毕业设计（论文）任务书
设计（论文）题目：内燃机三维建模及活塞连杆机构优化设计
1．毕业设计（论文）的主要内容及基本要求
主要内容：将Pro/E基于特征的参数化建模功能和曲面造型功能相结合，建立内燃机各组成零部件三维数字化虚拟模型，并对内燃机活塞连杆机构作优化设计。完成内燃机的数字化虚拟装配及仿真运动分析。
基本要求：利用Pro/E工程图模块自动生成满足国标要求的内燃机各零部件和装配体的工程视图。实现内燃机的数字化虚拟装配，检查运动和装拆时是否会发生干涉碰撞。进行内燃机，特别是活塞连杆机构的数字化虚拟运动分析，确定产品是否满足规定的运动和功能要求。
就设计内容写1～2篇学术论文。撰写设计说明书。将所有设计结果（包括组成内燃机的各零部件及装配体三维数字化虚拟模型Pro/E源文件）刻录成光盘。
2．指定查阅的主要参考文献及说明
①数字化设计与制造,苏春主编,机械工业出版社,2006.
②虚拟设计，陈定芳，罗亚波等著，机械工业出版社，2002.
③Pro/ENGINGEER Wildfire 3.0中文版机械设计专家指导教程，金鑫等编著，机械工业出版社，2007.
④计算机辅助设计与制造，姚英学，蔡颖主编，高等教育出版社，2002.
⑤Pro/ENGINGEER中文版机械设计实战训练，谭雪松，朱金波等编，人民邮电出版社，2004.
⑥与本产品设计相关的市场信息资料，新技术研究成果，Pro/ENGINGEER三维造型及计算机辅助设计学习网站。
摘要
内燃机是我国机械发展跨行业、跨部门最多的行业，可广泛应用于包括汽车、工程机械、农业机械、船舶、内燃机车、内燃机发动设备、地质石油钻机、军用各种机械等产品，是上述各种产品的心脏，因此，内燃机行业的发展对我国工业、交通运输、农业、国防建设以及人民生活都有十分重大影响。但由于内燃机分类较多，结构复杂，加上技术与条件的限制，所以本设计主要以结构简单，制造成本低廉的摩托车二冲程单缸发动机为模型，对其主要零部件建立基于Pro/E的三维数字化虚拟模型，并对各零部件进行了数字化虚拟装配与运动分析。
关键词：内燃机；Pro/E；三维建模；运动分析
Abstract
The development of internal combustion engine is the largest cross-industry and inter-department one in China. It can be widely used for automobile, engineering machinery, agricultural machinery, ships, locomotives, internal combustion engining equipment, geological oil rig, military machinery and other products, and it is the heart of these products. Therefore, the development of internal combustion engine industry has a very significant impact on the development of industry, agriculture, transport, national defence and people's lives as well. However, Internal combustion engines, which are complicated in structure and are restricted by technology and conditions, have many styles. Therefore, this design mainly uses motorcycle two-stroke single cylinder engine for model, which is simple in structure and low in manufacturing cost. At the same time, this design uses Proe as the soft of establishing the three-dimensional digital virtual model to simulate and analyse the digital and virtual assembly for its main components.
Keywords: internal combustion engine, Pro/E, three-dimensional digital virtual model, analyse
目录
摘要 ................................................................................... I ABSTRACT ......................................................................... I I 第一章绪论.. (1)
1.1课题的由来 (1)
1.2研究内燃机的目的和意义 (1)
1.3内燃机简介 (1)
1.4内燃机的分类 (1)
1.4.1按照所用燃料分类 (2)
1.4.2按照行程分类 (2)
1.4.3按照冷却方式分类 (2)
1.4.4按照气缸数目分类 (2)
1.4.5按气缸排列方式分类 (2)
1.4.6按照进气系统是否采用增压方式分类 (2)
1.5单缸内燃机介绍 (3)
1.5.1单缸内燃机简介 (3)
1.5.2单缸发动机特点 (3)
1.6PRO/E NGINEER的介绍 (3)
1.6.1 PRO/Engineer的简介 (4)
1.6.2 PRO/Engineer研究意义 (5)
1.6.3 PRO/Engineer特点 (6)
第二章内燃机结构及工作原理 (1)
2.1单缸内燃机构造及工作原理 (1)
2.1.1单缸内燃机的构造 (1)
2.1.2二冲程发动机工作原理 (3)
第三章内燃机部分参数的确定 (1)
3.1内燃机冲程数的选择 (1)
3.2汽缸数和布置方式的选择 (1)
第四章内燃机各零部件的设计建模 (1)
4.1活塞的设计建模 (1)
4.1.1 活塞的设计 (1)
4.1.2 活塞的三维建模 (1)
4.1.3 活塞环的三维建模 (2)
4.1.4 活塞销的三维建模 (2)
4.2连杆的设计建模 (3)
4.2.1连杆的设计要求 (3)
4.2.2 连杆的三维建模 (4)
4.3曲轴的设计建模 (4)
4.3.1曲轴的设计要求 (4)
4.3.2 曲轴的三维建模 (5)
4.4飞轮的设计建模 (5)
4.4.1飞轮的设计要求 (5)
4.4.2飞轮的三维建模 (6)
4.5曲轴轴承的设计建模 (6)
4.5.1曲轴轴承的设计要求 (6)
4.5.2曲轴轴承的三维建模 (6)
4.6曲轴箱的设计建模 (7)
4.6.1曲轴箱前盖的三维建模 (7)
4.6.2 曲轴箱后盖的三维建模 (8)
4.7发动机气缸的设计建模 (9)
4.7.1发动机气缸的三维建模 (9)
4.8螺栓的设计建模 (10)
4.8.1气缸与曲轴箱连接螺栓的三维建模 (10)
4.8.2曲轴箱螺栓的三维建模 (10)
第五章利用PRO/E进行装配设计 (1)
5.1装配注意的事项 (1)
5.2活塞的装配 (2)
5.3曲轴飞轮的装配 (3)
5.4总体的装配 (4)
第六章利用PRO/E进行运动仿真分析 (1)
6.1机械仿真的作用和理念 (1)
6.2内燃机的仿真过程 (2)
