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机械原理课程设计说明书题目：单缸四冲程内燃机机构设计及其运动分析二级学院机械工程学院年级专业 13材料本科班学号学生姓名指导教师朱双霞教师职称教授目录第一部分绪论 (2)第二部分设计题目及主要技术参数说明 (3)2.1 设计题目及机构示意图 (3)2.2 机构简介 (3)2.3 设计数据 (4)第三部分设计内容及方案分析 (6)3.1 曲柄滑块机构设计及其运动分析 (6)3.1.1 设计曲柄滑块机构 (6)3.1.2 曲柄滑块机构的运动分析 (7)3.2 齿轮机构的设计 (11)3.2.1 齿轮传动类型的选择 (12)3.2.2 齿轮传动主要参数及几何尺寸的计算 (13)3.3 凸轮机构的设计 (13)3.3.1 从动件位移曲线的绘制 (14)3.3.2 凸轮机构基本尺寸的确定 (15)3.3.3 凸轮轮廓曲线的设计 (16)第四部分设计总结 (18)第五部分参考文献 (20)第六部分图纸 (21)第一部分绪论1.本课程设计主要内容是单缸四冲程内燃机机构设计及其运动分析，在设计计算中运用到了《机械原理》、《理论力学》、《机械制图》、《高等数学》等多门课程知识。
2. 内燃机是一种动力机械，它是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。
通常所说的内燃机是指活塞式内燃机。
活塞式内燃机以往复活塞式最为普遍。
活塞式内燃机将燃料和空气混合，在其气缸内燃烧，释放出的热能是气缸内产生高温高压的燃气。
燃气膨胀推动活塞做功。
再通过曲柄连杆机构或其他机构将机械功输出，驱动从动机械工作。
内燃机的工作循环由进气、压缩、燃烧和膨胀、排气等过程组成。
这些过程中只有膨胀过程是对外做功的过程。
其他过程都是为更好的实现做功过程而需要的过程。
四冲程是指在进气、压缩、膨胀和排气四个行程内完成一个工作循环，此间曲轴旋转两圈。
进气行程时，此时进气门开启，排气门关闭；压缩行程时，气缸、内气体受到压缩，压力增高，温度上升；膨胀行程是在压缩上止点前喷油或点火，使混合气燃烧，产生高温、高压，推动活塞下行并做功；排气行程时，活塞推挤气缸内废气经排气门排出。
机械原理课程设计单缸一、教学目标本节课旨在让学生了解和掌握单缸机械原理的相关知识，包括其工作原理、结构特点和应用范围。
在知识目标方面，学生需要能够描述单缸内燃机的基本结构，解释其工作原理，并了解其在现代工业中的广泛应用。
技能目标方面，学生应通过实验和实践活动，培养观察、分析问题的能力，以及运用机械原理解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标方面，学生应培养对机械工程的兴趣和好奇心，认识机械原理在现代科技发展中的重要性，从而提高其学习的积极性和主动性。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括单缸内燃机的基本结构、工作原理和应用。
首先，介绍单缸内燃机的组成部分，如气缸、活塞、曲轴等，并讲解各部分的作用和相互关系。
其次，详细讲解单缸内燃机的工作原理，包括吸气、压缩、爆发和排气四个阶段。
最后，介绍单缸内燃机在现代工业中的应用，如汽车、发电机组等。
三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用多种教学方法。
首先，运用讲授法，为学生系统地讲解单缸内燃机的结构、原理和应用。
其次，采用讨论法，引导学生分组讨论单缸内燃机的工作过程，以及其在实际生活中的应用。
再次，运用案例分析法，分析一些典型的单缸内燃机故障案例，让学生学会运用机械原理解决问题。
最后，通过实验法，让学生亲自动手进行单缸内燃机的拆装和调试，增强其实践操作能力。
四、教学资源为了支持本节课的教学，我们将准备以下教学资源：教材《机械原理》，用于为学生提供系统性的理论知识；参考书《内燃机原理与应用》，为学生提供更深入的背景知识；多媒体教学课件，以图文并茂的形式展示单缸内燃机的结构和工作原理；实验设备，包括单缸内燃机模型、工具等，让学生能够亲身体验和操作。
此外，还将利用网络资源，如相关视频、论文等，为学生提供更多的学习资料和信息。
五、教学评估本节课的评估方式将采用多元化的形式，以全面、客观地评价学生的学习成果。
评估方式包括：平时表现，占30%，主要评估学生的课堂参与度、提问回答等；作业，占20%，主要评估学生的理解能力和实践能力；小测验，占20%，主要评估学生的知识掌握程度；实验报告，占15%，主要评估学生的实验操作能力和分析问题的能力；期末考试，占15%，全面考察学生的知识掌握和应用能力。
机械原理课程设计任务书
设计题目：单缸四冲程内燃机一、已知条件：
在图示的单缸四冲程内燃机中
活塞行程H
连杆与曲柄长度之比λ
曲轴转速
n
1
曲轴正时齿轮齿数
z
1
凸轮轴正时齿轮齿数
z
2
正时齿轮模数m
正时齿轮压力角α
气门推杆升程h
进气凸轮推程运动角Φ
进气凸轮远程休止角
Φ
s
进气凸轮回程运动角Φ'
进气凸轮推程许用压力角[]α
进气凸轮回程许用压力角[]'α
具体数值见下表：
进气门推杆的运动规律如下图所示：
