内燃机课程设计

中南大学

课程设计说明书

课题内燃机课程设计

学院能源科学与工程学院

学生姓名刘超

指导老师蒋受宝

专业班级热动0904班

学号1003090707

2012年9月9日

内燃机课程设计任务书

一、题目：车用汽油机热力设计

二、给定参数：

1．活塞排量：2.7L。

2．汽油重量成分：Ｃ＝0.855 ，H=0.145，O=0.000。

3．汽油的低位发热值：Hu=43960kJ/kg。

三、设计内容

1．方案选择及总体设计（确定主要性能参数和结构参数）。

2．工作循环计算（包括最低转速、最大扭矩、最大功率、最高速度工况）与示功图。

3．热平衡计算与热平衡图。

4．外特性计算与外特性曲线图。

5．绘制曲轴零件图（A1）。

四、设计要求

1．编写设计计算说明书一份，1.2万字左右（20～25页）。

2．用计算机书写文本，用AutoCAD绘图。

3．公式要有出处，符号要有说明。

五、课程设计进度安排（9月3日～9月14日）：

9.03～9.05 讲授课程设计有关内容知识，调研收集资料。

9.06～9.10 设计计算、数据整理及结果分析。

9.11～1.13 编写设计说明书，绘制工程图纸。

9.14～9.14 答辩、成绩评定。

目录

1.方案选择及总体设计 (1)

1.1汽油机主要参数的确定 (1)

1.2汽油机的总体布置 (5)

1.3本章小结 (6)

2.热计算与热平衡 (6)

2.1热计算 (6)

2.1.1燃料燃烧及成分确定 (6)

2.1.2周围介质参数和剩余气体 (8)

2.1.3进气过程 (9)

2.1.4压缩过程 (11)

2.1.5燃烧过程 (12)

2.1.6膨胀过程 (14)

2.2工作循环参数 (16)

2.2.1发动机指示指标 (16)

2.2.2发动机有效指标 (17)

发动机的部分重要参数 (18)

2.3示功图的绘制 (19)

2.4热平衡 (22)

2.5外特性计算及曲线绘制 (25)

2.6本章小结 (29)

3.曲轴的计算 (29)

4.参考文献 (30)

内燃机课程设计

1 方案选择及总体设计

内燃机总体设计和方案选择是设计工作的第一阶段，在产品总体设计中要选择和确定内燃机的主要设计参数，在进行热计算和外特性计算及主要零部件设计前，首先要选择零部件的类型、布局方式。如：气缸的布局方式、燃烧室的选择、缸心距的确定、压缩比的选取、活塞行程比的选取、曲柄连杆比的选取等。

1.1汽油机主要参数的确定

（1）冲程数的选择—四冲程

二冲程汽油机和四冲程汽油机相比，尽管当二冲程发动机的工作容积和转速与四冲程发动机相同时，在理论上它的功率应该是四冲程的两倍；且因其做功频率较高，其工作运转较均匀平稳；并且其构造简单，质量小，使用方便。但同时二冲程相比四冲程有以下主要缺点：

1)二冲程汽油机的热负荷比较高，特别是活塞组的热负荷比较高（活塞顶的平均温度比四

冲程汽油机约高50~60℃）,而且气缸内压力总是大于一个大气压，使活塞环在环槽中活动性减小，积碳不易排除，容易使活塞环失去工作能力；由于作用在轴承上的负荷是单向的，这对润滑不利。使二冲程汽油机的使用可靠性与寿命不如四冲程汽油机。

2)二冲程汽油机换气质量差，使燃烧条件变差，同时带动换气泵业需要消耗一部分功率，

且有一部分新鲜可燃混合气随同废气排出，因此其经济性不如四冲程汽油机。

3)二冲程汽油机热负荷较高，因而对机油质量要求比四冲程汽油机高；由于机油容易窜入

扫气孔和排气孔边缘，随气流进入气缸燃烧或从排气管排出，因此，机油的消耗率较大。

4)高压泵与喷油嘴的工作较繁重，寿命较短。

此外，二冲程汽油机的噪音、排气污染都比四冲程汽油机严重，因此二冲程汽油机在汽车上很少用，在摩托车上应用较广。

因此本设计中选四冲程汽油机（τ=4）。

（2）气缸数和布置方式的选择—三缸、单列式

发动机的汽缸数和气缸布置方式，对其外形尺寸、平衡性和制造成本等都有很大影响。由于发动机排量等于气缸的排量与气缸数的乘积，所以在发动机排量相等的条件下，气缸数越多，每一气缸的尺寸就越小，零件尺寸也小。在给定的功率要求下，如果平均有效压力和活塞平均速度不变，则内燃机的升功率和缸数的平方成正比。也就是说多缸发动机比较紧凑轻巧，往复质量平稳性好，转矩匀称性得到改善，使多缸发动机运转平顺，而且启动容易，加速响应性好。同时发动机的转速也可以高些，升功率也提高，但是，随着气缸数的增加，发动机零件数量增加，结构复杂，可靠度下降，质量和尺寸相对增大，制造成本也相应提高。

