買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 I 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?，F(xiàn)階段我們普遍使用的是往復(fù)式頂桿氣門進排氣裝置，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)動機進氣要求壓力和流量可調(diào)節(jié)，即要求進氣相位可調(diào)。所以傳統(tǒng)頂桿氣門進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、排氣道沿閥體軸向排列，閥體外圓周面開有旋轉(zhuǎn)閥進、排氣口，旋轉(zhuǎn)閥進、排氣口分別將旋轉(zhuǎn)閥進氣道、排氣道與燃燒室連通，旋轉(zhuǎn)閥進氣道和旋轉(zhuǎn)閥排氣道分別與進氣管、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、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 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 he is of of it a in or At we a it is is is by to of be of be of of In to a a is a in of of of a of is in of so of As in a is 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 目 錄 摘 要 . I . 一章 緒論 . 1 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 缸蓋的材料 . 7 缸 蓋壁厚設(shè)計 . 7 齒輪傳動的計算 . 8 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 轉(zhuǎn)軸的校核 . 14 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 軸承的選擇與校核 . 21 其他結(jié)構(gòu)的設(shè)計 . 22 蘭盤的設(shè)計 . 22 溝槽的設(shè)計 . 22 齒輪盒的設(shè)計 . 23 缸頭側(cè)蓋的設(shè)計 . 23 第四章 配氣機構(gòu)的配氣相位 . 25 進氣口和排氣口的設(shè)計 . 25 進、排氣配氣相位 . 26 氣門的配氣相位 . 26 . 27 . 27 第五章 配合公差的選擇 . 30 齒輪內(nèi)孔和軸的配合 . 30 的選擇 . 30 輪與軸的配合 . 31 軸和軸承的配合 . 31 軸和缸蓋的配合 . 31 第六章 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 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 第一章 緒論 配氣機構(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。 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。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 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。 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 60%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)進排氣閥軸的同一通道內(nèi)完成進排氣功能，進排氣變替進行，散熱充分，不易出現(xiàn)氣門機氣門頭的局部過熱現(xiàn)象。 (3)進排氣通暢：旋轉(zhuǎn)進排氣閥軸上的進排氣通道無阻隔，進排氣暢通，氣門機因氣門的阻 隔進排氣時氣流繞行而產(chǎn)生阻力，為保證進排氣充分，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排氣量。 (4)空氣與燃油的混合充分：軸閥機的旋轉(zhuǎn)進排氣閥軸的進排氣通道可根據(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)進排氣門疊開角減?。狠S閥機的旋轉(zhuǎn)進排氣閥軸進排氣共用同一通道，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)進排氣的時間延長：軸閥機的旋轉(zhuǎn)進排氣閥軸截面為圓，其有 效的進氣或捧氣時間角大于 45度，而氣門機的進排氣門的啟閉受凸輪軸制約，其進氣或排氣的時間角小于 45度。因而在同一轉(zhuǎn)速的內(nèi)燃機上軸閥機的進排氣時間優(yōu)于氣門機的進排氣時間。 (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。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 第二章 配氣機構(gòu)的功用及組成 新型配氣機構(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)置氣缸進排氣口與氣缸相通，頂蓋側(cè)面設(shè)置進排氣通道與進排氣歧管連接，在 旋轉(zhuǎn)軸閥上按配氣相位設(shè)置徑向進排氣閥道，分別與氣缸蓋上的氣缸進排氣口和頂蓋上進排氣通道相對應(yīng)，按配氣相位相應(yīng)形成進排氣通路，完成進排氣控制功能。