旋轉(zhuǎn)閥式配氣機構(gòu)的設(shè)計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 摘 要 配氣機構(gòu)是 發(fā)動機 的重要 機構(gòu)之 一，其設(shè)計好壞對發(fā)動機的性能、可靠性和壽 命 有著 很大的影響。現(xiàn)階段我們普遍使 用的 是往復(fù)式頂桿氣門進(jìn)排氣裝置， 其不 足 之 處在 于： 1）噪音比較大； 2）內(nèi)燃機是自然吸氣的， 傳統(tǒng) 頂桿氣門裝置由凸輪驅(qū) 動 ，一 旦凸輪形線確定，氣門最大開度 和相 位配合角度也隨之確定。而氣動 發(fā)動 機 進(jìn) 氣要 求壓力和流量可調(diào)節(jié)，即要求進(jìn) 氣相 位可調(diào)。所以傳統(tǒng)頂桿氣門進(jìn)排 氣裝 置 不能滿足氣動發(fā)動機的要求。 為了改 善和 克服 傳統(tǒng)氣 動發(fā) 動機 所采 用 的往 復(fù) 開閉氣 門振 動大 及進(jìn) 氣角度 問 題 ，本 實用新型往復(fù)式發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)閥 配氣 機構(gòu)提出了一種結(jié)構(gòu)簡單的旋轉(zhuǎn) 氣門 配 氣 機構(gòu) 。本實用新型配氣機構(gòu)采用了旋 轉(zhuǎn)閥 ，旋轉(zhuǎn)閥體是一個管狀回轉(zhuǎn)體， 安裝 在 氣 缸蓋 中。曲軸通過正時帶輪、正時皮 帶帶 動旋轉(zhuǎn)閥轉(zhuǎn)動。旋轉(zhuǎn)閥進(jìn)、排氣 道沿 閥 體 軸向 排列，閥體外圓周面開有旋轉(zhuǎn)閥 進(jìn)、 排氣口，旋轉(zhuǎn)閥進(jìn)、排氣口分別 將旋 轉(zhuǎn) 閥 進(jìn)氣 道、排氣道與燃燒室連通，旋轉(zhuǎn) 閥進(jìn) 氣道和旋轉(zhuǎn)閥排氣道分別與進(jìn)氣 管、 排 氣 管連 結(jié)。由于采用了旋轉(zhuǎn)氣門， 免除 了配 氣機構(gòu)的往復(fù)運動，有效減小了 氣門 開 閉的震動 ，使整個發(fā)動機的震動大大減小。由于進(jìn)、排氣通道設(shè) 計在一 個旋轉(zhuǎn) 體中 ， 傳動件很少。本實用新型特別適用于小型單或多缸發(fā)動機。 關(guān)鍵詞： 配氣機構(gòu)；頂桿氣門；旋轉(zhuǎn)閥 I 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013 屆本科生畢業(yè)論文 he is of of e,it a en a it is is is en by to m of be of be of co of en In to ve u en a a is a st ce of ex ex po co of of a of is in of so n of en As st in a mu n e; I 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013 屆本科生畢業(yè)論文 目 錄 摘 要 . I .一章 緒論 . 配氣 機構(gòu)的 研究歷 程 . 1 配氣 機構(gòu)的 發(fā)展 . 1 配氣 機轉(zhuǎn)軸 閥機與 氣門機 的結(jié)構(gòu) 及性能 比 較 . 2 第二章 配氣機構(gòu)的功用及組成 . 3 新型 配氣機 構(gòu)的機 構(gòu)原理 . 3 新型 配氣機 構(gòu)的功 用 . 3 新型 配氣機 構(gòu)的組 成 . 3 新型 配氣機 構(gòu)的工 作原理 . 4 第三章 配氣機構(gòu)的 設(shè)計 . 