汽车发动机的气缸数量有2缸、3缸、4缸、5缸、6缸、8缸、12缸等，其中3、4、6、8缸最多。

对汽车发动机来说，一般采用两种气缸排列方式，一种是单列式，亦称L式，其特点是结构简单，可以使用一个整体式气缸盖，单列式发动机可以是气缸直列的（即直列式发动机）；也可以是斜置式或水平安置的，发动机中气缸直立的和斜置的比较多。令一种气缸排列方式是两列气缸成V型排列，其特点是总体结构比较紧凑，由于发动机的长度和高度尺寸比较小，在汽车上布置起来比较方便，缺点是机体形状比较复杂，至少需要使用两个气缸

盖，所以制造成本较高。

六缸以下的发动机绝大多数是单列的，其气缸轴线坐在平面与地面垂直或倾斜医德角度，后者是为了降低发动机的总高度多用于小轿车。气缸轴卧式内燃机，机器总高度大大减小，可以布置在汽车底盘中部的车厢地板下面，有利于改善汽车面积的利用率、视野性、操作性和机动性好，适用于大型客车和重型货车。

排量1L 以下的轿车发动机绝大多数是L3发动机（单列式3缸发动机）；而排量在1L 和2L 发动机前置并前驱的轿车和轻型货车大多数采用L4发动机；L5发动机常用在发动机前置，而用L4发动机长度太小，用L6发动机长度又太长的场合，但L5发动机平衡性差，需加上一套比较复杂的平衡机构，所以相对来说，用的比较少；L6发动机常用在排量为2L-3L 的中高级轿车的增压发动机和中型以上的各种客货载重车的自然吸气和增压发动机上，其平衡性比4缸、5缸都要好，增压时对排气脉冲的利用率也最好。

V 型排列，发动机空间利用率高，且很好的降低了工作重心，有利于提高汽车的操控性，和平衡性。

60度夹角的V 型机是现在比较普遍的，由于夹角比90度的V 型机要小，所以曲轴受发动机的剪力要小些，所以曲轴制造相对简单些

90度的V 型机（奔驰新S 级装备的V6机）承受的剪力就要大些，但是它的好处是可以降低发动机的高度，从而降低整个发动机仓的高度，也就有益于降低整个车身的重心，这对于提高汽车的操控性能是很好的。

本次采用6缸，即i =6，单列式内燃机。 （3）行程及其缸径的比值

行程S 及其缸径D 的比值S/D 是对汽油机结构和性能有重大影响的参数。 合理地选择S/D 应考虑以下因素：

1）选用较小的S/D ，可减小汽油机的高度、宽度和重量。

2）S/D 减小是，汽油机的转速可增加，提高了汽油机的升功率，但增加了运动件的惯性力

和企业家的噪声。

3）S/D 比值过小，特别是对直喷式燃烧室的汽油机，为保持一定的压缩比以及燃烧室溶剂

与压缩容积比值，必将使活塞与气缸盖之间需要更小的间隙，这就增加制造上的困难。入间隙不能保证，将使发动机各性能指标难以达到。 一般汽车用V 型汽油机大多选用较小的S/D 值，直列式采用较大的S/D 值，即使汽车型号相同时，也可以采用不同的行程，以满足不同用途的需要。

参考文献【1】可知，目前高速柴油机来说S/D 值在0.9~1.15范围内，中速柴油机为1~1.25，低速柴油机则为1.6~2.2，汽油机的S/D 则在0.8~1.2范围内。本次采用的是S/D 值取1.05.

