曲线3.1.3连杆运动规律 1）连杆摆动角由αλβsin sin =，得()αλβsin arcsin = ()λβλβ-==arcsin arcsin min max2）连杆摆动角速度 dtd βω=1 αλαλωβαλωβωαλωββαλβ221sin 1cos cos cos cos cos sin sin -===⇒=⋅⇒=dt d dt d 3）连杆摆动角加速度 ⎪⎪⎭⎫⎝⎛-==αλαλωωε2211sin 1cos dt d dt d ()()232222sin 1sin 1αλαλλω---=3.2 受力分析 3.2.1 活塞气体力活塞气体力 ()h g g F p p P ⋅-=010 N其中：g p 缸内气体压力 bar (1bar=5101⨯pa)；0p 大气压力 一般取0p =1bar ；04.65104911042222≈⨯⋅=⨯=--ππD F h cm 2活塞气体力曲线如图6所示图6 活塞气体力曲线3.2.2 往复惯性力往复运动质量 '''3.0m m m j ⋅+=，连杆质量—活塞组质量，—m m ''' 563.046.03.0425.0=⨯+= kg 往复惯性力 ()2cos cos2j j P m r ωαλα=-⋅⋅+⋅ 往复惯性力曲线如图7所示图7 往复惯性力曲线3.2.3 活塞侧压力及连杆力气体压力与往复惯性力作用在气缸中心线上，将往复惯性力用单位活塞面积的力计量，则合成的单位活塞面积的力为：()αλαω2cos cos 2+-=+=hj g j g F r m p p p pk t p p l n 、、、对曲轴连杆机构的作用如右图所示。

冲压机构曲柄连杆机构课程设计近年来，随着工业的不断发展和机械制造技术的进步，冲压机在现代制造业中扮演着越来越重要的角色。

而冲压机的核心部件——曲柄连杆机构，更是其实现高效、精密加工的关键。

对于冲压机构曲柄连杆机构的课程设计显得尤为重要。

在进行课程设计的过程中，首先需要全面评估曲柄连杆机构的结构和工作原理。

曲柄连杆机构是由曲柄、连杆和曲柄轴等部件组成的，通过这些部件之间的配合协作，将旋转运动转化为直线运动。

在课程中，应当深入浅出地介绍这些部件的功能和联系，让学生全面理解曲柄连杆机构的构成和工作原理。

在课程设计中需要充分考虑曲柄连杆机构在冲压机中的应用。

冲压机是一种广泛应用于金属加工领域的机械设备，而曲柄连杆机构则是其核心驱动部件。

课程设计应当结合实际案例，引导学生深入了解曲柄连杆机构在冲压机中的作用和重要性，包括在不同工艺条件下曲柄连杆机构的运动规律、受力特点等方面的应用。

在撰写课程设计文章时，需要对冲压机构曲柄连杆机构的相关理论知识进行总结和回顾性的阐述。

通过对该知识体系的梳理和总结，可以帮助学生全面、深刻地理解该主题，并在实际工程应用中灵活运用相关知识。

我个人认为在课程设计中，也可以结合一些实际案例或工程项目，来展示曲柄连杆机构在冲压机中的具体应用场景，这样能更好地帮助学生理解和掌握相关知识。

在冲压机构曲柄连杆机构的课程设计中，应当从简到繁，由浅入深地探讨该主题，让学生在学习过程中逐步理解和掌握相关知识。

也需要注重对实际应用的引导和讲解，以便学生将理论知识灵活运用到实际工程中。

通过这样一种课程设计的方式，可以更好地帮助学生全面、深刻地理解冲压机构曲柄连杆机构的相关知识，并为将来的工程实践奠定坚实的基础。

总结起来，对于冲压机构曲柄连杆机构的课程设计，应当重视其结构和工作原理、在冲压机中的应用、以及对相关理论知识的总结和回顾，以期帮助学生全面、深刻、灵活地理解和掌握相关知识。

