1、“.....油道出口处应力集中现象严重,当油道中心线与轴颈中心线的夹角时,最大应力增加很快,因此油孔设在小于处。油道的孔径般在左右,取为。曲轴两端的结构曲轴上带动辅助系统的正时齿轮和皮带轮般装在曲轴的前端,因为结构简单,维修方便。发动机的配气机构也是由曲轴自由端驱动。这是应为曲轴自由端的轴颈允许较细,可以采用节圆直径小的齿轮,消除扭转振动的减振器装在曲轴前端,因为这里的振幅最大。在曲轴自由端从曲轴箱伸出去额地方必须考虑密封。方面防止曲轴箱中的机油由这里漏出去,另方面也防止外面的尘土等进入。密封是用甩油环和密封装置所组成,密封装置可以是密封圈,也可以是螺纹迷宫槽。所谓迷宫槽是在轴上或在曲轴箱的对应孔壁上制出螺纹,螺纹的螺旋方向与轴的螺旋方向相反。当机油漏入轴与孔之间的间隙中时,依靠机油的粘性和螺纹,把机油像个螺母样地退了回去,不使它漏出机体外。曲轴后端功率输出端般设有法兰,飞轮与后端用螺栓和定位销连接。螺栓应拧得足够紧,以便能够依靠飞轮与法兰之间的摩擦力矩传输出曲轴的最大转矩......”。
2、“.....故定位销的布置是不对称的或只有个。这种连接方式结构简单,工作可靠。为了提高曲轴的扭转刚度,从最后道主轴承到飞轮法兰这轴段应该尽量粗短。曲轴的止推曲轴由于受热膨胀而伸长或受斜齿轮即离合器等的轴向力会产生轴向移动,为了控制发动机在工作时曲轴的轴向窜动,在曲轴上设置有轴向定位装置,同时为了保证曲轴在受热膨胀时有定的自由伸长量,所以曲轴上只能有处轴向定位。从降低曲轴和机体加工尺寸链精度要求出发,止推轴承设在中间主轴承的两边。在第三主轴颈处设置轴向止推片,止推片为四片。曲轴轴向间隙应保持,其它各主轴承端面间隙应保证曲轴受热伸长时能自由延伸。.曲轴的疲劳强度校核由于曲轴工作时承受交变载荷,它的破坏往往都由疲劳产生,因此,需要进行疲劳验算。由于实际的曲轴是个多支承的静不定系统,理论上应按照连续梁的概念来求解支承化活塞连杆的工作条件,影响它们的工作可靠性和耐磨性,曲轴扭转刚度不足则可能在工作转速范围内产生强烈的扭转振动,所以设计曲轴时......”。
3、“.....此外,曲轴主轴颈与曲柄销时再高比压下进行高速转动的,因而还会产生强烈的磨损。所以设计曲轴时,要使其各摩擦表面耐磨,各轴颈应具有足够的承压面积同时给予尽可能好的工作条件。曲轴的结构型式曲轴的设计从总体结构上选择整体式,它具有工作可靠质量轻的特点,而且刚度和强度较高,加工表面也比较少。为了提高曲轴的弯曲刚度和强度,采用全支撑半平衡结构,即四个曲拐,每个曲拐的两端都有个主轴颈,如图.所示图.曲轴的结构型式曲轴的材料在结构设计和加工工艺正确合理的条件下,主要是材料强度决定着曲轴的体积重量和寿命,作为曲轴的材料,除了应具有优良的机械性能以外,还要求高度的耐磨性耐疲劳性和冲击韧性。同时也要使曲轴的加工容易和造价低廉。在保证曲轴有足够强度的前提下,尽可能采用般材料。以铸代锻,以铁代钢。高强度球墨铸铁的出现为铸造曲轴的广泛采用提供了前提。球墨铸铁就其机械性能和使用性能而言,比其它多种铸铁都要好。球墨铸铁曲轴可以铸成复杂的合理的结构形状,使其应力分布均匀,金属材料更有效地利用......”。
4、“.....使得球铁曲轴的实际弯曲疲劳强度与正火中碳钢相近。该发动机曲轴采用球墨铸铁铸造而成。.曲轴的主要尺寸的确定和结构细节设计曲柄销的直径和长度在考虑曲轴轴颈的粗细时,首先是确定曲柄销的直径。在现代发动机设计中,般趋向于采用较大的值,以降低曲柄销比压,提高连杆轴承工作的可靠性,提高曲轴的刚度。但是,曲柄销加粗伴随着连杆大头加大,使不平衡旋转质量的离心力增大,随曲轴及轴承的工作带来不利,对于汽油机为气缸直径,已知,则,曲柄销直径取为。曲柄销的长度是在选定的基础上考虑的。从增加曲轴的刚性和保证轴承的工作能力出发,应使控制在定范围内,同时注意曲拐各部分尺寸协调,根据统计,取。轴颈的尺寸,最后可以根据承压面的投影面积与活塞投影面积之比来校核,此比值据统计在范围内,而且汽油机偏下限。那么由,则长度取值合适。主轴颈的直径和长度为了最大限度地增加曲轴的刚度,适当地加粗主轴颈,这样可以增加曲轴轴颈的重叠度,从而提高曲轴刚度,其次,加粗主轴颈后可以相对缩短其长度......”。
5、“.....从曲轴各部分尺寸协调的观点,建议取,取。统与原来的质量系统在力学上等效,必须满足下列三个条件连杆总质量不变,即。连杆重心的位置不变,即。连杆相对重心的转动惯量不变,即。其中,连杆长度,为连杆重心至小头中心的距离。由条件可得下列换算公式用平衡力系求合力的索多边形法求出重心位置。将连杆分成若干简单的几何图形,分别计算出各段连杆重量和它的重心位置,再按照索多边形作图法,求出整个连杆的重心位置以及折算到连杆大小头中心的重量和,如图.所示图.索多边形法往复直线运动部分的质量活塞包括活塞上的零件是沿气缸中心做往复直线运动的。它们的质量可以看作是集中在活塞销中心上,并以表示。质量与换算到连杆小头中心的质量之和,称为往复运动质量,即。不平衡回转质量曲拐的不平衡质量及其代换质量如图.所示图.曲拐的不平衡质量及其代换质量曲拐在绕轴线旋转时,曲柄销和部分曲柄臂的质量将产生不平衡离心惯性力,称为曲拐的不平衡质量。为了便于计算,所有这些质量都按离心力相等的条件,换算到回转半径为的连杆轴颈中心处,以表示......”。