（4）缸径和行程 由

=i

V S D 2

41π，代入S/D=1.05，i =6，V=2.7L 得： D=82mm ，S=86mm

（5）活塞平均速度

活塞平均速度m v 表征汽油机高速性和强化程度的一项主要指标，对汽油机总体设计和主要零件结构形式影响很大。在功率给定以后，若平均有效压力、活塞行程和缸数维持不变，提高活塞平均速度可使气缸直径减小，汽油机体积小、质量轻。在活塞行程确定后，活塞平均速度m v 可由公式m v =Sn/30求得。本设计取额定转速n=5500rpm ，可得本设计活塞平均速

度为m v =15.77m/s 。

但m v 的增加受到下列因素的限制：

1) 提高活塞平均速度，摩擦损失增加，机械效率m η下降，活塞组的热负荷增加，机油温度升高，机油承载能力下降，发动机寿命降低。

2) 惯性力增加，导致机械负荷和机械振动加剧、机械效率降低、寿命降低。 3) 进排气流速增加，导致进气阻力增加、充气效率v η下降。

4) 随着活塞平均速度的提高，汽油机的平衡、振动和噪声等问题突出。一般汽油机总噪声

强度约与转速的三次方成正比。

根据文献【3】有在一般情况下，m v 值为：

汽油机m v ≤17m/s ，摩托车发动机更高一些，可以达到20m/s 。 柴油机m v ≤13m/s 。

（6）气缸中心距及其与缸径的比值

气缸中心距其与缸径的比值，是表征汽油机长度的紧凑性和重量指标的重要参数，它与汽油机的强化程度、气缸排列和机体的刚度有关。

选择气缸中心距是应考虑以下因素：

1) 确定气缸中心距的大小。首先考虑曲轴的曲柄臂的厚度和主轴颈、曲柄销的长度，是主

轴承和连连杆轴承有足够的承压面积，并保证曲轴有良好的强度和刚度。

h L L L 2210++=

式中：0L 为气缸中心距，mm ；1L 为主轴承长度，mm ；2L 为曲柄销长度，mm ；h 为曲柄臂厚度，mm 。

2) 气缸套型式和水套的布置。

3) 气缸盖的布置。气缸中心距与气缸盖固定螺栓、进排气道和冷却水道的布置密切相关，

并将直接影响汽油机的性能、可靠性和寿命，对缸径较小的多缸汽油机可采用整体式气缸盖以缩小气缸中心距。

从增强机体刚度着眼，目前高速汽油机缸心距有缩小的趋势。据文献【6】有目前汽油

机的0L /D 值：其值一般在1.10~1.25之间，本次设计取1.20。故本设计中0L /D 取1.20，

0L =1.20*82=98.4 mm.

（7）曲柄半径和连杆长度比

曲柄半径和连杆长度比，即l R /=λ，曲柄半径由2/S R =可得，λ是一项确定连杆长度的重要参数，行程S 确定以后，选择λ主要考虑以下因素：

1) 选择较大的λ值，使连杆短、重量轻，往复和离心重量小，有利于汽油机高速化，并可

降低直列式汽油机的高度，减轻汽油机重量。

2)较大的λ值，虽缩短了连杆长度，但增加连杆摆角和活塞侧压力，对缸套磨损不利。

3)在选择连杆长度是，要保证在下止点时不与曲轴平衡块碰，活塞在上止点时曲柄不与缸

套相碰。

由文献【6】知，现代内燃机的λ值一般在0.25~0.33之间。小型高速化汽油机λ值较高，一般在0.27~0.31之间，根据本机特点，本设计选λ值为0.29。

由活塞行程S可知曲轴半径R=S/2=86/2=43mm，可知连杆长度l=R/λ=43/0.29=148.28mm （8）燃烧室的选择

燃烧室设计直接影响到发动机的充量系数，火焰传播速率及放热率，传热损失及爆燃，从而影响发动机的性能。

对燃烧室有两点基本要求：一是结构尽可能紧凑，表面积要小，以减少热量损失及缩短火焰行程；其次是使混合气在压缩终了时具有一定的气流运动，提高混合气燃烧速度，保证混合气得到及时和充分的燃烧。