6.2.1 建立连接关系 (2)
6.2.2 设置伺服电机 (4)
6.3机构的运动分析 (6)
6.4机构分析结果的播放及录制 (7)
6.5测量活塞运动的数据 (9)
6.5.1 活塞速度的测量 (10)
6.5.2 活塞加速度的测量 (11)
第七章结论 (14)
参考文献 (1)
致谢 (2)
第一章绪论
1.1课题的由来
内燃机是我国机械发展跨行业、跨部门最多的行业，可以广泛应用于包括汽车、工程机械、农业机械、船舶、内燃机车、内燃机发动设备、地质石油钻机、军用各种机械等产品上，是上述各种产品的心脏，因此，内燃机行业的发展对我国工业、交通运输、农业、国防建设以及人民生活都有重大影响。
1.2研究内燃机的目的和意义
在竞争激烈的21世纪，内燃机面临着更多方面的挑战，在节约能源、燃料多样化、提高功率、延长寿命、提高可靠性、降低排放和噪声、减轻质量、缩小体积、降低成本、简化维护保养等方向上对内燃机工艺要求越来越高。天然气、醇类、植物油及氢等新型燃料将为内燃机增添新活力,而内燃机电子控制技术在提高品质同时也延长了内燃机行业的“生命”。新材料与工艺技术革命,为21
世纪内燃机发展产生了新推动力。21世纪的内燃机,将会在经济发展和社会进步上发挥更重要的作用。
因此，研究该课题对内燃机行业的发展具有重要意义。
1.3内燃机简介
内燃机，是一种动力机械，它是通过燃料在机器内燃烧，并将其释放出来的热能直接转化为动力的热力发动机。
广义上的内燃机不仅仅包括往复活塞式内燃机、旋转活塞式发动机与自由活塞式发动机，还包括旋转叶轮式燃气轮机、喷气式发动机等，但通常所说的内燃机是活塞式内燃机。
活塞式内燃机以往复活塞式最普遍。活塞式内燃机将燃料和空气混合，在气缸内燃烧，释放出的热能使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将机械能输出，驱动机械工作。
1.4内燃机的分类
内燃机的分类方法很多，按照不同的分类方法可以把内燃机分成不同的类型，下面让我们来看看内燃机是怎样分类的。
1.4.1按照所用燃料分类
内燃机按照所使用燃料的不同可分为汽油机和柴油机。使用汽油为燃料的内燃机称为汽油机；使用柴油机为燃料的内燃机称为柴油机。汽油机与柴油机比较各有特点；汽油机转速高，质量小，噪音小，起动容易，制造成本低；柴油机压缩比大，热效率高，经济性能和排放性能都比汽油机好。
1.4.2 按照行程分类
内燃机按照完成一个工作循环所需的行程数可分为四行程内燃机和二行程内燃机。把曲轴转两圈(720°)，活塞在气缸内上下往复运动四个行程，完成一个工作循环的内燃机称为四行程内燃机；而把曲轴转一圈(360°)，活塞在气缸内上下往复运动两个行程，完成一个工作循环的内燃机称为二行程内燃机。汽车发动机广泛使用四行程内燃机。
1.4.3按照冷却方式分类
内燃机按照冷却方式不同可以分为水冷发动机和风冷发动机。水冷发动机是利用在气缸体和气缸盖冷却水套中进行循环的冷却液作为冷却介质进行冷却的；而风冷发动机是利用流动于气缸体与气缸盖外表面散热片之间的空气作为冷却介质进行冷却的。水冷发动机冷却均匀，工作可靠，冷却效果好，被广泛地应用于现代车用发动机。
1.4.4按照气缸数目分类
内燃机按照气缸数目不同可以分为单缸发动机和多缸发动机。仅有一个气缸的发动机称为单缸发动机；有两个以上气缸的发动机称为多缸发动机。如双缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸发动机。现代车用发动机多采用四缸、六缸、八缸发动机。
1.4.5按气缸排列方式分类
内燃机按照气缸排列方式不同可以分为单列式和双列式。单列式发动机的各个气缸排成一列，一般是垂直布置的，但为了降低高度，有时也把气缸布置成倾斜的甚至水平的；双列式发动机把气缸排成两列，两列之间的夹角<180°(一般为90°)称为V型发动机，若两列之间的夹角=180°称为对置式发动机。
1.4.6按照进气系统是否采用增压方式分类
内燃机按照进气系统是否采用增压方式可以分为自然吸气(非增压)式发动机和强制进气(增压式)发动机。汽油机常采用自然吸气式；柴油机为了提高功率有采用增压式的。
1.5单缸内燃机介绍
1.5.1单缸内燃机简介
单缸内燃机是所有内燃机中最简单的一种，只有一个气缸，是发动机的基本形式。
单缸发动机工作时，曲轴每转过一圈（二冲程）或者两圈（四冲程），气缸内部的混合气体点火燃烧一次，从声音和振动上能明显感觉到发动机的工作时断续的。
如果从工作的连贯性来看，单缸发动机工作不平衡，转速波动比较大，容易熄火。但是它的结构简单，制造成本低，维护容易，是中低档小型摩托车用发动机的首选。
1.5.2单缸发动机特点
和同排量的多缸发动机相比，单缸发动机工作时只有一套机件在运转，因此致使运动件的惯性力得不到抵消，所以振动较大。转速越高，振动越明显。还有，单缸发动机运动件的尺寸较大，不利于发动机提高转速，并且随着发动机的排量增加而更加明显。因此单缸发动机排量越大，升功率越小。
由于单缸发动机结构较简单，与同排量的多缸发动机相比，具有重量轻，结构尺寸小的特点，使用单缸发动机有利于减轻整车的重量，所以提高了整车的操控的灵活性。
采用发动机横向布置时，曲轴旋转的陀螺效应会阻碍摩托车侧倾转弯，曲轴越重这种阻力也就越大。由于单缸发动机曲轴短，陀螺效应相对要低些，所以左右侧倾轻便。驾驶员会感觉方向把较轻便。
由于单缸发动机有以上特点，所以，250CC以上的越野摩托车多采用单缸发动机，此外超级运动摩托车大都也装用单缸发动机。在普通的摩托车中，一般125CC以下小型摩托车大都采用单缸发动机。
1.6 PRO/Engineer的介绍
1.6.1 PRO/Engineer的简介
PRO/Engineer是一套由设计至生产的机械自动化软件，是新一代的产品造型系统，是一个参数化、基于特征的实体造型系统，并且具有单一数据库功能。
1).真实3D模型
在PRO/E中，设计出的模型是真实的3D模型，弥补了传统面结构、线结构的不足。这些3D实体模型除了可将用户的设计思想以最真实的模型在计算机上表现出来之外，借助系统参数，用户还可随时计算出产品的体积、面积、重心重量、惯性大小等等，以了解产品的真实性，并可进一步的组建装配等的运算。我们在产品设计过程中，可随时掌握以上重点，设计物理参数，并减少许多人为的计算。
2).以特征作为设计的单位
PRO/E的特征方式是基于人性化的设计，初次使用PRO/E的人会对特征感到亲切，PRO/E中正是以最自然的思维方式从事设计工作，如孔、开槽、做成圆角等均被视为零件设计的基本特征，除了充分掌握设计思想之外，还在设计过程中加入实际的制造思想，也正是因为以此特征作为设计的单元，因此可以随时对特征做合理的变化。不违反几何原理的顺序调整、插入、删除、重新定义等修正动作。
3).单一数据库
在PRO/E中可由3D实体模型产生2D工程图，而且自动标示工程图尺寸。不论在3D还是2D图形上做尺寸修改，其相关的2D图形或3D实体模型均自动修改，同时组合、制造等相关设计也自动修改，这样可以确保数据的正确，并避免反复修正所耗费的时间，由于采用单一数据库，提供了所谓双相关联性的功能，这种功能也正符合现代产业中同步工程的思想。
4).参数式设计
配合单一数据，所有设计过程中所使用的尺寸、参数都在数据库中，修改CAD模型及工程图不再是一件难事，设计者只要更该3D零件的尺寸，则工程图、组合、模具等就会依照尺寸的修改做几何形状的变化，以达到涉及修改工作的一致，避免发生人为改图的疏露情形，减少了许多人为改图的时间和精力消耗。也正因有参数的设计，用户才可以运用强大的数学运算方式，建立各尺寸参数间的关系，使得模型可自动计算出应有外型，减少尺寸修改的繁琐过程，并减少错误
发生。