6、“.....。质量与换算到大头中心的连杆质量之和称为不平衡回转质量,即由上述换算方法计算得往复直线运动部分的质量,不平衡回转质量.。曲柄连杆机构的惯性力把曲柄连杆机构运动件的质量简化为二质量和后,这些质量的惯性力可以从运动条件求出,归结为两个力。往复质量的往复惯性力和旋转质量的旋转惯性力。往复惯性力.式中往复运动质量连杆比曲柄半径曲柄旋转角速度曲轴转角。是沿气缸中心线方向作用的,公式.前的负号表示方向与活塞加速度的方向相反。其中曲柄的角速度为.式中曲轴转数已知额定转数,则曲柄半径,连杆比,取.,参照附录表四缸机工作循环表,将每工况的曲轴转角代入式.,计算得往复惯性力,结果如表.所示表.往复惯性力计算结果四个冲程进气终点.压缩终点.膨胀终点.排气终点.旋转惯性力.在关节曲柄连杆机构中,个曲柄可以同时带动几套副连杆和活塞,这种结构可使内燃机长度缩短,结构紧凑,广泛的应用于大功率的坦克和机车用形内燃机。经过比较......”。
7、“......曲柄连杆机构运动学中心曲柄连杆机构简图如图.所示,图.中气缸中心线通过曲轴中心,为曲柄,为连杆,为曲柄销中心,为连杆小头孔中心或活塞销中心。当曲柄按等角速度旋转时,曲柄上任意点都以点为圆心做等速旋转运动,活塞点沿气缸中心线做往复运动,连杆则做复合的平面运动,其大头点与曲柄端相连,做等速的旋转运动,而连杆小头与活塞相连,做往复运动。在实际分析中,为使问题简单化,般将连杆简化为分别集中于连杆大头和小头的两个集中质量,认为它们分别做旋转和往复运动,这样就不需要对连杆的运动规律进行单独研究。图.曲柄连杆机构运动简图活塞做往复运动时,其速度和加速度是变化的。它的速度和加速度的数值以及变化规律对曲柄连杆机构以及发动机整体工作有很大影响,因此,研究曲柄连杆机构运动规律的主要任务就是研究活塞的运动规律。活塞位移假设在时刻,曲柄转角为,并按顺时针方向旋转,连杆轴线在其运动平面内偏离气缸轴线的角度为,如图.所示。当时,活塞销中心在最上面的位置,此位置称为上止点。当时,点在最下面的位置......”。
8、“.....此时活塞的位移为.式中连杆比。式.可进步简化,由图.可以看出即又由于.将式.带入式.得.式.是计算活塞位移的精确公式,为便于计算,可将式.中的根号按牛顿二项式定理展开,得考虑到∕,其二次方以上的数值很小,可以忽略不计。只保留前两项,则.将式.带入式.得.活塞的速度将活塞位移公式.对时间进行微分,即可求得活塞速度的精确值为.将式.对时间微分,便可求得活塞速度得近似公式为.从式.可以看出,活塞速度可视为由与两部分简谐运动所组成。当或时,活塞速度为零,活塞在这两点改变运动方向。力学则是研究产生运动的力。发动机曲柄连杆机构的动力学分析主要包括气体力惯性力轴承力和曲轴转矩等的分析,传统的内燃机工作机构运动力学运动学分析方法主要有图解法和解分析法。解析法解析法是对构件逐个列出方程,通过各个构件之间的联立线性方程组来求解运动副约束反力和平衡力矩,解析法又包括单位向量法直角坐标法等。图解法图解法形象比较直观,机构各组成部分的位移速度加速度以及所受力的大小及改变趋势均能通过图解目了然......”。
9、“.....可用于对计算机结果的判断和选择。解析法取点数值较少,绘制曲线精度不高。不经任何计算,对曲柄连杆机构直接图解其速度和加速度的方法最早由克莱茵提出,但方法十分复杂。复数向量法复数向量法是以各个杆件作为向量,把在复平面上的连接过程用复数形式加以表达,对于包括结构参数和时间参数的解析式就时间求导后,可以得到机构的运动性能。该方法是机构运动分析的较好方法。通过对机构运动学动力学的分析,我们可以清楚了解内燃机工作机构的运动性能运动规律等,从而可以更好地对机构进行性能分析和产品设计。但是过去由于手段的原因,大部分复杂的机械运动尽管能够给出解析表达式,却难以计算出供工程设计使用的结果,不得不用粗糙近似的图解法求得数据。近年来随着计算机的发展,可以利用复杂的计算表达式来精确求解各种运动过程和动态过程,从而形成了机械性能分析和产品设计的现代理论和方法。通过对机构运动学和动力学分析,我们可以清楚了解内燃机工作机构的运动性能运动规律等,从而可以更好地对机构进行性能分析和产品设计......”。
[定稿]4G63发动机曲轴设计及有限元分析开题报告.doc
[定稿]4G63发动机曲轴设计及有限元分析设计说明书.doc
CAD-曲轴零件图.dwg
(CAD图纸)