连杆机构的建模、分析与加工

第一篇：连杆机构的建模、分析与加工

连杆机构的建模及连杆的加工与分析

第一部分：构建连杆机构的三维实体模型 1.1 连杆机构零件的绘制

（1）单击【新建】按钮，新建一个零件文件。

（2）选取前视基准面，单击【草图绘制】按钮，进入草图绘制，绘制草图。（3）单击【拉伸凸台/基体】按钮，出现【拉伸】属性管理器，在【终止条件】下拉列表框内选择【两侧对称】选项，在【深度】文本框内输入加工深度，单击【确定】按钮。

（4）单击【拉伸切除】按钮，出现【切除-拉伸】属性管理器，在【终止条件】下拉列表框内选择【完全贯穿】选项，单击【确定】按钮，得出零件1连杆的视图，如图1.1所示：

图1.1 零件1连杆

用同样的方法，得出其他零件视图： 零件2，如图1.2所示

图1.2 零件2

零件3 如图1.3所示

图1.3 零件3

零件4如图1.4所示

图1.4 零件4

零件5如图1.5所示

图1.5 零件5

1.2 连杆机构装配图的绘制

将以上五个零件进行装配，得到连杆机构的装配图：如图1.6所示

图1.6 连杆机构装配图 第二部分：连杆的ansys分析 2.1连杆工程分析的准备工作

（1）连杆的计算分析模型，如图2.1所示

图2.1 连杆的计算分析模型

（2）材料参数设定

弹性模量E=210Gpa；泊松比v=0.3;密度=7800（3）受力分析

连杆有两个连轴孔，受力是主要约束大的那个口轴，然后是上表面受到一个向上应力。2.2 操作步骤

2.2.1定义单元类型和材料属性（1）设置计算类型，如图2.2所示

ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural → OK 5

图2.2 设置计算类型

（2）选择单元类型。执行ANSYS Main Menu→Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select Solid Brick 8node 185 →OK Options„→select K3: Plane strain →OK→Close如图2.3所示，选择OK接受单元类型并关闭对话框。

图2.3 选择单元类型

（3）设置材料属性。执行Main Menu→Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic，在EX框中输入2.1e11，在PRXY框中输入0.3，如图2.4所示，选择OK并关闭对话框。

图2.4 设置材料属性

2.2.2 导入几何模型

选择ANSYS，菜单→File→Import→PARA→选择liangan.x_t→OK，如图2.5所示

图2.5 导入几何模型

2.2.3生成实体

菜单PlotCtrols→Style→SolidModles Facts→选择Normal Faceing→OK：然后菜单→Plot→Voluness→OK，建模如图2.6所示。7

图2.6 连杆实体模型

2.2.4生成有限元网格

Preprocessor →Meshing →Mesh Tool→Volumes Mesh→Tet→Free,.采用自由网格划分单元。执行Main Menu-Preprocessor-Meshing-Mesh-Volume-Free，弹出一个拾取框，拾取实体，单击OK按钮。生成的网格如图2.7所示。

图2.7连杆的有限元网格

2.2.5施加载荷并求解

(1)施加约束条件。执行Main Menu-Solution-Apply-Structural-Displacement-On Areas，弹出一个拾取框，拾取平面，单击OK按钮,然后出现如图2.8窗口，选 “ALL DOF”，再单击OK按钮。

图2.8 对话框

(2)施加载荷。执行Main Menu-Solution-Apply-Structural-Pressure-On Areas，弹出一个拾取框，拾取内表面，单击OK按钮，弹出如图2.9所示对话框，如图所示输入数据-1e4，单击OK按钮。生成结构，如图2.10

图2.9 对话框

图2.10 连杆的有限元结构图

(3)求解。执行Main Menu-Solution-Solve-Current LS，弹出一个提示框。浏览后执行file-close，单击OK按钮开始求解运算。出现一个【Solution is done】对话框是单击close按钮完成求解运算。2.2.6显示结果

(1)显示变形形状。执行Main Menu-General Posproc-Plot Results-Deformed Shape，弹出如图2.11所示的对话框。选择“Def+underformed”单选按钮，单击OK按钮。生成结果如图2.12所示。

图2.11 对话框

图2.12 连杆变形形状图

(2)列出节点的结果。执行Main Menu-General Posproc-List Results-Nodal Solution，弹出如图2.13所示的对话框。设置好后点击OK按钮。生成如图2.14所示的结果

图2.13 对话框

图2.14 节点结果

(3)浏览节点上的Von Mises应变值。执行Main Menu-General Posproc-Plot Results-Contour Plot-Nodal Solu，弹出如图2.15所示对话框。设置好后单击OK按钮，生成结果如图2.16所示。

图2.15 对话框

图2.16 节点应变图

(4)浏览节点上的Von Mises应力值。执行Main Menu-General Posproc-Plot Results-Contour Plot-Nodal Solu，弹出如图2.17所示对话框。设置好后单击OK按钮，生成结果如图2.18所示。

图2.17 对话框

图2.18 节点应力图

2.2.7以扩展方式显示计算结果

(1)以等值线方式显示。执行Utility Menu-Plotctrls-Device Options，弹出如图

2.19所示对话框，生成结果如图2.20所示。

图2.19 对话框

图2.20 等值线方式显示结果

2.2.8 结果分析

通过图2.20可以看出，在分析过程中的最大变形量为145E-08m，最大的应力为221e06Pa,最小应力为42Pa。应力在大孔轴比较大，所以在生产中应加强大孔轴表面材料的强度。第三部分连杆的mastercam加工

