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毕业设计方案配气机构的设计.doc
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1、 毕业设计阐明书 配气机构设计 姓 名: 所属院校: 专 业: 班 级: 学 号: 指引教师: 配气机构设计【内容摘要】 气门配气机构是四冲程柴油机所特有机构,它是按照发动机点火顺序和各缸工作循环规定,定期启动和关闭进、排气门,完毕换气过程。因而配气机构要满足:进、排气定期和精确;气门关闭要严密可靠;气流阻力要小;构造简朴拆装以便。 气门配气机构由气门组、气门传动组、凸轮轴传动机构三某些构成。气门组重要由:气门、阀座、气门导管、气门弹簧和连接键构成,195B型柴油机采用不带阀壳气门组气门启动和关闭是靠传动机构来实现,传动机构可分为机械和液压传动机构。195B型柴油机采用下置式传动形式,由凸轮、
2、挺柱、推杆、摇臂、摇臂座、摇臂轴、调节螺钉等构成。凸轮轴与曲轴之间传动机构与柴油机型式、凸轮轴与曲轴相对位置、气门传动机构型式等关于,普通有齿轮传动和链传动。195B型柴油机采用齿轮传动,柴油机曲轴与凸轮轴传动比为2:1. 配气机构控制发动机进排气过程,直接影响着发动机性能,是衡量发动机可靠性指标之一. 本组 成 员:杨尚俊 寇志奎 伍立 资料 准 备:杨尚俊 寇志奎 伍立 测绘、制图:杨尚俊 阐明书定制:寇志奎 伍立 校 审:杨尚俊 寇志奎 伍立目录概述1、配气机构功用.6 2、配气机构设计规定.6 3、配气机构计算参数拟定.7一、凸轮轴设计:1、凸轮轴设计规定.72、凸轮轴构造.73、凸轮
3、轴选材.74、凸轮轴支承轴颈轴承材料.7 5、凸轮轴定位方式.76、凸轮轴最小尺寸定位方式.77、凸轮轴热解决工艺.88、凸轮轴损坏形式.89、凸轮轴计算.9二、凸轮设计 1、凸轮设计规定.102、 凸轮基圆设计.11 基圆半径拟定.13 凸轮位置拟定.13 配气相位与凸轮作用角.14 凸轮顶部圆弧半径.14三、挺柱设计1、挺柱构造.102、挺柱材料.153、平面挺柱导向面与导向孔之间挤压应力计算.164、平面挺柱最大速度.165、凸轮与挺柱间接触应力计算.176、挺柱导向面直径 与长度按照下面公式拟定.187、挺柱头部球面支座设计.198、凸轮和挺柱重要损坏形式及其防止.19四、推杆设计1、
4、推杆功能.202、推杆材料.203、推杆构造形式.204、尺寸设计.205、推杆稳定性安全系数拟定.206、推杆球头与挺柱球面支座,推杆球头与摇臂调节螺钉球面支座间接触应力计算.21五、摇臂设计1、摇臂工作原理.222、摇臂构造.223、摇臂比.224、摇臂润滑.225、摇臂定位.236、摇臂材料.237、摇臂与气门杆顶面间接触应力计算.23六、气门组设计1、气门设计.25 1)气门设计基本规定.25 2)气门工作条件分析.25 3)气门材料选取.26 4)气门头设计.27 5)气门杆设计.292、气门旋转机构设计.303、气门座圈设计.304、气门导管设计.325、气门重要损坏形式和防止措3
5、3七、气门弹簧设计1、气门弹簧设计规定.342、气门弹簧作用.353、气门弹簧工作条件.354、气门弹簧构造.355、气门弹簧选材.356、气门弹簧特性曲线与气门惯性力曲线配合.367、气门弹簧关于计算.37 1)弹簧最大弹力.37 2)弹簧最小弹力.38 3)弹簧刚度.38 4)弹簧变形.38 5)内、外弹簧之间负荷分派.39 6)内外弹簧刚度.39 7)弹簧尺寸.40 8、提高气门弹簧疲劳强度办法.42参照文献.43道谢.43 配气机构设计 概述1、配气机构功用:是完毕换气过程,依照发动机气缸工作循环顺序,定期地启动和关闭进、排气门,不断用新鲜气体来气缸内上一循环废气。2、配气机构规定:
6、对于一种正常工作配气机构应当具备如下规定: 进、排气门时间足够大,泵气损失小,配气正时恰当,在排气过程中能较好排出废气,进气过程中能吸入较多新鲜空气,因而使发动机具备较高充量系数和适当扭矩特性。 振动、噪声较小,并且工作可靠和耐磨。 构造简朴、紧凑。 为了减轻惯性负荷,使配气机构运动零件质量减到最小。 3、 配气机构设计计算参数拟定: 从拟定气门座处通过截面以及拟定喉口流通截面开始。气阀处流通截面积依照气体不可压缩持续流动条件拟定,也即在额定转速I状况,气门最大升程时,按气门座截面处假设平均速度来拟定。已知:气缸直径D=95, 气道喉口最带直径,在气缸直径D,配气机构构造方案以及燃烧是形式都已
