车辆工程毕业设计143汽车曲柄连杆机构毕业设计

汽车曲柄连杆机构毕业设计
本篇毕业设计旨在研究汽车曲柄连杆机构的设计与优化。

汽车曲柄连杆机构是汽车发动机的核心部件之一，对发动机的性能和寿命有着重要的影响。

本文将从曲柄连杆机构的构成、工作原理、动力学分析等方面展开研究，探讨如何对曲柄连杆机构进行优化设计，提高发动机的功率、效率和可靠性。

首先，本文将介绍曲柄连杆机构的基本结构和工作原理。

曲柄连杆机构由曲轴、连杆、活塞等几个部件组成，通过曲轴的旋转运动将活塞的往复运动转换成旋转运动，从而带动汽车轮胎转动。

同时，本文将分析曲柄连杆机构的动力学特性，包括振动、载荷传递、磨损等方面的问题，以及对性能的影响。

其次，本文将探讨曲柄连杆机构的优化设计。

通过对曲柄连杆机构的结构、材料、制造工艺等方面进行分析，从而找到优化的方向，提高发动机的功率、效率和可靠性。

本文将针对不同的优化目标，如降低曲柄连杆机构的重量、提高曲轴的刚度、减少磨损等方面进行深入探讨。

最后，本文将对曲柄连杆机构的实际应用进行分析。

通过对不同车型的曲柄连杆机构进行比较，得出不同设计方案的优缺点，为实际应用提供指导。

同时，本文还将讨论曲柄连杆机构在不同工况下的适应性，如高速、重载等情况下的应用。

综上所述，本文将对汽车曲柄连杆机构的设计和优化进行全面研究，为提高发动机性能、降低成本、提高可靠性等方面提供参考。

摘要连杆是汽车发动机的主要传力构件之一，常处于高速运动状态，因此要求与其它零件间具有较高的配合精度。

因而连杆检测成了生产中频繁而又不可缺少的环节。

连杆平行度测量仪是专门为检测汽车连杆而设计的专用测量工具，其结构简单、测量精度高。

本设计是由机械系统设计和控制系统的设计所组成。

包括齿轮传动的设计及选择，滚珠丝杠的设计及选择，步进电机的选择和装置中机械系统的设计，有关测试系统的控制设计及选择。

我的设计内容主要是机械部分的设计。

关键词：连杆平行度检测AbstractThe connecting rod is one of motor car engine main power transmission components, often being at the high speed state of motion, therefore, which requests the higher grade of fit with other components. Thus the connecting rod is examined in the production to be frequent and the also essential link. The connecting rod parallelism measuring instrument is specially for examines for measuring tool which the automobile connecting rod design, its structure is simple, the measuring accuracy is high. This design is composed by the mechanical system design and the control system design, which includes the gear drive design and the choice, the ball bearing guide screw design and chooses, motor machine choice and installment mechanical system design, relating test system control design and choice. My design content mainly focuses on the machine part design.Key words：Connecting rod parallelism examination目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)第2章机电一体化技术简介 (3)2.1 机电一体化技术简介 (3)2.2 机电一体化技术体系 (3)2.3 机电一体化的发展前景 (3)2.4 连杆平行度测量仪的简介 (4)2.5 Pro/ENGINEER产品介绍 (4)第3章连杆平行度测量仪机械部分的总体设计 (9)3.1 进给运动的要求 (9)3.2 滚珠丝杠的选择 (9)3.3 齿轮传动的设计计算 (14)3.4 步进电机的选择 (16)3.5 液压夹具的设计 (19)第4章连杆平行度测量仪中的微机应用及其接口技术 (23)4.1 测量仪中主控芯片8088介绍 (23)4.2 测量仪中的接口技术 (24)第5章传感器的选择及测量原理 (34)5.1 传感器的选择及测量方法 (34)5.2 连杆平行度的分析及计算 (35)第6章经济分析 (37)总结 (38)致谢 (39)参考文献 (40)附录1专题论文 (41)附录2外文译文 (49)附录3外文原文 (54)第1章绪论连杆是汽车发动机的主要传力构件之一，常处于高速运动状态，因此要求与其它零件间具有较高的配合精度。

目录1前言 ................................................................................................... 错误!未定义书签。

2．连杆零件的工艺规程设计 .................................................................. 错误!未定义书签。

、连杆零件的分析 ............................................................................. 错误!未定义书签。

连杆零件结构分析 .................................................................. 错误!未定义书签。