3.1操作过程

（1）将模型导入mastercam中，如图3.1所示

图3.1 导入模型

（2）加工道具的选择，如图3.2所示

图3.2 选择刀具

（3）选择刀具及刀具参数设定，如图3.3和图3.4所示

图3.3 选择刀具及参数设定

图3.3 参数设定

（4）粗加工路径设定以及刀具参数设定结果，如图3.5所示

图3.5 粗加工路径设定以及刀具参数设定结果（5）粗加工仿真过程，如图3.6所示

图3.6 粗加工仿真过程

（6）钻孔粗加工路径及钻孔粗加工设置，如图3.7和图3.8所示

图3.7 钻孔粗加工路径

图3.8 钻孔粗加工设置

（7）钻孔粗加工三维演示，如图3.9所示

图3.9 钻孔粗加工三维演示

（8）曲面挖槽粗加工参数设定，如图3.10所示

图3.10 曲面挖槽粗加工参数设定

（9）曲面粗加工路径图，如图3.11所示

图3.11 曲面粗加工路径图

（10）曲面粗加工三维仿真加工，如图3.12所示

图3.12 曲面粗加工三维仿真加工

（11）曲面粗加工结束，如图3.13所示

图3.13 曲面粗加工结束

（12）精加工路径及精加工路径图，如图3.14和3.15所示

图3.14 精加工路径

图3.15 曲面精加工路径图

（13）精加工仿真，如图3.16所示

图3.16 精加工仿真

（14）整体加工路径图，如图3.17所示

图3.17 整体加工路径图

（15）加工结束图，如图3.18所示

图3.18 加工结束

3.2生成加工代码

加工代码如图3.19和3.20所示

图3.19 加工代码截图1 24

图3.20 加工代码截图2

第二篇：proe四连杆机构建模分析

四连杆机构

在proe中建立如下尺寸基座

建立如下尺寸连杆00

建立如下尺寸连杆01

建立如下尺寸连杆02

对四连杆机构进行装配，连杆00与基座销钉连接与连杆01销钉连接，连杆01与连杆02销钉连接，连杆02与基座平面连接

点应用程序选项打开机构，四连杆装配变为下图

点伺服电动机选项，按下图添加伺服电动机运动轴

按下图添加轮廓

点分析选项，按下图输入参数，点运行

下图为某一刻运动图

点测量结果选项，如下图点新建

按下图选测量加速度，点确定

按下图选测量选项，点绘图

分析结果如下

第三篇：四连杆机构运动分析

游梁式抽油机是以游梁支点和曲柄轴中心的连线做固定杆，以曲柄，连杆和游梁后臂为三个活动杆所构成的四连结构。1.1四连杆机构运动分析：

图1

复数矢量法：

为了对机构进行运动分析，先建立坐标系，并将各构件表示为杆矢量。结构封闭矢量方程式的复数矢量形式：

l1ei1l2ei2l3ei3l(1)应用欧拉公式eicosisin将(1)的实部、虚部分离，得 l1cos1l2cos2l4l3cos3

(2)l1sin1l2sin2l3sin3由此方程组可求得两个未知方位角2,3。

解得

tan(3/2)(BA2B2C2)/(AC)

(4)当要求解3时，应将2消去可得

222l2l3l4l122l3l4cos32l1l3cos(31)2l1l4cos

1(3)2arctanBl3sin

3(5)Al3cos3Al4l1cos1其中：Bl1sin12A2B2l32l2C2l3

(4)式中负号对应的四连杆机构的图形如图2所示，在求得3之后，可利用(5)求得2。

图2 由于初始状态1有个初始角度，定义为10，因此，我们可以得到关于110t，是曲柄的角速度。而通过图形3分析，我们得到OA的角度3因此悬点E的位移公式为s|OA|，速度vdvd2sd2a2|OA|2。

dtdtdt210。

dsd|OA|，加速度dtdt

图3 已知附录4给出四连杆各段尺寸，前臂AO=4315mm，后臂BO=2495mm，连杆BD=3675mm，曲柄半径O’D=R=950mm，根据已知条件我们推出|OO'||O'D||OB||BD|违背了抽油系统的四连结构基本原则。为了合理解释光杆悬点的运动规律，我们对四连结构进行简化，可采用简谐运动、曲柄滑块结构进行研究。

1.2 简化为简谐运动时的悬点运动规律

一般我们认为曲柄半径|O’D|比连杆长度|BD|和游梁后臂|OA|小很多，以至于它与|BD|、|OA|的比值可以忽略。此时，游梁和连杆的连接点B的运动可以看为简谐运动，即认为B点的运动规律和D点做圆周运动时在垂直中心线上的投影的运动规律相同。则B点经过时间t时的位移sB为

sBr(1cos)r(1cost)其中是曲柄转角；

曲柄角速度； t时间。

因此，悬点A的位移sA|OA||OA|'sB|OD|(1cost)|OB||OB| A点的速度为

AA点的加速度为

dsA|OA|'|OD|sint dt|OB|aAdA|OA|'|OD|2cost dt|OB|

图4

图5

图6

1.3 简化为曲柄滑块结构的选点运动规律

由于简谐运动只能在不太精确的近似计算和分析中应用，而在实际中抽油机的曲柄/杆长值不能忽略不计，特别是冲程长度较大时，忽略会引起很大误差。把B点绕游梁支点的弧线运动看做直线运动，则四杆运动可被简化为图所示的曲柄滑块运动。

