当今社会,能源需求日益增加,环境保护的要求日趋增强,而新能源的应用仍然未能成为主流,因而迫切要求提高对能源的利用效率。内燃机作为利用现有能源的主要形式,必将继续发展。而传统的往复活塞式发动机由于自身缺陷,功率密度难有提高,需要提出新结构发动机以满足实际需求。论文研究来源于部委级重大项目,在端面凸轮发动机的基础上,设计了一款双凸轮对转发动机,克服了传统发动机的不足并继承了许多成熟的发动机设计经验。该发动机具有结构简单,传动构件少,功率密度高等特点,能够将活塞的往复运动转化为凸轮的旋转输出,并且巧妙利用凸轮的对置分布,采用双轴输出,适应特殊场合的工作需要。本文将对双凸轮对转发动机的机构设计进行研究,为下一步制作工程样机和进一步的分析提供理论基础。本文的主要内容如下:(1)对双凸轮对转发动机总体方案进行设计。从发动机的总体结构开始,设计了其中的能量转换组件、功率传输组件和同速转动组件,并对该发动机独特的工作原理和四冲程循环过程进行了介绍,设计了发动机的凸轮推杆机构和配气机构。本文通过创新结构设计,使双凸轮对转发动机有以下特点:一是双缸作功双轴输出,满足特殊场合应用需要;二是对称和平衡的机构设计,传动特性良好;三是结构简单,不需要复杂的配气装置。(2)分析了双凸轮对转发动机的功率传输机构和配气机构的运动特性。建立了各自机构的运动学模型,对其运动规律进行了分析,并针对其各个参数对运动特性的影响进行了分析,从而验证所选运动规律的正确性,为机构参数的选定提供依据。(3)分析了凸轮曲面啮合特性。通过凸轮与滚轮之间的啮合接触关系,建立了凸轮与滚轮之间的啮合曲面方程,分析了凸轮和滚轮之间的主曲率,以确定是否有干涉,分析了影响压力角的各个参数,为机构模型的建立提供了依据。(4)利用虚拟样机仿真软件对功率传输机构的运动特性进行验证和分析。建立整机三维模型,结合仿真软件ADAMS对简化后的模型进行仿真。仿真结果验证了所设计机构运动规律的正确性,所得力学曲线为端面凸轮的进一步优化和机构的设计提供了依据。