二、设计任务
1.根据已知条件，要求完成如下设计任务：
●确定曲柄滑块机构杆件尺寸，绘制机构运动简图；利用图解法分
析机构的三个瞬时位置（用图纸绘制，与设计说明书一起上交）●计算齿轮机各部分参数。
●画出凸轮理论轮廓曲线和实际轮廓曲线
2．完成设计计算说明书一份（不少于3000字），内容包括：
●设计说明书封面
●目录
●机构简介与设计数据
●设计内容及方案分析
●设计体会
●主要参考文献
三、课程设计进程安排
本课程设计共计一周（五天），时间分配见下表。
内燃机的课程设计一、课程目标知识目标：1. 了解内燃机的基本结构、工作原理及其在交通工具中的应用。
2. 掌握内燃机的四个冲程（进气、压缩、做功、排气）及其能量转换过程。
3. 理解内燃机的热效率、功率等性能指标，并学会如何提高内燃机的效率。
技能目标：1. 能够运用所学的内燃机知识，分析实际内燃机运行中可能存在的问题，并提出改进措施。
2. 学会使用简单工具进行内燃机的拆装和组装，提高动手实践能力。
3. 能够运用数学和物理知识，对内燃机的性能进行初步计算和评估。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对内燃机及相关技术的兴趣，激发创新意识，增强探索精神。
2. 增强学生的环保意识，认识到内燃机排放对环境的影响，关注新能源技术的发展。
3. 培养学生团队合作意识，学会在团队中发挥个人作用，共同完成任务。
课程性质：本课程为初中物理学科的教学内容，侧重于内燃机的基础知识和实践技能的传授。
学生特点：初中生具有较强的求知欲和好奇心，动手实践能力逐渐提高，但理论知识掌握程度有限。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，提高学生的内燃机知识水平和实践能力。
在教学过程中，关注学生的学习进度，及时调整教学策略，确保课程目标的实现。
通过有效的教学设计和评估，帮助学生将课程目标分解为具体的学习成果。
二、教学内容1. 内燃机概述- 内燃机的定义、类型及应用- 内燃机的发展简史2. 内燃机的结构与工作原理- 内燃机的四个冲程：进气、压缩、做功、排气- 内燃机的关键部件：气缸、活塞、连杆、曲轴、配气机构等- 内燃机的能量转换过程3. 内燃机的性能指标- 热效率、功率、扭矩等基本概念- 影响内燃机性能的因素- 提高内燃机性能的方法4. 内燃机的实际应用- 内燃机在交通工具中的应用案例- 内燃机在非交通工具领域的应用5. 内燃机的环保问题及新能源技术- 内燃机排放污染物的种类及危害- 环保内燃机技术及新能源技术简介6. 内燃机的拆装与组装实践- 内燃机的拆装与组装步骤- 安全操作规程及注意事项教学内容安排与进度：第1-2周：内燃机概述、结构与工作原理第3-4周：内燃机的性能指标、实际应用第5-6周：内燃机的环保问题及新能源技术第7-8周：内燃机的拆装与组装实践教学内容与课本关联性：教学内容紧密结合课本，按照教材章节顺序进行教学，确保学生能够系统地掌握内燃机相关知识。
内燃机原理教学设计引言内燃机是机械专业必修的基础课程之一，掌握内燃机的原理和工作方式对于机械专业的同学来说至关重要。
本文将从教学目标、内容、方法和评估四个方面，设计一节内燃机原理的教学课程。
教学目标本节课程的主要教学目标如下：1.理解内燃机的基本概念和组成部分；2.了解内燃机的工作原理和工作循环；3.熟悉内燃机的分类和特点；4.掌握内燃机的性能参数计算方法；5.熟练掌握内燃机的故障诊断和维修方法。
教学内容第一部分：内燃机基础知识1.内燃机的基本概念和组成部分；2.内燃机的工作原理和工作循环；3.内燃机的分类和特点。
第二部分：内燃机性能参数计算1.内燃机的热力循环过程；2.内燃机的性能参数计算方法；3.内燃机的优化设计原则。
第三部分：内燃机维修与故障诊断1.内燃机的故障分类和诊断方法；2.内燃机的维护和保养方法；3.内燃机故障的排查和排除方法。
教学方法本节课程将采用多种教学方法，包括讲授、实验演示和案例分析等。
讲授在教学讲义中，详细介绍内燃机的基础知识、性能参数计算和故障维修等内容。
实验演示通过实验演示，让学生亲身体验内燃机的工作原理和计算方法。
实验设备包括内燃机实验台、热力循环实验仪和排放测试仪等。
案例分析通过案例分析，让学生学会应用所学知识解决实际问题。
案例包括内燃机的优化设计、故障排查、排放控制等。
教学评估教学评估主要采用考试评估和实验评估两种方式。
考试评估考试内容包括选择题、填空题和计算题等，旨在考察学生对内燃机的基础知识、性能参数计算和故障维修等方面的掌握程度。
实验评估实验评估主要考察学生在实验过程中的操作技能和实验报告撰写能力。
评估内容包括实验操作过程、实验结果记录和实验报告撰写等方面。
结论通过本节课程的教学设计，学生将能够全面了解内燃机的基础知识、性能参数计算和故障维修等方面，提高实践能力和解决实际问题的能力。
同时，教学评估也将为教师提供有效的教学反馈和课程改进建议。
机械原理课程设计单缸一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解和掌握单缸内燃机的工作原理和基本结构，培养学生运用机械原理分析和解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：使学生了解单缸内燃机的构造、工作原理及其在实际中的应用；掌握内燃机的四冲程、能量转换和效率计算等基本知识。