0时，游梁与连杆的连接点B在B’点，为距曲柄轴心最远的位置，相应于悬点A的下死点。180时，游梁与连杆的连接点B在B’’点，为距曲柄轴心最远的位置，相应于悬点A的上死点。因此，我们有|O'B'||BD||OD'|，|O'B''||BD||OD'|，B点的最大位移sB2|O'D|。

B点在任意时刻的位移sB为

sB|BB'||O'B'||O'B|1|O'D||O'B|

在O'DB中有：

'|O'B||OC||BC||O'D|cos|BD|cos

则

sB|BD||O'D||O'D|cos|BD|cos |OD|[1cos'1(1cos)]

|O'D|式中。

|BD|通过转化分析，我们得到B点的位移：

sB|O'D|(1cos2sin2)

则sA为

sAsB|OA||OA||O'D|(1cossin2)|OB|2|OB|速度A为

AdsA|OA||O'D|(sinsin2)dt2|OB|加速度aA为

aA

dA|OA| 2|O'D|(coscos2)dt|OB|

22u(x,t)u(x,t)2u(x,t)ac 22txta是波动速度英尺/秒；

c是阻尼系数，1/秒； t是时间，单位是秒；

x是在无限制杆离光杆之间的距离，单位是英尺；

u(x,t)抽油杆离平衡位置的位移。

c2L

无因次阻尼；

Lx1x2...xm杆的总长度(英尺)。

4.42102L(PRhpHhp)T2 2(A1x1A2x2...Amxm)SPRhp光杆马力；

Hhp液压泵马力； T抽运周期；

A1,A2,...,An每个杆的面积； x1,x2,...,xm杆的区间长度；

S杆的负载。

D(t)L(t)Wr02ncosntnsinnt

n1和

U(t)02vncosntnsinnt

n1是角速度；

D(t)动态光杆负载函数； L(t)总负载函数；

Wr流动的杆重；

U(t)光杆的位移函数。

2D(t)cosntdt,n0,1,2,...,n0

2D(t)sinntdt,n0,1,2,...,n1n01n把t得

1n2D()cosndt,n0,1,2,...,n 02p,p0,1,2,...,K KD2pDD K对于一个数学例子，是个离散变量

采用简单的标记

我们可以用梯形公式写出

2n02n12n12n2DcosDcosDcosDcos1120KKKK...12221nK2n(K1)2nKDcosDcosK1KKK2

因此，我们可以得出

1nDKcos(2n)2D0cos02n2n2。DcosDcos...12K22KK对于周期函数，由于cos0cos2n，则我们得到D0Dk，即

2K2npDcos,n0,1,...,n 1npKp1K同样得到其他傅里叶展开系数

2K2npDsin,n1,2,...,n 1npKp1K2K12npUsin,n0,1,...,n 1npK1p1K12K12npUsin,n1,2,...,n p1nK1p1K1通过分离变量法求解，得到特征根的形式

nnin

其中

2ncn11 a2n和

2ncn11

a2n通过变化分析，我们得到

D(t)EA(knnnn)cosnt(knnnn)sinnt

n1n1因此，我们有充分的利用定义新的常数

nEA(knnnn),n0,1,2,...nEA(knnnn),n1,2,...02EA

通过上述方程我们得到

knnnnn,n1,2,3,...2EA(nn2)n通过上面一系列的推导，我们得到

nnnn,n1,2,3,...2EA(nn2)u(x,t)02EA02(On(x)cosntPn(x)sinnt)

n1其中

On(x)(kncoshnxnsinhnx)sinnx(ncoshnxnsinhnx)cosnx Pn(x)(knsinhnxncoshnx)sinnx(nsinhnxncoshnx)sinnx

根据胡可定理，力F(x,t)可以被计算为

F(x,t)EA因此，我们得到

u(x,t)x0'F(x,t)EA(On(x)cosntPn'(x)sinnt)

2EAn1其中

'On(x)nsinhnx(nnnn)coshnxsinnxEA

ncoshx()sinhxnnnnnncosnxEA和

Pn'(x)ncoshnx(nnnn)sinhnxcosnxEA

nsinhx()coshxnnnnnnsinnxEA工程量的递归计算

j10vj0xjEAjj0

j1nj1vjOn(xj)

njPn(xj)j1j1j10j0'nEAjjOn(xj)

nEAjjPn'(xj)

j1j1knnnj1nn2EAj1(nn2)j1nnj1nnj1n2EAj1(nn2)

j1On(xj1)(j1kncoshnxj1j1nsinhnxj1)sinnxj1(j1nsinhnxj1j1ncoshnxj1)cosnxj1j1Pn(xj1)(j1knsinhnxj1j1ncoshnxj1)cosnxj1(j1ncoshnxj1j1nsinhnxj1)sinnxj1

j1nsinhnxj1(j1nnj1nn)coshnxj1sinnxj1j1O(xj1)EAj1'nj1n coshnxj1(j1nnj1nn)sinhnxj1cosnxj1EAj1'j1nj1nP(xj1)coshnxj1(j1nnj1nn)sinhnxj1cosnxj1EAj1

 j1nsinhnxj1(j1nnj1nn)coshnxj1sinnxj1EAj1此处，j1,2,...,m1,n1,2,...,n。因此，泵的位移和负载用下列公式计算

u(xm,t)m02EAmxmm02(mOn(xm)cosntmPn(xm)sinnt)

n1nnm0'F(xm,t)EAm(mOn(xm)cosntmPn'(xm)sinnt)

