4102柴油机曲轴扭振分析及减振.doc
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4102柴油机曲轴扭振分析及减振,2.17万字53页原创作品，已通过查重系统目录第一章绪论71.1 课题提出的背景及意义 71.2 国内外曲轴扭振研究历史 71.3 曲轴扭振分析的研究内容 81.3.1 发动机轴系的分析计算模型81.3.2 发动机轴系的求解方法91.4 发动机轴系的扭振测量10第二章内燃机当量扭振系统的...
内容介绍
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4102柴油机曲轴扭振分析及减振
2.17万字 53页 原创作品，已通过查重系统
目 录
第一章 绪论………………………………………………………………………7
1.1 课题提出的背景及意义…………………………………………………… 7
1.2 国内外曲轴扭振研究历史………………………………………………… 7
1.3 曲轴扭振分析的研究内容………………………………………………… 8
1.3.1 发动机轴系的分析计算模型…………………………………………8
1.3.2 发动机轴系的求解方法………………………………………………9
1.4 发动机轴系的扭振测量……………………………………………………10
第二章 内燃机当量扭振系统的组成与简化……………………………12
2.1 弹性参数（扭转刚度或柔度）的换算……………………………………13
2.1.1 圆柱体轴柔度的计算……………………………………………… 14
2.1.2 单位曲柄的柔度计算……………………………………………… 14
2.1.3 齿轮传动、皮带传动的柔度计算……………………………………15
2.2 惯性参数（等效转动惯量）的换算………………………………………15
2.2.1 转动惯量的基本计算公式………………………………………… 16
2.2.2 转动惯量的计算方法……………………………………………… 16
2.3 本章小结……………………………………………………………………18
第三章 内燃机扭振系统的自由振动计算……………………………… 19
3.1 自由振动的计算方法………………………………………………………19
3.2 多质量系统的自由振动计算………………………………………………22
3.2.1 多质量系统自由振动的计算过程………………………………… 22
3.2.2 4102柴油机轴系的实际计算过程………………………………… 24
3.3 本章小结……………………………………………………………………25
第四章 内燃机曲轴系统的强迫振动计算……………………………… 26
4.1 干扰力矩及其简谐分析……………………………………………………26
4.1.1 燃气压力所产生的干扰力矩及其简谐分析……………………… 26
4.1.2 曲柄连杆机构惯性力所引起的干扰力矩………………………… 28
4.2 干扰力矩所做的功…………………………………………………………29
4.2.1 单缸机干扰力矩所作的功………………………………………… 29
4.2.2 干扰力矩相位图…………………………………………………… 30
4.2.3 多缸机干扰力矩所做的功………………………………………… 30
4.2.4 相对振幅矢量和的意义、计算方法及影响因素………………… 30
4.2.5 多列式内燃机的相对振幅矢量和………………………………… 33
4.3 内燃机的临界转速…………………………………………………………34
4.4 阻尼力矩及其做功…………………………………………………………35
4.4.1 阻尼的分类及其表示方法………………………………………… 36
4.4.2 阻尼功的计算公式………………………………………………… 37
4.5 强迫振动计算………………………………………………………………38
4.5.1 共振计算的基本假定……………………………………………… 38
4.5.2 能量法共振计算…………………………………………………… 39
4.5.3 放大系数法共振计算……………………………………………… 40
4.6 本章小结……………………………………………………………………41
第五章 轴系扭转振动的消减措施…………………………………………42
5.1 临界转速的设置……………………………………………………………42
5.2曲轴固有频率的改变………………………………………………………42
5.2.1曲轴刚度…………………………………………………………… 42
5.2.2转动惯量…………………………………………………………… 42
5.3轴系阻尼的提高……………………………………………………………42
5.4 激振强度的改变……………………………………………………………43
5.5 减振装置的设计……………………………………………………………43
5.5.1 阻尼式减震器……………………………………………………… 43
5.5.2 动力减振器………………………………………………………… 44
5.5.3 复合式减振器……………………………………………………… 45
5.6 减振器的计算方法…………………………………………………………47
5.7 硅油减振器实际计算…………………………………………………… 50
5.8 本章小结……………………………………………………………………51
总结与展望……………………………………………………………………… 52
致谢…………………………………………………………………………………53
参考文献………………………………………………………………………… 54
摘要 内燃机曲轴扭振的危害很严重，发生扭振时，发动机曲轴的应力是正常工作时的数倍，使发动机振动加剧、噪声增加，严重时会造成曲轴的断裂、变速箱齿轮损坏等后果因此对发动机扭振的分析和减振是非常重要的。本文针对这一问题对某厂4102柴油机的曲轴进行扭振分析计算，在此基础上设计硅油扭振减振器以提高发动机的性能。