6 新型 配氣機 構(gòu)的設(shè) 計要求 . 6 配氣 機構(gòu)設(shè) 計的主 要任務(wù) . 6 配氣機構(gòu)氣 缸蓋的 設(shè)計 . 6 氣缸蓋的作 用 . 6 氣缸蓋的設(shè) 計原則 . 6 氣缸蓋的結(jié) 構(gòu) . 7 氣缸 蓋的材 料 . 7 氣缸 蓋壁厚 設(shè)計 . 7 齒輪傳動的 計算 . 選擇材料、 熱處理 方法及 精度等 級 . 8 鏈輪的設(shè)計 與校核 . 11 選擇材料、 熱處理 方法及 精度等 級 . 11 旋轉(zhuǎn)軸的設(shè) 計與校 核 . 13 旋轉(zhuǎn)軸的結(jié) 構(gòu)設(shè)計 . 13 旋轉(zhuǎn) 軸的校 核 . 14 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013 屆本科生畢業(yè)論文 四章 五章 六章 軸承 的選擇 與校核 . 21 其他 結(jié)構(gòu)的 設(shè)計 . 22 法蘭 盤的設(shè) 計 . 22 溝槽的設(shè)計 . 23 齒輪盒的設(shè) 計 . 23 缸頭側(cè)蓋的 設(shè)計 . 24 配氣機構(gòu)的配氣相位 . 25 進(jìn)氣 口和排 氣口的 設(shè)計 . 26 進(jìn)、排氣配 氣相位 . 27 進(jìn)氣 門的配 氣相位 . 27 氣門的配 氣相位 . 27 排氣閥配 氣配合 相位 . 28 配合公差的選擇 . 30 齒輪 內(nèi)孔和 軸的配 合 . 30 鍵的 選擇 . 30 齒輪 與軸的 配合 . 31 軸和 軸承的 配合 . 31 軸和 缸蓋的 配合 . 32 三維立體圖 . 33 結(jié)束語 . 36 參考文獻(xiàn) . 37 致 謝 . 38 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013 屆本科生畢業(yè)論文 第一章 緒論 1 氣機構(gòu)的 研究歷 程 作為 發(fā)動機 的重要 組成部 件，配氣機構(gòu)的研究內(nèi)容從最初單純的凸輪經(jīng)驗設(shè)計 ， 發(fā) 展到 常將配氣機構(gòu)傳動鏈當(dāng)作完全剛 性物 體只進(jìn)行運動學(xué)計算， 再發(fā)展到 了整 個 配氣機構(gòu)的運動學(xué)與動力學(xué)的綜合研究 。國外自 20 世紀(jì)初就有許多學(xué)者開始進(jìn)行這 方面的深入研究 ；相比而言，國內(nèi)則起步較遲， 20 世紀(jì) 70 年代起才開始全面研究 凸輪設(shè)計與動力學(xué)分析，研究的重點放在凸輪型線設(shè)計、多質(zhì)量動力學(xué)研究方面。 由于計算機的出現(xiàn)，配氣機構(gòu)設(shè)計 的整 體性完整，制造精度提高，發(fā)動 機配 氣 機 構(gòu)的 整體性能改善，加上一些計算機 軟件 的出現(xiàn)，繪圖更加方便，模擬的 更加 真 實 ，配 氣機構(gòu)在現(xiàn)代化社會得到了極大 的發(fā) 展，在我們生產(chǎn)和生活中得到了 廣泛 應(yīng) 用。在 21 世紀(jì)初，軸閥式配氣機構(gòu)開始興起，由于受到國外先進(jìn)技術(shù)輸出的限制 ， 至 今為 止，旋轉(zhuǎn)軸閥式配氣機構(gòu)在國內(nèi) 一直 沒有得到好的發(fā)展和運用，只是 在少 數(shù) 行業(yè)有所運用，旋轉(zhuǎn)閥式配氣裝置正處于萌芽階段。 1 配氣機構(gòu)的 發(fā)展 隨著內(nèi)燃機 高功率、高速 化發(fā)展 ，人們對其性能指標(biāo)的要求更高，這給配氣機 構(gòu) 的設(shè)計以及制造工藝增加了難度。