汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì),課程設(shè)計(jì)

1、武漢理工大學(xué)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)武漢理工大學(xué)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)- -活塞環(huán)數(shù)取決于密封的要求，目前四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)通常采用兩道氣環(huán)和一道油環(huán)。環(huán)的軸向高度應(yīng)盡可能減小，這樣可以減少摩擦損失，一般情況下，氣環(huán)的軸向高度為23mm，油環(huán)的軸向高度為45mm。取氣環(huán)的軸向高度C=C=2mm，油環(huán)的軸向高度12C=4mm。3環(huán)岸的高度b要求用足夠的強(qiáng)度，一般情況下，第一環(huán)岸b=(1.52.5)C,b=112(12)C。取第一環(huán)岸b=1.5C=1.5x2mm=3mm，第二環(huán)岸b=1.25C=1.25x2mm=2.5mm。21122所以環(huán)帶高度H=C+b+C+b+C=(2x2+3+2.5+4

2、)mm=13.5mm311223625活塞頂部厚度5的確定活塞頂部厚度應(yīng)根據(jù)活塞頂部的應(yīng)力、剛度以及散熱要求來(lái)決定。6=(0.060.1)D，四行程機(jī)6值大多數(shù)取下限。取6二0.07D二0.07x61二42mm活塞裙部的設(shè)計(jì)活塞裙部是指活塞頭部最低一個(gè)環(huán)槽一下的那部分活塞。活塞裙部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中得基本思想，是如何在發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況下如何保持它與氣缸間有最合適的間隙?；钊麢M截面形狀為了使活塞在工作時(shí)，活塞裙部能接近正圓形與氣缸相適應(yīng)，應(yīng)將活塞裙部的橫截面設(shè)計(jì)成橢圓形，并使其長(zhǎng)軸與活塞銷(xiāo)孔軸線(xiàn)垂直。常用的橢圓規(guī)律有：?jiǎn)螜E圓規(guī)律和雙橢圓規(guī)律。其中，單橢圓規(guī)律的活塞裙部形狀，可以按設(shè)計(jì)，e=(D-d)(1-

3、cos29)/4E表示裙部削薄量；D-d=A，表示活塞裙部的橢圓度。橢圓度的具體數(shù)值在不同的發(fā)動(dòng)機(jī)中很不相同,平均每100mm缸徑在0.30.5mm之間。在此選取單橢圓規(guī)律來(lái)設(shè)計(jì)活塞的裙部形狀，取A=0.24mm活塞與氣缸的配合間隙活塞各部分與氣缸之間的間隙是不同的。最重要的是活塞頂部的間隙和垂直于銷(xiāo)孔方向的裙部間隙。減少活塞頂部的間隙可以降低活塞頭部及第一環(huán)的熱負(fù)荷，減少裙部的間隙可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲。活塞頂部間隙：共晶鋁硅合金約為0.006D，取0.366mm；活塞裙部間隙：共晶鋁硅合金約為0.0014D,取0.084mm活塞質(zhì)量活塞質(zhì)量mp由活塞頂部質(zhì)量m和活塞裙部質(zhì)量m兩部分構(gòu)成。12

4、取活塞頂部壁厚為10mm，則活塞頂部的質(zhì)量為：m=1p兀D2-(D-d)2(H+h)=2.69x兀(612一412)x(13.5+4.88)=79.26gm=1TOC o 1-5 h z44000取活塞裙部壁厚為4mm，則活塞裙部的質(zhì)量為:x35.7=68.75gm=P兀D2-(D-8)2x35.7=68.75g242所以總得活塞質(zhì)量為m=m+m=79.26+68.75=148.01gp127活塞銷(xiāo)的設(shè)計(jì)活塞銷(xiāo)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量滿(mǎn)足下列要求：（1）在保證足夠的強(qiáng)度和剛度的條件下具有最小的質(zhì)量；（2）外表面耐磨，而內(nèi)部沖擊韌性好；（3）具有足夠的承壓面積。此外，活塞銷(xiāo)座與頂部間應(yīng)設(shè)置將強(qiáng)筋，以減少活

5、塞裙部的變形。將強(qiáng)筋多采用雙筋支撐，雙筋支撐角等于連桿的最大搖擺角?；钊N(xiāo)材料的選擇活塞銷(xiāo)的材料一般為低碳合金鋼，在此選取20Cr，密度p=7.83g/cm3活塞銷(xiāo)與銷(xiāo)座尺寸的確定（尺寸參考標(biāo)準(zhǔn)為楊連生版內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)page318）活塞銷(xiāo)座在裙部的位置一般為H=（0.450.65）D，取H=0.50D=0.5x61=30mm22活塞銷(xiāo)外徑d/D=A的范圍是0.250.30，取A=0.28，則d=0.28x61二16.47mm活11塞銷(xiāo)外徑d也為連桿小頭孔內(nèi)徑d。11活塞銷(xiāo)內(nèi)徑d=（0.650.75）d，取d=0.7d=0.7x16.5二11.55mm2121活塞銷(xiāo)長(zhǎng)度l二（0.700.85）D，