汽油机常用燃烧室形状有以下几种：

1)楔形燃烧室，其结构简单、紧凑，在压缩终了是能形成挤气涡流；存在较大的激冷

面积，对HC排放不利。

2)浴盆形燃烧室，其结构较简单，但不够紧凑。

3)半球形燃烧室，其结构较前两种更紧凑，但因进、排气门分别置于缸盖两侧，故使

配气机构较复杂。由于其散热面积小，有利于促进燃料的完全燃烧和减少排气中的

有害气体，故现代发动机上用得较多。

4)碗形燃烧室，碗形燃烧室是布置在活塞中的一个回转体，采用平底气缸盖，工艺性

好，但燃烧室在活塞顶内使活塞的高度和质量增加，同时活塞的散热也较差。

5)蓬形燃烧室，其性能与半球形相似，组织缸内气流进行挤气运动要比半球形容易，

燃烧室也可全部加工。是近年来在在高性能多气门轿车发动机上广泛应用的燃烧

室。

本设计选蓬型燃烧室。

（9）压缩比ε

压缩比直接影响汽油机的性能、机械负荷、启动性能以及主要零件的结构尺寸。在一定范围内，汽油机的热效率随压缩比的增加而提高，增大压缩比也可使汽油机的启动性能得到改善。但压缩比的提高将使气缸最高爆发压力相应上升，机械负荷增加，对汽油机的使用寿命有影响。

选择最佳压缩比应综合分析燃烧室的型式、热效率、启动性能和机械负荷等方面的影响。目前，车用汽油机的压缩比ε大多在6~12之间。根据国内外市场上本机型的技术特点，本设计取ε=10.

（10）发火次序的选择

汽油机的发火顺序与汽油机的运作的均匀性、主轴承和连杆轴承的负荷、轴系的扭振性能密切的关系。随着气缸数目的增加，汽油机的发火次序可有更多的方案。选择发火次序时，主要考虑以下因素：

1)平衡性能和曲柄排列

发火次序和曲柄排列的关系密切，一定的发火次序具有相应的曲柄排列，曲柄排列确定后，就决定了汽油机的平衡情况。

2)扭转振动性能

在不同的共振转速，扭振振幅的相对值决定于各临界转速下各缸输入能量的相对矢量和的大小，并和扭振形式有关。

3）轴承负荷 为减少轴承负荷，相邻两曲柄间的夹角应尽可能大些，相邻气缸间发火间隔角也尽可能大些。

总之在选择发火次序的时候，首先考虑发动机的平衡和轴系的扭转振动。一般情况下，先按发动机的平衡性能，选择曲柄的排列型式，然后按扭振性能、轴承负荷和排气管布置来确定发火次序。

根据本机特点，设计选取的发火次序为：1-5-3-6-2-4.

现将本设计的方案选择列表如下（表1）:

表1 方案选择结果

技术参数 选择结果 技术参数 选择结果

气缸数i 6 行程缸径比D S / 1.05 活塞平均速度1/-?s m v m 15.77 气缸布置型式 单列式 冲程数τ 4 气缸中心距/mm 98.4 中心距缸径比D L /0 1.20 压缩比ε 10 连杆长度与曲柄半径比λ 0.29 发火次序 1-5-3-6-2-4 活塞行程S/mm 86 活塞直径D/mm 82

1.2汽油机的总体布置 （1）汽油机总体布置的一般要求如下：

1) 布置紧凑，外形尺寸小，外观整齐，外接管路尽量少。

2) 经常需要保养的零部件，如机油、燃油、空气的滤清器，以及常用的机油加油口、放水

阀和机油油尺等。对经常检查调整的气门间隙和喷油提前角等有关零部件应考虑到调整和拆装方便。

3) 应满足用户对汽油机配套所提出的各项合理要求。多种用途汽油机的总体布置，首先应

满足主要用途的配套要求，还要考虑到变型机型的有关问题。 4) 具有良好的加工和装配工艺性。 5) 汽油机起吊、存放和安装方便。

6) 总体布置要认真贯彻执行产品系列化、零部件通用化和零件标准化。 （2）汽油机的总体布置如下： 1）凸轮轴的布置

本设计凸轮轴布置在气缸盖上部，直接驱动气门，其配气结构质量最小，适用也高速汽油机。

2）齿轮传动机构的布置

由于传动齿轮布置在自由端的优点是曲轴前轴直径小，齿轮尺寸比较小，拆装方便，便

于维护保养，多用于中小功率汽油机，故本设计采用此种布置方式。

３）机油泵的布置

机油泵的布置与其传动方法、机油管路布置以及汽油机的用途有关。本设计中机油泵布置在主轴承盖上，有主动齿轮通过惰齿轮传动，这种布置的优点是机油泵无需油封机构，轴承润滑条件好，机油泵安装位置较低，汽油机启动后，瞬时既能吸上机油。

４）水泵的布置

本设计采用离心式水泵，为避免水漏人机体导致机油变质，在水泵体上设有旁泄孔，漏出封水圈的水可有旁泄孔排出，以便及时发现漏水并加以检修。通常将水泵布置在汽油机的外部。