本文综合运用内燃机学、力学、机械设计及制造等相关技术及知识，在保证一定计算精度的前提下，将对应的轴段简化为只有惯量而无弹性的集中旋转质量（圆盘）和只有刚度而无惯量的轴。利用霍尔兹（Holzer）试算法求解曲轴扭振当量系统的固有频率，固有振型和相对振幅。根据自由振动计算和强迫振动计算的结果，定性地了解发动机的扭振特性，并提出有可能采取的减振措施。
关键词：内燃机 曲轴 扭振分析 减振
2.17万字 53页 原创作品，已通过查重系统
目 录
第一章 绪论………………………………………………………………………7
1.1 课题提出的背景及意义…………………………………………………… 7
1.2 国内外曲轴扭振研究历史………………………………………………… 7
1.3 曲轴扭振分析的研究内容………………………………………………… 8
1.3.1 发动机轴系的分析计算模型…………………………………………8
1.3.2 发动机轴系的求解方法………………………………………………9
1.4 发动机轴系的扭振测量……………………………………………………10
第二章 内燃机当量扭振系统的组成与简化……………………………12
2.1 弹性参数（扭转刚度或柔度）的换算……………………………………13
2.1.1 圆柱体轴柔度的计算……………………………………………… 14
2.1.2 单位曲柄的柔度计算……………………………………………… 14
2.1.3 齿轮传动、皮带传动的柔度计算……………………………………15
2.2 惯性参数（等效转动惯量）的换算………………………………………15
2.2.1 转动惯量的基本计算公式………………………………………… 16
2.2.2 转动惯量的计算方法……………………………………………… 16
2.3 本章小结……………………………………………………………………18
第三章 内燃机扭振系统的自由振动计算……………………………… 19
3.1 自由振动的计算方法………………………………………………………19
3.2 多质量系统的自由振动计算………………………………………………22
3.2.1 多质量系统自由振动的计算过程………………………………… 22
3.2.2 4102柴油机轴系的实际计算过程………………………………… 24
3.3 本章小结……………………………………………………………………25
第四章 内燃机曲轴系统的强迫振动计算……………………………… 26
4.1 干扰力矩及其简谐分析……………………………………………………26
4.1.1 燃气压力所产生的干扰力矩及其简谐分析……………………… 26
4.1.2 曲柄连杆机构惯性力所引起的干扰力矩………………………… 28
4.2 干扰力矩所做的功…………………………………………………………29
4.2.1 单缸机干扰力矩所作的功………………………………………… 29
4.2.2 干扰力矩相位图…………………………………………………… 30
4.2.3 多缸机干扰力矩所做的功………………………………………… 30
4.2.4 相对振幅矢量和的意义、计算方法及影响因素………………… 30
4.2.5 多列式内燃机的相对振幅矢量和………………………………… 33
4.3 内燃机的临界转速…………………………………………………………34
4.4 阻尼力矩及其做功…………………………………………………………35
4.4.1 阻尼的分类及其表示方法………………………………………… 36
4.4.2 阻尼功的计算公式………………………………………………… 37
4.5 强迫振动计算………………………………………………………………38
4.5.1 共振计算的基本假定……………………………………………… 38
4.5.2 能量法共振计算…………………………………………………… 39
4.5.3 放大系数法共振计算……………………………………………… 40
4.6 本章小结……………………………………………………………………41
第五章 轴系扭转振动的消减措施…………………………………………42
5.1 临界转速的设置……………………………………………………………42
5.2曲轴固有频率的改变………………………………………………………42
5.2.1曲轴刚度…………………………………………………………… 42
5.2.2转动惯量…………………………………………………………… 42
5.3轴系阻尼的提高……………………………………………………………42
5.4 激振强度的改变……………………………………………………………43
5.5 减振装置的设计……………………………………………………………43
5.5.1 阻尼式减震器……………………………………………………… 43
5.5.2 动力减振器………………………………………………………… 44
5.5.3 复合式减振器……………………………………………………… 45
5.6 减振器的计算方法…………………………………………………………47
5.7 硅油减振器实际计算…………………………………………………… 50
5.8 本章小结……………………………………………………………………51
总结与展望……………………………………………………………………… 52
致谢…………………………………………………………………………………53
参考文献………………………………………………………………………… 54
摘要 内燃机曲轴扭振的危害很严重，发生扭振时，发动机曲轴的应力是正常工作时的数倍，使发动机振动加剧、噪声增加，严重时会造成曲轴的断裂、变速箱齿轮损坏等后果因此对发动机扭振的分析和减振是非常重要的。本文针对这一问题对某厂4102柴油机的曲轴进行扭振分析计算，在此基础上设计硅油扭振减振器以提高发动机的性能。
本文综合运用内燃机学、力学、机械设计及制造等相关技术及知识，在保证一定计算精度的前提下，将对应的轴段简化为只有惯量而无弹性的集中旋转质量（圆盘）和只有刚度而无惯量的轴。利用霍尔兹（Holzer）试算法求解曲轴扭振当量系统的固有频率，固有振型和相对振幅。根据自由振动计算和强迫振动计算的结果，定性地了解发动机的扭振特性，并提出有可能采取的减振措施。
关键词：内燃机 曲轴 扭振分析 减振