零件加工表面及其加工要求 ...................................................... 错误!未定义书签。

零件材料的选择 ...................................................................... 错误!未定义书签。

连杆的技术要求分析 ................................................................ 错误!未定义书签。

确信毛坯类型及制造方式 ................................................................. 错误!未定义书签。

工艺规程的定制....................................................................... 错误!未定义书签。

定位基准的分析 .......................................................................... 错误!未定义书签。

曲柄连杆机构的应用毕业论文曲柄连杆机构的应用Linkage of the crankI摘要按连杆机构中的各构件的相对运动是平面运动还是空间运动，可将连杆机构分成平面连杆机构及空间连杆机构两大类。

而在平面连杆机构中又以四连杆机构组成的平面四杆机构应用最广。

本文主要介绍平面四杆机构的类型、应用、以及有关平面四杆机构的一些基本知识;并阐述了平面四杆机构的一些常用的设计方法。

着重介绍了铰链四杆机构的类型及应用。

关键词:铰链四杆机构、曲柄、四连杆IIAbstractThe linkage of the various components of the relative movement isstill room for movement plane motion can be divided into plane linkage and linkage space linkage two categories. The plane linkage again in the four-bar linkage of the plane four agencies most widely. This paper describes the four plane types, applications, and the plane four bodies of some basic knowledge on the plane and four bodies of some commonly used methods of design. Focus on the hinge of the four types of agencies and applications.Key words: hinge four bodies, crank, four-link.III目录第一章论述.............................................. .1 第二章平面连杆机构 (2)2.1 铰链四杆机构 (2)2.2 铰链四杆机构的其它形式 (6)2.3 平面四杆机构的工作特性 (7)2.4 平面四杆机构运动设计简介 (11)第三章平面连杆机构及其设计 (14)3(1 平面连杆机构的特点及其设计的基本问题 (14)3.1.1平面连杆机构 (14)3.1.2平面连杆机构的特点 (14)3.1.3平面连杆机构设计的基本问题 (14)3.1.4设计方法 (15)(2 平面四杆机构的基本型式及其演化.................. 15 33.2.1铰链四杆机构:所有运动副均为 (15)3.2.2铰链四杆机构的演化 (15)3(3 平面四杆机构有曲柄的条件和几个基本概念 (17)3.3.1平面四杆机构有曲柄的条件(也可作曲柄和连杆线图.173.3.2行程速度变化系数 (18)3.3.3压力角和传动角 (18)3(4 平面四杆机构的设计 (20)3.4.1平面四杆机构的图解法设计 ......................20 第四章技术参数及维修 (21)4.1结构 (21)4.2维护保养 (22)4.3注意事项 .........................................22 第五章结论 ..............................................23 参考文献 ..................................................24 致谢. (25)IV第一章论述连杆机构是一种常用的传动机构，广泛地用于各种机器、仪表及操纵装置中。

河南工业职业技术学院Henan PolytechnicInstitute毕业设计（论文）题目：基于UG曲柄滑块机构参数化设计及其运动学仿真班级：机电0702******指导教师：***基于UG的曲柄滑块机构参数化设计的运动学仿真摘要随着计算机技术的飞速发展，CAD已经广泛应用于零件设计和制造中，但一般的CAD软件都具有广而博的通用性，难以满足各类具体产品设计的需要，所以以通用CAD软件为基础，根据本单位的实际，进行不同程度的开发成为产品现代设计的重要内容。