目前廣泛采用的是氣門凸輪式配氣機構(gòu)，它具 有保證氣缸密封性的優(yōu)點。配氣機構(gòu)系統(tǒng)研究內(nèi)容歸納起來主要有兩個方面，一方 面是零部件的設(shè)計，包括凸輪型 線，氣門搖臂機構(gòu)的設(shè)計，氣門彈簧及氣門等零部 件的設(shè)計，其中又以凸輪型線的設(shè)計尤為關(guān)鍵，這是因為凸輪作為整個機構(gòu)的原動 件，它直接控制整個機構(gòu)的運動。另一方面是機構(gòu)的動力學(xué)問題，而對于機構(gòu)動力 性能的研究，又主要集中在氣門的運動規(guī)律上。國外對配氣機構(gòu)的振動模型、摩擦 及配氣相位和可變氣門正時等的研究有一些報道。國內(nèi)也在致力于研究更精確的氣 門振動模型 、凸輪挺柱副的動力潤滑、非對稱凸輪 型線以 及凸輪 型線的 擬合等 問題 ， 主要表現(xiàn)在以下幾個方面： （ 1）設(shè)計了許多性能優(yōu)良的凸輪型線； （ 2）配氣機構(gòu) 由剛性設(shè)計發(fā)展為彈性設(shè)計； （ 3）由孤立研究凸輪設(shè)計發(fā)展到配氣機構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計。 1 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013 屆本科生畢業(yè)論文 內(nèi)燃 機配氣 凸輪的 研究已 經(jīng)涉及 到配氣 機構(gòu)性 能的各 個方面 ，包括 型線、 挺柱 的運動規(guī)律、氣門振動模型、挺柱與凸輪的接觸應(yīng)力、摩擦應(yīng)力等。在研究更精確 的氣門振動模型、凸輪挺柱副的動力潤滑、非對稱凸輪型線以及凸輪型線的擬合等 方面上，國內(nèi)外都有很大的發(fā)展。 1 配氣機轉(zhuǎn)軸 閥機與 氣門機 的結(jié)構(gòu) 及性能 比較 (1)結(jié)構(gòu) 簡單： 軸閥機 比氣門 機相對 減少 6 0%的零部件，且取消了凸輪，加工工 藝較氣門機簡單。 (2)散熱 性好：軸閥機在旋轉(zhuǎn)進(jìn)排氣閥軸的同一通道內(nèi)完成進(jìn)排氣功能，進(jìn)排氣 變替進(jìn)行，散熱充分，不易出現(xiàn)氣門機氣門頭的局部過熱現(xiàn)象。 (3)進(jìn)排 氣通暢 ：旋轉(zhuǎn)進(jìn)排氣閥軸上的進(jìn)排氣通道無阻隔，進(jìn)排氣暢通，氣門機 因氣門的阻隔進(jìn)排氣時氣流繞行而產(chǎn)生阻力，為保證進(jìn)排氣充分，多數(shù)采用加大氣 門尺寸或增加氣門數(shù)量。而軸閥機能保證足夠的進(jìn)排氣量。 (4)空氣 與燃油 的混合 充分：軸閥機的旋轉(zhuǎn)進(jìn)排氣閥軸的進(jìn)排氣通道可根據(jù)內(nèi)燃 機工作需要設(shè)定適宜 的氣流形式，使空氣與燃油充分混合均勻由于新鮮可燃混 合氣是旋轉(zhuǎn)進(jìn)入氣缸內(nèi)，對缸內(nèi)局部過熱點起到降溫作用，可避免爆震的發(fā)生。而 氣門機因氣門的分布限制難以做到適宜的氣流形式。 (5)進(jìn)排 氣門疊 開角減 小：軸閥機的旋轉(zhuǎn)進(jìn)排氣閥軸進(jìn)排氣共用同一通道，氣門 疊開角就氣門機面言減小 80 ，約 5度至 8 度甚至再小，也能達(dá)到氣門機現(xiàn)有的效果 ， 氣門機的氣門疊開角約在 30度至 50度之間。因此軸閥機充分利用了有效功率，增加 了動力，降低了能耗，并減少了排放污染。 (6)工作 噪音降 低：由于軸閥機的配氣方式是旋轉(zhuǎn) 啟閉的，減少了往復(fù) 運動的 沖 擊，很大程度上降低了工作噪音，同時也降低了配氣機構(gòu)的功率耗損。 (7)進(jìn)排 氣的時 間延長 ：軸閥機的旋轉(zhuǎn)進(jìn)排氣閥軸截面為圓，其有效的進(jìn)氣或捧 氣時間角大于 4 5度，而氣門 機的進(jìn) 排氣門 的啟閉 受凸輪 軸制約 ，其進(jìn) 氣或排 氣的時 間角小于 45度。 因而在 同一轉(zhuǎn) 速的內(nèi) 燃機上 軸閥機 的進(jìn)排 氣時間 優(yōu)于氣 門機的 進(jìn)排 氣時間。 (8) 體積 縮?。狠S閥機與氣門機相比由于零部件的減少，整機的體積和高度相對 縮小。 2 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013 屆本科生畢業(yè) 論文 第二章 配氣機構(gòu)的功用及組成 2 型配氣機 構(gòu)的機 構(gòu)原理 旋轉(zhuǎn)軸閥通過軸承裝配在頂蓋和氣 缸蓋 結(jié)合形成的軸孔中，旋轉(zhuǎn)軸閥的 一端 安 裝 正時 齒輪，氣缸蓋的軸座與氣缸對應(yīng) 的部 位設(shè)置氣缸進(jìn)排氣口與氣缸相通 ，頂 蓋 側(cè) 面設(shè) 置進(jìn)排氣通道與進(jìn)排氣歧管連接 ，在 旋轉(zhuǎn)軸閥上按配氣相位設(shè)置徑向 進(jìn)排 氣 閥 道， 分別與氣缸蓋上的氣缸進(jìn)排氣口 和頂 蓋上進(jìn)排氣通道相對應(yīng)，按配氣 相位 相 應(yīng) 形成 進(jìn)排氣通路，完成進(jìn)排氣控制功 能。 旋轉(zhuǎn)軸閥式配氣機構(gòu)有單軸閥和 雙軸 閥 兩 種形 式，旋轉(zhuǎn)軸閥有實體軸閥和中空 軸閥 兩種形式?？勺兣錃饪刂朴梢簤?推動 實 現(xiàn) 。旋 轉(zhuǎn)軸閥式配氣機構(gòu)可以簡化機械 結(jié)構(gòu) ，提高可靠性，降低功率消耗， 適用 各 種活塞式發(fā)動機系統(tǒng)。 2 新型配氣機 構(gòu)的功 用 配 氣機構(gòu)的功用 ：按發(fā)動機每 一氣缸內(nèi)所 進(jìn)行的工作循 環(huán)或點火次序 的要求， 定 時地 開啟和關(guān)閉進(jìn)、排氣門，使新鮮 可燃 混合氣（氣油機）或空氣（柴油 機） 得 以及時進(jìn)入氣缸，廢氣得以及時從氣缸排出。 對 配氣機構(gòu)的要 求：降低噪音 ，增加耐久 度，減小進(jìn)氣 和排 氣的阻力 ，使進(jìn)氣 和排氣都盡可能充分和完善 。 2 新型配氣機 構(gòu)的組 成 氣動發(fā)動機旋轉(zhuǎn)閥進(jìn)排氣裝置，其特征是它主要包括缸頭（ 7）、旋轉(zhuǎn) 進(jìn)氣閥（ 5） 和 旋轉(zhuǎn) 排氣閥（ 3），缸頭 中具 有兩個與軸線平行的圓柱孔及分 別與 圓柱孔正交并貫 穿于缸頭的進(jìn)氣通道（ 21）和 排氣通 道（ 2 2），旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣閥（ 5）和旋轉(zhuǎn)排氣閥（ 3） 以裝置在缸頭（ 7）的軸 承（ 13）為支撐分別位于兩個圓柱孔中，在旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣閥（ 5） 和旋轉(zhuǎn)排氣閥（ 3）的徑向分別有進(jìn)氣孔（ 8 ）和排氣孔（ 4） ,與缸 頭的進(jìn) 氣通道 （ 21） 和 排氣 通道（ 22）相對應(yīng)，在旋 轉(zhuǎn)進(jìn) 氣閥（ 5）和旋 轉(zhuǎn)排 氣閥（ 3）的外壁具 有與 設(shè) 在缸頭中的油路通道（ 