2EAmn1上冲程悬点静载荷

由于游动阀关闭，悬点静载荷主要包括柱塞上、下流体压力及抽油杆柱重力。

1)抽油杆柱在空气中的重力：

WrArgLpr

式中：

Wr抽油杆柱在空气中的重力，KN； Ar抽油杆截面积，m2；

r抽油杆密度，t/m3；

g重力加速度；

Lp抽油杆柱长度 2)泵排出压力

p0ptLPLg

式中：

pt井口压力，kpa

L液体密度

3)吸入压力

上冲程时的沉没压力导致井内液体流入泵中，此时液流所具有的压力即吸入 压力，此压力作用在柱塞底部，产生的载荷方向向上：

ptpspr

式中：

ps沉没压力，kpa；

pr流体通过泵入口设备产生的压力降，m。

将以上三个力综合可得出上冲程的静载荷：

WupWrp0(ApAr)ptA WrW(ptpc)ApptAr''L

由于上冲程时井口回压与套压造成的悬点载荷方向相反，故可近似为相互抵消，因此上冲悬点载荷可简化为下式

WupWr'WL'

下冲程悬点载荷

下冲程时，游动阀打开使得柱塞上下的液体连通，抽油杆柱受到向上的浮力作用。因此，下冲程时抽油杆柱在液体中的重力等于自身重力减去浮力。而液柱荷载通过固定阀作用在油管上，不作用在悬点上。所以下冲程悬点载荷为：

WdownWr'ptAr

迭代计算

通过分析我们知道，计算阻尼系数必须预先知道泵功图，但是要知道泵功图必须预先知道阻尼系数，故采用迭代法解决这个问题，首先，先给一个任选一个初值c0，根据c0求泵功图，再用式子求c0。

第四篇：曲柄连杆机构的常见故障分析

包头职业技术学院车辆工程系

毕业综合技能训练工作报告

曲柄连杆机构的常见故障分析

论文撰写人 徐超 系 部 车辆工程系 班 级 12级312131班 学 号 31213110 指导教师 马志民

发任务书日期 2014年 11月 25日

摘 要

曲柄连杆机构是发动机将热能转换为机械能的主要机构，是发动机的心脏。发动机运转中,曲柄连杆机构的活塞、活塞环、活塞销、连杆、曲轴和机体受到巨大的冲击力,易产生变形、裂纹或断裂,造成发动机不能启动、异响等。如果该机构发生故障，将使发动机工作状况变坏，动力性下降，机油及燃油消耗量增大。因此，曲柄连杆机构出现故障一定要及时排除。论文对曲柄连杆机构的功用和组成进行阐述，重点描述了机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组等主要机件的具体作用，并分析了曲柄连杆机构在拆卸、装配过程的各种注意事项，进一步研究了曲柄连杆机构故障的现象、产生原因及故障检修方法，并结合具体的故障实例对不同型号汽车进行故障诊断分析与故障排除，实现理论与实践相结合，加深曲柄连杆机构的故障诊断认识。

关键词：曲柄连杆机构 故障现象 故障原因 故障检修

目 录

前 言.......................................................................1 1 曲柄连杆机构的功用和组成...................................................3 1.1曲柄连杆机构的功用.....................................................3 1.2曲柄连杆机构的组成.....................................................3 1.2.1机体组.............................................................3 1.2.2活塞连杆组.........................................................4 1.2.3曲轴飞轮组.........................................................5 2 曲柄连杆机构的拆卸与装配...................................................6 2.1曲柄连杆机构的拆卸.....................................................6 2.1.1分解发动机机体组总成...............................................6 2.1.2活塞连杆组的拆卸...................................................6 2.1.3曲轴飞轮组的拆卸...................................................7 2.2曲柄连杆机构的装配.....................................................7 2.2.1安装曲轴与飞轮.....................................................7 2.2.2安装活塞连杆组件...................................................7 2.2.3气缸体曲轴箱组安装.................................................8 3 曲柄连杆机构的常见故障分析.................................................8 3.1机体组常见故障分析.....................................................8 3.2活塞连杆组常见故障分析................................................11 3.3曲柄连杆机构的故障实例分析............................................12 3.3.1故障实例一........................................................12 3.3.2故障实例二........................................................12 结 论......................................................................13 致 谢......................................................................14 参考文献....................................................................15

包头职业技术学院2012届毕业论文

前 言

在汽车的发动机发展史中，曲柄连杆机构始终是发动机的基础，随着科学技术的不断发展，发动机使用的日益广泛，对发动机曲柄连杆机构的要求也就越来越高。发动机的曲柄连杆机构的工况是相对比较恶劣的，它要承受高温，高压，高速以及化学腐蚀作用。曲柄连杆机构的综合性能直接决定了发动机的性能。

