02曲柄连杆机构-1.doc

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班级: 日期: 年月日编号002-1
教学目的与要求
了解曲柄连杆机构的功用
掌握曲柄连杆机构的组成
了解曲柄连杆机构的受力分析
本课重点与难点
曲柄连杆机构的组成
课堂进程
次序
内容
曲柄连杆机构的功用
曲柄连杆机构的组成
曲柄连杆机构的受力分析
第二章曲柄连杆机构
第一节概述
曲柄连杆机构的功用
·把燃气作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩,从而向工作机械输出机械能
·在做功冲程将燃料燃烧产生的热能转变为活塞往复运动的机械能,再转变为曲轴的旋转运动而对外输出动力
·在其他三个辅助冲程中,将曲轴的旋转运动转变为活塞的往复运动,为做功冲程做准备
由总体构造导入:
启发分析:
·启发学生结合四冲程发动机工作原理理解曲柄连杆机构的功用
曲柄连杆机构的组成
·曲柄连杆机构及机体由下列三部分组成(如图3-1)
重点介绍:
图3-1:曲柄连杆机构及机体组成

·主要包括气缸体、曲轴箱、气缸套、气缸垫等不动件
·机体是内燃机的骨架,除了作为气缸套以及曲柄连杆机构运动件的支撑外还可安装气缸盖、配气机构和驱动机构的机件以及各辅助系统的一些附件,并以其支座安装在车辆上,同时机体内部还设有冷却水道和润滑油道。因此结构复杂

·主要包括活塞、活塞环、活塞销、连杆等运动件

·主要包括曲轴、飞轮等
·要求学生理解掌握曲柄连杆机构的三大组成部分及其主要零部件
曲柄连杆机构的受力分析

(1)气体作用力情况
·在工作循环中,气体压力是不断变化的,其瞬时最高压力,对汽油机和柴油机分别可达3~5MPa 和5~10 MPa ,这意味着作用在曲柄连杆机构上的瞬时冲击力可达数万牛顿。
启发分析:
·要求学生正确理解气缸内的气体压力
(2)受力分析(如图3-2、图3-3)
·气体压力使气缸盖承受向上推力,活塞顶承受向下压力,活塞侧面和气缸壁间有侧压力,活塞销、连杆杆身、曲柄销处及曲轴主轴颈处均承受压力,曲轴还承受弯曲力矩和扭转力矩。
图3-2:作功行程时气缸内气体作用力分析
·Fp—燃气压力
·Fp1—连杆分力
·Fp2—侧压力
·FR—压紧力
·FS—曲轴旋转力
图3-3:压缩行程时气缸内气体作用力分析
·F'p—气体压力
·F'p1—连杆分力
·F'p2—侧压力
·F'R—压紧力
·F'S—旋转阻力

·由于运动的速度和方向都时刻在改变,包括往复惯性力和旋转惯性力(离心力)(如图3-4、3-5)
(1)往复惯性力
·是指活塞组件和连杆小头在气缸内做往复运动所产生的惯性力,其大小与机件的质量及加速度成正比,其方向与加速度方向相反。
·活塞从上止点向下运动时,速度由零开始作加速运动,至接近中部时,速度最大这一段惯性力向上;然后作减速运动,惯性力向下至下止点速度为零,总之,活塞在上半个冲程时惯性力都向上,下半个冲程