也应充分展示个人对该主题的理解和观点，为学生提供更多的思考和启发。

授课章节名称曲柄连杆机构授课课时 2 授课形式班级授课教学目的1.掌握曲柄连杆机构的作用2. 能够对曲柄连杆机构进行受力分析3. 能够明白曲柄连杆机构的重要性教学方法引导法、提醒法、传统授课法、互动方式教学重点对曲柄连杆机构的受力分析教学难点对曲柄连杆机构的受力分析更新、补充、删节内容课外作业书后习题1、2、7题教学后记授课主要内容或板书设计1.曲柄连杆机构的功用与组成课堂教学安排教学过程主要教学内容及步骤复习发动机的相关知识并进行提问；（尤其是四冲程汽油发动机的工作原理，如果复习效果不好，那就把工作原理重复一遍）<5分钟左右> 引入曲柄连杆机构的教学。

发动机由2大结构和5大系统组成。

从而带出曲柄连杆机构的详细讲解一．曲柄连杆机构的功用与组成(学过第一章的发动机，就应该能想象出曲柄连杆机构的大致布局，连杆加曲轴)1.功用：将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。

组成：（1）、机体组（2）、活塞连杆组（3）、曲轴飞轮组2.曲柄连杆机构是在高温、高压、高速以及有化学腐蚀的条件下工作的。

发动机做功时，气缸内的最高温度可达2500以上，最高压力可达5-9MPa，汽车发动机转速在3000-6000r/min 时，则活塞每秒钟要经过100-200个行程，其线速度是很大的。

此外，气缸、汽缸盖、活塞等部件还将受到化学腐蚀。

3.受力分析（1）气体压力在每个工行循环的四个行程中，气体压力始终存在。

进气、排气2行程中气体压力较小，对机件影响不大，做工和压缩行程中的气体压力影响较大。

在做功行程中，气体压力是推动活塞向下运动的力。

这时，燃烧气体压力直接作用在活塞的顶部。

当活塞所受压力传到活塞销上，可分解为2个力，一个力通过活塞销传给连杆，并沿着连杆方向作用在曲柄小上；该力又可以分成2个分力，一个分力沿着曲柄方向使曲轴主轴颈与主轴承间产生压紧力，另一个分力对曲轴形成转矩推动曲轴旋转。

曲柄连杆机构matlab课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解曲柄连杆机构的基本原理与运动特性；2. 掌握利用MATLAB软件进行曲柄连杆机构的运动仿真与分析；3. 学会结合实际工程案例，运用所学知识解决曲柄连杆机构的相关问题。

技能目标：1. 能够运用MATLAB软件构建曲柄连杆机构的模型；2. 能够对曲柄连杆机构进行运动分析，并绘制出相应的运动轨迹图；3. 能够根据分析结果，优化曲柄连杆机构的结构参数。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械原理及MATLAB软件的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生严谨的科学态度，注重理论与实践相结合；3. 增强学生的团队协作意识，提高沟通与表达能力。