连杆作为各种机械传动设备中的重要装置，具有压强小，磨损轻，易于加工和保证加工精度，以及能有本身几何形状保证运动副封闭等优点，有着非常广泛的应用前景。

但其较难准确的实现任意预期运动规律，设计计算亦较繁复。

为了提高设计效率，增加竞争优势，实现曲柄滑块机构的运动的精确建模显得尤为重要。

文运用三维实体造型软件UG，实现了曲柄连杆机构参数化精确建模。

文中系统地研究了运用UG软件方程输入的方式建立曲柄滑块机构的三维参数化模型的过程。

由于参数化曲柄连杆模型可按照驱动参数的变化发生相应改变，所以利用此模型进行曲柄连杆的重复性工作，从而极大地提高了分析效率，降低了成本关键词：曲柄连杆 UG 参数化Imitate according to sport of the UG crank slippery piece oforganization reallyAbstractBecause the calculator technique flies soon a development, CAD already extensively applied in the spare parts design and the manufacturing, but general of the CAD softwares all have wide but the in general use of the Bo, and is hard to satisfy each kind of demand that the concrete product designs, so take in general use CAD software as foundation, according to this unit of actual, carry on the important contents that the development of different degree becomes a product modern design.Connecting the pole is various machine to spread the important device in the equipments, have to press strong small, wear away lightly, be easy to process and promise to process accuracy, and can have oneself several the shape promise sport pair closes to wait an advantage and have very extensive of applied prospect.But it more difficult accurate realization arbitrarily expectation sport regulation, design to compute as well more complicated.For raising a design efficiency, increase competitive advantage, carry out the accurate model of sport that the crank slips piece organization to seem to be is importanceThe text makes use of 3D entity shape software UG and carried out crank to connect pole organization parameter to turn an accurate model.Systematically studied the 3D parameter that the way establishment crank of the usage UG software equation importation slips piece organization to turn the process of model in the text.Because the parameter turns crank to connect pole model can according to driving the variety occurrence of parameter to correspond a change, so make use of this model to carry on the repeated that the crank connects a pole to work, thus and biggest raised an analytical efficiency, lowered cost.Keyword: The crank connects the pole UG parameter to turn第一章绪论……………………………………………………………….1.1 研究背景………………………………………………………….1.2 研究目的及意义………………………………………………….1.3 连杆机构的应用及基本问题…………………………………….1.4 论文主要研究内容……………………………………………….1.5 软件介绍………………………………………………………….第二章机构的结构分析………………………………………………….2.1 概述……………………………………………………………….2.2 机构的组成……………………………………………………….2.2.1 构件……………………………………………………….2.2.2 运动副…………………………………………………….2.2.3 机构……………………………………………………….2.3 运动副的分类…………………………………………………….2.4 机构的自由度…………………………………………………….2.5 机构运动分析的目的和方法……………………………………. 第三张曲柄滑块参数化设计及其运动学仿真………………………….3.1 工作原理………………………………………………………….3.2 零件造型………………………………………………………….3.2.1 机架……………………………………………………….3.2.2 曲柄……………………………………………………….3.2.3 连杆……………………………………………………….3.2.4 滑块……………………………………………………….3.3 装配……………………………………………………………….3.4 仿真……………………………………………………………….3.4.1 添加运动副……………………………………………….3.4.2 添加工作阻力…………………………………………….3.4.3 添加运动………………………………………………….3.4.4 运动规律仿真……………………………………………. 第四章总结与展望……………………………………………………….1.1研究背景20世纪70年代以来，一个以计算机辅助设计技术为代表的新的技术改革浪潮席卷了全世界，它不仅促进了计算机本身性能的提高和更新换代，而且几乎影响到全部技术领域，冲击着传统的工作模式。

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。

目录第一部分设计任务与调研 (1)第二部分设计说明 (2)第三部分设计成果 (3)第四部分结束语 (18)第五部分致谢 (19)第六部分参考文献 (20)第一部分设计任务与调研1.设计任务：本设计方案通过汽车曲柄连杆机构的了解，综合调查分析汽车曲柄连杆机构结构检修的常见问题及维修方法。

对汽车曲柄连杆机构结构故障进行分析这三大部分。

2.设计的思路与方法设计思路：根据指导老师提供的课题在网上和图书馆查阅相关文献，了解汽车曲柄连杆机构结构的组成及原理，对汽车曲柄连杆机构结构故障进行分析。

方法：调查法，观察法，排除法，分析法，经验总结法，文献资料法等。

3.参考文献及图片本设计方案采用了汽车检测与维修，汽车曲柄连杆机构结构的故障为教材，汽车曲柄连杆机构结构的常见故障维修方法及图片。

4.调研总结：通过了解汽车发动机曲柄连杆机构组成，进而分析出了汽车曲柄连杆机构的一些常见故障与维修方法，掌握这些常见故障检修方法能使发动机的性能发挥的更充分，也对进一步研究发动机平衡与发动机增压的改造等均有较为实用的价值。

进而达到毕业设计的目的。

随着社会的发展，汽车已经走进千家万户，人们对汽车的检测维修需求自然而然也在不断提升，汽车的检测维修要走向更专业，更快捷、更实惠，市场就必需更加的细化，由此应运而生的汽车4s店、汽车修理厂以及小型汽车维修店店走进了人们视线。