Pro/Engineer是软件包，并非模块，它是该系统的主要部分，其中功能包括参数化功能定义、实体零件及组装造型，三维上色实体或线框造型棚完整工程图产生及不同视图，其中三维造型还可移动，放大或缩小和旋转。PRO/Engineer
是一个功能定义系统，即造型是通过各种不同设计专用功能来实现，其中包括：筋（Ribs）、槽（Slots）、倒角（Chamfers）和抽空（Shells）等，采用这种手段建立形体，对于工程师来说这显得更自然、更直观，无需采用复杂的几何设计方式。这系统的参数比功能是采用符号式的赋予形体尺寸，不象别的系统是直接指定固定数值于形体，这样工程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间关系，任何一个参数改变，其它相关的特征也自动修正。这种功能使修改更为方便，可令设计优化更趋完美。造型不单可以在屏幕显示，还可以传送到绘图机上或一些支持Postscript格式的彩色打印机上。PRO/Engineer还可输出三维和二维图形于其他应用软件，诸如有限元分析及后置处理等，这些都是通过标准数据交换格式来实现的。
使用者可以自由配置PRO/Engineer软件的其它模块或自行利用C语言编程，以增强软件功能。它在单用户环境下，即没有任何附加模块，具有大部分的设计能力，组装能力和工程制图的能力，不包括ANSI，ISO，DIN或JIS标准，并且支持符合工业标准的绘图仪和黑白及彩色打印机的二维和三维图形输出。
PRO/Engineer功能如下：
1).特征驱动（如：凸台、槽、倒角、腔、壳）。
2).参数化（参数=尺寸、图样中的特征、载荷、边界条件）。
3).通过零件的特征值之间，载荷/边界条件与特征参数之间（如表面积）的关系进行设计。
4).支持大型、复杂组合件设计(规则排列的系列组件，交替排列，PRO/E的各种能用零件设计的程序化方法)。
5）.贯穿所有应用的完全相关性，即任何一个地方的变动都将引起与之有关的每个地方的变动。其它辅助模块将进一步提高扩展Pro/ENGINEER基本功能。
1.6.2 PRO/Engineer研究意义
PRO/E是三维实体建模与分析软件当中性能非常出色的一款软件。使用PRO/E，可以实现机械零部件实体建模、虚拟装配、运动仿真、强度分析等工作，
具有直观、便捷等的特点，是现代机械设计中非常重要的设计工具。在进行运动与强度分析工作中，应该切实理解软件所适应的工作条件，否则得到不正确的结果。在当前PRO/E研究基础上，还可在下列领域加强研究，以更好的让PRO/E 为机械设计领域服务。
1.6.3 PRO/Engineer特点
使用PRO/E，可以很大程度简化机械产品的设计开发过程，大幅度缩短产品开发的周期，大量减少产品开发费用及成本，明显提高产品的质量和产品的系统级性能获得更加优化和创新的设计产品。PRO/E不仅仅是计算机技术在工程领域的成功应用，更是一种全新的机械产品的设计理念。一方面和传统的仿真分析相比，传统的仿真一般是针对单个子系统的仿真，而PRO/E是强调整体的优化设计，它通过虚拟整机与虚拟环境耦合，对产品多种设计方案进行测试、评估，并不断改进设计的方案，直到获得更优的整机性能。
第二章内燃机结构及工作原理
2.1 单缸内燃机构造及工作原理
2.1.1单缸内燃机的构造
发动机是一种由许多机构和系统组成复杂机器。无论是汽油机，还是柴油机；无论是四行程发动机，还是二行程发动机；无论是单缸发动机，还是多缸发动机。要完成能量转换，实现工作循环，保证长时间连续正常工作，都必须具备以下一些机构系统。
1）.曲柄连杆机构
曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。
2）.配气机构
配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。配气机构大多采用顶置气门式配气机构，一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。
3）.燃料供给系统
汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。
柴油机是以柴油为燃料。由于柴油的蒸发性和流动性都比汽油差，因此柴油机不能像汽油机那样在汽缸外部形成可燃混合气。柴油机的混合气只能在气缸内部形成，即在接近压缩行程终点时，通过喷油器把柴油喷入气缸内。
柴油机燃油供给系统包括喷油泵、喷油器和调速器等主要部件及燃油箱、输油泵、油水分离器、燃油滤清器、喷油提前器和高、低压油管等辅助装置。
4）.润滑系统
润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。
5）.冷却系统
冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。
6）.点火系统
在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系，点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。
柴油机的压缩比比汽油机的压缩比大很多(一般为16～22)，压缩终了时气体温度和压力都比汽油机高，大大超过了柴油机的自燃温度。压缩终了时，气体压力约为3.5～4.5MPa，气体温度约为750～1000K，柴油机是压缩后自燃着火的，不需要点火，故柴油机又称为压燃机。因此柴油机不需要点火系。
柴油喷入气缸后，在很短的时间内与空气混合后便立即着火燃烧，柴油机的可燃混合气是在气缸内部形成的，而不象汽油机那样，混合气主要是在气缸外部的化油器中形成的。
7）.起动系统
要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系。
柴油机由以上两大机构和四大系统组成，即由曲柄连杆机构、配气机构、燃
料供给系、润滑系、冷却系和起动系组成，柴油机是压燃的，不需要点火系。汽油机由以上两大机构和五大系统组成，即由曲柄连杆机构，配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成。
2.1.2二冲程发动机工作原理
二冲汽油程发动机的工作循环包括进气、压缩、做功、排气四个过程，不过这些过程的完成仅需要活塞两个行程或者说曲轴旋转一周。二冲程汽油机工作循环，其进、排气均由活塞控制。
第一行程在曲轴的带动下，活塞由下止点向上止点运动，当活塞将换气孔、排气孔、进气孔都关闭了时，活塞开始压缩进入气缸的混合气体，同时在活塞下方的曲轴箱内形成了一定的真空度，因此当进气孔开启时，化油器供应的混合气被吸入曲轴箱内，直到活塞到达上止点，完成压缩和进气行程。
第二行程当活塞接近上止点的时候，火花塞产生电火花，点燃混合气，燃烧后形成高温、高压的气体，推动活塞向下止点运动并做功。当活塞下行到关闭进气孔后，活塞下方曲轴箱内可燃混合气被预压。当活塞下行至排气孔开启的时候，废气靠自身压力经排气孔而排出，紧接着换气孔开启了，曲轴箱内预压的混合气经换气孔进入气缸，并扫除气缸内的废气，这一过程为做功和排气行程。
第三章内燃机部分参数的确定
3.1 内燃机冲程数的选择
二冲程发动机的优点：
1）.二冲程发动机没有阀，大大的简化的其结构，并且减轻了自身的重量。
2）.二冲程发动机每一回转就会点火一次，二四冲程发动机每隔一次回转才点火一次。这付与二冲程发动机重要的动力基础。
3）.二冲程发动机可以在任何方位运转，这个在某些设备，如链锯上就很重要。标准的四冲程发动机可能在油料晃动时候发生故障，除非是直立着的。解决这个问题就可以很大程度增加发动机的灵活性。
这些优点使二冲程的发动机更加轻便，简易，制造成本更低廉。二冲程发动机另外还有将双倍的动力装进同一空间内的潜力，因为它每一回转就有双倍的动力冲程。轻便和双倍动力的结合使它与许多四冲程发动机相比具有更好的“ 推重比”。
