曲柄连杆机构教案-.doc

授课章节
名 称
曲柄连杆机构
授课课时
2
授课形式
班级授课
教学目的

1. 掌握曲柄连杆机构的作用
2. 能够对曲柄连杆机构进行受力分析
3. 能够明白曲柄连杆机构的重要性
教学方法
引导法、提醒法、传统授课法、互动方式
教学重点
对曲柄连杆机构的受力分析
教学难点
对曲柄连杆机构的受力分析
更新、补充、删节内容

课外作业
书后习题1、2、7题
教学后记

授课主要内容或板书设计
1. 曲柄连杆机构的功用与组成

课堂教学安排
教学过程
主要教学内容及步骤

复习发动机的相关知识并进行提问；
（尤其是四冲程汽油发动机的工作原理，如果复习效果不好，那就把工作原理重复一遍）<5分钟左右>
引入曲柄连杆机构的教学。

发动机由2大结构和5大系统组成。。。。。。。。。从而带出曲柄连杆机构的详细讲解

在给学生讲解时，把整体的大分布关系写在黑板上，方便理解与记忆

一．曲柄连杆机构的功用与组成(学过第一章的发动机，就应该能想象出曲柄连杆机构的大致布局，连杆加曲轴)
1.功用：将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。
组成： （1）、机体组
（2）、活塞连杆组
（3）、曲轴飞轮组
2.曲柄连杆机构是在高温、高压、高速以及有化学腐蚀的条件下工作的。发动机做功时，气缸内的最高温度可达2500以上，最高压力可达5-9MPa，汽车发动机转速在3000-6000r/min时，则活塞每秒钟要经过100-200个行程，其线速度是很大的。此外，气缸、汽缸盖、活塞等部件还将受到化学腐蚀。
3.受力分析
（1）气体压力
在每个工行循环的四个行程中，气体压力始终存在。进气、排气2行程中气体压力较小，对机件影响不大，做工和压缩行程中的气体压力影响较大。
在做功行程中，气体压力是推动活塞向下运动的力。这时，燃烧气体压力直接作用在活塞的顶部。当活塞所受压力传到活塞销上，可分解为2个力，一个力通过活塞销传给连杆，并沿着连杆方向作用在曲柄小上；该力又可以分成2个分力，一个分力沿着曲柄方向使曲轴 主轴颈与主轴承间产生压紧力，另一个分力对曲轴形成转矩推动曲轴旋转。
在压缩行程中，气体压力是阻碍活塞向上运动的阻力。这时作用在活塞顶的气体总压力也可以分解成2个力，使曲轴主轴颈与主轴承间产生压紧力，对曲轴造成一个钻转租力矩，企图阻止曲轴旋转；因两岸的左右摇摆运动，在活塞销和曲轴轴颈的表面以及2者的支撑表面上的压力和作用点不断变化，造成各处磨损不均匀。同样，汽缸壁沿圆周方向的磨损也不均匀。
（2）往复惯性力与离心力
当活塞和连杆小头在气缸中作往复直线运动时，速度很高，而且数值在不断变化。当活塞从上止点向下止点运动时，其速度变化规律是：从零开始，逐渐增大，临近中间达到最大值，然后又逐渐减小至零。也就是说，当活塞向下运动时，前半行程是加速运动，惯性力向上，后半行程是减速运送，惯性力向下。
同理，当活塞向上时，前半行程惯性力向下，后半行程惯性力向上。活塞、活塞销和连杆小头的质量越大，曲轴转速越高，则往复惯性力也越大。它使曲柄连杆机构的各零件和所有轴颈受周期性的附加载荷，加快轴承的磨损；未被平衡的变化着的惯性力传到汽缸体后，还会引起发动机的振动。
在工作循环的任何行程中，气体作用力的大小都是随着活塞的位移而变化的，偏离曲轴轴线的曲柄、曲柄销和连杆打头绕曲轴轴线旋转，产生旋转惯性力，即离心力，其方向沿曲柄半径向外，其大小与曲柄半径、旋转部分的质量及曲轴转速有关。曲柄半径长，旋转部分质量大，曲轴转速高，则离心力大。离心力使连杆大头的轴瓦和曲柄销、曲轴主轴颈及其轴承受到又一附加载荷，增加了它们的变形和磨损。
（3） 摩擦力
在任何一对互相压紧并作相对运动的零件表面之间，必定存在摩擦力，其最大值决定于上述各种力对摩擦面形成的正压力和摩擦系数。