7、给定状况下,气门布置在气缸上也许性限制。进气门数值应不不大于下列规定范畴: 采用气门顶置式:, 则可以得到:, 依照柴油机195B构造,选取=36mm,排气门气道喉口直径,普通获得比进气门气道喉口直径小10%20%,气阀升程h时,某研究瞬间具备圆锥密封面之气门流通截面为: 式中a气门头斜面角(当代发动机上,a=45度);气门升程,它取值普通是气门头25%左右,气门头直径是40.mm,则: =10mm因此:= =10(35*COS45+10*Sin45*Cos45) =865mm对进行校核: Frop=(1.11.2)Fxn=(1.11.2)x865=(951.51038) 取1000mm喉口直
8、径为:= x10 =36mm 喉口直径通过检查取值对的。 一、凸轮轴设计1、 凸轮轴设计规定: 1)对的设计进排气凸轮位置,实现配气正时,使柴油机对的按照一定规律运转。 2)从柴油机总体布局来设计凸轮容许弯曲变形,合理计算出支撑它轴颈数目,轴颈直径、和凸轮轴最小直径尺寸。 3)选取合理材料和热解决工艺,使它不但有足够刚度与韧性,并且要使凸轮和支撑轴表面有合理硬度,具备较好耐磨性。2、 凸轮轴构造: 195B柴油机是小功率柴油机,可以采用整体式凸轮轴,它构造较紧凑,这种构造都是将凸轮轴从机体一端插入,因此将它两个支撑轴颈加工尺寸大小是不同,前端支撑轴颈尺寸大,后端小些,并且前端轴颈尺寸必要不不大
9、于凸轮轴高度,这样便于安装。轴颈上安装滑动轴承。3、 凸轮轴支承轴颈数目: 由于该柴油机是单缸四冲程发动机,不必将支承轴颈设计过多,只是将凸轮轴先后端各设计一种就已经足够了,因此将该轴颈数目为2个。4、 凸轮轴选材: 由于凸轮轴要承受一定机械强度,必要要有足够强度和韧性,同步还应具备一定耐磨性,才干让发动机在正常工况下工作,选取碳钢,普通选取45钢就可以满足规定了。5、 凸轮轴支承轴颈轴承材料: 195B柴油机通过查表得知,采用铁基粉末冶金,它是将它直接安装在凸轮轴轴承座孔内,它型号:19501018 内径外径宽度前端404727后端2835266、 凸轮轴定位方式: 定位因素:由于汽车上下坡
10、或者在加速时候,都也许使凸轮轴发生轴向窜动。为防止由此引起对配气定期不良影响,需要采用轴向定位办法。对也195B型柴油机采用是轴向定位方式。7、 凸轮轴最小直径拟定: 凸轮轴最小尺寸可以按照下面公式:Db=2Ro(24)(mm) 上式中Ro是凸轮基圆半径,由表可知:Ro=14.5 Db=2Ro(24) =2x14.5(24)=(2527)当转速较高时,支承轴颈间距离较大、凸轮上受力较大时取上限值。 凸轮轴支承轴颈与轴承孔德径向间隙普通在0.020.03mm,范畴内,轴向间隙为0.010.25mm。8、凸轮轴热解决工艺: a 渗碳; b 渗碳; c 机械加工; d 高频淬火(回火); f 机械加
11、工;9、凸轮轴损坏形式: (1)支承轴颈磨损。 (2)凸轮表面磨损、刮伤和点蚀。10、凸轮轴计算: 依照气门弹簧和配气计算:配气机构运动零件质量Mkn=115g, Mn=75g Mr=0/ Mmr=0和Mn=120g,凸轮尺寸Ro=14.5mm,R1=138 R2=8.3mm Htmax=7mm 摇臂尺寸:Lr=46 L=32 凸轮轴角速度=115rad/s弹簧最小弹力是P=239牛顿,进气么喉口直径d=36mm。 从排气门作用到凸轮上最大力为:Prmax=+/4(Pr)Ln/Lr+Mr(r1r2) =239+3.14*/4x(0.4450.1)xx46/32+374xx(13814.5)x=
12、2539牛顿注: 式中=36mm为排气门直径 =42mm为进气门直径 0.445兆帕,是由批示功图而拟定 =0.1兆帕 Mr=(+/3)x(/+99=374g =/3=120x/3x=81g凸轮轴弯曲量: Y=0.8 =0.0003mm式中 E=2.2*兆帕钢弹性模量; L=a+b=26+70=96mm-凸轮轴跨距长度依照构造总体布置来取: -轴外径轴外径,选用时要考虑运用轴外径向凸轮供应润滑油和保持轴具备足够刚度。 挤压应力: =0.418 =255兆帕 式中 : =25mm凸轮宽度 二、凸轮设计虽然瞬时打开和关闭气门可以获得最大时间截面,但是这样做会使零件产生很大惯性力。因而在设计配气机构
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