因此，本设计采用二冲程发动机为模板。
3.2 汽缸数和布置方式的选择
和同排量的多缸发动机相比，单缸发动机工作时只有一套机件在运转，因此致使运动件的惯性力得不到抵消，所以振动较大。转速越高，振动越明显。还有，单缸发动机运动件的尺寸较大，不利于发动机提高转速，并且随着发动机的排量增加而更加明显。因此单缸发动机排量越大，升功率越小。
由于单缸发动机结构较简单，与同排量的多缸发动机相比，具有重量轻，结构尺寸小的特点，使用单缸发动机有利于减轻整车的重量，所以提高了整车的操控的灵活性。
因此本设计采用单缸，直列式。
第四章内燃机各零部件的设计建模
4.1 活塞的设计建模
4.1.1 活塞的设计
（一）功用
1. 与气缸盖气缸壁等共同组成燃烧室；
2. 承受气体压力，并将此力传给连杆，以推动曲轴旋转。
（二）材料：汽车发动机活塞广泛采用铝合金。其特点为
1. 质量小（约为铸铁活塞的50%～70%）；
2. 导热性好（约为铸铁的三倍）；
3. 热膨胀系数大。
（三）组成（如图4-1所示）
根据其作用，活塞可分为顶部、环槽部、裙部和活塞销座四部分。
图4-1 活塞的组成
1.顶部形状为凸型。
2.裙部为拖板式，如图4-2。
图4-2 拖板式活塞
4.1.2 活塞的三维建模
新建零件名为piston的零件，根据其结构图，使用拉伸材料和倒直角和倒圆角特征绘制piston模型。并通过如下图过程绘制出三维模型图（如图4-3）。
图4-3 piston的三维模型
4.1.3 活塞环的三维建模
新建零件名为piston-ring的零件，根据其结构图，按图4-4绘制出活塞环的图。
图4-4 piston-ring的三维模型
4.1.4 活塞销的三维建模
新建零件名为piston-pin的零件，根据其结构图，使用拉伸材料和倒直角
和倒圆角特征绘制piston-pin模型。并通过如下图过程绘制出三维模型图（如图4-5）。
图4-5 piston-pin的三维模型
4.2 连杆的设计建模
4.2.1连杆的设计要求
连杆机构中两端分别与主动和从动构件铰接用以以传递运动和力的杆件。如在往复活塞式动力机械和压缩机当中，用连杆来连接活活塞与曲轴。连杆大多为钢件，其主体部分的截面多为圆形或者工字形，两端有孔，孔内装有衬套或滚针轴承，以便装入轴销而构成铰接。连杆是发动机中的重要零件，它连接着活塞与曲轴，其作用是将活塞的往复式运动转变为曲轴的旋转运动，并且把作用在活塞上的力传给曲轴从而输出功率。连杆在工作中，除承受燃烧室燃烧气体产生的压力外，还要承受纵向和横向惯性力。所以，连杆在一个较复杂的应力状态下工作。它既受交变的拉压应力，又受弯曲应力。连杆的主要损坏形式有疲劳断裂和过量变形。通常疲劳断裂的部位是在连杆上三个高应力部位。连杆的工作条件要求连杆要有较高的强度和抗疲劳性能；还要求具有足够的钢性和韧性。传统连杆加工工艺中其材料多为采用45钢、40Cr或40MnB等调质刚，但现在国外所广泛采用的先进的连杆裂解的加工技术要求其脆性大，硬度较高，因此以德国的汽车企业生产的新型连杆材料如C70S6高碳微合金非调质刚、SPLITASCO系列锻
钢、FRACTIM锻钢和S53CV-FS锻钢等。合金钢虽具有很高的强度，但对应力的集中很敏感。所以在连杆外形、过度圆角等方面需严格要求，还应注意表面加工质量从而提高疲劳强度，不然高强度合金钢的应用并不能达到预期果。
4.2.2 连杆的三维建模
新建零件名为connecting-rod的零件，根据其结构，使用拉伸材料和倒直角和倒圆角特征绘制connecting-rod模型。并通过如下图过程绘制出三维模型，如图（4-6）
图4-6 connecting-rod的三维模型
4.3 曲轴的设计建模
4.3.1曲轴的设计要求
曲轴是引擎主要旋转几件，装上连杆以后，可以承接连杆上的往复运动变成旋转运动。是发动机上的重要机件，它的材料是由碳素结构钢或者球墨铁制造的，有两个重要的部位，即主轴颈和连杆颈。主轴颈安装于缸体上，连杆颈与连杆大头相连接，连杆小头孔与气缸的活塞相连接，是一个曲柄滑块机构。曲轴的润滑
主要指与摇臂间的轴瓦的润滑和两头固定点润滑。曲轴的旋转是发动机的动力源泉。也是整个机械系统的动力源。
4.3.2 曲轴的三维建模
新建零件名为crankshaft的零件，根据其结构，使用拉伸材料和倒直角和倒圆角特征绘制曲轴模型。并通过如下图过程绘制出三维模型，如图（4-7）。
图4-7 crankshaft的三维模型
4.4 飞轮的设计建模
4.4.1飞轮的设计要求
飞轮是发动机安装在曲轴后端的较大的圆盘状的零件，具有较大的转动惯量，具有以下功能：
1）.可以将发动机做功行程的部分能量储存起来，以便克服其他行程的阻力，使曲轴匀速选装。
2）.还可以过安装在飞轮上的离合器，把发动机和传动系统连接起来。
3）.装有与起动机结合的齿圈，便于发动机的启动。
飞轮的材料一般用铸铁，如HT200 HT250；球铁,如QT450-10、QT600-3、QT500-7等等，国外也有用45号钢制作的飞轮。
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。此后再由进气行程开始，进行下一个工作循环。
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前言 模具是制造业的重要基础装备，它是―无以伦比的效益放大器‖。没有高水平的模具，也就没有高水平的工业产品，因此模具技术也成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一，正因为模具的重要性及其在国民经济中重要地位，模具工业一直被提到很高的位置。 从起步到现在，我国模具工业已经走过了半个多世纪。从20 世纪以来，我国就开始重视模具行业的发展，提出政府要支持模具行业的发展，以带动制造业的蓬勃发展。有关专家表示，我国的加工成本相对较低，模具加工业日趋成熟，技术水平不断提高，人员素质大幅提高，国内投资环境越来越好，各种有利因素使越来越多国外企业选择我国作为模具加工的基地。因为模具生产的最终产品的价值，往往是模具价格的几十倍，上百倍。目前，模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平高低的最重要标志。它决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。 模具工业在我国国民经济中的重要性，主要表现在国民经济的五大支柱产业——机械、电子、汽车、石油化工和建筑。事实上，模具是属于边缘科学，它涉及机械设计制造、塑性加工、铸造、金属材料及其热处理、高分子材料、金属物理、凝固理论、粉末冶金、塑料、橡胶、玻璃等诸多学科、领域和行业。 据统计资料，模具可带动其相关产业的比例大约是1:100 ，即模具发展 1 亿元，可带动相关产业100 亿元。通过模具加工产品，可以大大提高生产效率，节约原材料，降低能耗和成本，保持产品高一致性等。如今，模具因其生产效率高、产品质量好、材料消耗低、生产成本低而在各行各业得到了应用，并且直接为高新技术产业服务；特别是在制造业中，它起着其它行业无可取替代的支撑作用，对地区经济的发展发挥着辐射性的影响。
四冲程内燃机机械原理课程设计说明书 公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]