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?？勺兣錃饪刂朴梢簤和苿訉崿F(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) 。 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、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，減小進氣和排氣的阻力，使進氣和排氣都盡可能充分和完善 。 新型配氣機構(gòu)的組成 氣動發(fā)動機旋轉(zhuǎn)閥進排氣裝置，其特征是它主要包括缸頭（ 7）、旋轉(zhuǎn)進氣閥（ 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氣通道（ 21）和排氣通道（ 22），旋轉(zhuǎn)進氣閥（ 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)進氣閥（ 5）和旋轉(zhuǎn)排氣閥（ 3）的徑向分別有進氣孔 （ 8）和排氣孔（ 4） ,與缸頭的進氣通道（ 21）和排氣通道（ 22）相對應(yīng)，在旋轉(zhuǎn)進氣閥（ 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）買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 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)閥進排氣裝置，其特征是所說的鏈輪（ 16）上設(shè)置數(shù)個腰形孔（ 17），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、進氣閥 6、缸頭側(cè)蓋 7、缸 蓋 8、進氣口 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、進氣通道 22、排氣通道 圖 2動發(fā)動機的配氣機構(gòu) 新型配氣機構(gòu)的工 作原理 參照圖 2動氣車發(fā)動機旋轉(zhuǎn)閥進排氣裝置主要包括缸頭、旋轉(zhuǎn)進氣閥和旋轉(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氣通道和排氣通道，旋轉(zhuǎn)進氣閥和旋轉(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)進氣閥和旋轉(zhuǎn)排氣閥的徑向分別有進氣孔和排氣孔，與缸頭的進氣通道和排氣通道相對應(yīng)，當(dāng)進氣孔開啟進氣通道時排氣孔關(guān)閉關(guān)閉排買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 氣通道，反之當(dāng)排氣孔開啟排氣通道時進氣孔關(guān)閉進氣通道。為了減少旋轉(zhuǎn)進氣閥和旋轉(zhuǎn)排氣閥的轉(zhuǎn)動摩擦阻力，在旋轉(zhuǎn)進氣閥和旋轉(zhuǎn)排氣閥的外壁具有縱向溝槽 9和周向溝槽 10，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 19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，進氣旋轉(zhuǎn)閥的進氣孔開啟缸頭進氣通道，進氣開始。當(dāng)進氣過程持續(xù)了 4曲軸轉(zhuǎn)角，即圖中 C 點到 D 點的順時針角度，進氣旋轉(zhuǎn)閥的進氣孔關(guān)閉缸頭進氣通道，進氣過程結(jié)束。隨后，缸內(nèi)氣體進一步膨脹做功，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，緊接著進氣過程重新開始。由此，通過旋轉(zhuǎn)閥進排氣裝置的這種循環(huán)運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)了氣動發(fā)動機的進氣、排氣過程。 進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)進氣滯后角的微調(diào)。 圖 2鏈輪 圖 2配氣相位 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 第三章 配氣機構(gòu)的設(shè)計 新型配氣機構(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、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。 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、排氣相位的設(shè)計。 配氣機構(gòu)氣缸蓋的設(shè)計 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、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)有進排氣旋轉(zhuǎn)閥，沒有冷卻水道和火花塞。 