6、取l=0.75D=0.75x61=45.75mm活塞銷(xiāo)與銷(xiāo)座的配合此處選用全浮式活塞銷(xiāo)。全浮式活塞銷(xiāo)結(jié)構(gòu)中，活塞銷(xiāo)在工作狀態(tài)與銷(xiāo)座孔和連桿小頭襯套之間都是間隙。全浮式活塞銷(xiāo)兩端由裝在銷(xiāo)座孔中得活塞銷(xiāo)擋圈定位?；钊N(xiāo)擋圈與銷(xiāo)之間有0.130.25mm的軸向間隙?；钊N(xiāo)擋圈槽底徑對(duì)銷(xiāo)孔軸線(xiàn)的圓跳動(dòng)不大于0.30mm?；钊N(xiāo)與連桿小頭襯套之間的間隙以及活塞銷(xiāo)與銷(xiāo)座孔之間的間隙（0.00030.0005）d范圍內(nèi)。一般汽油機(jī)在0.00250.0075mm之間。全浮式活塞銷(xiāo)在裝配時(shí)，1應(yīng)把活塞加熱到一定的溫度（7080C）然后推入活塞銷(xiāo)孔中，以免銷(xiāo)孔這一精加工表面。7.4活塞銷(xiāo)質(zhì)量m3活塞銷(xiāo)的質(zhì)量為：m

7、=pK（d1-d/）l二7.83xK（16.472-11.552）%33.75二28.60g3440008連桿的設(shè)計(jì)連桿主要承受氣體壓力和往復(fù)慣性力所產(chǎn)生的交變載荷。因此必須保證連桿具有足夠的疲勞強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。8.1連桿材料的選擇連桿材料應(yīng)具有較高的疲勞強(qiáng)度和沖擊韌性。在此選用45號(hào)鋼，密度p=7.85g/cm38.2連桿主要尺寸的確定由于曲柄半徑r=27.5mm，已選取九二0.275r27.5所以連桿長(zhǎng)度：1=100mm九0.2758.2.2連桿小頭尺寸的確定（數(shù)據(jù)參考標(biāo)準(zhǔn)為楊連生版內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)page229）連桿小頭孔內(nèi)徑d=16.4mm1連桿小頭孔內(nèi)徑（加軸瓦）d=（1.051.15）d

8、1取d=1.1d=1.1x16.4=18.04mm1連桿小頭外徑D=（1.21.35）d,取D=1.30d=1.30 x18.04=23.21mm11連桿小頭寬度B般取B=（1.21.4）d，取B=1.3d=1.3x16.4=21.3mm111118.2.3連桿大頭尺寸的確定連桿大頭內(nèi)徑D=（0.550.65）D，取D=0.60D=0.6x61=36.6mm22連桿大頭內(nèi)經(jīng)（加滾針軸承）Dt=（0.60.68）D，取D工=0.68D=0-68x61=42mm22連桿大頭外徑C=（1.21.25）Dt，取C=1.2D工=1.2x42mm=54mm22連桿大頭寬度B=（0.60.7）D，取B=0.

9、65D=0.6x36.6=22mm22228.24連桿桿身尺寸的確定連桿桿身為工字梁，對(duì)于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)，B初步值可按經(jīng)驗(yàn)公式求出B二v61x55=9.65,取寬度B=10mm6連桿小頭質(zhì)量m兀（D兀（D一叩B=7.85x竺丄吐44000 x21.3=35.34g連桿小頭質(zhì)量為：m=p4459心得體會(huì)在這次課程設(shè)計(jì)中，收獲很多。課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中。我將許多沒(méi)來(lái)得到領(lǐng)會(huì)的理論知識(shí)、關(guān)鍵內(nèi)容進(jìn)行了回顧，在實(shí)踐中加以運(yùn)用，更是令我印象深刻。深切體會(huì)到課程設(shè)計(jì)并非以前所想象的那樣紙上談兵。所用理論、公式都是為實(shí)踐操作而誕生的?？梢哉f(shuō)是對(duì)我所學(xué)知識(shí)的一次很好的鞏固和回憶。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通過(guò)查詢(xún)各種工具書(shū)，求

10、教于老師，在摸索中學(xué)習(xí)了曲柄連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，了解到了設(shè)計(jì)中需要解決的問(wèn)題。在實(shí)踐中將各門(mén)學(xué)科的知識(shí)融會(huì)貫通，同時(shí)，在實(shí)際應(yīng)用中也提高了自己的作圖能力以及用excel處理數(shù)據(jù)和繪制圖形的技能。通過(guò)學(xué)習(xí)也了解到了國(guó)內(nèi)外發(fā)動(dòng)機(jī)的差距以及目前發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀，開(kāi)闊了我的視野，同時(shí)使我對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)原理及內(nèi)部結(jié)構(gòu)有了更加深刻的認(rèn)識(shí)，也提高了自身的技能水平。課程設(shè)計(jì)是我們專(zhuān)業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不少的過(guò)程”千里之行始于足下”，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我深深體會(huì)到這句千古名言的真正含義我今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地邁開(kāi)這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會(huì)大潮中奔跑打

11、下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)說(shuō)實(shí)話(huà)，課程設(shè)計(jì)真的有點(diǎn)累然而，當(dāng)我一著手清理自己的設(shè)計(jì)成果，漫漫回味這3周的心路歷程，一種少有的成功喜悅即刻使倦意頓消雖然這是我剛學(xué)會(huì)走完的第一步，也是人生的一點(diǎn)小小的勝利，然而它令我感到自己成熟的許多，另我有了一中”春眠不知曉”的感悟。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我更加深刻低認(rèn)識(shí)到了汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)和摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)在活塞連桿組件上的區(qū)別。在摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)中，連桿大頭和曲軸銷(xiāo)配合的地方選用了滾針軸承，保證其在高速條件下能達(dá)到工作要求。這三周雖然不長(zhǎng)，可是我學(xué)到的知識(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了課本，我不但提高了單獨(dú)思考的能力，也學(xué)會(huì)了查找資料的基本能力?？傊?，這次課程設(shè)計(jì)雖然任務(wù)繁重，可是堅(jiān)持不懈就會(huì)收獲良多。10參考文獻(xiàn)楊連生.內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì).北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械出