1.３本章小结

本章通过对汽油机重要参数的选择和总体布置两方面进行确定，并对确定原因做出了详尽说明，得出了具体参数和发动机放入总体布置方式。

v=15.77m/s，汽油机方案为：四冲程水冷，设计行程缸径比为S/D=1.05，活塞平均速度

m

气缸布置型式为单列式，压缩比为ε=10，气缸中心距0L=98.4mm，曲柄连杆比为λ=0.29，

为蓬形燃烧室，发火次序为1-5-3-6-2-4。

2热计算与热平衡

内燃机的主要参数是通过对其进行热计算而得到的，因此，在设计发动机时，首先要选取一些基本参数并对其进行热计算，在计算中要引进一些基本原则作为选取原始参数的依据，无论是发动机的热计算，还是发动机的后续计算都可以采用这些参数。

对于车用汽油机的热计算，其主要设计参数为六个气缸（i=6），热计算用分析法可以有足够的准确程度来确定新设计的发动机的主要参数以及校核现实工作汽油机实际循环的完善程度。

本章节将从以下几个方面来进行计算分析：燃料、工质参数、周围介质参数和剩余气体、进气过程、压缩过程、燃烧过程、膨胀过程、工作循环指示参数、发动机有效指标、汽油机示功图的绘制、热平衡、汽油机外特性计算等方面。

2.1 热计算

将进行下面四个工况的热力计算：

（1）最低转速（怠速）工况，n=800rpm,a=0.70

（2）最大扭转工况，n=3200rpm,a=0.89

（3）标定工况，n=5500rpm,a=0.9

（4）最大功率（速度）工况，n=6000rpm,a=0.92

2.1．1 燃料燃烧及成分确定

燃料的平均元素成分和分子量：

C=0.855 H=0.145 O=0.000

燃料低热值：

H=43960J/Kg

u

(1) 工质参数

燃烧1Kg 汽油燃料，理论上所必须的空气量

)8

13(

193.10

O

H C g g g L -+= =)8

1145.03855.0(

193.1-+ =0.513kmol/kg o l =290?L =14.9kg/kg

式中C g 、H g 、O g 分别为三种元素质量比。

过量空气系数a 是燃烧1kg 燃料时，实际空气量1l 与理论空气量o l 之比。

降低a 值是强化发动机工作过程的有效方法之一，对于给定功率的发动机，减小过量

空气系数，则可以减小气缸尺寸。但是随着a 的降低，会引起燃烧不完全，恶化了经济性，并增大发动机的热应力。参考文献【9】可知，汽油机的a 取值范围一般是0.8~0.96之间。 本设计取a =0.9 （1） 新鲜充量 1M =a

0L =0.513a

（2） 燃烧产物单独成分数量。 0208.0112122

L k

a C M CO +--= =

513.0208.05

.011212855.0??+-?-a

0208.0112

L k

a

M co

+-=

= 513.0208.05

.0112

?+-a

0208.011222L k

a

K H M O

H +--=

=

153.0208.05.0115.022145.0??+-??-a

0208.01122L k

a

K

M H +-=

=153.0208.05

.0115.02??+-??a

0792.02

L a M N ??==513.0792.0??a

式中：0.208为1kmol 容积的空气中氧气所占的比例;0.792为1kmol 容积的空气中氮气所占的比例；K 为常数，它与燃烧产物中含有的一氧化碳与氢的比例有关（由文献【5】知道汽油k=0.45~0.5），取k=0.50。 （3） 燃烧产物的总量

=2M 2222N H O H CO CO M M M M M ++++ =0792.02

12aL H

C ++ =513.0792.00725.007125.0??++a

计算结果求得如下表（表2）：

表2 燃烧产物的成分质量

2.1.2周围介质参数和剩余气体

在非增压发动机工作时，参考本机特点及汽油机一般参考资料，选取参数如下：

周围介质压力：MPa P P k 1013.00== 周围介质温度：K T T k 2930== 剩余气体温度：k T r 1000=

查文献【7】知道：残余废气的温度是根据发动机型式、压缩比、转速及过量空气系数等因素决定的，其值处于下列范围：汽油机900~1000k ，这里取k T r

1000=。

n α L 0 M 1 M CO2 M CO M H2O M H2 M N2 M 2 1000 0.86 0.513 0.4412 0.0513 0.0199 0.0625 0.01 0.3494 0.4932 3200 0.92 0.513 0.472 0.0599 0.0114 0.0668 0.0057 0.3738 0.5175 5500 0.9 0.513 0.4617 0.057 0.0142 0.0654 0.0071 0.3657 0.5094 6000 0.92 0.513 0.472 0.0599 0.0114 0.0668 0.0057 0.3738 0.5175