2.技能目标：培养学生运用所学知识分析、解决实际问题的能力；能够绘制简单的单缸内燃机结构图，并进行简要的性能分析。
3.情感态度价值观目标：激发学生对机械原理和内燃机的兴趣，培养学生的创新精神和团队合作意识，使学生在学习过程中体验到科技改变生活的魅力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.单缸内燃机的结构与工作原理：介绍内燃机的四大组成部分——气缸、活塞、曲轴和飞轮，以及四冲程的作用和顺序。
2.内燃机的能量转换与效率计算：讲解内燃机在工作过程中能量的转换和损失，以及热机效率的计算方法。
3.单缸内燃机在实际中的应用：通过实例分析，使学生了解单缸内燃机在汽车、柴油机等领域的应用。
4.绘制单缸内燃机结构图：培养学生动手能力，让学生独立或合作绘制单缸内燃机结构图，并进行简要的性能分析。
三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用以下几种教学方法：1.讲授法：教师讲解内燃机的结构、工作原理、能量转换和效率计算等基本知识。
2.案例分析法：通过分析实际应用案例，使学生了解单缸内燃机在现实生活中的重要作用。
3.实验法：学生进行内燃机模型实验，使学生直观地感受内燃机的工作过程。
4.讨论法：鼓励学生在课堂上提问、发表见解，培养学生的团队合作精神和批判性思维。
四、教学资源为了支持本节课的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用符合课程标准的教材，为学生提供系统、科学的学习材料。
2.参考书：提供相关的参考书籍，丰富学生的知识储备。
3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣。
4.实验设备：准备内燃机模型、实验器材等，为学生提供实践操作的机会。
目录一、四冲程内燃机的运动分析及总体设计思路 (1)二、绘制内燃机机构简图 (3)三、绘制连杆机构位置图 (4)四、作出机构15个位置的速度和加速度多边形 (4)五、动态静力分析 (8)六、计算飞轮转动惯量（不计构件质量） (14)七、计算发动机功率 (16)八、对曲柄滑块进行机构部分平衡 (17)九、排气凸轮（凸轮Ⅱ）的轮廓设计 (17)十、四冲程工作内燃机的循环图 (24)参考文献 (26)一、四冲程内燃机的运动分析及总体设计思路根据设计任务书，我们需要解决以下问题：凸轮的参数是多少？如何能让机构正常循环工作？为了解决这个问题，我们需要对整个机构从运动及力学的角度分析。
首先，需要明确四冲程内燃机的工作原理：内燃机是通过吸气、压缩、燃烧、排气四个过程不断重复进行的。
如果在四个冲程里完成吸气、压缩、做功（燃烧、膨胀）、排气的循环动作，就叫做四冲程。
相应的内燃机叫四冲程内燃机。
第一冲程，即吸气冲程。
这时曲轴向下转动，带动活塞向下，同时通过齿轮带动凸轮向下旋转，是凸轮的突起部分顶开进气阀门，雾状汽油和空气混合的燃料被吸入气缸。
第二冲程，即压缩冲程。
曲轴带动活塞向上，凸轮的突起部分已经转两个过去，进气阀门被关闭，由于凸轮只转了1/4周，所以排气阀门仍然处于关闭状态。
活塞向上运动时，将第一冲程吸入的可燃气体压缩，被压缩的气体的压强达到0.6～1.5兆帕，温度升高到300摄氏度左右。
第三冲程是做功冲程。
在压缩冲程末火花塞产生电火花，混合燃料迅速燃烧，温度骤然升高到2000摄氏度左右，压强达到3～5兆帕。
高温高压烟气急剧膨胀，推动活塞向下做功，此时曲柄转动半周而凸轮转过1/4周，两个气阀仍然紧闭。
第四冲程是排气冲程。
由于飞轮的惯性，曲柄转动，使活塞向上运动，这时由于凸轮顶开排气阀，将废气排出缸外。
四个冲程是内燃机的一个循环，每一个循环，活塞往复两次，曲柄转动两周，进排气图11、已知条件：活塞行程 H=220 (mm) 活塞直径 D ＝160（mm ）活塞移动导路相对于曲柄中心的距离 e ＝68 (mm) 行程速比系数 K ＝1.08连杆重心C 2至A 点的距离 2AC l ＝0.35AB l 曲柄重量 1Q ＝135 (N)连杆重量 2Q ＝125 (N) 活塞重量 3Q ＝200（N ）曲柄的转速 1n ＝640 (rpm) 连杆通过质心C 2的转动惯性半径 2c ρ＝0.15 AB l (2mm ) 发动机的许用速度不均匀系数 [δ]＝1/90曲柄不平衡的重心到O 点的距离 OC l ＝OA l (mm) 开放提前角 进气门：10-°；排气门：32-°齿轮参数：m =3.5 (mm) ；α=20°；*a h =12Z =2Z '=14; 3Z =3Z '=72; 1Z =36 凸轮I 行程 1h ＝7 mm 凸轮II 的行程 2h = 6 mm 凸轮I 的基圆半径 1r = 55 mm 凸轮II 的基圆半径 2r = 60 mm 凸轮II 的偏心距 2e = 0 mm 凸轮I 偏心距 1e = 0 mm2、求连杆的长度和曲柄的长度 设连杆的长度为l 、曲柄长度为r ∴I OB r l -= OB r l += 11180+-=︒K K θ92.6=°又 θsin 2HCB R ==I =912.99mmmme CD R DE CD OC CE OC OE 58.361)()()()()(222222=--=--=-=22)(e OF r l +=+=476.46mm -------- (1) 2HOE OF +==471.58mm OCOE1sin -=α=23.33° θαδ-==16.41° 2sin2δR r l =-=261.60mm----------- (2) 联立（1）、（2）式求解，可求出连杆的长度l 及曲柄的长度r 。
