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一、机构设计
1.1 已知条件
活塞行程 H=320 (mm) 活塞直径 D＝230（mm）
活塞移动导路相对于曲柄中心的距离 e＝70 (mm) 行程速比系数 K＝1.06 连杆重心C2至A点的距离 lAC2＝0.38 lAB 曲柄重量 Q1＝190 (N) 连杆重量 Q2＝140 (N)
活塞重量 Q3＝230(N) 曲柄的转速 n1＝590 (rpm)
连杆通过质心C2的转动惯性半径 ?c2＝0.17 l2AB (mm2) 发动机的许用速度不均匀系数 [?]＝180
曲柄不平衡的重心到O点的距离 lOC＝lOA (mm)
开放提前角：进气门：?10°；排气门：?32°
*齿轮参数：m=3.5 (mm) ； ?=20° ； ha=1
?=72 ； Z1=36 ?=14 ； Z3=Z3 Z2=Z2 凸轮I： 行程h1＝9mm；偏心距e1= 3mm；基圆半径r1= 55 mm 凸轮II：行程h2= 9 mm；偏心距e2= 6 mm；基圆半径r2= 55mm
1.2 求连杆和曲柄的长度
设连杆的长度为l、曲柄长度为r ?OB??l?r，OB??l?r
K?1??5.2 ???180 ?4 K?1连接方式进进行修改 ?R?CB??H=1750.9mm 2sin?222OE?(OC)旋?旋(CE)供?(OC)）并?作(CD?构DE)置2时置时和活塞速度大 时时的曲柄位置（即柄转转一周分为个位置出机位位时置时的机构位置求出滑块出滑块的相对 图1－1 曲柄连杆示意图
…………等点。当滑22?R?(CD?e)块点。当滑置时时，曲柄上点的编?514.6mm为。 l?r?(OF)2?e2=678.2mm …………(1)
OF?OE?H=674.6mm 25
??sin?1OE=17.09? OC ?????=11.85? l?r?2Rsin=361.4mm …………(2)
2 联立（1）、（2）式求解，可求出连杆的长度l及曲柄的长度r。
8 r?158.mm 4 l?519.mm
?
二、绘制内燃机机构运动简图
按照比例尺1：4，根据第三组数据，在4号图纸上绘制内燃机机构简图。空出凸轮的结构，在计算完凸轮轮廓和装角之后再补全，并对凸轮与排气装置的连接方式进行修改。
考虑到Z=14的小齿轮会发生根切，此处采用等变位，两个小齿轮采用正变位，三个大齿轮采用负变位，变位系数为0.176。
三、绘制连杆机构位置图
以活塞在最高位置时为起点，将曲柄回转一周按顺时针分为十二等分，然后找出活塞在最低位置时和活塞速度为最大时的曲柄位置（即曲柄旋转一周共分为十五个位置）并作出机构各位置时的机构位置图，求出滑块的相对位移。
当活塞在最高位置时位起点，曲柄A点的编号为A0，由A0点开始，顺时针方向把圆分为12等分，得A1、A2、A3……A11等点。当滑块在最低位置时，曲柄上A点的编号为A6。可近似以为，当曲'''柄在OA2和OA9位置时，滑块B速度为最大值。
图3 连杆机构位置示意图
6
四、曲柄滑块机构运动分析
4.1绘制速度多边形
进行速度分析，以A4为例 单位：V---m/s, w---rad/s
Vb
=
Va + Vba
大小 ？ ωlAO ? 方向 竖直 ⊥AO ⊥AB 画图基本步骤：
②根据va的大小和方向过极点p画出pa即va； ③过a画出VBA的方向⊥AO；
④过p画出VB的方向∥导轨，与VBA交于b； ⑤pb即为VB； ⑥ab即为VBA；
⑦取ac2=0.38ab，则pc2即为Vc2； ⑧w2= VBA /lAB
作机构的15个位置的速度多边形，见3号图纸，并求15个位置的 数值，见表1：
表1 位置 A0 A1 A2 A2’ A3 A4 A5 A6 A6’ A7 A8 A9
①确定极点p； 图4 速度多边形
的
的数值 （m/s） 6.03 7.65 9.51 9.87 9.54 8.43 6.84 6.00 6.03 6.84 8.64 9.93 7
（m/s） 9.78 7.92 3.96 1.65 1.14 5.70 8.91 9.90 9.78 8.31 4.35 1.20 （m/s） 0 6.24 9.51 9.93 9.42 7.20 4.20 0.63 0 3.30 7.2 10.20 ω2（逆 m/s） 18.81 15.24 7.62 3.17 -2.19 -10.97 -17.14 -19.04 -18.81 -15.99 -8.37 2.31 A9’ A10 A11
4.29 6.18 9.30 9.84 9.60 7.35 10.68 10.38 6.45 8.25 11.89 17.89 4.2 绘制加速度多边形
加速度分析，以A4点为例
aB = aA + aBAn + aBAt
大小 ： ？ ω2lAO ω22lBA ? 方向 ： ∥导轨 A→O B→A ⊥BA
画图基本步骤：
① 确定极点p’；
② 根据aA的大小和方向作出aA即p’a’；
③ 过a’，由aBA的大小和方向画出aBA即a’n’； 图5 加速度多边形 ④ 过n’作出aBA的方向；
⑤ 过p’作出aB的方向∥导轨，与aBA的方向交于b’，则p’b’即为aB； ⑥ 取a’c’2=0.38ab，p’c’2即ac2； ⑦ 2=aBA/Lab
， a c 2 ，aB的数值，见表2：
2
ttnn??作机构的15个位置的加速度多边形，见2号图纸，并求15个位置的 BA ， a BA ， a ，BAant表2 位置 A0 A1 A2 A2’ A3 A4 A5 A6 A6’ A7 A8 A9 A9’
的数值 (右) 184.01 121.60 29.26 5.24 2.77 62.50 150.7 188.60 184.00 130.90 34.40 3.05 35.40 201.60 366.40 547.20 596.80 609.60 508.80 284.80 190.40 195.20 355.20 580.80 664.00 585.60 8
（顺） 672.00 555.20 411.20 371.20 390.40 468.80 512.00 528.00 524.80 526.40 473.60 379.20 382.40 （下） 82.00 344.80 548.80 595.20 609.60 481.60 240.00 -28.80 -76.80 -345.60 -579.20 -664.00 -587.20 157.75 655.60 1055.80 1145.10 1172.80 926.51 461.7 -55.40 -147.70 -664.90 -1114.30 -1277.40 -1129.70 793.60 593.60 204.80 4.80 -166.40 -345.60 -390.40 -416.00 -417.60 -454.40 -448.00 -224.00 43.20