因此汽车曲柄连杆机构结构的检修显得尤为重要。

在发动机维修中，曲柄连杆机构结构的检修是重中之重，它的维修好坏对发动机的正常工作和使用寿命有很大影响。

为了真实全面地了解曲柄连杆机构在实际运行工况的力学特性。

文章对发动机曲柄连杆机构中机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组中的主要机件常见问题进行了检修，采用对比试验的方法查找故障部件，用目视法对待维修机件检查，采取机械加工时期恢复其性能，针对一次性使用的零件，拆卸后不能重复使用；高速往复运动和高速回转运动的主要零件进行平衡和质量分组，防止造成运动时的剧烈振动。

曲柄连杆机构毕业设计开题报告中北大学毕业设计开题报告学生姓名：学号：学院、系：专业：设计题目： 6 V150柴油机曲柄连杆机构运动学动力学分析及斜切口连杆组结构设计指导教师:教授年月日毕业设计开题报告1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：文献综述1.1 发动机的发展简史汽车整体技术日新月异，而作为汽车的心脏——发动机技术的进步和创新步显得更受关注。

回顾一下发动机的发展历程或许更能使你理解这一百多年来汽车技术所发生的巨大变革。

发动机的不同形式，各有各自的优缺点。

18世纪中期，瓦特发明的蒸汽机引发了欧洲工业革命。

1770年，法国人居纽成功地把蒸汽机运用到了车子上，制作了世界第一辆三轮蒸汽机车。

虽然速度很慢，但开创了汽车的新时代。

这种蒸汽发动机的缺陷是：热量浪费太大，效率不高，只有简单的往复式的线性运动。

1858年定居法国巴黎的里诺发明了煤气发动机（单缸、二冲程、无压缩和电点火的煤气机，输出功率为0.74—1.47KW，转速为100r/min，热效率为4%）。

里诺的煤气发动机以煤气和空气的混合燃烧取代了往复式蒸汽机的蒸汽，用电池和感应线圈产生电火花。

这种发动机有气缸、活塞、连杆、飞轮等，已经初步具备了现代发动机的基本雏形，是内燃机的初级产品，为现代汽车发动机的出现打下了结构设计方面的基础。

法国工程师德罗沙认识到，要想尽可能提高内燃机的热效率，就必须使单位气缸容积的冷却面积尽量减小，膨胀时活塞的速率尽量快，膨胀的范围（冲程）尽量长。

在此基础上，他在1862年提出了著名的等容燃烧四冲程循环：进气、压缩、燃烧和膨胀、排气。

1876年，德国人奥托制成了第一台四冲程往复活塞式内燃机（单缸、卧式、以煤气为燃料、功率大约为2.21KW、180r/min）。

在这部发动机上，奥托增加了飞轮，使运转平稳，把进气道加长，又改进了气缸盖，使混合气充分形成。

奥托把三个关键的技术思想：内燃、压缩燃气、四冲程融为一体，使这种内燃机具有效率高、体积小、质量轻和功率大等一系列优点。

论文题目：发动机曲柄连杆的拆装与检修专业班级：汽车监测与维修1301班学生姓名：张艳磊指导教师：胡晓芳完成日期：2015.10.20目录1曲柄连杆机构1. ）曲柄连杆机构的作用2. ）曲柄连杆机构组成2活塞连杆组1. ）活塞2. ）活塞环3. ）活塞销4. ）连杆3 曲轴飞轮组1. ）曲轴2. ）飞轮4 曲柄连杆机构拆装1. ）拆装2. ）内容3. ）所用设备及工具5 发动机曲柄连杆机构的拆装注意事6 致谢曲柄连杆机构1曲柄连杆机构的作用：曲柄连杆机构是发动机将热能转换为机械能的主要装置。

在燃烧（做功）冲程，将燃料在气缸中燃烧时作用在活塞顶上的压力，通过连杆转变为曲轴的扭矩，曲轴旋转而对外输出动力。

2曲柄连杆机构组成：曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组三部分组成。

（1）机体组：气缸体、气缸垫、气缸盖、曲轴箱、汽缸套及油底壳。

（2）（2）活塞连杆组：活塞、活塞环、活塞销、连杆（3）曲轴飞轮组：曲轴、飞轮、扭转减振器、平衡轴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。

气缸体气缸体是发动机各个机构和系统的装配基体，是发动机中最重要的一个部件。

气缸体有水冷式缸体和风冷式气缸体。

水冷式气缸体一般与上曲轴箱铸成一体。

气缸体上部拍了出所有气缸，气缸周围的空腔相互连通构成水套。

下半部分是用来支承曲轴的曲轴箱。

气缸体有直列、V形和水平对置三种形式，在汽车上常用直列和V形两种气缸体下部的结构有一般式、龙门式、和隧道式三种形式风冷式气缸体和曲轴箱采用分体式结构，气缸体和曲轴箱分开铸造，然后再装配到一起。