X X 大学 机械原理课程设计说明书 四冲程内燃机设计 院（系）机械工程学院 专业机械工程及自动化 班级××机械工程×班 学生姓名××× 指导老师××× 年月日 课程设计任务书 兹发给×××班学生×××课程设计任务书，内容如下： 1．设计题目：四冲程内燃机设计 2．应完成的项目： （1）内燃机机构运动简图1张（A4） （2）内燃机运动分析与动态静力分析图1张（A3） （3）力矩变化曲线图1张（A4） （4）进气凸轮设计图1张（A4） （5）工作循环图1张（A4） （6）计算飞轮转动惯量 （7）计算内燃机功率 （8）编写设计说明书1份 3．参考资料以及说明： （1）机械原理课程设计指导书 （2）机械原理教材 4．本设计任务书于20××年 1月4日发出，应于20××年1月15日前完成，然后进行答辩。
指导教师签发 201×年 12 月31日
课程设计评语： 课程设计总评成绩： 指导教师签字： 201×年1月15日
目录 摘要 (1) 第一章绪论 (2) 1．1 课程设计名称和要求 (2) 1．2 课程设计任务分析 (2) 第二章四冲程内燃机设计 (4) 2．1 机构设计 (4) 2．2 运动分析 (7) 2．3 动态静力分析 (11) 2．4 飞轮转动惯量计算 (16) 2．5 发动机功率计算 (18) 2．6 进排气凸轮设计 (18) 2．7 工作循环分析 (19) 设计小结 (21) 参考文献 (22)
摘要 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。四冲程内燃机是将燃料和空气混合，在其气缸内燃烧，释放出的热能使气缸内产生高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞作功，把曲轴转两圈(720°)，活塞在气缸内上下往复运动四个行程，驱动从动机械工作，完成一个工作循环的内燃机。本课程设计是对四冲程内燃机的运动过程进行运动分析、动态静力分析，计算飞轮转动惯量、发动机功率等，设计一款四冲程内燃机。 关键词：四冲程内燃机；运动分析；动态静力分析
第一部分：四缸机运动学分析 绘制四缸机活塞位移、速度、加速度随曲轴转角变化曲线（X －α，V －α，a －α）。 曲轴半径r=52.5mm 连杆长度l=170mm, 连杆比31.0==l r λ 1、位移：)]2cos 1(4 1 )cos 1[(αλα-+-=r x 2、速度：)2sin 2 (sin αλ αω+ =r v 3、加速度：)2cos (cos 2αλαω+=r a
第二部分：四缸机曲柄连杆机构受力分析 1、初步绘制四缸机气缸压力曲线（g F －α），绘制活塞侧击力变化曲线（N F －α），绘制连杆力变化曲线（L F －α），绘制曲柄销上的切向力（t F ），径向力（k F ）的变化曲线（－α），（－α）。 平均大气压MPa p 09839.098.39kPa 0== 缸径D=95mm 则 活塞上总压力 6 010 )(?-=A P P F g g 24 D A π = 单缸活塞组质量：kg m h 277.1= 连杆组质量： 1.5kg =l m 则 往复运动质量：l h j m m m 3.0+= 往复惯性力：)2cos (cos 2αλαω+-=-=r m a m F j j j )sin arcsin(αλβ=又 合力：g j F F F += 侧击力：βtan F F N = 连杆力：β cos F F L = 切向力：)sin(βα+=L t F F 径向力：)cos(βα+=L k F F t F k F
2.四缸机连杆大头轴承负荷极坐标图，曲柄销极坐标图 连杆大头集中质量产生的离心力：2 227.0ωωr m r m F l rL == 连杆轴颈负荷： qy qx p F F arctan =α 连杆轴承负荷： ?+++=180βαααq P )sin(p P px F F α= 2m rL L q F F F +=k rL qx F F F -=t qy F F =q p F F -=)(p p py con F F α=
计算机专业毕业设计说明书（论文）写作方 法指导 (仅供参考) 毕业设计论文是毕业设计工作的总结和提高，与从事科研开发工作一样，必须有严谨求实的科学态度。毕业设计论文应有一定的学术价值和实用价值，能反映出作者所具有的专业基础知识和分析解决问题的能力。 在毕业设计期间，尽可能多地阅读文献资料是十分重要的，这不仅能防止重复研究，而且可为毕业设计做好技术准备，还可以学习论文的写作方法。一篇优秀的论文对启发思维，掌握论文的写作规范很有帮助。 论文的写作方法多种多样，并没有一个固定的格式，下面仅对论文中几个主要部分的写作方法提出一点参考性意见。 一、前言部分 前言部分也常用“引论”、“概论”、“问题背景”等作为标题，主要介绍论文的选题。 首先阐明选题的背景和选题的意义。选题需强调实际背景，说明在计算机研究中或部门信息化建设、管理现代化等工作中引发该问题的原因，问题出现的环境和条件，解决该问题后能起什么作用等。结合问题背景的阐述，使读者感受到此选题确有实用价值和学术价值，确有研究或开发的必要性。 前言部分常起画龙点睛的作用。选题实际又有新意，意味着研究或开发的方向对头，设计工作有价值。对一篇论文来说，前言写好了，就会吸引读者，使他们对你的选题感兴趣，愿意进一步了解你的工作成果。 二、综述部分 任何一个课题的研究或开发都是有学科基础或技术基础的。综述部分主要阐述选题在相应学科领域中的发展进程和研究方向，特别是近年来的发展趋势和最新成果。通过与中外研究成果的比较和评论，说明自己的选题是符合当前的研究方向并有所进展，或采用了当前的最新技术并有所改进，目的是使读者进一步了解选题的意义。
综述部分能反映出学生多方面的能力。首先，反映学生中外文献的阅读能力。通过查阅文献资料，了解同行的研究水平，在工作中和论文中有效地运用文献，这不仅能避免简单的重复研究，而且也能使研究开发工作有一个高起点。 其次，还能反映出学生综合分析的能力。从大量的文献中找到可以借鉴和参考的内容，这不仅要有一定的专业知识水平，还要有一定的综合能力。对同行研究成果是否能抓住要点，优缺点的评述是否符合实际、恰到好处，这与一个人的分析理解能力关系密切。 值得注意的是，要做好一篇毕业论文，必须阅读一定量（2~3篇）的近期外文资料，这不仅反映自己的外文阅读能力，而且有助于论文的先进性。 三、方案论证 在明确所要解决的问题并完成文献综述后，很自然地就要提出自己解决问题的思路和方案。在写作方法上，一是要通过比较显示自己方案的价值，二是让读者了解方案的创新之处或有新意的思路、算法和关键技术。 在与文献资料中的方案进行比较时，首先要阐述自己的设计方案，说明为什么要选择或设计这样的方案，前面评述的优点在此方案中如何体现，不足之处又是如何得到克服，最后完成的工作能达到什么样的性能和水平，有什么创新之处（或有新意）。如果自己的题目是总方案的一部分，要明确说明自己承担的部分，及对整个任务的贡献。 四、论文主体 前面三个部分的篇幅大约占论文的三分之一，主体部分要占三分之二左右。在这部分中，要将整个研究开发工作的内容，包括理论分析、总体设计、模块划分、实现方法等进行详细论述。 主体部分的写法，视选题的不同可以多样化，研究型论文和技术开发型论文的写法就有明显的不同。
计算机专业毕业设计 Prepared on 22 November 2020
