曲柄连杆机构受力分析PPT课件02

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1、1第二章第二章 曲柄连杆机构受力分析曲柄连杆机构受力分析2第二章第二章 曲柄连杆机构受力分析曲柄连杆机构受力分析本章分析曲柄连杆机构的运动规律和作用在主要零件上的力，作为分析计算本章分析曲柄连杆机构的运动规律和作用在主要零件上的力，作为分析计算强度、刚度、振动和磨损问题的依据。强度、刚度、振动和磨损问题的依据。第一节第一节 曲柄连杆机构运动学曲柄连杆机构运动学一、中心曲柄连杆机构一、中心曲柄连杆机构1活塞位移活塞位移342活塞速度、最大活塞速度和平均活塞速度活塞速度、最大活塞速度和平均活塞速度5Vmax和和Vm是影响活塞和气缸磨损的重要指标。是影响活塞和气缸磨损的重要指标。3.活塞加速度、最大

2、加速度活塞加速度、最大加速度674连杆的运动连杆的运动8二、偏心曲柄连杆机构二、偏心曲柄连杆机构9实用上的偏心曲柄连杆机构有图实用上的偏心曲柄连杆机构有图23所示三种。图中所示三种。图中a，活塞销中心向主，活塞销中心向主推力边偏置是为了减轻活塞对气缸壁的敲击，多用于汽油机。图中推力边偏置是为了减轻活塞对气缸壁的敲击，多用于汽油机。图中b，活塞销中心，活塞销中心向次推力边偏置，多用于柴油机。柴油机用中心曲柄连杆机构可能发生这详的情况：向次推力边偏置，多用于柴油机。柴油机用中心曲柄连杆机构可能发生这详的情况：次推力边顶环隙不结碳，而主推力边严重结碳，导致活塞环粘着。若将活塞销向次次推力边顶环隙不结

3、碳，而主推力边严重结碳，导致活塞环粘着。若将活塞销向次推力边偏置一个小距离，运行中可使主推力边边活塞顶岸与缸壁问的间隙比燃烧开推力边偏置一个小距离，运行中可使主推力边边活塞顶岸与缸壁问的间隙比燃烧开始时的值变小，从而改善导热，减轻了主推力边的热负荷，使顶环隙整个圆周上不始时的值变小，从而改善导热，减轻了主推力边的热负荷，使顶环隙整个圆周上不结碳。图中结碳。图中c曲轴中心与气缸中心线偏置的曲柄连杆偏置机构，上、下止点的曲柄曲轴中心与气缸中心线偏置的曲柄连杆偏置机构，上、下止点的曲柄转角分别为：转角分别为：10111213第二节第二节 曲柄连杆机构上的作用力曲柄连杆机构上的作用力一、气体压力一、气

4、体压力14二、惯性力二、惯性力151往复惯性力往复惯性力2旋转惯性力旋转惯性力161718三、作用在曲柄连杆机构上的力三、作用在曲柄连杆机构上的力192021四、发动机的扭矩四、发动机的扭矩1单缸扭矩单缸扭矩发动机的翻倒力矩发动机的翻倒力矩M222多缸机扭矩、各主轴颈和曲柄销扭矩多缸机扭矩、各主轴颈和曲柄销扭矩知道了单缸扭短在一个循环的变化规律知道了单缸扭短在一个循环的变化规律,考虑各缸的着火间隔角将各缸扭考虑各缸的着火间隔角将各缸扭矩作移相叠加就得多缸扭矩。矩作移相叠加就得多缸扭矩。23多缸发动机曲轴的输出扭矩。多缸发动机曲轴的输出扭矩。多缸发动机各个缸的工作情况稍有不同，但可近似地用其中一

5、个气缸的多缸发动机各个缸的工作情况稍有不同，但可近似地用其中一个气缸的扭矩曲线来求多发动机的合成扭矩曲线。扭矩曲线来求多发动机的合成扭矩曲线。先在一个循环周期内绘制第一缸的扭矩曲线，再按发火相位差绘制第先在一个循环周期内绘制第一缸的扭矩曲线，再按发火相位差绘制第2、3、缸的扭矩曲线，并放在第一缸的扭矩曲线与之相应的曲轴转角的、缸的扭矩曲线，并放在第一缸的扭矩曲线与之相应的曲轴转角的位置，然后求出同一曲轴转角的各个气缸的扭矩曲线纵坐标的代数和，即得到多位置，然后求出同一曲轴转角的各个气缸的扭矩曲线纵坐标的代数和，即得到多缸发动机的合成扭矩。缸发动机的合成扭矩。根椐各种曲轴转角时的每个主轴颈上的累

6、计扭矩值，即可确定受力情况根椐各种曲轴转角时的每个主轴颈上的累计扭矩值，即可确定受力情况最为严重的曲柄及其所位于的曲轴转角。最为严重的曲柄及其所位于的曲轴转角。243发动机指示功率和平均指示压力发动机指示功率和平均指示压力25计算精度的判断：计算精度的判断：根据发动机曲轴的输出扭矩曲线得到的平均扭矩根据发动机曲轴的输出扭矩曲线得到的平均扭矩Mm应于公式应于公式Mm=95493Pi/n得到的平均扭矩值之误差不得大于得到的平均扭矩值之误差不得大于2%。Ni为工作过程计算为工作过程计算得到的指标功率。得到的指标功率。多缸发动机曲轴的输出扭矩最大值多缸发动机曲轴的输出扭矩最大值Mmax一般发生在位于曲

7、轴中间的各一般发生在位于曲轴中间的各个主轴颈（而不是靠近功率输出端的主轴颈上）个主轴颈（而不是靠近功率输出端的主轴颈上）26扭矩不均匀度扭矩不均匀度扭矩不均匀度用来评价发动机曲轴输出扭矩变化的均匀程度。通常按发扭矩不均匀度用来评价发动机曲轴输出扭矩变化的均匀程度。通常按发动机的最大功率工况计算。动机的最大功率工况计算。Mmax-Mmin =MmMmax、Mmin、Mm 为输出扭矩的最大、最小和平均值。为输出扭矩的最大、最小和平均值。27影响扭矩不均匀度的因素：影响扭矩不均匀度的因素：1、对于同一台发动机，、对于同一台发动机，值随工况而变化，标定工况下的值随工况而变化，标定工况下的值最小，往复惯

8、性力仅值最小，往复惯性力仅影响上式分子，而平均扭矩与示功图有关。影响上式分子，而平均扭矩与示功图有关。2、对于不同的发动机，、对于不同的发动机，值的大小取决于发动机的行程数，气缸数，转速，气体值的大小取决于发动机的行程数，气缸数，转速，气体压力，往复运动质量，曲柄排列载型式，气缸夹角和发火顺序。压力，往复运动质量，曲柄排列载型式，气缸夹角和发火顺序。一般转速，功率相同时，二行程发动机较四行程发动机一般转速，功率相同时，二行程发动机较四行程发动机值为小，相同类型的发动值为小，相同类型的发动机气缸数越多机气缸数越多值越小。值越小。28五、曲轴轴颈和轴承的负荷五、曲轴轴颈和轴承的负荷1，曲柄销负荷矢量固，曲柄销负荷矢量固29302连杆轴承负荷矢量固连杆轴承负荷矢量固31