气缸体和气缸盖外表面铸有许多散热片来保证充分散热，缸体的材料一般用灰铸铁，为提高气缸的耐磨性，有时在铸铁中加入少量合金元素如镍、钼、铬、磷等。

但是，实际上除了与活塞配合的气缸壁表面外，其他部分对耐磨性要求并不高。

摘要本文以捷达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。

首先，以运动学和动力学的理论知识为依据，对曲柄连杆机构的运动规律以及在运动中的受力等问题进行详尽的分析，并得到了精确的分析结果。

其次分别对活塞组、连杆组以及曲轴进行详细的结构设计，并进行了结构强度和刚度的校核。

再次，应用三维CAD软件：Pro/Engineer建立了曲柄连杆机构各零部件的几何模型，在此工作的基础上，利用Pro/E软件的装配功能，将曲柄连杆机构的各组成零件装配成活塞组件、连杆组件和曲轴组件，然后利用Pro/E软件的机构分析模块(Pro/Mechanism)，建立曲柄连杆机构的多刚体动力学模型，进行运动学分析和动力学分析模拟，研究了在不考虑外力作用并使曲轴保持匀速转动的情况下，活塞和连杆的运动规律以及曲柄连杆机构的运动包络。

仿真结果的分析表明，仿真结果与发动机的实际工作状况基本一致，文章介绍的仿真方法为曲柄连杆机构的选型、优化设计提供了一种新思路。

关键词：发动机；曲柄连杆机构；受力分析；仿真建模；运动分析；Pro/EIABSTRACTThis article refers to by the Jeeta EA113 gasoline engine’s related parameter achievement, it has carried on the structural design compution for main parts of the crank link mechanism in the gasoline engine with four cylinders, and has carried on theoretical analysis and simulation analysis in computer in kinematics and dynamics for the crank link mechanism.First, motion laws and stress in movement about the crank link mechanism are analyzed in detail and the precise analysis results are obtained. Next separately to the piston group, the linkage as well as the crank carries on the detailed structural design, and has carried on the structural strength and the rigidity examination. Once more, applys three-dimensional CAD software Pro/Engineer establishing the geometry models of all kinds of parts in the crank link mechanism, then useing the Pro/E software assembling function assembles the components of crank link into the piston module, the connecting rod module and the crank module, then using Pro/E software mechanism analysis module (Pro/Mechanism), establishes the multi-rigid dynamics model of the crank link, and carries on the kinematics analysis and the dynamics analysis simulation, and it studies the piston and the connecting rod movement rule as well as crank link motion gear movement envelopment. The analysis of simulation results shows that those simulation results are meet to true working state of engine. It also shows that the simulation method introduced here can offer a new efficient and convenient way for the mechanism choosing and optimized design of crank-connecting rod mechanism in engine.Key words: Engine；Crankshaft-Connecting Rod Mechanism；Analysis of Force；Modeling of Simulation；Movement Analysis；Pro/EII目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 选题的目的和意义 (1)1.2 国内外的研究现状 (1)1.3 设计研究的主要内容 (3)第2章曲柄连杆机构受力分析 (4)2.1 曲柄连杆机构的类型及方案选择 (4)2.2 曲柄连杆机构运动学 (4)2.1.1 活塞位移 (5)2.1.2 活塞的速度 (6)2.1.3 活塞的加速度 (6)2.2 曲柄连杆机构中的作用力 (7)2.2.1 气缸内工质的作用力 (7)2.2.2 机构的惯性力 (7)2.3 本章小结 (14)第3章活塞组的设计 (15)3.1 活塞的设计 (15)3.1.1 活塞的工作条件和设计要求 (15)3.1.2 活塞的材料 (16)3.1.3 活塞头部的设计 (16)3.1.4 活塞裙部的设计 (21)3.2 活塞销的设计 (23)3.2.1 活塞销的结构、材料 (23)3.2.2 活塞销强度和刚度计算 (23)3.3 活塞销座 (24)3.3.1 活塞销座结构设计 (24)3.3.2 验算比压力 (24)3.4 活塞环设计及计算 (25)3.4.1 活塞环形状及主要尺寸设计 (25)3.4.2 活塞环强度校核 (25)3.5 本章小结 (26)第4章连杆组的设计 (27)4.1 连杆的设计 (27)4.1.1 连杆的工作情况、设计要求和材料选用 (27)4.1.2 连杆长度的确定 (27)4.1.3 连杆小头的结构设计与强度、刚度计算 (27)4.1.4 连杆杆身的结构设计与强度计算 (30)4.1.5 连杆大头的结构设计与强度、刚度计算 (33)4.2 连杆螺栓的设计 (35)4.2.1 连杆螺栓的工作负荷与预紧力 (35)4.2.2 连杆螺栓的屈服强度校核和疲劳计算 (35)4.3 本章小结 (36)第5章曲轴的设计 (37)5.1 曲轴的结构型式和材料的选择 (37)5.1.1 曲轴的工作条件和设计要求 (37)5.1.2 曲轴的结构型式 (37)5.1.3 曲轴的材料 (37)5.2 曲轴的主要尺寸的确定和结构细节设计 (38)5.2.1 曲柄销的直径和长度 (38)5.2.2 主轴颈的直径和长度 (38)5.2.3 曲柄 (39)5.2.4 平衡重 (39)5.2.5 油孔的位置和尺寸 (40)5.2.6 曲轴两端的结构 (40)5.2.7 曲轴的止推 (40)5.3 曲轴的疲劳强度校核 (41)5.3.1 作用于单元曲拐上的力和力矩 (41)5.3.2 名义应力的计算 (45)5.4 本章小结 (47)第6章曲柄连杆机构的创建 (48)6.1 对Pro/E软件基本功能的介绍 (48)6.2 活塞的创建 (48)6.2.1 活塞的特点分析 (48)6.2.2 活塞的建模思路 (48)6.2.3 活塞的建模步骤 (49)6.3 连杆的创建 (50)6.3.1 连杆的特点分析 (50)6.3.2 连杆的建模思路 (50)6.3.3 连杆体的建模步骤 (51)6.3.4 连杆盖的建模 (52)6.4 曲轴的创建 (52)6.4.1 曲轴的特点分析 (52)6.4.2 曲轴的建模思路 (52)6.4.3 曲轴的建模步骤 (53)6.5 曲柄连杆机构其它零件的创建 (55)6.5.1 活塞销的创建 (55)6.5.2 活塞销卡环的创建 (55)6.5.3 连杆小头衬套的创建 (55)6.5.4 大头轴瓦的创建 (55)6.5.5 连杆螺栓的创建 (56)6.6 本章小结 (56)第7章曲柄连杆机构运动分析 (57)7.1 活塞及连杆的装配 (57)7.1.1 组件装配的分析与思路 (57)7.1.2 活塞组件装配步骤 (57)7.1.3 连杆组件的装配步骤 (58)7.2 定义曲轴连杆的连接 (59)7.3 定义伺服电动机 (60)7.4 建立运动分析 (60)7.5 进行干涉检验与视频制作 (61)7.6 获取分析结果 (62)7.7 对结果的分析 (64)7.8 本章小结 (64)结论 (65)参考文献 (66)致谢 (67)附录 (68)第1章绪论1.1 选题的目的和意义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。