由于曲柄连杆机构是发动机的基础，有着其他机构不可代替的作用和特点。在做功行程中，利用燃烧气体所带来的压力推动活塞向下运动，经活塞销，连杆使活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动产生转矩，为汽车提供动力和驱动发动机其他结构正常工作。在进气，压缩，排气行程是依靠曲轴，飞轮的转动惯性和其他缸的动力并经连杆和活塞销一起向上推动活塞进行上下的往复运动，为下一次做功创造条件。与此同时，气缸盖与封闭气缸顶部，与活塞顶部，汽缸壁形成了燃烧室。另外，气缸内的水套和油套也是冷却系统和润滑系统的组成部分。气缸体作为发动机的装配基础零部件，不仅影响发动机的使用，还影响其他机件的工况。因此做好对曲柄连杆机构的维护与保养对延长其使用寿命，改善发动机的动力性和经济性有至关重要的作用。

论文首先明确了曲柄连杆机构的功用，并重点分析了曲柄连杆机构的组成部分，即机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组三部分，分别对机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组各部分包涵的具体机件进行详细论述，指出不同

包头职业技术学院2012届毕业论文

机件的具体位置与重要作用。其次由于曲柄连杆机构拆卸、装配过程的好坏，直接影响发动机的输出功率，论文重点研究曲柄连杆机构在拆卸和装配过程中需要注意的各项事宜，最后基于故障特性对曲柄连杆机构的故障现象、产生原因及故障检修方法进行深入研究，并进一步结合企业实践对不同车型的故障进行分析，指出故障现象，提出故障诊断意见及具体的故障排除方法，为曲柄连杆机构故障分析提供实践依据。

包头职业技术学院2012届毕业论文 曲柄连杆机构的功用和组成

1.1曲柄连杆机构的功用

曲柄连杆机构的作用是提供燃烧场所，把燃料燃烧后气体作用在活塞顶上的膨胀压力转变为曲轴旋转的转矩，不断输出动力。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。在作功冲程，它将燃料燃烧产生的热能活塞往复运动、曲轴旋转运动而转变为机械能，对外输出动力；在其他冲程，则依靠曲柄和飞轮的转动惯性、通过连杆带动活塞上下运动，为下一次作功创造条件。1.2曲柄连杆机构的组成

曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组三部分组成。（1）机体组：气缸体、气缸垫、气缸盖、曲轴箱及油底壳、（2）活塞连杆组：活塞、活塞环、活塞销、连杆（3）曲轴飞轮组：曲轴、飞轮、扭转减振器、平衡轴 1.2.1机体组

机体是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基础，其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件，承受各种载荷。因此，机体必须要有足够的强度和刚度。

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（1）气缸体

气缸体是发动机各个机构和系统的装配基体，是发动机中最重要的一个部件。气缸体有水冷式缸体和风冷式气缸体。气缸体有直列、V形和水平对置三种形式

（2）气缸盖

气缸盖的主要作用是封闭气缸上部，与活塞顶部和气缸壁一起构成燃烧室

气缸盖与气缸体之间装有气缸衬垫，其作用是保证气缸盖与气缸体间的密封，防止燃烧室漏气、水套漏水

（3）油底壳

油底壳的主要作用是储存机油并封闭曲轴箱。1.2.2活塞连杆组

活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆轴瓦等组成。（1）活塞

活塞的作用是与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室，并承受气缸中气体压力，通过活塞销将作用力传给连杆，以推动曲轴旋转

（2）活塞环

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活塞环是用于嵌入活塞槽沟内部的金属环，其主要作用是密封作用，导热功能，控油功能，支撑功能。工作条件是处于高温，高压，高速，极难润滑。活塞分为两种：压缩环和机油环。压缩环可用来密封燃烧室内的可燃混合气体。机油环则用来刮除气缸上多余的机油，是具有弹性的开口环，分为气环和油环，平均寿命在6万公里左右。

（3）连杆

连杆的作用是将活塞承受的力传给曲轴，并使活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。1.2.3曲轴飞轮组

曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮和一些附件组成。（1）曲轴

曲轴是发动机最重要的机件之一。其作用是将活塞连杆组传来的气体作用力转变成曲轴的旋转力矩对外输出，并驱动发动机的配气机构及其他辅助装置工作。

（2）飞轮

飞轮是一个转动惯量很大的圆盘，外缘上压有一个齿圈，与起动机的驱动齿轮啮合，供起动机发动机时使用。飞轮上通常还刻有第一缸点火正时记号，以便校准点火时刻。

包头职业技术学院2012届毕业论文 曲柄连杆机构的拆卸与装配

2.1曲柄连杆机构的拆卸

按发动机附件、气缸盖、油底壳、活塞连杆组和曲轴飞轮组的顺序，进行发动机解体。

2.1.1分解发动机机体组总成

首先拆下发电机，旋松撑紧壁紧固螺栓、调整螺母紧固螺栓，拧动调整螺母，使发电机靠近发动机侧，取下V 型皮带，从发动机前端卸下发电机与发动机的联接螺栓，取下发电机。然后取下进气歧管和排气歧管。之后拆卸正时皮带、拆卸分电器、水泵、气缸盖，在拆下气缸座时，应先卸下气门室罩盖，按由四周向中心顺序旋松缸盖螺栓，以防缸盖变形。拆下缸盖螺栓，用橡皮锤锤松缸盖，取下缸盖。最后拆卸机油泵、活塞和曲轴。当取下正时齿轮、曲轴前后的油封端盖，旋松并取下曲轴主轴承盖，抬出曲轴，取出上轴瓦止推轴承。不要跌落轴瓦，将轴承盖按顺序摆放好。2.1.2活塞连杆组的拆卸