2）連通的縱向溝槽（ 9）和周向溝槽（ 10），旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣閥（ 5） 和旋轉(zhuǎn)排氣閥（ 3）的一 端由固 定在缸 頭的缸 蓋（ 6）密封，另一端各固定有齒輪（ 15） 和齒輪（ 20），該兩個齒輪相互嚙合，其中在一旋轉(zhuǎn)閥端裝置法蘭（ 18），法蘭（ 18） 3 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013 屆本科生畢業(yè)論文 與驅(qū)動軸相連接的鏈輪（ 16）相連。 按 上 述要求 所述 的氣 動氣 車發(fā) 動機 旋轉(zhuǎn) 閥 進(jìn) 排氣 裝置 ，其 特征 是所 說的 鏈輪 （ 16）上 設(shè)置數(shù) 個腰形 孔（ 1 7），鏈輪（ 16）與 法蘭（ 18）通 過穿越 腰形孔 （ 17）的 微調(diào)螺絲（ 19）相連。 其結(jié)構(gòu)如下 圖 2 1、機油油路通道入口 2、機油油路通道 3、排氣閥 4、排氣口 5、進(jìn)氣閥 6、缸頭側(cè)蓋 7、缸蓋 8、進(jìn)氣口 9、縱向溝槽 10、周向溝槽 11、油封 12、齒輪盒 13、軸承 14、鍵 15、從動齒輪 16、鏈輪轉(zhuǎn)動部分 17、腰形孔 18、鏈輪固定法蘭 19、微 調(diào)螺絲 20、主動齒輪 21、進(jìn)氣通道 22、排氣通道 圖 2動發(fā)動機的配氣機構(gòu) 2 型配氣機 構(gòu)的工 作原理 參 照圖 2動氣車發(fā)動機旋轉(zhuǎn)閥 進(jìn)排 氣裝置主要包括缸頭、旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣閥和 旋 轉(zhuǎn)排 氣閥。缸頭中具有兩個與軸線平 行的 圓柱孔及分別與圓柱孔正交并貫 穿于 缸 頭 的進(jìn) 氣通道和排氣通道，旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣閥 和旋 轉(zhuǎn)排氣閥以裝置在缸頭的軸承為 支撐 分 別 位于 兩個圓柱孔中，在旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣閥和 旋轉(zhuǎn) 排氣閥的徑向分別有進(jìn)氣孔和排 氣孔 ， 與 缸頭 的進(jìn)氣通道和排氣 通道相對應(yīng)， 當(dāng)進(jìn) 氣孔開啟進(jìn)氣通道時排氣孔關(guān)閉 關(guān)閉 排 4 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013 屆本科生畢業(yè)論文 氣 通道 ，反之當(dāng)排氣孔開啟排氣通道時 進(jìn)氣 孔關(guān)閉進(jìn)氣通道。為了減少旋轉(zhuǎn) 進(jìn)氣 閥 和 旋轉(zhuǎn)排氣閥的 轉(zhuǎn)動摩擦阻 力，在旋轉(zhuǎn)進(jìn) 氣閥和旋轉(zhuǎn)排 氣閥的外壁 具有縱向溝槽 9 和周向溝槽 1 0，縱向溝槽 和周向 溝槽與 設(shè)在缸 頭中的 油路通 道 2 連通，缸頭的機油 油 路通 道入口 1 與油路通道 2 相連，通過油路通道 2 機油可以進(jìn)入縱向溝槽和周向 溝槽 ，從而使旋轉(zhuǎn)閥潤滑良好。 油封 11 和固定在缸頭一端的端蓋 6 可防止機油的測 漏 。在旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣 閥和旋 轉(zhuǎn)排氣 閥的另 一端各 固定有 齒輪 15 和 20，該兩個齒輪相互嚙 合 ，其 中在一旋轉(zhuǎn)閥端裝置法蘭，法蘭 與驅(qū) 動軸相連接的鏈輪相連。