全套图纸加扣 3012250582曲轴连杆活塞组件虚拟样机的建立学院名称：机械工程学院专业班级：机械设计制造及其自动化0501 班学生姓名：号：学指导教师：2009 年6 月摘要柴油机的气缸、活塞、连杆、曲轴以及主轴承组成一个曲柄连杆机构。

柴油机通过曲柄连杆机构，将活塞的往复运动转换为曲轴的回转运动，使气缸内燃油燃烧所产生的热能转变为曲轴输出的机械功。

可见，曲柄连杆机构是柴油机重要的传力机构。

对其运动和受力情况进行分析和研究，是十分必要的。

这种分析研究既是解决柴油机的平衡、振动和总体设计等课题的基础，也是对其主要零部件在强度、刚度、磨损等方面进行计算和校验时的依据。

本文在曲柄连杆机构理论分析的基础上，利用多体动力学理论，三维造型软件Pro/E 及动力学分析软件ADAMS对内燃机曲柄连杆机构的动力学问题进行了虚拟样机仿真分析。

并以CT484Q柴油机为研究对象，在Pro/E中建立CT484柴油机曲柄连杆机构的虚拟样机模型，导入ADAMS中进行动力学分析，绘制出虚拟样机模型中各连接位置处受力仿真结果曲线。