首先用活塞环拆卸专业工具依次拆下活塞环。然后用尖嘴钳取出活塞销卡簧，用拇指压出活塞销，或用专用冲头将其冲出，取出连杆轴承。最后要按相反顺序复装活塞连杆组，对活塞做好标记，以免装错。

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2.1.3曲轴飞轮组的拆卸

首先按对角顺序旋松飞轮固定螺栓，取下螺栓，用手锤沿四周轻轻敲击飞轮，待松动后取下飞轮。拧松并取下曲轴油封端盖紧固螺栓，用手锤轻轻敲击油封端盖，待松动后取下油封端盖。拆卸主轴承盖及止推轴承，抬出曲轴。安装时按相反顺序逐步进行。在新油封唇部涂润滑脂，然后用专用油封安装工具和锤子敲入油封，直至其端面与油封边缘齐平。2.2曲柄连杆机构的装配 2.2.1安装曲轴与飞轮

首先将清洗干净的气缸体倒置于安装支架上，正确安放好各道主轴承瓦和止推垫片，注意将有油槽的一片轴瓦装在缸体轴承座孔中。然后将曲轴放入缸体轴承座中，依标记号合上各道主轴承盖，按规定转矩依次拧紧各轴承盖螺栓；安装止推片后应轴向撬动曲轴检查其轴向间隙；每紧固一道主轴承盖后应转动曲轴数周，检查其径向间隙，轴承过紧间隙不合要求时应查明原因，及时予以排除。安装曲轴前、后端油封凸缘、凸缘衬垫及油封等。将飞轮安装于曲轴后端轴凸缘盘上，安装时注意原定位标记，然后紧固螺母。螺母紧固时应对角交叉进行，并按扭紧力矩拧紧。最后将曲轴前端正时齿轮、挡油片等装上。2.2.2安装活塞连杆组件

将活塞销和连杆小头孔内（已装好铜套）涂上一层薄机油，然后将活塞

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放入90℃以上热水内加热，取出活塞，迅速用专用工具将销压入销座和连杆小头孔内，使连杆活塞连接。如果有活塞销卡环，用尖嘴钳将其装上。（安装时应注意活塞与连杆的安装标记）用活塞环装卸钳依次装上活塞油环和各道密封环，安装时注意扭曲环方向不可装反。将各道环端隙按一定角度钳开（三道气环按120°钳开，第一道环的端隙应避开活塞销座及侧压力较大一侧）。用活塞环箍将活塞环箍紧，用木锤手柄轻敲活塞顶部，使其进入气缸，推至连杆大端与曲轴连杆轴颈连接。装上连杆盖，按规定扭矩拧紧连杆螺栓螺母。

2.2.3气缸体曲轴箱组安装

放倒发动机，装上油底壳衬垫及油底壳。拧紧油底壳螺栓时应由中间向两端交叉进行。竖直发动机，安装气缸垫和气缸盖。缸盖螺栓应由中间向两端交叉均匀分2～3 次拧至规定力矩。安装凸轮轴及摇臂机构，安装气缸盖罩等。将所拆其它非曲柄连杆机构部件安装到发动机上。最后检查有无遗漏未装部件，检查整理好工具。曲柄连杆机构的常见故障分析

3.1机体组常见故障分析

（1）对于汽缸壁，早期异常磨损，活塞，活塞环外圆面及气缸壁内表面有明显的轴向划痕，进气道内存在明显油泥故障属于密封不良或者行驶路况恶劣，大量灰尘进入燃烧室导致的。

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故障现象：气缸压力不足

故障原因：活塞环过度使用，使密封性变差，活塞与气缸磨损较大，使活塞在气缸内摇摆，影响活塞环与汽缸壁的良好贴合密封；气门与气门导管间隙过小，使气门上下运动受阻，导致气门密封不严。另外还有一些人工因素：测试气缸压力时，操作不当，没有良好的密封。

故障检修：用气缸压力表测量之前，应使发动机处于正常温度下，冷却液温度在正常范围之内。节气门全开，也就是油门踏板踩到底，拆卸掉火花塞，将选好口径的压力表拧进火花塞孔中，利用起动机带动曲轴运动，读出气缸压力表的数值，一般情况下，若在正常值范围内，压力表的指针一般会弹起三下，最终不动。

故障现象：气缸体与气缸盖的损伤。

故障原因：汽车维修后，维修师傅的螺栓拧紧力矩过大。

故障检修：气缸盖螺栓的拆装一般是对称的，拆的时候是两段向中间松开，装配的时候是中间向两段对称拧紧。故障现象：气缸垫烧坏

故障原因：气缸垫烧坏就失去密封作用，产生窜气，漏气现象，最常见的就是烧机油

故障检修：缸体与气缸盖接合面不平，需要加以铲刮修理

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（2）对于活塞环断裂，同时活塞顶部积碳过多，并有烧灼现象，为发动机长时间高速，超负荷使用，造成活塞环与燃油燃烧产生的高速，高爆发冲击频率发生共振和碎裂。