第一章前言 随着计算机的不断普及,社会上的各行各业都开始由计算机主宰着，不论是政府、企业、教育等各个单位的各个部门都有计算机来完成各种各样的工作，所以计算机知识的普及，计算机技术的广泛应用是势在必然的趋势，各个大中型企业、公司都会订阅一些关于本单位的杂导和期刊，这就会给杂志社带来很大的工作量，为使期操作更加简单、快捷我计划设计开发本系统——报刊杂志订阅系统。 学习计算机知识的目的在于更加准确、快捷的解决现实生活中的各种问题。我们只有不断的更新和完善自己的知识、在实践中积累经验，才能做出好的软件为社会服务，为使用者提供便利我以这个标准要求自己应用JSP平台＋ACCESS；用到的主要技术：HTML、CSS、B/S，逐步实现杂志订阅管理和公司信息管理的全部功能。 一、报刊杂志订阅系统的简介 本系统是一个基于JAVA平台技术的B/S结构的管理信息系统，主要作用是帮助杂志社完成杂志社管理和公司信息管理。所以整个系统分为两个主要功能模块：杂志订阅管理模块和公司信息管理模块。开发环境：JAVA平台 +Access+JSP；用到的主要技术：JSP。其中杂志订阅管理模块侧重点是维护公司订阅杂志的信息，强调的是哪些公司在什么时期订阅了什么杂志；公司管理模块侧重点是维护所有公司的一些基本信息和数据信息。本系统具有良好的可维护性和可伸缩性，并具有较高的稳定性。 二、报刊杂志订阅系统的用户需求 (一) 总体功能需求
报刊杂志订阅系统是针对杂志社的大量处理工作用计算机进行全面现代化管理。系统开发的总任务是实现杂志社各种信息的系统化、规范化和自动化。系统功能分析是在系统开发的总体任务的基础上完成的。本系统主要完成的功能包括杂志订阅模块，公司管理模块，公司数据模块三个主要模块及一些辅助模块。以实现用户方便的输入、查询、统计相关报表的业务需求。 (二) 系统具体功能描述 1.杂志订阅模块 完成杂志订阅信息的添加、删除、修改、批量修改、查询、数据导出、数据统计。杂志订阅信息应该包括：订阅人姓名、职位、公司名称、地址、地区、邮编、电子邮件、电话、订阅起始日期、付款日期、结束日期、份数、落款、来源、支付方法、发票号、客户类别、业务员、订阅形式、订阅期数、付款金额共20项信息。 2.公司管理信息模块 完成公司信息的添加、删除、修改、查询、数据导出。公司基本信息包括：公司名称、联系人、电话、联系人职位、所在行业、所在地区、所在县级地区、公司地址、电子邮件。 3.公司数据信息模块 完成公司信息的添加、删除、修改、查询、数据导出。公司数据信息包括：公司名称、某年的员工人数、资产总额、销售收入、年利润。 4.统计功能模块 统计功能主要完成三方面的统计：统计订阅了杂志的公司中哪些已经付款，哪些还没有付款；订阅份数排名统计；业务员业务量的统计；统计某年到某年所有符合查询条件的公司数据信息的统计。 5.用户管理模块 根据用户的身份为不同的用户提供不同的权限，以便限制用户的操作，保护数据的安全。具体功能有：添加用户、删除用户、修改用户权限等。
U形弯曲件模具设计 1零件工艺性分析 工件图为图15所示活接叉弯曲件，材料08F钢，料厚2mm。其工艺性分析内容如下： 图15 弯曲工件图 1.1材料分析 08F优质碳结构钢，具有良好的塑形。
1.2结构分析 零件结构简单，左右对称，对弯曲成形较为有利。可查得此材料所允许的最小弯曲半径r=0.5t=1，而零件弯曲半径mm = r，故不会弯裂。另外， 2> 5.1 mm 零件上的孔位于弯曲变形区之外，所以弯曲时孔不会变形，可以先冲孔后弯曲。计算零件相对弯曲半径1<5，卸载后弯曲件圆角半径的变化可以不予考虑，而弯曲中心角发生了变化，采用校正弯曲来控制角度回弹。 1.3.精度分析 零件上只有个别尺寸有公差要求，其余未注公差尺寸也均按IT13选取，所以普通弯曲和冲裁即可满足零件的精度要求。 4.结论：由以上分析可知，该零件冲压工艺性良好，可以冲裁和弯曲。 2工艺方案的确定 零件为搭扣，该零件的生产包括冲孔，弯曲和落料三个基本工序，可有以下三种工艺方案： 方案一：先落料，后冲孔，再弯曲。采用三套单工序模生产。 方案二：落料—冲孔复合冲压，再弯曲。采用复合模和单工序弯曲模生产。 方案三：冲孔—落料连续冲压然后弯曲。采用弯曲级进模。 方案一模具结构简单，但需三道工序三副模具，生产效率较低。 方案二需两副模具，且用复合模生产的冲压件形位精度和尺寸精度易保证，生产效率较高。。 方案三，结合了强两种方案的有点，又节省了工序和成本，所以方案三比较适合。
3零件工艺计算 3.1.弯曲工艺计算 3.1.1毛坯尺寸计算 对于t r 5.0>有圆角半径的弯曲件，由于变薄不严重，按中性层展开的原理，坯料总长度应等于弯曲件直线部分和圆弧部分长度之和，可查得中性层位移系数x=0.42，所以坯料展开长度为70 由于零件宽度尺寸为18mm ，故毛坯尺寸应为70mm×41mm 。弯曲件平面展开图. 3.1.2弯曲力计算 弯曲力是设计弯曲模和选择压力机的重要依据。 因为是U 型弯曲所以 1.自由弯曲力 F 自=0.7*1.3*41*4*（280~390）/4=10446N~14551N 2.顶件和压料力 FQ=0.5F 自=10446*0.5~14551*0.5=5223~7276N 3.压力机吨位的确定 F 压机>F 自+FQ=15669~21827N 所以选择JG23-40开始双柱可倾式压力机。 3.2.冲孔落料连续模工艺计算 3.2.1刃口尺寸计算 由图3-2可知，该零件属于一般冲孔、落料件。根据零件形状特点，冲裁模的凸、凹模采用分开加工方法制造。尺寸10mm 由落料获得，φ3.5mm 和φ5.2mm 由冲孔同时获得。查得凸、凹模最小间隙mm 246.0min =Z ，最大间隙 mm Z 360.0max =，所以mm 114.048.066.0min max =-=-Z Z 。
(完整)四冲程内燃机-机械原理课程设计说明书 编辑整理： 尊敬的读者朋友们： 这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)四冲程内燃机-机械原理课程设计说明书）的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。 本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为(完整)四冲程内燃机-机械原理课程设计说明书的全部内容。
X X 大学 机械原理课程设计说明书 四冲程内燃机设计 院（系）机械工程学院 专业机械工程及自动化 班级××机械工程×班 学生姓名××× 指导老师××× 年月日 课程设计任务书 兹发给×××班学生×××课程设计任务书，内容如下： 1．设计题目：四冲程内燃机设计 2．应完成的项目: （1）内燃机机构运动简图1张（A4) （2）内燃机运动分析与动态静力分析图1张（A3） (3）力矩变化曲线图1张（A4）
（5）工作循环图1张（A4） (6）计算飞轮转动惯量 （7）计算内燃机功率 (8）编写设计说明书1份 3．参考资料以及说明： (1）机械原理课程设计指导书 (2）机械原理教材 4．本设计任务书于20××年 1月4日发出，应于20××年1月15日前完成,然后进行答辩。 指导教师签发 201×年 12 月31日
课程设计评语： 课程设计总评成绩： 指导教师签字： 201×年1月15日
目录 摘要 (1) 第一章绪论 (2) 1．1 课程设计名称和要求 (2) 1．2 课程设计任务分析 (2) 第二章四冲程内燃机设计 (4) 2．1 机构设计 (4) 2．2 运动分析 (7) 2．3 动态静力分析 (11) 2．4 飞轮转动惯量计算 (16) 2．5 发动机功率计算 (18) 2．6 进排气凸轮设计 (18) 2．7 工作循环分析 (19) 设计小结 (21) 参考文献 (22)
机电工程学院 毕业设计说明书设计题目: 石英表垫片支架冲压工艺分析及级进模设学生姓名:朱苏维 学号: 201028050214 专业班级:机械设计与制造及自动化机制升1002班 指导教师:董毅峰 年月日 目录 绪论 (1 1、冲压件成型工艺性分析 (2 1.1、零件的结构分析 (3 1.2、工件的尺寸精度 (3 2、冲裁方案分析 (3