本课程针对高年级学生，结合学科特点，注重理论知识与实践技能的结合。

通过本课程的学习，使学生能够掌握曲柄连杆机构的基本原理，运用MATLAB软件进行运动仿真与分析，培养解决实际工程问题的能力。

同时，课程强调团队合作，提升学生的综合素质，为将来的学术研究和职业发展打下坚实基础。

二、教学内容1. 曲柄连杆机构基本原理：介绍曲柄连杆机构的类型、特点及其在工程中的应用，重点讲解其运动学及动力学原理。

教材章节：第二章 曲柄连杆机构2. MATLAB软件操作：讲解MATLAB软件的基本操作，包括界面、常用命令、数据类型等，为后续运动仿真打下基础。

教材章节：第一章 MATLAB基础3. 曲柄连杆机构建模与仿真：教授如何使用MATLAB软件构建曲柄连杆机构的模型，进行运动仿真，分析运动特性。

教材章节：第三章 曲柄连杆机构建模与仿真4. 结构参数优化：介绍曲柄连杆机构结构参数对运动性能的影响，教授如何运用MATLAB软件进行参数优化。

教材章节：第四章 曲柄连杆机构优化设计5. 实际工程案例：分析典型曲柄连杆机构在实际工程中的应用，结合MATLAB软件进行案例分析，提高学生解决实际问题的能力。

教材章节：第五章 曲柄连杆机构工程应用案例教学内容安排与进度：共分为五个阶段，每个阶段2学时，共计10学时。

目录第1章绪论 (4)1.1题目分析 (4)1.2设计研究的主要内容 (4)第2章连杆组的设计 (15)2.1连杆的工作情况、设计要求和材料选用 (15)2.2连杆长度的确定 (16)2.3连杆小头的设计 (16)2.4连杆杆身的设计 (17)2.5连杆大头的设计 (17)2.6连杆强度计算 (18)2.7连杆螺栓设计 (25)2.8本章小结 (27)第3章活塞组的设计 (5)3.1活塞的工作条件和设计要求 (5)3.2活塞的材料 (6)3.3活塞的主要尺寸 (7)3.4活塞的头部设计 (9)3.5活塞的销座设计 (9)3.6活塞的裙部设计 (10)3.7活塞强度计算 (11)3.8活塞销的设计 (12)3.9活塞环的设计 (13)3.10本章小结 (15)第4章曲轴组的设计 (27)4.1曲轴的结构型式和材料的选择 (27)4.2曲轴的主要尺寸确定 (28)4.3曲轴油孔位置 (30)4.4曲轴端部结构 (30)4.5曲轴平衡块 (31)4.6曲轴的轴向定位 (31)4.7曲轴疲劳强度计算 (32)4.8飞轮的设计 (41)4.9本章小结 (42)总结 (43)参考文献 (44)致谢 (45)第1章 绪论1.1 题目分析曲柄连杆机构是发动机的传递运动和动力的机构，通过它把活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动而输出动力。

因此，曲柄连杆机构是发动机中主要的受力部件，其工作可靠性就决定了发动机工作的可靠性。

随着发动机强化指标的不断提高，机构的工作条件更加复杂。

在多种周期性变化载荷的作用下，如何在设计过程中保证机构具有足够的疲劳强度和刚度及良好的动静态力学特性成为曲柄连杆机构设计的关键性问题。

通过设计，确定发动机曲柄连杆机构的总体结构和零部件结构，包括必要的结构尺寸确定、运动学和动力学分析、材料的选取等，以满足实际生产的需要。

在传统的设计模式中，为了满足设计的需要须进行大量的数值计算，同时为了满足产品的使用性能，须进行强度、刚度、稳定性及可靠性等方面的设计和校核计算，同时要满足校核计算，还需要对曲柄连杆机构进行动力学分析。

教案章节课题第2章曲柄连杆机构构造与维修2.3 活塞连杆组的构造与维修2.3.1活塞；1.活塞的构造；2.活塞的维修；课型专业课时 4 教具学具电教设备多媒体课件教材发动机实物教学目标知识教学点1.活塞的结构及结构特点2.活塞销座孔的结构特点3、活塞裙部的结构特点4、活塞的选用与检修5、活塞的修理尺寸和修理级别能力培养点1．了解活塞连杆组的组成及相互连接关系；2．能够描述活塞环结构和特点；3．熟悉活塞的修理方法和检测工具的正确使用。

德育渗透点团队合作精神以及互帮互学的作风培养教学重点难点重点1．活塞结构特点；2．活塞的修理尺寸和活塞的选用。

难点活塞的修理尺寸和活塞的选用学法引导引导学生养成以自主学习以及学习能力的培养，通过实操引导学生动手能力和综合职业能力的养成。

教学内容更新、补充、删节无参考资料教材：汽车维护与故障排除；汽车构造（发动机篇）；汽车发动机构造与维修;多媒体及VCD：汽车发动机总成拆装；汽车多媒体教学系统；CA6102汽油发动机多媒体教学系统。