机械原理课程设计说明书题目：单缸四冲程内燃机机构设计及其运动分析二级学院机械工程学院年级专业13材料本科班学号学生姓名指导教师朱双霞教师职称教授目录第一部分绪论 (2)第二部分设计题目及主要技术参数说明 (3)２、1 设计题目及机构示意图 (3)2、2 机构简介 (3)2、3 设计数据…………………………………………………… ４第三部分设计内容及方案分析…………………………………… ６3、1 曲柄滑块机构设计及其运动分析…………………………６3、1、1 设计曲柄滑块机构……………………………………… ６3、1、2 曲柄滑块机构得运动分析……………………………… ７3、2 齿轮机构得设计……………………………………………１13、２、1 齿轮传动类型得选择……………………………………123、2、2 齿轮传动主要参数及几何尺寸得计算…………………133、3 凸轮机构得设计 (13)3、3、1 从动件位移曲线得绘制 (14)３、３、2 凸轮机构基本尺寸得确定………………………………1５3、3、3 凸轮轮廓曲线得设计 (1)６第四部分设计总结 (18)第五部分参考文献 (20)第六部分图纸 (2)１第一部分绪论1、本课程设计主要内容就是单缸四冲程内燃机机构设计及其运动分析,在设计计算中运用到了《机械原理》、《理论力学》、《机械制图》、《高等数学》等多门课程知识。
2、内燃机就是一种动力机械，它就是通过使燃料在机器内部燃烧,并将其放出得热能直接转换为动力得热力发动机。
通常所说得内燃机就是指活塞式内燃机。
活塞式内燃机以往复活塞式最为普遍。
活塞式内燃机将燃料与空气混合，在其气缸内燃烧,释放出得热能就是气缸内产生高温高压得燃气。
燃气膨胀推动活塞做功。
再通过曲柄连杆机构或其她机构将机械功输出，驱动从动机械工作。
内燃机得工作循环由进气、压缩、燃烧与膨胀、排气等过程组成。
这些过程中只有膨胀过程就是对外做功得过程。
其她过程都就是为更好得实现做功过程而需要得过程。
内燃机原理课程设计简介内燃机是一种将燃料与空气混合后在气缸内燃烧产生高温高压气体，利用其能量向外部做功的能量转换装置。
内燃机是现代交通工具和机械制造等领域中不可或缺的动力来源。
本次课程设计将深入学习内燃机的工作原理，设计一款自己的简易内燃机，并利用3D打印进行制作。
学习内容1. 内燃机的分类内燃机按工作循环类型不同，可以分为两类：往复式内燃机和旋转式内燃机。
其中，往复式内燃机包括四冲程汽油机和柴油机，旋转式内燃机包括涡轮喷气发动机和涡轮螺旋桨发动机。
2. 内燃机的工作原理（1）四冲程汽油机原理四冲程汽油机包括四个冲程：进气、压缩、燃烧和排气，是一种常见的汽车引擎类型。
进气冲程中，汽缸内的活塞由上往下移动，吸入燃油和空气混合物；压缩冲程中，活塞向上移动，将混合物压缩至较小体积；燃烧冲程中，火花塞产生火花，引燃混合物，产生高温高压气体，推动活塞向下运动；排气冲程中，活塞再次向上移动，以排出废气。
（2）柴油机原理柴油机是利用柴油燃料进行燃烧的内燃机，其工作原理与汽油机类似，但压缩比更高，通过高温高压气体将燃油喷入气缸，实现点燃燃料的过程。
柴油机的燃油效率和经济性较高，常用于大型工业用途。
3. 内燃机的设计与制作根据学习所得的内燃机原理知识，我们将设计一款简易的内燃机，并利用3D 打印进行制作。
设计过程中需要考虑内燃机结构、燃料选择、点火系统等问题，并对设计方案进行实验验证，检验内燃机的功率和效率。
实验过程1. 设计内燃机根据上述内燃机原理，设计一款自己的内燃机，并绘制出其制图。
在设计过程中要考虑燃烧室、进气和排气系统、点火系统、气缸体等部件的设计。
2. 制作3D模型利用设计图纸进行3D模型制作，使用3D打印技术进行制造。
3. 进行实验验证将制造出的内燃机连接有功率分析仪和扭矩计，对其性能进行测试，检验其功率和效率。
根据测试结果进行数据分析和结论得出。
结论在本次课程设计中，我们深入学习了内燃机的工作原理和分类，并设计了一款自己的内燃机并进行了3D打印制作。