為了實 現(xiàn)進(jìn) 氣 開始角度的微調(diào)，通常在鏈輪上設(shè)置數(shù)個腰形孔（如圖 2鏈輪和法蘭通過穿越 腰形孔的微調(diào)螺絲 1 9 相連 。 氣 動發(fā)動機運行 時，高壓的壓 縮空氣或氮 氣推動活塞， 活塞通過曲柄 推動曲軸 帶 動轉(zhuǎn) 軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸驅(qū) 動鏈輪旋轉(zhuǎn)。如圖 2動機活塞運 行到上止 點 A 后 0 曲 軸轉(zhuǎn)角，進(jìn)氣 旋轉(zhuǎn)閥 的進(jìn)氣 孔開啟 缸頭進(jìn) 氣通道 ，進(jìn)氣開始。當(dāng)進(jìn)氣過程 持續(xù)了 4 曲 軸轉(zhuǎn) 角，即圖中 C 點 到 D 點 的順時針角度，進(jìn)氣旋轉(zhuǎn)閥的進(jìn) 氣孔 關(guān)閉缸頭進(jìn)氣通 道 ，進(jìn) 氣過程結(jié)束。隨后，缸內(nèi)氣體進(jìn) 一步 膨脹做功，當(dāng)活塞運行到下止點 B 左右 時 ，排氣旋轉(zhuǎn)閥的排氣孔開啟缸頭的排氣通道，排氣開始。當(dāng)排氣過程持續(xù)了 4 曲 軸 轉(zhuǎn)角 ，即圖中從 E 點 到 C 點 的順時針角度。曲軸轉(zhuǎn)角時，排 氣旋 轉(zhuǎn)閥的排氣孔關(guān) 閉 缸頭 的排氣通道，排氣過程結(jié)束，緊 接著 進(jìn)氣過程重新開始。由此，通過 旋轉(zhuǎn) 閥 進(jìn)排氣裝置的這種循環(huán)運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)了氣動發(fā)動機的進(jìn)氣、排氣過程。 進(jìn) 氣開始的角度 與排氣開始的 角度的配合 可以通過兩個 齒輪 15 和 20 的 嚙合關(guān) 系 來調(diào) 整。通過調(diào)整微調(diào)螺絲，鏈輪可 以相 對于法蘭做順時針或逆時針的移 動， 實 現(xiàn)進(jìn)氣滯后角的微調(diào)。 圖 2輪 圖 2氣相位 5 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013 屆本科生畢業(yè)論文 第三章 配氣機構(gòu)的設(shè)計 3 型配氣機 構(gòu)的設(shè) 計要求 對于一個正常工 作的旋轉(zhuǎn)閥式配氣機構(gòu)應(yīng)該具有如下的要求： （ 1）進(jìn)、排氣門的時間足夠 大， 泵氣損失小，配氣正時恰當(dāng)，在 排氣 過程中能 較好的排出廢氣，進(jìn)氣過 程中 能吸入較多的新鮮空氣，因而使 發(fā)動 機具有較高的充 量系數(shù)和合適的扭矩特性。 （ 2）進(jìn)排氣相 位配合 可以任 意角度 調(diào)整。 （ 3）振動、噪 聲較小 ，并且 工作可 靠和耐 磨，機 械損失 小。 （ 4）結(jié)構(gòu)簡單 、緊湊 。 （ 5）為了減輕 慣性負(fù) 荷，使 配氣機 構(gòu)運動 零件的 質(zhì)量減 到最小 。 （ 6）制造簡單 ，環(huán)保 ，實用 性高。 配氣機構(gòu)設(shè) 計的主要任務(wù) 旋轉(zhuǎn)閥式 配氣機構(gòu)設(shè) 計任務(wù) 主要包 括： （ 1） 氣缸蓋的設(shè)計； （ 2） 主軸、中間軸的設(shè)計及強度的校核，包括州的布置，軸上槽的設(shè)計； （ 3） 齒輪的設(shè)計； （ 4） 進(jìn)、排氣相 位的設(shè) 計。 