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)生受力過大買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 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。 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。 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 ,它可以進行多種熱處理以提高強度。滿足我們設(shè)計的要求。 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、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?，增加受力部位最大處的斷面系?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文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 計算得 H=（ 02） H=80缸蓋的外形設(shè)計如圖 3示： 圖 3 缸蓋 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 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 齒數(shù)比 u=1，旋轉(zhuǎn)軸傳遞功率 001 ，設(shè)齒輪的傳遞效率 %851 ，則齒輪的傳遞功率 ，曲軸轉(zhuǎn)速 0001 ，按照機動車使用 15年報廢的標(biāo)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 1n 與旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速 2： 1，所以 0002 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， 50 ；從動齒輪采用正火處理， 00 精度等 級取 7級，齒形角 20 。 選擇載荷系數(shù) K=擇齒寬系數(shù) 試選齒輪齒數(shù) 211z ； 2121112 (3)齒面接觸疲勞強度計算 齒面接觸疲勞強度設(shè)計公式 3 2121 )(92.2 試選載荷系數(shù)： 6.1 計算齒輪傳遞的扭矩： 2 39 5 5 0 111 取齒寬系數(shù)： 確定彈性影響系數(shù)：由 3表 根 據(jù) 循 環(huán) 次 數(shù) 公 式 3 式 計 算 應(yīng) 力 循 環(huán) 次 數(shù) ：300151(200016060 查 3圖 12Z 查 3圖 12b)和（ c)得疲勞極限應(yīng)力：主動齒輪 001 從動齒輪 602 由 3公式 失效概率為 1%，安全系數(shù) S ， M P 7 9 1 ， 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 6 2li 由接觸強度計算出齒輪分度圓直徑： ， 則 1 齒輪的圓周速度 m / 0 060 11 計算載荷系數(shù)： a：齒輪使用系數(shù)，查 3表 K b：動載系數(shù)，查 3圖 12.1間分配系數(shù)，查 3表 1 向載荷分布系數(shù) 查 3表 25.1，所以 觸強度載荷系數(shù) 按載荷系數(shù)校正分度圓直徑 11 齒輪分度圓直徑 221 ；模數(shù)圓整為 2m 確定齒寬： 2121 圓整取 21 14 計算齒輪的相關(guān)參數(shù) 222111 ， 22 45 4590 12 (3)校核齒根彎曲疲勞強度 1 載荷系數(shù) 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 2 當(dāng)量齒數(shù) 11 zz v， 22 zz v 3 查 3圖 圖 齒形系數(shù) 4 取安全系數(shù) S 由 3圖 彎曲疲勞壽命系數(shù) 3圖 b)和（ c）得彎曲疲勞極限為： 501 ， 602 許用應(yīng)力 M P 1 11 M P 8 22 5 校核強度，由 3式 ) 22 1 計算得 11 9 3 22 8 0 可知彎曲強度滿足，參數(shù)合理。 鏈輪的設(shè)計與校核 選擇材料、熱處理方法及精度等級 正時齒輪是在機械裝置中對完成相關(guān)控制功能起到時間尺度定位的齒輪 。 正時齒輪的三種傳動方式：鏈條傳動、齒帶傳動、齒輪傳動。 這里我們選用的是鏈條傳動。因為兩個鏈輪之間的跨度比較大，選用鏈條傳動，傳輸動力更穩(wěn)定。 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。這里我們選用的為 45號鋼，熱處理方式采用正 火處理。 （ 1）設(shè)計基本參數(shù)與條件 旋轉(zhuǎn)軸傳遞功率 001 ，設(shè)齒輪的傳遞效率 %801 ，則齒輪的傳遞功率買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 503 ，曲軸轉(zhuǎn)速 0001 ，曲軸轉(zhuǎn)速 1n 與旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速 2n 之比為 2： 1，所以 0002 ，即正時鏈輪的轉(zhuǎn)速 0003 . （ 2）選擇鏈輪材料和精度等級 鏈輪材料為： 45號鋼。正時鏈輪采用正火處理， 00 精度等級取 7級，齒形角 20 。 