机械原理课程设计说明书设计题目：内燃机结构设计及其运动分析南京航空航天大学机电学院0008301班010811011学号设计者陈炎指导教师陆俊华2010年5月30日目录第1章设计要求1.1 设计题目 (2)1.2 机构示意图 (2)11.3 原始数据 (3)第2章齿轮机构传动设计2.1机构传动比 (4)2.2齿轮变位系数的选择 (4)2.3齿轮基本参数的计算 (4)2.4主要计算结果 (9)第3章连杆机构设计和运动分析3.1杆件尺寸确定 (10)3.2解析法分析机构运动 (10)3 .3图解法分析机构的三个瞬时位置 (12)第4章凸轮机构设计4.1解析法分析凸轮运动 (13)4.2解析法求凸轮理论轮廓曲线 (16)234.3解析法求凸轮实际轮廓曲线 (18)附录A 电算源程序(MATLAB ） 附录B 图解法分析连杆机构 附录C 图解法分析凸轮轮廓曲线 参考文献第1章 设计要求1.1 设计题目内燃机机构设计及其运动分析 1.2 机构示意图该机构由气缸（机架）中活塞（滑块B）驱动曲柄，曲柄轴上固联有齿轮1，通过齿轮2驱动凸轮上齿轮3，凸轮控制配气阀推杆运动。
41.3 原始数据方案号：一活塞冲程H：215mm 齿轮转速错误！未找到引用源。
:650rpm齿轮错误！未找到引用源。
:20 齿轮错误！未找到引用源。
:15 齿轮错误！未找到引用源。
:40 模数m:4mm 距离错误！未找到引用源。
:70mm 距离错误！未找到引用源。
:110mm 基圆半径错误！未找到引用源。
:35mm 升程角错误！未找到引用源。
\deg：55 远休止角错误！未找到引用源。
\deg：5 回程角错误！未找到引用源。
\deg：55近休止角错误！未找到引用源。
\deg：245 汽阀冲程h：10mm齿轮参数：压力角错误！未找到引用源。
，齿顶高系数错误！未找到引用源。
顶隙系数错误！未找到引用源。
气阀推杆运动规律：升程和回程均为简谐运动。
56第2章 齿轮机构传动设计2.1机构传动比75.02015122112-=-=-==zz i ωω67.21540233223-=-=-==zz i ωω 2231213=⨯=i i i72.2齿轮变位系数的选择由于齿轮2的齿数为15，小于标准齿轮不发生根切的最少齿数17， 因此需要变位。
11765.01715171717*2=-=-≥a h z x取11765.0,021==x x ，03=x 2.3齿轮基本参数的计算 啮合角o oo inv inv z z x x inv 2120152011765.020tan 2)(tan 212212112='++⨯=+++='ααααooo inv inv z z x x inv 65.2020401511765.020tan 2)(tan 223323223='++⨯=+++='αααα标准中心距8()70)1520(42121121212=+⨯=+=+=z z m r r a()110)4015(42121323223=+⨯=+=+=z z m r r a 实际中心距mm a a a a oo458.7021cos 20cos 70cos cos cos cos 12121212=='⋅='⋅='⋅'αααα mm a a a a oo46.11065.20cos 20cos 110cos cos cos cos 23232323=='⋅='⋅='⋅'αααα 中心距变位系数ym a a +='9m a a y -'=1146.0470458.70121212=-=-'=m a a y1158.0411046.110232323=-=-'=m a a y ()003.01146.011765.0122112=-=-+=∆y x x y ()00185.01158.011765.0233223=-=-+=∆y x x yy 23∆y 12∆∴齿高变动系数y ∆=003.012=∆y分度圆半径与节圆半径相等10m mmz r m mm z r m mm z r 8021602302602402802332211=========基圆半径mm r r mm r r mm r r b b b 175.7520cos 8020cos 191.2820cos 3020cos 588.3720cos 4020cos 332211=⨯=︒==⨯=︒==⨯=︒= 分度圆的齿厚1128.624tan 2262.620tan 11765.0224tan 2228.624tan 22332211=⨯=+==︒⨯⨯+⨯=+==⨯=+=παππαππαπm x m s m x m s m x ms 齿顶圆半径12mm y x h z r a mm m y x h z r a mm m y x h z r a a a a a a a h r h r h r 99.834)003.01240()2(346.344)003.011765.01215()2(2988.434)003.01220()2(1313321221111=⨯-+=∆-++=+==⨯-++=∆-++=+==⨯-+=∆-++=+=***齿根圆半径 mmm c h z r a f 354)25.0*1110(2**11=⨯--=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛--=13 ()mm m x c h z r a f 94.504)11765.0225.02215(222**22=⨯⨯+⨯--=⨯+--=mm m c h z r a f 754)25.01120(2**33=⨯⨯--=⎪⎭⎫ ⎝⎛--=齿顶圆上的压力角ooa a r r 29.31)9875.4320cos 40arccos()cos arccos(111===ααooa a r r 