配氣機構(gòu)氣缸蓋的設(shè)計 3 氣缸 蓋的作 用 氣缸蓋用來密封氣缸的上面部分，它與活塞頂及氣缸內(nèi)壁共同組成密閉空間。氣 缸 蓋上 還布置有進(jìn)、排氣道，同時為了 潤滑 裝在氣缸蓋上的配氣機構(gòu)零件， 還設(shè) 有 潤 滑油 道等。在旋轉(zhuǎn)閥式氣動發(fā)動機中 ，氣 缸蓋上 設(shè)有進(jìn)排氣旋轉(zhuǎn)閥，沒有 冷卻 水 道和火花塞。 3 2 氣缸蓋的設(shè)計原則 氣缸蓋的結(jié)構(gòu)形狀十分復(fù)雜，承受 著氣 體爆發(fā)力和氣缸蓋螺栓的預(yù)緊力 。發(fā) 動 機 工作 時，氣缸蓋各部分受力很不均勻 ，氣 缸蓋底面受力較大，容易產(chǎn)生受 力過 大 6 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013 屆本科生畢業(yè)論文 而 產(chǎn)生 爆破或者是裂紋，所以氣缸蓋應(yīng) 有一 定的強度和剛度來承受活塞壓縮 氣體 做 功而產(chǎn)生的機械應(yīng)力。由此，對氣缸蓋的設(shè)計要求是： （ 1 ）要 根據(jù)混 合氣的 形成和 壓縮方 式，合 理布置 氣門 和 氣道。 （ 2 ）應(yīng) 具有足 夠的強 度和剛 度，保 證承受 機械應(yīng) 力時能 可靠工 作，并 保證良 好的 密封。 ( 3)結(jié)構(gòu)工藝簡單、便于生產(chǎn)，對裝置在氣氣缸蓋上的機件要便于拆裝和維修。 3 3 氣缸蓋的結(jié)構(gòu) 旋轉(zhuǎn)閥式配氣機構(gòu)采用的是單體式 氣缸 蓋，其長度短，與氣缸體之間的 密封 平 面 小， 加工平面度的要求容易保證，氣 缸蓋 螺栓的壓緊力分布也比較均勻， 受力 不 均 勻時 氣缸蓋翹曲變形相應(yīng)減小，這將 提高 氣缸蓋密封的可靠性。而且，這 類缸 蓋 鑄 造容 易，廢品率低，維修也 比較方便 ，系 列通用化高，便于大量生產(chǎn)；氣 道位 置 精度高，對配氣有利。 3 氣缸蓋的材料 由于旋轉(zhuǎn)閥的結(jié)構(gòu)和工藝要求，氣 缸蓋 的材料選擇球墨鑄鐵。球墨鑄鐵 是將 接 近 灰鑄 鐵成分（也可包括某些合金元素 ）的 鐵水，經(jīng)鎂或鎂合金或者其它球 化劑 球 化 處理 后而獲得具有球狀石墨的鑄鐵。 由于 這種鑄鐵中的石墨呈球狀，所以 大大 減 輕 了石 墨對基體的分割作用和尖口作用 。球 墨鑄鐵具有灰鑄鐵的優(yōu)良性能， 又兼 有 鋼的高強度性能，有比鋼更好的耐磨性、抗氧化性、減震性及小的缺口敏感 性 ,它可 以進(jìn)行多種熱處理以提高強度。滿足我們設(shè)計的要求。 3 氣缸蓋壁厚設(shè)計 設(shè)計氣缸蓋 的基本 尺寸時 應(yīng)能保 證其具 有足夠 的強度 和剛度。影響氣缸蓋剛度最 主 要的 尺寸是氣缸蓋的高度。加大高度 ，可 以增加剛度，改善氣缸蓋與氣缸 體之 問 的 密封 性，減少螺栓中的動應(yīng)力及氣缸 蓋的 安裝應(yīng)力。氣缸蓋的高度與氣門 進(jìn)、 排 氣 道布 置和氣體壓縮形式等因素有關(guān)。 氣動 發(fā)動機氣缸采用旋轉(zhuǎn)軸式，氣缸 蓋高 度 查 8得 H (， D 為氣缸直徑。近代 內(nèi)燃機 向 高速 、高功率方向發(fā)展，氣缸 蓋高度有適當(dāng)加大的趨勢，有的高度己達(dá) 直接影響了內(nèi)燃機的高度。在氣 缸 蓋高 度一定的情況下，為增加剛度， 有些 內(nèi)燃機采用帽式氣缸蓋或上部帶 凸邊 的 氣 缸蓋 。此外，還可以在氣缸蓋內(nèi)壁設(shè) 置適 當(dāng)?shù)募訌娊睿黾邮芰Σ课蛔畲?處的 斷 面系數(shù)；也可 以將氣 缸蓋螺 栓孔壁 做成 X 形，以增加螺栓固定時的剛度。