课后体会教与学互动设计教师活动内容学生活动内容时间（分钟）复习发动机的机体组件的组成并提示活塞连杆组与气缸的配合情况。

启发提问 2导入新课通过分析气缸与活塞的配合情况引入活塞连杆组的作用和密封情况对发动机性能的影响。

多媒体演示引入新课 3讲授新课2.3活塞连杆组的构造与维修活塞、活塞环、活塞销和连杆、活塞衬套、连杆轴承和盖等。

2.3.1 活塞1、功用和工作条件（1）功用封闭气缸，并和气缸壁、气缸盖共同构成燃烧室；承受气体压力。

（2）工作条件高温：2000K以上；高压：5MPａ～9MPａ散热条件差、润滑差、交变载荷等。

（3）对活塞的要求①有足够的强度和刚度；②耐热性、耐磨性、耐腐蚀性要好；③对温度的适应性要好（即温度变化时，热胀冷缩量要小）；④质量要小。

2、活塞的结构主要分为顶部、头部和裙部三部分组成。

（1）顶部平顶、凸顶、凹顶和成型顶等。

（2）活塞头部①上部为所气环槽（2～3道）；②下部为油环槽（1～2道）；③油环槽内有回油孔。

教案首页理解基本技术术语 分钟一、发动机的分类：挂图与实物演示发动机分类按照所用燃料按照冲程分 按照冷却方式按照气缸排列按照气缸数目汽油机 柴油机 四冲程内燃机 二冲程内燃机 水冷发动机 风冷发动机 单缸发动机 多缸发动机 单列式 双列式二、发动机专业术语：1.上止点 活塞顶部距离曲轴旋转中心最远极限位置，称为上止点。

2. 下止点 活塞顶部距离曲轴旋转中心最近极限位置，称为下止点。

3. 活塞行程 活塞从一个止点到另一个止点移动的距离，即上、下止点之间的距离称为活塞行程。

4. 曲柄半径 曲轴旋转中心到曲柄销中心之间的距离称为曲柄半径，5. 气缸工作容积（图1-2-5） 活塞从一个止点运动到另一个止点所扫过的容积，称为气缸工作容积。

一般用V h 表示：6. 气缸总容积（图1-2-7） 活塞位于下止点时，其顶部与气缸盖之间的容积称为气缸总容积。

V a 表示， V a ＝V c ＋V h7. 发动机排量 多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机排量V L 。

8. 压缩比它是气体压缩前的容积与气体压缩后的容积之比值，即气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比。

一般用ε表示。

ch c c h c a V V 1V V V =V V +=+=ε 通常汽油机的压缩比为6～10，柴油机的压缩比较高，一般为16～22。

9. 工作循环每一个工作循环包括进气、压缩、作功和排气过程，即完成进气、压缩、作功和排气四个过程叫一个工作循环。

挂图与实 物演 示 活塞行程式曲柄半径燃烧室容积 工作容积 下止点上止点教案首页教学过程及时间分配教学内容教学方法课前组织5分钟新课导入提出问题（板书）10分钟理解基本技术术语分钟1、检查学生仪容仪表、胸牌佩带情况、填写教学日志2、讲述要求：纪律、卫生、学习方法、如何作笔记6、学习本节内容的目标1、发动机由机体组由什么零件构成？缸体、缸盖、缸垫、油底壳2、发动机缸体分为几种类型？1）气缸体一般式龙门式隧道式3、气缸套分为几种形式？气缸套干式气缸套湿式气缸套提示引导巡回检查提示引导学生展示（一）75分钟3）曲轴箱：气缸体下部用来安装曲轴的部位称为曲轴箱，曲轴箱分上曲轴箱和下曲轴箱。

《拖拉机汽车应用技术》教学设计专业农业机械使用与维护学习领域发动机曲柄连杆机构学习情境发动机曲柄连杆机构的拆装及故障排除教学时间16小时工作情景描述通过发动机出现异响这一故障，对曲柄连杆机构进行拆装检修，过程中锻炼学生使用工具以及拆装方法。