10.35)45974.3420cos 30arccos()cos arccos(222===ααooa a r r 48.26)9877.8320cos 80arccos()cos arccos(333===αα重合度14[]47.1)]21tan 10.35(tan 15)21tan 29.31(tan 20[21)t (t )t (t 211222121112=-+-='-+'-=o o o o a a an an z an an z πααααπεα []1.55)]65.20tan 10.35(tan 15)65.20tan 48.26(tan 40[21)t (t )t (t 212322233323=-+-='-+'-=o o o o a a an an z an an z πααααπεα 小齿轮（齿轮2）的齿顶厚()minv inv inv inv r r r s s o o a a a 4.04.2)2010.35(458.34230458.3462.62/22222>=-⨯-⨯=--=αα2.4主要计算结果计算项目计算结果计算项目计算结果34.46mmx083.99mm115x0.1176535mm 2x050.94mm 375mm31.︒2935.︒1026.︒481.471.551617 43.988mm2.4第3章 连杆机构设计和运动分析3.1杆件尺寸确定由于活塞的冲程H=215mm ，偏心距e=0sL1 O1 ABL218 则：，取错误！未找到引用源。
3.2解析法分析机构运动（1）位移：错误！未找到引用源。
(其中l 为107.5mm)（2）速度 对上式求导得ωϕϕϕ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-=2sin 42sin sin l l v （s rad n /6860650221=⨯⨯==ππω） （3）加速度 对上式求导得1920（见附录）21第4章凸轮机构设计4.1解析法分析凸轮运动推程时2223 []002022000,0cos 2sin 2cos 12δδδδπδωπδδπδπωδδπ∈⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=ha h v h s 回程时[]002022000,0cos 2sin 2cos 12δδδδπδωπδδπδπωδδπ'∈⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎭⎫⎝⎛'⋅'-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛'⋅'-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫⎝⎛'+=h a hv h s （1）推程：[]55,0∈δ24 2220022000/55cos 6198155cos 14.31805502.3414.35cos 2/55sin 55755sin 02.34551805sin 2)55cos 1(5cos 12s mm h a smm h v mmh s δπδπδδπδωπδπδπδδπωδπδπδδπ=⨯⨯⨯===⨯⨯==-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=(2)远休：[]60,55∈δ（3）回程：错误！未找到引用源。
25222002200/55cos 61981)60(55cos 14.31805502.3414.35)60(cos 2/55sin 557)60(55sin 02.34551805)60(sin 2s m m h a s m m h v δπδπδδπδωπδπδπδδπωδπ-=︒-⨯⨯⨯-=︒--=-=︒-⨯⨯-=︒--= （4）近休止：[]55,0∈δ错误！未找到引用源。
错误！未找到引用源。
错误！未找到引用源。
;26274.2解析法求凸轮理论轮廓曲线滚子半径取 5 mm滚子中心处于B点的直角坐标2829 ⎭⎬⎫-+=++=δδδδsin cos )(cos sin )(00e ss y e s s x 其中e=0，b r =35mm ，220e r s b -==35mm（1）推程：[]55,0∈δ（2）远休：[]60,55∈δ(3)回程：错误！未找到引用源。
30(4)近休止：[]55,0∈δ4.3实际轮廓曲线的计算[]55,0∈δ(1)推程：3132(2)远休：[]60,55∈δ(3)回程：错误！未找到引用源。
δδπδδπδsin )60(55sin 555180cos )60(55cos 540-⨯+⎥⎦⎤⎢⎣⎡︒---=d dx δδπδδπδcos )60(55sin 555180sin )60(55cos 540-⨯-⎥⎦⎤⎢⎣⎡︒-+=d dy (4)近休止时即错误！未找到引用源。