通过本文的研究，展示了一种简捷、高效的机械设计分析手段，对今后同类型的研究乃至更大规模的仿真分析积累了一些经验。

本文的研究也可以为今后内燃机机构的造型、优化设计提供参考依据。

关键词：内燃机，曲柄连杆机构，ADAMS，虚拟样机，仿真AbstractThe Cylinder, piston, connecting rod, crankshaft and main bearings of diesel engine Compose of a crank-connecting rod mechanism. Through the crank-connecting rod mechanism, Diesel engine convert the piston reciprocating motion to the rotary movement of the crankshaft, and make the cylinder generated by fuel combustion energy into mechanical work output of the crankshaft. This shows that diesel engine crank linkage is an important body for transmission force. It is necessary to analysis and research its movement and force. This analysis is the foundation to solve the balance of diesel engine, vibration and overall design, It is the basis for validate and calculate the strength, stiffness, wear, etc.In this paper, based on the theoretical analysis of crank-connecting rod mechanism, use of multi-body dynamics theory, and use the three-dimensional modeling software, Pro/ E and the dynamic analysis software ADAMS to carry out crank and connecting rod for internal combustion engine body dynamics simulation of a virtual prototype simulation. And study CT484Q Diesel Engine, established linkage of the virtual prototype of diesel engine model In Pro/ E, then do dynamic analysis in ADAMS and draw the connection position of the power curve for the simulation result.Through this paper, the study demonstrated a simple and efficient means of mechanical design and analysis for future research as well as the same type of simulation analysis and accumulate some experience. The study of this paper can provide reference for the modeling and optimal design.Key words: Internal Combustion Engine, Crank-connecting rod mechanism, ADAMS, Virtual Prototyping目录第一章绪论··················································1.1 研究的意义···············································1.2 内燃机曲柄连杆机构的工作特点以及难点·····························1.3 国内外研究及手段···········································1.3.1计算机辅助设计（CAD）·····································1.3.2 多体动力学分析（MBS）···································1.3.3 有限元分析···········································1.3.4优化设计理论··········································1.4 主要研究内容和方法··········································第二章曲柄连杆机构的动力学理论分析·······························2.1 内燃机工作过程分析··········································2.1.1压缩始点气体状态·········································2.1.2压缩终点气体状态········································2.1.3燃烧过程及燃烧终点气体状态·································2.1.4膨胀终点气体状态········································2.2 曲柄连杆机构的运动分析·······································2.3曲柄连杆机构的动力学分析······································2.3.1曲柄连杆机构的质量换算····································2.3.2曲柄连杆机构的惯性力和惯性力矩······························2.3.3曲柄连杆机构的动力学分析··································2.4 内燃机工作过程计算··········································第三章曲轴连杆活塞组件的虚拟样机································3.1Pro/E 系统的建模原理及其特点····································3.1.1参数化设计············································3.1.2 特征建模的基本思想······································3.1.3全相关的单一数据库······································3.2 曲柄、连杆、活塞组件几何模型的建立以及装配··························3.2.1活塞组件的建模·········································3.2.2 连杆组建的建模········································3.2.3曲轴组件的建模·········································3.2.4曲轴连杆活塞组件的总装配···································第四章曲柄连杆机构的运动学和动力学分析·····························4.1ADAMS简介及其基本原理·······································4.1.1 运动学和动力学基本概念···································4.1.2 ADAMS中多刚体动力写方程的建立······························4.2ADAMS 中的运动学和动力学分析···································4.2.1 曲柄连杆机构刚体模型的转化和输入·····························4.2.2 曲轴轴系多刚体动力学仿真分析·······························第五章结论与展望·············································5.1 总结····················································5.2 展望····················································致谢························································参考文献·····················································附录·························································第一章绪论1.1研究的意义内燃机是目前世界上应用最广泛的热动力装置，自1860年法国人设计出第一台煤气发动机以来，内燃机无论是在结构上还是在性能上都较以前有了很大的进步。

学科门类：单位代码：毕业设计说明书（论文）汽车连杆零件的锻模设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