（3）活塞环偏向磨损，其他部位属于正常磨损，发动机功率下降等现象，请检查连杆是否弯曲，曲轴间隙是否过大等。

机械故障主要发生在曲柄连杆机构和配气机构，大部分以异响的形式表现出来。

故障现象：当发动机转速发生变化时，有闷闷的声音。发动机的转速升高，声音变大

故障原因：主轴瓦异响

故障检修：①利用单缸断火法进行试验，响声没有变化，然后进行相邻两缸的断火试验，如果在某两缸断火后，声音明显降低，就由此判断这两缸之间的主轴瓦发出异响。②将机油放尽，然后拆下油底壳进行检查，若在机油中或者油底壳底部检查有轴承合金层碎屑，则说明轴承合金脱落，同时更换新的主轴瓦。检查主轴承盖螺栓是否松动，如有松动，应拧紧。检查主轴瓦径向和轴向间隙，如果过大，应该更换新主轴瓦。故障现象：涡轮增压器两端渗油，曲轴箱强制通风系统通风不畅。故障原因：曲轴箱强制通风系统出现通风不畅，则曲轴箱的油气压力过高，则涡轮增压器里的机油回油不畅，长时间的话，机油沉积在涡轮增压

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中间体，长时间就会使涡轮增压器两端渗油。

故障检修：①检查PCV系统中的空气滤清器是否存在堵塞。②检查气缸盖和机体之间的气缸垫是否存在漏气处。3.2活塞连杆组常见故障分析

（1）故障现象：气缸套与活塞受到机械刮伤，甚至活塞被卡至气缸内，发动机突然熄火，曲轴不能转动。活塞的密封性过低，可燃气窜入活塞裙部进行燃烧，将活塞壁上的油膜燃烧，出现干摩擦。活塞的活塞销卡环脱落也可造成拉缸现象。故障原因：拉缸

故障检修：如果轻微拉伤，可用细纱布打磨气缸和活塞表面再用，如果严重拉伤，需要镗缸或者更换气缸套与活塞，活塞环。

（2）故障现象：活塞和气缸壁的接触面由一侧导向另一侧，发出撞击声音。

故障原因：气缸敲缸

故障检修：将润滑油从火花塞孔中滴入，过一会，用手摇动曲轴，使润滑油进入活塞和气缸中，再将各个火花塞装上，进行着车，若声音明显减小，过一会，声音又增大，则说明是活塞的配缸间隙问题，建议更换活塞或者活塞环，必要时应膛气缸。

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3.3曲柄连杆机构的故障实例分析 3.3.1故障实例一 车型：奥迪A6L2.4轿车

故障现象：汽车行驶37626KM。发动机发出异响.响声越来越大，异响较快。

检查方法：断火后，检查各缸情况，对某缸断火异响减弱，异响听似活塞敲缸，分解发动机发现气缸拉伤，活塞顶烧灼，群部拉伤。

故障原因：该车行驶途中，加注劣质燃油，汽车辛烷值过低，并且高速行驶，发动机负荷大，温度过高，气缸内产生爆燃。车主不懂的爆燃的危害，所以造成活塞烧顶拉缸。

排除方法：镗磨气缸，更换加大活塞，发动机装复后工作正常.3.3.2故障实例二 车型：宝马530I轿车

故障现象：发动机冷启动困难，启动后抖动严重，发动机温度升高后怠速运转稳定。

故障诊断：（1）检查发动机冷却液温度传感器及其线路正常（2）检查燃油系统压力，在标准范围之内

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（3）检查气缸压力。第一二缸压力低于标准值，拆检气缸垫。排除方法：修模汽缸垫，更换气缸垫，故障排除，发动机工作正常。

结 论

曲柄连杆机构是发动机的重要组成部分，其性能的好坏直接影响了发动机的使用效率。本文是结合曲柄连杆机构的常用故障分析，通过理论研究和社会实践完成的，主要内容及结论如下：

1.研究总结了曲柄连杆机构的功用和主要组成部分，并对主要机件的特点及作用进行了简要的分析。

2.重点研究了曲柄连杆机构在拆卸、装配过程中各种注意事项以及具体的操作事宜。

3.对机体组、活塞连杆组的常见故障进行深入研究，指出故障现象，并对故障进行诊断分析，进一步有针对性地提出故障检修与排除方法。

4.结合企业实践，针对不同车型的故障问题进行分析，厘清故障现象，提出故障诊断方案以及故障排放方法，达到理论与实践相结合的目的。

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致 谢

在本文完成之际，首先我对马志民老师致以最诚挚的敬意和最衷心的感谢。在毕业设计这段时间，马老师以渊博的知识，宽厚的胸怀，无私的敬业精神以及严谨的治学态度和开拓进取精神激励我，言传身教培养我独立思考，深入探究，解决实际问题的能力，使我受益匪浅。本文研究过程中，马老师提供了关键的技术指导，指明了研究方向。老师平日里工作繁忙，但在我做毕业设计的过程中，特别在开题方面和其他方面的撰写和修改给了我悉心的指导。特此向马老师表示衷心的感谢和敬意。

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参考文献

[1]崔选盟.汽车故障诊断技术.北京：人民交通出版社，2009。[2]沈树盛.汽车维修企业管理.北京：人民交通出版社，2005。[3]王明亮.汽车维护与检验.上海：同济出版社，2010。

[4]刘 哲，郭京臣.汽车维修质量与检验.北京：北京理工大学出版社，2010。

第五篇：UML系统建模与分析大作业

UML系统建模与分析设计大作业

题

目：

《图书馆管理系统》 专业班级：

学

号:

