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先求出这些负荷,然后再确定形状,以保证足够强度。
杆身爆发力引起的压缩力惯性力引起的拉伸力摆动引起中心周围的弯矩等作用于连杆杆身。
拉伸力和压缩力的最大值发生在上死点附近,弯矩的最大值发生在摆角最大时。
大头为了减少对轴承产生的不良影响,必须对壳体刚性安装螺钉用锪孔处的强度分割位置的开口负荷和螺钉强度进行仔细分析。
要提高开口负荷,主要是提高螺钉分担负荷,将螺栓做的尽量小,用尽可能大的轴向力连接。
.曲柄连杆比曲柄连杆比是指曲柄半径与连杆长度之比,简称为连杆比,用表示。
由下式定义.式中曲柄半径,即曲柄销中心到曲轴中心之间的距离连杆长度,即连杆大小头轴线之间的距离。
连杆比不仅影响曲柄连杆机构的运动特性,而且影响发动机的外形尺寸。
值越大,连杆越矩,发动机的总高度立式发动机或总宽度卧式发动机越小。
对于形发动机,其总高度和总宽度都会减少。
连杆过矩时易导致活塞在运动过程中与曲柄相碰。
因此般情况下现代摩托车发动机的连杆比,尽可能地采用矩连杆。
参数设计取,那么连杆长度.连杆承受的载荷连杆承受的载荷主要是气压力和往复惯性力产生的交变载荷。
其基本载荷是压缩或拉伸。
对于四行程发动机,最大拉伸载荷出现在进气行程开始的上止点附近,其数值主要是活塞组和连杆计算断面以上那部分连杆质量的往复惯性力,即.式中分别为活塞组和连杆计算断面以上那部分的质量。
最大压缩载荷出现在膨胀行程开始的上止点附近,其数值是最大爆发压力产生的推力减上述的惯性力,即.式中最大爆发压力产生的推力。
.连杆的角位移角速度角加速度对于活塞中心线通过曲轴中心线的如图.所示的曲柄连杆机构,曲柄半径与连杆长度的比值如前面公式.所示。
图.曲柄连杆机构则.于是可以得到连杆的角位移当时,连杆角位移有最大值取绝对值,即连杆的角速度.当时,连杆角速度为最大值因为所以当为和有足够圆弧过度且光洁完整。
受压面和各种道腔应分别符合规定的压力试验要求,各安装座孔尺寸形状都应符合精度要求。
气缸盖主要是通过螺栓与缸体连接,当普通螺栓连接承受横向载荷时,由于预紧力的作用,将在接合面间产生摩擦力来抵抗工作载荷。
这时,螺栓仅承受预紧力的作用,而且预紧力不受工作载荷的影响,在连接承受工作载荷后仍保持不变。
所以下面主要讨论气缸盖螺栓连接静强度以及螺栓的疲劳强度。
气缸盖螺栓连接静强度计算公式如下.式中为螺栓所受的预紧力,单位为。
对螺栓的疲劳强度进行精确校核式中螺栓材料的对称循环拉压疲劳极限,试件受循环弯曲应力时的材料常数,其值由试验及下式决定.根据试验,对碳钢,对合金钢拉压疲劳强度综合影响系数安全系数零件的疲劳极限最大应力应力幅。
参数设计由于有密封性根据去中间值法,在此处取。
在前面已经计算出,所以则.材料选用.级的合金钢,根据机械设计第八版表螺栓螺钉和螺柱的性能等级取,静载荷时所以.由公式.得则变载荷时对于合金钢螺栓,取查机械设计第八版附表得。
本文取由公式.得则.燃烧室燃烧室的作用在于通过进气门吸入混合气体加以压缩燃烧之后,再通过排气门将燃烧过的气体排出,燃烧室的形状极其重要,是决定发动机各种性能的重要因素之。
发动机的主要性能,如动力性燃油经济性排气的成分等,都与燃烧室的形状有关。
按照燃烧室的形状,可以把燃烧室分成以下几种类型。
浴盆形燃烧室形状简单,容易布置火花塞。
楔形燃烧室对汽油的辛烷值要求较低,容易实现高压缩比。
半球形燃烧室进排气口的形状平滑,但是火花塞的布置收到制约。
多球形燃烧室和半球形燃烧室相比,火花塞的布置比较容易,而且可以布置多气门。
屋脊形燃烧室很容易布置多气门,适用于高性能发动机。
本章有关计气缸形状的设计当发动机工作时,活塞会在气缸内做快速往复的运动,从而产生动力,此时活塞与气缸套产生剧烈的摩擦,从而产生大量的热能,所以在设计气缸的形状时要充分考虑到这点,所以在设计气缸的形状时不能把气缸设计成个实体,这样就不符合科学实际。
本文设计中缸体的基本尺寸是长,宽,高,拔模角。
如图.是本文所设计的形状。
图.缸体形状本文在气缸的周围设计了些散热片,并且散热片之间有定的距离,这样就方面于散热。
在缸体周围的散热片厚度,散热片间的间距。
气缸凸出来,气缸壁厚。
同时为了便于气缸与气垫气缸盖等零件的连接,在气缸上有定的螺栓孔,便于连接。
气缸工作容积燃烧室容积和气缸总容积上止点和下止点之间的气缸容积,称为气缸工作容积也称为总排量,如图.所示。
气缸工作容积与气缸直径的平方活塞冲程的大小成正比。
气缸直径越大工作容积越大发动机的功率也就增大。
图.气缸燃烧室容积与工作室容积燃烧室容积工作室容积气缸工作容积计算公式容积为.式中气缸工作容积气缸直径活塞行程气缸数目。
这里所设计的气缸为单气缸,所以。