3、确定模具总体结构方案 (5 3.1、模具类型 (5 3.2、操作与定位方式 (5 3.3、卸料和出件方式 (5 3.4、模架类型及精度 (5 4、工艺与设计计算 (6 4.1、排样与设计计算 (6 4.2、冲压力的计算 (8 4.3、压力中心的计算 (11 4.4、冲裁间隙 (14 4.5、计算凸凹模刃口尺寸及公差 (14 4.5.1、落料凹模刃口尺寸按磨损情况分类计算 (15 4.5.2、冲孔凸模刃口尺寸的确定 (16 4.5.3、侧刃孔尺寸可按公式 (16 5、设计选用模具零、部件 (18 5.1、凹模的设计 (18 5.2、凸模的设计 (19 5.2.1、凸模最小直径的校核(强度校核。 (20 5.2.2、凸模最大自由长度的校核(刚度校核。 (20
5.2.3、凸模的长度。 (20 5.3、侧刃的设计 (23 5.4、导尺的设计 (24 5.5、卸料板的设计 (25 5.6、凸模固定板的设计 (26 5.7、垫板的设计 (27 5.8、弹性形橡胶板的设计 (28 6、模架及其他零部件的设计 (30 7、模具总装图 (32 8、模具的装配 (33 9、制定模具零件加工工艺过程 (35 毕业设计总结 (39 致谢 (41 参考文献 (42 绪论 模具分为冲压模具、热锻模具、塑料模具、铸造模具、橡胶模具和玻璃模具等。其中,冷冲压模具历史悠久、用途广、技术成熟,在各种模具中所占比重最多。汽车、摩托车、家电行业是模具最大的市场,占整个市场的60%以上。冲压是在室
电算的源程序（MATLAB） 1.滑块的位移源程序 x1=0:0.05:4*pi; %x1--原动件的角度变量 b=150; %b--原动件的长度 c=200; %c--连杆的长度 k=b/c; l=150*cos(x1)+sqrt(200^2-(150*sin(x1).^2)) %l--连杆的位移plot(x1,l); title('滑块的位移图像') xlabel('\it角度','FontSize',8) ylabel('位移大小','FontSize',8) 2.滑块的速度源程序 x1=0:0.05:4*pi; %x1--原动件的角度变量 b=150; %b--原动件的长度 c=200; %c--连杆的长度 k=b/c; w=(2*pi*650)/60; %w--原动件的角速度x2=asin(-k*sin(x1)); %x2--连杆的角度 v=b*w*sin(x1-x2)./cos(x2); plot(x1,v); title('滑块的速度图像') xlabel('\it角度','FontSize',8) ylabel('速度大小','FontSize',8) 3.滑块的加速度源程序：
x1=0:0.05:4*pi; %x1--原动件的角度变量 b=150; %b--原动件的长度 c=200; %c--连杆的长度 k=b/c; w=(2*pi*650)/60; %w--原动件的角速度x2=asin(-k*sin(x1)); %x2--连杆的角度 a=b*(w^2)*(cos(x1-x2)./cos(x2)+k*cos(x1).^2./cos(x2).^3); plot(x1,a); title('滑块的加速度图像') xlabel('\it角度','FontSize',8) ylabel('加速度大小','FontSize',8) 4.从动件滚子的位移源程序： e=5; %凸轮的偏心距 r=35; %凸轮的基圆半径 u=0:0.001:360; s0=sqrt(r^2-e^2); s1=(4*(1-cos(pi*u/50))).*(0<=u & u<50); %凸轮推程运动阶段 s2=8.*(u>=50&u<55); %远休止阶段 s3=4*(1+cos(pi*(u-55)/50)).*(u>=55&u<105); %凸轮回程阶段 s4=0.*(u>=105&u<=360); %近休止阶段 s=s1+s2+s3+s4; plot(u,s); axis([0,360,0,15]); title('滚子的运动线图'); xlabel('角度');
1 引言 1.1 课题的提出 近年来随着计算机科学技术的高速发展，计算机技术也被广泛应用在我们生活的诸多领域，当然它在高校的信息化进程中也发挥着重要作用。通过先进的计算机网络技术管理高校资源，不仅提高了工作效率，而且提高了管理水平，更提高了服务质量[1]。 高校校友是一个知识体系密集、信息资源丰富、社会能力强的群体，是对自身母校有着特殊感情的群体，是潜藏在母校之外的独有的重要宝贵资源，它以桥梁和纽带的角色有效建立起学校和社会之间的联系，在学校的发展过程中发挥着重要的作用[2,3]。 1.2 课题的现状及其发展 目前世界上各种形式的校友录网站大约28万多个之多，大致有以下几类：1）以收费方式分，有收费校友录和免费校友录，其中以后者居多；2)以提供校友录服务的网站分大致有三种，有大专院校自己网站的校友录；有专门单独的校友录网站；有综合网站上的校友录；3）还有网络校友录和手机校友录之分[4]。 中国校友录发展现状：下面选取两个具有代表性的校友录来看看中国校友录网站发展的具体情况。1）中国人校友录是目前各种校友录中最具代表性、权威性的校友录。它有完善的界面服务，在校友录基本的留言、相册等功能之上，中国校友录还开通了手机校友录，同学大搜捕，星级会员等增值服务。还包括了其他信息服务内容，可以进行天气预报，股市，热点新闻的信息定制，并针对毕业班同学为他们提供全面就业信息及咨询。2）世纪同学录，现有注册用户440914人，注册班级120864个（数据截止到2004年1月10日）[5]。 1.3 本课题的主要工作 本次课题设计的是中北大学校友录管理系统，主要工作任务是实现以下系统功能：校友成员注册、登录、留言，上传并浏览照片、通讯录、系统后台管理。具体实现：校友数据的添加、修改、删除、和查询，已完成校友数据的收集及进行数据电子化；用户之间的互动，包括上传照片，相互留言，查看信息；对中北大学校友录管理系统的用户权限进行管理，以保证数据资源的合理利用。通过提供完善的校
角撑件的级进模设计 院系航空航天工程学部 专业飞行器制造工程(钣金与模具) 班级84030201 学号32 姓名贠磊 指导教师占军 负责教师 航空航天大学 2012年6月
摘要 我将设计一套级进模：“角撑件的级进模设计”。本文重点论述制件的工艺分析；排样图的设计及确定；模具结构的设计与校核；压力机的选择；模具的技术经济分析以及典型模具零件的加工工艺的制订等。 本制件采用级进模生产，提高了生产效率，实现批量生产。模具共分八个工位，第一、二、三、四步是冲裁，第五、六、七步是弯曲，最后一步是冲裁切断，获得制件。第一部冲出定距侧刃和导正销孔，实现侧刃的粗定位和导正销的精确定位。由于弯曲工序的需要，必须在凹模上设置浮顶器抬起送料。同时在相应的工位的凹模板和卸料板上开设躲避槽。另外，为保证冲裁精度及稳定性，需要在卸料版上设置一对小导柱、小导套。 该级进模设计结构合理，操作方便，寿命长，成本低。制件能满足要求。 关键词：角撑件；级进模；卸料版；浮顶器。