学习任务1．曲柄连杆机构的三大组成以及工作原理2．曲柄连杆机构各部件的拆装方法和工艺。

3．检修发动机曲柄连杆机构排除故障。

与其他情景的关系通过本次学习进一步熟悉工具的使用以及拆装工艺，并逐步学会排除故障的步骤和方法，为接下来的学习情境打好基础。

学习目标1．能熟练使用汽修工具。

2．能掌握曲柄连杆机构的组成和工作原理。

3．能熟练拆装曲柄连杆机构各部分组成并能诊断和排除故障。

4．在拆装和维修过程中能严格执行相关技术标准规范和安全操作规程，有纪律观念和团队意识，并具备环境保护和文明生产的基本素质。

5．能反思、改进工作过程，能运用专业词汇和同学、老师讨论工作过程中的各种问题。

学习内容1．曲柄连杆机构的组成和工作原理。

2．汽修工具的使用。

3．曲柄连杆机构的拆装方法和工艺。

4．发动机异响故障的诊断和排除。

教学条件1．所需工具、材料、设备：①发动机拆装实训台架6台；②汽修工具6套；2．资料：①发动机结构原理图；②教材、评分表③发动机拆装规范及检验标准。

教学方法组织形式学生独立工作和合作学习相结合，通过小组讨论、和教师谈话培养交流能力。

教学流程1．教师讲解曲柄连杆机构的结构组成和拆装顺序，并强调安全规则。

2．学生7～8人一组，讨论并确定拆装方案。

3．以小组为单位，陈述曲柄连杆机构拆装顺序及分工情况，教师认可后方可进行拆装。

4．各组在拆装过程中遇到的问题进行讨论并在教师指导下进行分析解决。

5．每组完成曲柄连杆机构的认识和拆装后对拆装方法和安装质量进行检测评分、填写评分表。

6．每组在拆装过程中诊断异响故障并排除。

7．教师对各组的拆装以及故障排除过程进行监督和最后评价。

8．学生反思工作过程并在小组中交流（还可以选小组代表在全班介绍），讨论思考题。

教学设计
曲柄连杆机构的构造和工作原理
二、曲柄连杆机构工作条件
高温、高压、高速、化学腐蚀
Q：在这样的环境下，曲柄连杆机构是怎样受力的？
二、曲柄连杆机构的受力分析
（1）气体作用力
Q：每个工作循环四个冲程都有气体作用力么？
四个冲程都有气体作用力，但是进气冲程、排气冲程中气体压力较小，对机件影响不大。

1）作功冲程
推动活塞向下运动的力
2）压缩冲程
阻碍活塞向上运动的力
在工作循环的任何行程中，气体作用力的大小、压力和作用点都是随着活塞和曲柄连杆机构不断变化的。

作功行程磨损气缸壁的左侧，压缩行程磨损气缸壁的右侧。

危害：气体作用力使气缸和轴瓦磨损不均匀
（2）往复惯性力与离心力
作往复运动的物体，当运动速度变化时，就要产生往复惯性力。

物体绕某一中心作旋转运动时，就会产生离心力。

这两种力在曲柄连杆机构的运动中都存在。

危害：影响活塞换向，连杆受拉，缸体震动，磨损加剧。

1）活塞在上半行程时的惯性力
2）活塞在下半行程时的惯性力
曲轴转速越大往复惯性力与离心力也越大。

（3）摩擦力
作往相对运动的物体，都要产生摩擦力。

危害：消耗发动机的功力，增加发动机的磨损。

Q：请同学们想一想：有摩擦力的存在，必然使发动机产生磨损，用哪些办法可以减少发动机的磨损呢？。

KSCJ 14曲柄课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握曲柄的概念、构造及工作原理；2. 学生能了解曲柄在机械设备中的应用，并能举例说明；3. 学生能掌握曲柄的力学分析，包括受力分析、运动分析等。

技能目标：1. 学生能运用所学知识，分析并解决曲柄在实际应用中遇到的问题；2. 学生能通过绘制图纸，展示曲柄的构造及其与相关部件的连接方式；3. 学生能运用计算软件，对曲柄进行力学分析，为优化设计提供依据。

情感态度价值观目标：1. 学生对机械设计产生兴趣，培养探究精神和创新意识；2. 学生认识到曲柄在机械领域的重要性，增强对机械工程的尊重和热爱；3. 学生通过合作学习，培养团队协作能力和沟通表达能力。

课程性质：本课程为机械设计基础课程，旨在帮助学生掌握曲柄的相关知识，提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。