时理论轮廓数据：x 0 -3.0681 -6.2155 -9.5053 -12.9704 -16.6040 -20.3558 Y 35.0000 35.0686 35.2499 35.4743 35.6359 35.6074 35.2573-24.1344 -27.8162 -31.2586 -34.3168 -36.8618 -38.9711 -40.600334.4675 33.1500 31.2586 28.7953 25.8109 22.5000 18.9322-41.5403 -41.7998 -41.4378 -40.5567 -39.2884 -37.7786 -36.167815.1194 11.2002 7.3066 3.5482 0.0000 -3.3052 -6.377433- 34.5741 -33.0796 -31.7208 -30.3109 -28.6703 -26.8116 -24.7487-9.2641 -12.0400 -14.7916 -17.5000 -20.0752 -22.4976 -24.7487-22.4976 -20.0752 -17.5000 -14.7916 -11.9707 -9.0587 -6.0777 -26.8116 -28.6703 -30.3109 -31.7208 -32.8892 -33.8074 -34.4683-3.0505 -0.0000 3.0505 6.0777 9.0587 11.9707 14.7916 -34.8668 -35.0000 -34.8668 -34.4683 -33.8074 -32.8892 -31.720817.5000 20.0752 22.4976 24.7487 26.8116 28.6703 30.3109 -30.3109 -28.6703 -26.8116 -24.7487 -22.4976 -20.0752 -17.500031.7208 32.8892 33.8074 34.4683 34.8668 35.0000 34.8668 -14.7916 -11.9707 -9.0587 -6.0777 -3.0505 -0.0000 3.050534.4683 33.8074 32.8892 31.7208 30.3109 28.6703 26.8116 6.0777 9.0587 11.9707 14.7916 17.5000 20.0752 22.497624.7487 22.4976 20.0752 17.5000 14.7916 11.9707 9.0587 24.7487 26.8116 28.6703 30.3109 31.7208 32.8892 33.80746.0777 3.0505 034.4683 34.8668 35.000034实际轮廓数据：x 0 -3.2828 -6.5541 -9.8201 -13.0952 -16.3776 -19.6336y 30.0000 30.0732 30.2614 30.4842 30.6375 30.6125 30.3097-22.7967 -25.7784 -28.4856 -30.8358 -32.7661 -34.6410 -35.876229.6498 28.5841 27.0980 25.2061 22.9431 20.0000 17.2941-36.5976 -36.8005 -36.5061 -35.7674 -34.6658 -33.3012 -31.778314.3646 11.2830 8.1302 4.9846 1.9057 -1.0797 -3.9831-30.1961 -28.6429 -27.1892 -25.9808 -24.5746 -22.9813 -21.2132-6.8490 -9.7342 -12.6785 -15.0000 -17.2073 -19.2836 -21.2132-19.2836 -17.2073 -15.0000 -12.6785 -10.2606 -7.7646 -5.2094 -22.9813 -24.5746 -25.9808 -27.1892 -28.1908 -28.9778 -29.5442-2.6147 -0.0000 2.6147 5.2094 7.7646 10.2606 12.6785 -29.8858 -30.0000 -29.8858 -29.5442 -28.9778 -28.1908 -27.189215.0000 17.2073 19.2836 21.2132 22.9813 24.5746 25.9808-25.9808 -24.5746 -22.9813 -21.2132 -19.2836 -17.2073 -15.000027.1892 28.1908 28.9778 29.5442 29.8858 30.0000 29.8858-12.6785 -10.2606 -7.7646 -5.2094 -2.6147 -0.0000 2.61473529.5442 28.9778 28.1908 27.1892 25.9808 24.5746 22.9813 5.2094 7.7646 10.2606 12.6785 15.0000 17.2073 19.283621.2132 19.2836 17.2073 15.0000 12.6785 10.2606 7.7646 21.2132 22.9813 24.5746 25.9808 27.1892 28.1908 28.97785.2094 2.6147 -0.000029.5442 29.8858 30.00003637附录 A电算源程序(MATLAB) 1）滑块机构的位移程序x=[0:0.1:360];s=107.5*cos(x*pi/180)+107.5*sqrt(4-(sin(x*pi/180)).