選擇載荷系數(shù) K=擇齒寬系數(shù) 試選鏈輪齒數(shù) 363 z 同上計算可得正時鏈輪的的分度圓直徑可取 03 則齒厚可取 模數(shù) 0/33 整 2m 所以調(diào)整后的齒數(shù) 30260/33 ) 校核齒根彎曲疲勞強度 1 載荷系數(shù) 2 當(dāng)量齒數(shù) 33 zz v 3 查 3圖 圖 齒形系數(shù) 4 取安全系數(shù) S 由 3圖 3圖 b)和（ c）得彎曲疲勞極限為： 501 ， 602 許用應(yīng)力 M P 1 11 M P 8 22 5 校核強度，由 3式 ) 22 3 計算得13 F M P a 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 可知彎曲強度滿足，參數(shù)合理。其結(jié)構(gòu)如下圖： 圖 3鏈輪 旋轉(zhuǎn)軸的設(shè)計與校核 旋轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)軸承受載荷的不同，軸可以分為轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動軸。這里我們設(shè)計的旋轉(zhuǎn)軸采用的是轉(zhuǎn)軸。根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸功能的要求，我們設(shè)計采用階梯軸。 1、 凸輪軸設(shè)計的要求： 1）正確的設(shè)計進排氣旋轉(zhuǎn)閥的位置，實現(xiàn)配氣正時，使氣動發(fā)動機正確的按照一定規(guī)律運轉(zhuǎn)。 2）從氣動發(fā)動機的總體布局來設(shè)計旋轉(zhuǎn)軸的允許彎曲變形，合理的計算出支撐它的軸頸數(shù)目，軸頸的直徑、和旋轉(zhuǎn)軸的最小直徑尺寸。 3）選擇合理的材料和熱處理工藝，使它不僅有足夠的剛度與韌性，而且要使旋轉(zhuǎn)閥和支撐 軸的表面有合理的硬度，具有較好的耐磨性。 2、 旋轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)： 旋轉(zhuǎn)軸閥式氣動發(fā)動機是小功率柴油機，可以采用整體式旋轉(zhuǎn)軸，它的結(jié)構(gòu)較緊湊，我們設(shè)計的屬于單缸式氣動發(fā)動機。 3、 旋轉(zhuǎn)軸的選材： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 因為旋轉(zhuǎn)軸要承受一定的機械強度，必須要有足夠的強度和韌性，同時還應(yīng)具有一定的耐磨性，才能讓發(fā)動機在正常的工況下工作，選擇碳鋼，一般選擇 45鋼就可以滿足要求了。 轉(zhuǎn)軸的校核 、 主動轉(zhuǎn)軸的設(shè)計 （ 1） 主動轉(zhuǎn)軸的基本參數(shù) )軸的傳遞功率 021 ，轉(zhuǎn)速 0001 ，轉(zhuǎn)矩 9552 ； 選擇材料和熱處理： 45鋼，調(diào)制處理，硬度 50 (2) 求作用在齒輪上的力 已知齒輪的分度圓直徑為 21 根據(jù)式 定作用在齒輪上的圓周力、徑向力和法向力 圓周力 1 徑向力 法向力 o s (3)初估軸的最小直徑 先按 3式 步估算軸的最小直徑。 選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù) 3表 112C ，于是得 (4)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 擬定軸上零件的裝配方案，如下圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 軸段 1齒輪及正時齒輪設(shè)計要求，可得 15端應(yīng)有軸肩定位，軸向長度為 30 軸段 2軸上有徑向力，因此選取深溝球軸承，軸承型號為 軸承內(nèi)圈直徑得軸段直徑為 17承厚度為 7方便裝卸，取軸段長度略大，為8理軸段 8 軸段 3墊片密封用，直徑略比軸小，取 24長取 6理軸段 7 軸段 4上距離，表 示密封圈到配氣孔之間的距離，根據(jù)具體設(shè)計的要求，把這段軸長定為 徑定為 25理軸段 6 軸段 5處為配氣孔排氣閥的長度，因為排氣過程要迅速，所以排氣孔應(yīng)比進氣孔略大，取排氣孔寬度為 10據(jù)汽缸直徑的要求，排氣孔的長度取 70 零件的周向定位 左端用于裝配主動齒輪，可用平鍵，寬度為 4度略小于軸段，取 20取鍵 204 ；最左端用于裝正時齒輪，采用法蘭盤進行周向定位和軸向定位； 左右兩端均采用深溝球軸承進行周向定位，查 3選軸承型號為 軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為 1角取 5)軸的校核 軸的受力圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 軸的受力及力矩分布表 水平面受力圖 水平面彎矩圖 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F ； ； ； ； 彎矩 M 2 扭矩 T 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 垂直面受力圖 垂直面彎矩圖 合成彎矩圖 (6) 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度 由上圖可知，應(yīng)力最大的位置，只需校核此處即可，根據(jù) 3式 15以上數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