姓

名：

一、系统功能需求

1、基本功能

① 借阅者能够借阅书籍和还书。

② 图书管理员能够处理借阅者的借阅和还书请求。

③ 系统管理员可以对系统的数据进行维护，如增加、删除和更新书目，增加、删除和更新借阅者帐户，增加和删除书籍。

2、系统主要包括以下几个模块：

2.1、基本数据维护模块

① 添加借阅者帐户

② 修改更新借阅者帐户信息 ③ 添加书目

④ 修改和更新书目信息 ⑤ 添加书籍 ⑥ 删除书籍

2.2、基本业务模块

① 借书 ② 还书 ③ 书籍预留

④ 取消书籍预定

2.3、数据库模块

① 借阅信息管理 ② 书籍信息管理 ③ 帐户信息管理 ④ 书籍预留信息管理

2.4、信息查询模块

① 查询书籍信息 ② 查询借阅者信息

3、系统中的类

① 读者类Reader ② 图书馆人员类 LibraryStaff 图书馆管理员类LibraryManager 系统管理员类SystemManager 图书馆馆长类LibraryBoos ③ 图书馆数据库类LibraryDatabase 图书馆资源数据库ResourcesDatabase 图书馆读者数据库ReaderDatabase 图书馆工作人员数据库LibraryStaffbase ④ 图书馆资源类LibraryResources 实物书籍类BooksResources 电子书籍类ElectronicResources 书类Book

Magazine杂志类

4、系统的用例图

 借阅者请求服务的用例图

1借书还书resourcesDatabase下载（阅读）电子书长籍11读者身份验证1reader查询书籍资料阅读杂志readerDatabase11libraryDatabaselibraryStaffese

 图书馆工作人员用例图

图书馆管理员验证处理读者借书处理读书还书1systemManager添加书目resourcesDatabase1系统管理员验证删除书目1添加书籍1libraryDatabaselibraryStaff删除书籍readerDatabase删除读者用户libraryManager添加读者用户

二、软件系统体系结构建模 2.1、系统的时序图

 系统管理员添加书籍的时序图

 系统管理员添加借阅者帐户的时序图

 系统管理员删除书目的时序图

 图书管理员处理书籍借阅的时序图

 图书管理员处理书籍归还的时序图

 借阅者查询书籍信息的时序图

 借阅者预留书籍的时序图

ReaderReaderDatabase1:验证身份()ResourcesDatabase2:返回验证信息3:使用终端机器预留书籍()4:预留书籍信息5:返回书籍信息和馆藏地点

2.2、系统的协作图

 系统管理员添加书籍的协作图

SystemManager2:返回验证消息LibraryResources3:向数据添加新书()4:向书库添加新书()7:返回添加新书成功1:验证身份()5:返回添加成功信息LibraryStaffbaseResourcesDatabase  系统管理员删除书籍的协作图

SystemManager3:删除数据库书目()7:删除成功2:返回信息1:验证身份()LibraryResources5:返回删除消息4:删除馆藏的书()LibraryStaffbaseResourcesDatabase6:更新数据库

 图书管理员处理借书的协作图

对象13：发出借书请求4:输入ReaderID()5:返回读者信息11：将书给读者对象42:返回信息7:输入书籍ID()10:借阅成功1:验证身份()对象38:该书信息对象5对象29:标记该书借出

 图书管理员处理还书的协作图

 借阅者预留书籍的协作图2.3、系统的活动图

 借阅者的活动图

进入图书馆

Reader进入刷卡终端键盘输入ReaderId刷卡输入ReaderID验证成功享受Reader各项服务借书还书将书给图书馆管理人员将书还给图书馆管理员查询书籍资料登录查询终端机下载电子资料登录账户图书管理人员处理借书请图书馆管理人员处理还书请求输入查询资料信息进入电子资料数据库借书成功还书成功得到相关资料信息下载或阅览电子资愿该项服务结束结束离开图书馆  图书管理员的活动图

验证图书馆管理人员账户登录到管理员账户等待读者的还书请求等待读者的借书请书处理读者的还书请处理读者借书请求重新等待读者服务请求处理还书结束处理借书 借书将书给读者重新等待读者服务请求系统管理员的活动图

 系统管理员维护借阅者帐户的活动图

系统管理员 维护借阅者账户的活动图登录到系统管理员账户登录到维护读者账户模块添加读者账户删除读者账户修改更新读者账户输入新账户信息检查该账户信息修改更新读者数据库信息有欠款欠书开设新读者账户没有欠款欠书将账户给读者删除该账户信息督促该用户归还欠款书  系统管理员进行书目信息维护的活动图

系统管理员进行书目信息维护的活动图登录到系统管理员账户登录到书目信息维护模块添加书目删除书目修改更新书目向数据库中添加书目删除数据库中的书目修改更新数据库书目向书库添加新书目删除书库中书目 系统管理员维护书籍信息的活动图

系统管理员维护书籍活动图登录到系统管理员账登录到维护书籍模添加书籍删除书籍向书库添加书籍删除书库中书籍更新数据库书籍信

三、硬件系统体系结构建模

3.1、业务对象组件图 <><>Item.javaLoan.javaTitle.javaReservation.java3.2、用户界面的组件图

UpdateBorrowerFBorrowerFrame.jrame.javaavaCancelResevationFBorrowerWirame.javandow.javaFindBorroweReturnItemrDialog.javaFrame.javaLendItemFFindTitleDrame.javaialog.javaUpdateTitleTitleFramFrame.javae.java

3.3、系统的部署图

DatabaseApplication ServiceWeb Bussiness ApplicationOperation<>BorrowerInformation.java

MainWindow.javaReservationFrame.javaTitleInfoWindow.javaBorrowerInfoWindow.java

Information maintenance