学生特点：学生为初中年级，具备一定的物理知识和动手能力，对机械设计有一定的好奇心和兴趣。

教学要求：教师需采用理论与实践相结合的教学方法，注重培养学生的动手能力、思考能力和创新能力。

通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际生活，提高解决实际问题的能力。

教学过程中，关注学生的个体差异，鼓励学生积极参与，充分调动学生的主观能动性。

二、教学内容1. 曲柄的基本概念与构造- 曲柄的定义、分类及用途- 曲柄的构造要素：曲柄轴、曲柄臂、连接销等- 曲柄与连杆、活塞等部件的连接方式2. 曲柄的工作原理与力学分析- 曲柄的运动轨迹与工作原理- 曲柄的受力分析：扭矩、弯矩等- 曲柄的运动分析：角速度、角加速度等3. 曲柄的应用实例与案例分析- 曲柄在汽车发动机中的应用- 曲柄在其他机械设备中的应用实例- 曲柄失效案例分析：断裂、磨损等4. 曲柄的设计与优化- 曲柄的设计原则与步骤- 曲柄的力学计算与校核- 曲柄的优化设计方法教学大纲安排：第一课时：曲柄的基本概念与构造第二课时：曲柄的工作原理与力学分析第三课时：曲柄的应用实例与案例分析第四课时：曲柄的设计与优化教学内容进度：第一周：曲柄基本概念与构造学习第二周：曲柄工作原理与力学分析学习第三周：曲柄应用实例与案例分析学习第四周：曲柄设计与优化学习及实践操作教材章节关联：《机械设计基础》第三章：曲柄与连杆机构《机械设计基础》第四章：曲柄机构的设计与计算《机械设计基础》案例篇：曲柄失效案例分析三、教学方法为了提高教学效果，激发学生的学习兴趣和主动性，本章节将采用以下多样化的教学方法：1. 讲授法：- 对于曲柄的基本概念、构造、工作原理等理论知识，采用讲授法进行教学，使学生在短时间内掌握曲柄的基础知识。

第2章曲柄连杆机构构造与维修教学重点1.了解曲柄连杆机构作用与组成；2.了解曲柄连杆机构工作条件和受力分析；3.掌握机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组主要部件构造和装配连接关系。

教学难点1.曲柄连杆机构主要零部件检测和维修方法；2.曲柄连杆机构常见异响诊断与排除。

2.1概述2.1.1曲柄连杆机构作用、组成1.作用：将燃气作用在活塞顶上的压力转化为曲轴旋转运动而对外输出动力。

2.组成：机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组。

2.1.2工作条件与受力分析1. 工作条件：温度最高2500℃以上，压力最高达5～9MPa，化学腐蚀。

2. 受力分析：1）气体作用力（图2－1所示）2）惯性力（图2－2所示）3）离心力（图2－2所示）4）摩擦力图2－1气体压力分析.swf图2－2往复惯性力和离心力作用示意图.swf2.2机体组构造和维修2.2.1气缸体和曲轴箱1.气缸定义：气缸体上部有一个或数个为活塞在其中运动做导向的圆柱形空腔。

2.气缸体型式：水冷式和风冷式整体式气缸有上下两个平面，安装气缸盖和下曲轴箱。

是气缸修理的加工基准。

３.气缸材料：一般采用优质灰铸铁，也有在铸铁中加入少量合金元素，为提高耐磨性，采用表面淬火和镀铑等处理工艺。

4.气缸套形式：干式和湿式5.气缸套材料：合金铸铁或合金钢6.气缸排列形式：单列式、V形式、对置式7.曲轴箱结构形式：平分式、龙门式、隧道式2.2.2气缸盖与气缸垫1.气缸盖1）气缸盖作用：封闭气缸上部并与气缸和活塞顶部共同构成燃烧室2）气缸盖结构：水套、火花塞孔、进排气口等3）气缸盖材料：灰铸铁或合金铸铁，也有是铝合金铸造.2.气缸垫1）气缸垫作用：密封，防止漏水，漏气2）气缸垫材料：金属-石棉垫3）气缸垫安装：卷边朝向易修整的接触面或硬平面2.2.3气缸体与气缸盖的检修1.常见损伤形式：1）裂纹2）变形3）磨损2.气缸磨损：1）特点：不均匀磨损。

气缸沿工作表面在活塞环运动区域内呈上大下小的不规则锥形磨损，磨损最大部位是活塞在上止点位置时第一道活塞环相对应的气缸壁。