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作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日指导教师评阅书评阅教师评阅书教研室（或答辩小组）及教学系意见目录中文摘要 (1)英文摘要 (1)1 绪论 (3)1.1 问题的提出及研究意义 (3)1.2 国内外研究状况 (3)2 模锻工艺简述 (4)2.1模具对金属变形的影响 (4)2.2模锻的分类及各自的特点 (5)2.2.1开式模锻 (5)2.2.2 闭式模锻 (5)2.2.3 挤压 (6)2.2.4 顶镦 (6)3 工艺性分析及工艺方案的选择 (6)3.1汽车连杆工艺性分析 (6)3.2汽车连杆工艺方案选择 (7)4 汽车连杆的工艺参数及设计计算 (8)4.1 锻件图设计 (8)4.2 计算锻件主要参数 (10)4.3锻锤吨位的确定 (10)4.4确定飞边槽的形式和尺寸 (10)4.1.1分模位置 (10)4.1.2确定公差和余量 (10)4.5终锻模膛设计 (11)4.6钳口的设计 (12)4.7 预锻模膛设计 (12)4.8绘制计算毛坯图 (13)4.9确定坯料尺寸 (14)5 锻造模具的设计 (14)5.1模具设计的基本作用 (14)5.2降低模具生产成本的措施 (15)5.3模具的重要作用 (17)5.4模具的设计要求 (17)5.5模具的设计内容 (17)5.6模具材料的选取 (18)5.7锻造模块的确定 (18)5.8、燕尾及键槽的选 (18)6 汽车连杆成形工艺过程分析 (18)6.1 毛坯的制备 (18)6.2润滑剂的选用 (19)6.3模具的预热 (20)6.4锻造温度范围的确定 (20)7 结论与展望 (21)7.1主要结论 (21)7.2后续研究工作的展望 (21)8心得与体会 (22)致谢 (23)参考文献 (23)谢谢朋友对我文章的赏识，充值后就可以下载说明书。

各专业全套优秀毕业设计图纸汽车设计课程设计说明书题目：曲柄连杆机构受力分析设计者：学号:指导教师：吴参2015 年 1 月02 日一、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（任选其中一个）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。

01234567-200-100100200300400500600700曲轴转角 CA缸内压力 M P a7500700065006000550050004500400035003000图1 缸内压力曲线2.2发动机参数本计算过程中，发动机结构及运动参数如表1所示。

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 MPa5.24MPa表1 发动机主要参数三、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=⋅⋅=⋅==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 -≈⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=-'+'=λλωαλαω3.1.3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 cm23.3 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=-⋅⋅+⋅3.4 曲轴连杆机构旋转离心力旋转运动质量 ''7.0m m m k r +=,k m —曲轴质量 553.046.07.0231.0=⨯+= kg旋转离心力 3.936004.733105.31553.0232≈⨯⨯⨯=⋅⋅=-ωr m P r r N 两个分量： αcos ⋅=r rx P P ；αsin ⋅=r ry P P3.5 连杆受力合成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。

车用柴油机总体设计及曲柄连杆机构设计毕业论文目录1 绪论 (1)2 柴油机总体设计方案 (3)2.1 高速柴油机设计的要求 (3)2.2 柴油机设计的容 (3)2.2.1 高速柴油机用途的确定 (3)2.2.2 柴油机类型的确定 (3)2.2.3 柴油机主要设计参数的确定 (4)3 主要零部件设计及计算 (9)3.1 连杆组的设计 (9)3.1.1 连杆的工作情况 (9)3.1.2 连杆组的设计要求 (9)3.1.3 在设计中应注意的地方 (9)3.1.4 连杆的材料 (10)3.1.5 连杆长度的确定 (10)3.1.6 连杆小头的设计 (11)3.1.7 连杆杆身的设计 (12)3.1.8 连杆大头的设计 (13)3.2 活塞组的设计 (15)3.2.1 活塞设计 (15)3.2.2 活塞环 (23)3.2.3 活塞销 (24)4 连杆强度校核 (26)4.1 连杆小头计算 (26)4.2 连杆杆身的强度计算 (27)4.3 连杆大头盖的计算 (28)5 结论 (30)参考文献 (31)致谢 (32)1 绪论柴油机的发展，已有八十多年的历史。

通过这一长时期的不断改进和提高，已经发展到了比较完善的程度。

由于它的热效率高，适应性好，功率围广，已广泛应用于农业，工业交通运输业和国防建设事业。

因此，柴油机的工业发展，对国民经济和国防建设都有十分重要的意义。

目前，各国在农业机械方面，功率在10PS以上时，柴油机获得了广泛的应用。

在拖拉机方面，各国几乎均采用柴油机，重型载重汽车也基本上都用柴油机作为动力。

另外英国、法国、日本等国还生产应用于小客车上的高速柴油机。

由此可见柴油机的使用围广泛，发展潜力巨大。

近二十多年来，柴油机朝着提高单机功率，降低油耗、污染和噪声以及提高工作可靠性和延长使用寿命等方向发展。

就高速柴油机而言从西德苯茨设计出一台功率为1200PS，转速为1650rpm的16缸V型柴油机开始到现在柴油机的速度系数可达到2min2120m左右，短短的几年中高速柴油机有了惊人的发展。