参数设计因为设计要求的是单缸发动机的排气量,那么活塞行程为.本文所设计的气缸长度为,能够满足活塞的运动行程。
同时我们又知道活塞行程。
其中为曲轴半径,所以压缩比气缸总容积与燃烧室容积的比值,称为压缩比。
压缩比表示活塞由下止点到上止点时,可燃混合气在气缸内被压缩多少倍。
活塞处于下止点时气缸有最大容积,用表示活塞处于上止点时气缸内的容积称为燃烧室容积,用表示。
压缩比为.为几何压缩比,它表示活塞从下止点移动到上止点时气缸内气体被压缩的程度。
活塞位于下止点时进气门或进排气口尚未关闭,故有时须用有效压缩比的概念。
指内燃机进排气门口开始全部关闭瞬时的气缸容积与气缸压缩容积之比。
设备方面也较多地使用计算机自动控制系统。
我国摩托车发动机的主要零部件如气缸气缸头磁电机起动电机离合器空滤器消声器机油泵变速齿轮进排气阀等,在近几年来基本上实现了专业化大批量生产,质量相对较好。
但技术含量高的零部件与进口件相比,还有定的差距。
这些零部件,不但质量不稳定且可靠性差,严重制约了发动机的质量指标的提高。
.本课题的主要内容本文设计的主要内容有缸体连杆活塞的设计以及缸体的加工工艺规程的设计。
对于缸体的设计主要是通过缸体的结构设计材料的选择参数设计来完成,连杆的设计主要是通过连杆的位移结构来完成,活塞的设计主要是通过活塞的参数设计及运动分析来完成,缸体的加工工艺规程主要是通过制定工艺路线和切削用量来完成。
此外,本文还基于软件对缸体活塞等零件进行三维建模装配,并对装配图进行运动仿真分析。
气缸体的设计气缸体的作用除形成气缸工作容积外,还具有作活塞运动导向,其圆柱形空腔称为气缸。
气缸与气缸盖活塞形成工作循环的空间。
发动机工作时,在气体燃烧压力和缸壁内外温差的作用下,气缸体受到相当大的热应力和机械应力。
此外,活塞组对气缸的侧压力和滑动摩擦,使气缸体发生磨损。
气缸体的设计要求有要有足够的强度,以承受高温下的热应力和机械应力。
并且要确保有足够的刚度来保证气缸体在任何情况下都尽可能的不发生变形。
要有很好的抗耐磨性,可以在内表面有定的磨纹和贮油间隙,从而可以保证可靠的润滑性能。
要制造简单,维修方便,价格低廉。
.气缸体的结构设计气缸体采用单体式,曲轴箱设计成隧道式,使曲轴箱保持有定的刚度。
气缸体的结构为压入式气缸体,气缸套为合金铸铁制造,压入到铝合金气缸中,铸铁气缸套具有较高的耐磨性,铝合金散热片有较好的散热效果。
气缸体壁的结构设计成凹形,顶部和下部较厚中间较薄。
因为气缸盖上的部分热量需要通过气缸上部传递出去,为了更好地传热,将气缸上部做得厚些,同时,作支承也减少了此处的应力集中。
气缸盖与气缸体的接触面积约为活塞顶面积的。
在下部与曲轴箱支承的地方,为了提高强度,避免应力集中,用大的圆弧逐渐加厚支承凸缘。
散热片沿气缸轴线方向基于,摩托车,发动机,相关,相干,零部件,设计,毕业设计,全套,图纸摘要发动机是机器的“心脏”,它是机器最重要的部分,随着科学技术的飞快发展,国际之间关于发动机的竞争也也越来越激烈,所以对发动机的研究具有重要的科学意义。
本文的设计方法采用常规手段与微机辅助相结合。
在设计中首先查阅中外资料,了解发动机的结构及工作原理,确定本文所设计的发动机结构。
本文主要针对摩托车发动机的缸体连杆活塞等零部件进行设计与三维建模。
缸体的设计主要内容包括气缸体的结构设计材料的选择和参数设计,缸体是发动机零部件中重要的零部件,所以在本文中还对缸体进行加工工艺规程进行设计从而确定加工工艺路线。
连杆的设计的主要内容是连杆的结构连杆承受的载荷和连杆的位移等。
活塞设计的主要内容是活塞的材料的选择主要参数和活塞的运动分析。
本文还利用软件完成了对缸体活塞连杆等零部件的三维建模以及零部件之间的装配,并且完成了零部件三维向二维工程图的转换以及对装配图进行运动仿真分析。
关键词摩托车发动机三维建模运动仿真计.气缸体的结构设计.气缸体材料的选择.气缸体参数设计气缸直径气缸形状的设计气缸工作容积燃烧室容积和气缸总容积压缩比气缸工作内压力与气缸总推力.气缸盖.燃烧室连杆的设计.连杆的组成小头杆身大头.曲柄连杆比.连杆承受的载荷.连杆的角位移角速度角加速度活塞的设计与运动分析.活塞的功用及工作条件.活塞的材料.活塞的主要参数.活塞的运动分析活塞位移活塞的速度活塞的瞬时速度活塞的最高速度活塞的平均速度活塞的加速度最大加速度基于软件的三维建模.软件介绍.软件的优势及主要功能.三维建模缸体的三维建模活塞的三维建模.零件的装配装配的概述活塞与活塞销的转配运动仿真.运动仿真的简介.零件装配图的运动仿真缸体的加工工艺规程设计.确定毛坯的制造形式.气缸体的加工工艺特点.基准的选择.制定工艺路线.加工余量及切削用量的确定结论与展望.结论.不足之处及展望致谢参考文献附录绪论.本课题研究的科学意义摩托车诞生