^2);38plot(x,s);2)滑块机构的速度程序x=[0:0.01:360];v=0-107.5*68.0333333*(sin(x*pi/180)+0.5*sin(2*x*pi/180))./sqrt(4-(sin(x*pi/180)).^2); plot(x,v);3)滑块机构的加速度程序x=[0:0.001:360];y1=cos(2*x*pi/180);y2=4-(sin(x*pi/180)).^2 ;y3=(sin(2*x*pi/180)).^2;y4=y2.^1.5;y=0-107.5*68.03333^2*(cos(x*pi/180)+(y1.*y2-0.25*y3)./y4);plot(x,y);4)凸轮滚子中心位移程序x=[0:0.0001:150];a=5*(1-cos(pi*x/55)).*(0<x&x<55);b=0*(55<x&x<60);c=5*(1+cos(pi*(x-60)/55)).*(60<x&x<115);d=0*(115<x&x<150);y=a+b+c+d;plot(x,y);5)凸轮滚子中心速度程序39x=[0:0.0001:150];a=557*sin(pi*x/55).*(0<x&x<55);b=0*(55<x&x<60);c=557*sin(pi*(x-60)/55).*(60<x&x<115);d=0*(115<x&x<150);v=a+b+c+d;plot(x,v);6)凸轮滚子中心加速度程序x=[0:0.0001:150];a=61981*cos(pi*x/55).*(0<x&x<55);b=0*(55<x&x<60);c=0-61981*cos(pi*(x-60)/55).*(60<x&x<115);d=0*(115<x&x<150);y=a+b+c+d;plot(x,y);（7)凸轮理论和实际轮廓曲线程序z=[0:0.0001:360];a=sin(z*pi/180);b=cos(z*pi/180);x1=(0-40+5*cos(pi*z/55)).*a.*(0<=z&z<55);y1=(40-5*cos(pi*z/55)).*b.*(0<=z&z<55);x2=0-45*a.*(55<=z&z<60);y2=45*b.*(55<=z&z<60);x3=(0-40-5*cos(pi*(z-60)/55)).*a.*(60<=z&z<115);40y3=(40+5*cos(pi*(z-60)/55)).*b.*(60<=z&z<115);x4=0-35*a.*(115<=z&z<360);y4=35*b.*(115<=z&z<=360);x=x1+x2+x3+x4;y=y1+y2+y3+y4;plot(x,y);hold on;dx1=((0-40+5*cos(pi*z/55)).*b-180*5*sin(pi*z/55).*a/55).*(0<=z&z<55);dy1=((0-40+5*cos(pi*z/55)).*a+180*5*sin(pi*z/55).*b/55).*(0<=z&z<55);dx2=(0-45*b).*(55<=z&z<60);dy2=(0-45*a).*(55<=z&z<60);dx3=((0-40-5*cos(pi*(z-60)/55)).*b+180*5*sin(pi*(z-60)/55).*a/55).*(60<=z&z<115);dy3=((0-40-5*cos(pi*(z-60)/55)).*a-180*5*sin(pi*(z-60)/55).*b/55).*(60<=z&z<115);dx4=(0-45*b).*(115<=z&z<=360);dy4=(0-45*a).*(115<=z&z<=360);xx=x-5*(dy1./sqrt((dx1+0.000001).^2+(dy1+0.000001).^2)+dy2./sqrt((dx2+0.000001).^2+(dy2+0.000001).^2)+dy3./sqrt((dx3 +0.000001).^2+(dy3+0.000001).^2)+dy4./sqrt((dx4+0.000001).^2+(dy4+0.000001).^2));yy=y+5*(dx1./sqrt((dx1+0.000001).^2+(dy1+0.000001).^2)+dx2./sqrt((dx2+0.000001).^2+(dy2+0.000001).^2)+dx3./sqrt((dx3 +0.000001).^2+(dy3+0.000001).^2)+dx4./sqrt((dx4+0.000001).^2+(dy4+0.000001).^2));plot(xx,yy);参考文献411.朱如鹏《机械原理》南京航空航天大学2.孙祥，徐流美，吴清《 MATLAB7.0基础教程》清华大学出版社3.孙宁《机械原理总复习》上海交大出版社出版社42。