由 D=85 7 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013 屆本科生畢業(yè)論文 計算得 H=（ 0 2） H=8 0缸蓋的外形設(shè) 計如圖 3 示： 圖 3蓋 3 1 齒輪傳動的計算 選擇材料、熱處理方法及精度等級 齒輪傳動的承載能力主要取決于輪 齒的 材料和幾何尺寸，因此，選擇適 宜的 材 料及熱處理方法是齒輪設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)。 選擇輪齒的材料及熱處理方法： 1）使材料具有較好的 抗失效性能，齒 面具 有 足夠的硬度和耐磨性，以使 齒面有 叫好的 抗點蝕 、膠合、磨損和抗塑性變形的能力 ； 齒體具有較高的彎曲強度和沖擊韌性，以保證在變載荷和沖擊載荷下不致斷齒。 2） 齒體材料還要 具有良好的 工藝性，易于鍛造、鑄造、切削 和熱處 理等性 能，以達(dá)到 所需要的精度等級及表面粗糙度。 （ 1） 設(shè)計基本參 數(shù)與條 件 8 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013 屆本科生畢業(yè)論文 齒數(shù) 比 u =1，旋轉(zhuǎn) 軸傳遞 功率 200W ，設(shè)齒 輪的傳 遞效率 1 8 5% ，則齒輪 的傳遞功率 曲軸轉(zhuǎn)速 4000r / 按照機動車 使用 15 年報廢的標(biāo) 1 準(zhǔn)。根據(jù)氣門開啟關(guān)閉與汽缸活塞做功行程的關(guān)系 ，可知曲軸轉(zhuǎn)速 與旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速 n 2 之比為 2： 1，所以 2000r / 因為 兩個齒 輪傳動 要求相 同，所以其傳動 比為 1. （ 2） 選擇齒輪材 料和精 度等級 齒輪材 料為： 45 號鋼 。主動齒輪采用調(diào)制處理， 2 50從動齒輪采用正 火處理， 200 精度等級取 7 級，齒形角 20 。 選擇載荷系 數(shù) K= 選擇齒寬系 數(shù) R 試選齒輪齒 數(shù) 21 ； 121 21 ( 3)齒面接觸疲勞強度 計算 齒面接觸疲勞強度設(shè)計公式 H R(1 ) u 1 試選載荷系數(shù)： 取齒寬系數(shù)： R Z E 根 據(jù) 循 環(huán) 次 數(shù) 公 式 3 式 ， 計 算 應(yīng) 力 循 環(huán) 次 數(shù) ： N 606012000(1153008) 0 6 查 3圖 1 2接 觸疲勞 壽命系 數(shù)： Z N 從動齒輪 H 460 由 3公式 算接觸疲勞許用應(yīng)力 ，取失效概率為 1%，安全系數(shù) S H S H 9 n Z K T E t 1 d ( ) 2 P 2 計算齒輪傳 遞的扭 矩： T 9550 9 7 Z ， H 1 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013 屆本科生畢業(yè)論文 H 2 Z N S H 10 11 由接觸強度計算出齒輪分度圓直徑： d 則 d 1 R ) 0 1000 計算載荷系數(shù)： 1t a：齒輪使用系數(shù)，查 3表 K A 1.0 b：動載系數(shù)，查 3圖 K v c：齒間分配系數(shù)，查 3表 K H K F 1 d：齒向載荷分布系數(shù) K H K F H 3表 K H所以 K H K F e：接觸強度載荷系數(shù) 12 K K A K v K H K H 12.1 載荷系數(shù)校正分度圓直徑 1t t d1 m 1