Abstract I will design a progressive die: ‘Gusset Progressive Die Design ’. This article focuses on parts of the process; layout diagram of the design and determine; mold structure design and checking; presses choice; mold techno-economic analysis and the formulation of the typical process of the mold parts.The parts using progressive die production, improve production efficiency, to achieve mass production. The mold consists of eight stations, the first, two, three, four-step blanking, fifth, six, seven steps are curved, the last step blanking cut off access to parts. The first out of the set from the side of the blade and the guide pin hole, precise positioning of the rough location of the side edge and the guide pin. Floating roof must be set on the die due to the bending process needs to lift the feed. Open to avoid slot in the corresponding position of the concave template and discharge board. In addition, in order to ensure punching accuracy and stability, set up a pair of guide posts, small bushing in the discharge version. The progressive die design, reasonable structure, easy operation, long life and low cost. Parts to meet the requirements. Key words:gusset；progressive die； unloading board；cushion
课程设计说明书 2011年12月
目录一．柴油机工作过程的热力学分析 1．原始参数及选取参数 2．热力分析计算参数 二．活塞组的设计 1．概述 2．活塞的选型 3．活塞的基本设计 3.1活塞的主要尺寸 3.2活塞头部设计 3.3活塞销座的设计 3.4活塞裙部及其侧表面形状设计 3.5活塞与缸套的配合间隙 3.6活塞重量 3.7活塞强度计算 4．活塞的冷却 5．活塞的材料及工艺 6．活塞销的设计 6.1活塞销的结构及尺寸 6.2轴向定位 6.3活塞销和销座的配合 6.4活塞销的强度校核 6.5活塞销材料及强化工艺 7．活塞环的设计 7.1活塞环的选择 7.2活塞环主要参数选择
7.3活塞环的材料选择及成型方法 7.4活塞环的间隙 7.5环槽尺寸 三．连杆组的设计 1．概述 2．连杆的结构类型 3．连杆的基本设计 3.1主要尺寸比例 3.2连杆长度 4．连杆小头设计 4.1连杆小头结构 4.2小头结构尺寸 4.3连杆衬套 5．连杆杆身 6．连杆大头 6.1连杆大头结构 6.2大头尺寸 6.3大头定位 7．连杆强度的计算校核 7.1连杆小头 7.2连杆杆身 7.3连杆大头 8．连杆螺栓的设计 四.曲轴组的设计 1. 曲轴的概述 1.1曲轴的工作条件和设计要求
1.2曲轴的结构型式 1.3曲轴的材料 2. 曲轴的主要尺寸确定 2.1主轴颈 2.2曲柄销 2.3曲柄臂 2.4曲轴圆角 2.5提高曲轴疲劳强度方法 3. 曲轴油孔位置 4. 曲轴端部结构 5. 曲轴平衡块 6. 曲轴的轴向定位 7. 曲轴疲劳强度计算 7.1强度计算已知条件 7.2强度计算已知曲轴载荷 7.3 圆角疲劳强度校核 7.4 油孔疲劳强度校核 8.飞轮的设计 五．参考文献
计算机专业毕业设计说明书（论文）写作方法指导（仅供参考）毕业设计论文是毕业设计工作的总结和提高，与从事科研开发工作一样，必须有严谨求实的科学态度。毕业设计论文应有一定的学术价值和实用价值，能反映出作者所具有的专业基础知识和分析解决问题的能力。 在毕业设计期间，尽可能多地阅读文献资料是十分重要的，这不仅能防止重复研究，而且可为毕业设计做好技术准备，还可以学习论文的写作方法。一篇优秀的论文对启发思维，掌握论文的写作规范很有帮助。 论文的写作方法多种多样，并没有一个固定的格式，下面仅对论文中几个主要部分的写作方法提出一点参考性意见。 一、前言部分 前言部分也常用“引论”、“概论”、“问题背景”等作为标题，主要介绍论文的选题。 首先阐明选题的背景和选题的意义。选题需强调实际背景，说明在计算机研究中或部门信息化建设、管理现代化等工作中引发该问题的原因，问题出现的环境和条件，解决该问题后能起什么作用等。结合问题背景的阐述，使读者感受到此选题确有实用价值和学术价值，确有研究或开发的必要性。 前言部分常起画龙点睛的作用。选题实际又有新意，意味着研究或开发的方向对头，设计工作有价值。对一篇论文来说，前言写好了，就会吸引读者，使他们对你的选题感兴趣，愿意进一步了解你的工作成果。 二、综述部分 任何一个课题的研究或开发都是有学科基础或技术基础的。综述部分主要阐述选题在相应学科领域中的发展进程和研究方向，特别是近年来的发展趋势和最新成果。通过与中外研究成果的比较和评论，说明自己的选题是符合当前的研究方向并有所进展，或采用了当前的最新技术并有所改进，目的是使读者进一步了解选题的意义。 综述部分能反映出学生多方面的能力。首先，反映学生中外文献的阅读能力。通过查阅文献资料，了解同行的研究水平，在工作中和论文中有效地运用文献，这不仅能避免
机械原理课程设计说明书 四冲程内燃机设计 院（系）机械工程学院 专业机械工程及自动化 班级××机械工程×班 学生姓名××× 指导老师××× 年月日 课程设计任务书 兹发给×××班学生×××课程设计任务书，内容如下：1．设计题目：四冲程内燃机设计 2．应完成的项目： （1）内燃机机构运动简图1张（A4） （2）内燃机运动分析与动态静力分析图1张（A3） （3）力矩变化曲线图1张（A4） （4）进气凸轮设计图1张（A4） （5）工作循环图1张（A4） （6）计算飞轮转动惯量 （7）计算内燃机功率 （8）编写设计说明书1份 3．参考资料以及说明： （1）机械原理课程设计指导书
（2）机械原理教材 4．本设计任务书于20××年 1月4日发出，应于20××年1月15日前完成，然后进行答辩。 指导教师签发 201×年 12 月31日
课程设计评语： 课程设计总评成绩： 指导教师签字： 201×年1月15日
目录 摘要 (1) 第一章绪论 (2) 1．1 课程设计名称和要求 (2) 1．2 课程设计任务分析 (2) 第二章四冲程内燃机设计 (4) 2．1 机构设计 (4) 2．2 运动分析 (7) 2．3 动态静力分析 (11) 2．4 飞轮转动惯量计算 (16) 2．5 发动机功率计算 (18) 2．6 进排气凸轮设计 (18) 2．7 工作循环分析 (19) 设计小结 (21) 参考文献 (22)
摘要 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。四冲程内燃机是将燃料和空气混合，在其气缸内燃烧，释放出的热能使气缸内产生高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞作功，把曲轴转两圈(720°)，活塞在气缸内上下往复运动四个行程，驱动从动机械工作，完成一个工作循环的内燃机。本课程设计是对四冲程内燃机的运动过程进行运动分析、动态静力分析，计算飞轮转动惯量、发动机功率等，设计一款四冲程内燃机。 关键词：四冲程内燃机；运动分析；动态静力分析
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