在确定r T 的过程中必须注意到，当压缩比提高和工作混合气加浓时，残余废气的温度便下降，而发动机曲轴转速升高时则r T 值升高。

剩余气体压力：由文献【7】知道，对非增压和机械式增压的汽车拖拉机发动机的来说，其残余废气压力为:

0)25.1~05.1(P P r

=

曲轴转速高的发动机

r P 取大些。

废气涡轮增压的发动机，则

0)98.0~75.0(P P r =

这里取

005.1P P r ==1.05x0.1013=0.106MPa

充气过程开始之前，发动机气缸里总是含有一定数量的残余废气，他们处于燃烧室容积

0V 之中。剩余气体压力值影响因素有气门数量及气门布置形式、进排气通道的主阻力、配

气相位、增压特征、发动机的高速性、负荷情况、冷却系统及其他许多因素。随着发动机曲轴转速降低，残余废气压力明显地降低。根据一些内燃机教材上的经验，汽油机排气终点压力一般为

005.1P P r ==1.05x0.1013=0.106MPa

2.1.3 进气过程

为得到良好的发动机充气，在标定速度工况上，对于四冲程汽油机，新鲜充量的预热温

度△T 的数值如下：（0℃--20℃）。这里取△T=20℃。

(1)进气的充气密度

3

6

6/205.1)293287/(101013.0)

/(10m

kg T R P K R k k =??=?=ρ

式中：k ρ进气充气密度，kg/3

m ；g R 为气体常数，g R =287J/kg.K ；其余符号如前所述。

(2)进气压力损失△

a P

由于进气系统阻力和气缸中充量运动速度的衰减所引起的压力损失△a P ，采用某些假

设后可以有伯努利方程求得：

△

a P =2/10)(6

22-??+K

B B ρωζβππ =2/10205.1707.262

-???

=0.00797MPa

根据文献【7】，现代汽车汽油机在额定工况下：

)(2πζβB +=2.5~4.0

及πωB =50~130m/s ，对于进气系统加工过的内表面，可以取

)(2πζβB +=2.7

和

π

ωB =70m/s 。这是根据发动机速度工况和考虑到在增压和非增压汽油机的进气系数不大的

流体阻力来选取的。 进气终了压力：

a P =k P -△a P

=0.1013-0.00797=0.0933MPa

式中：

a P 为进气终了时压力，单位为MPa ；△a P 为进气压力损失，单位是MPa ；其他符

号如前所述。

(3)剩余气体系数（残余废气系数γγ）

残余废气系数γγ表征了汽油机气缸中燃烧产物的排净程度。γγ值增大，即表示进气过程中进入气缸的新鲜充量减少。

若不考虑扫气及过后充气

r

a r

r P P P T T T -??+=

εγγ0

=106

.00933.010106

.010*******-??+=0.040

式中：0T 为初始温度，单位为K ；T ?为标定速度工况上温度变化量，K ；ε为压缩比；γγ为剩余废气系数；其余符号如前所述。

四冲程发动机的γ值与压缩比ε、进气终了时的工质参数、转速及其他许多因素有关。随着压缩ε及残余废气温度γT 增大而γγ减小，随着残余废气压力和转速n 升高而γγ增大

汽油机γγ值处于下列范围之内：0.04~0.10. (4)进气终了温度

)1/()(γγγγ++?+=r K a

T T T T

())040.01/(1000040.020293+?++=

=339k

式中：a T 为进气终了温度，单位为K ；其余符号如前所述。

a T 值主要取决于工质的温度，残余废气系数、以及充量被加热的程度，在较小的程度

上也与残余废气的温度有关。现代四冲程发动机的进气终了温度的范围为320~400k 。 (5)充量系数

充量系数是表征进气过程特征的最重要参数，它是进入气缸的实际新鲜充量的数量，与气缸内温度与压力与周围介质或吸入气缸前的介质温度和压力相等时，气缸工作容积中可能容纳的充量的数量之比，是衡量内燃机充气性能的一个重要指标。

不考虑扫气和过后充气的四冲程汽油机充量系数为：

)(1

)1(1)(γγεεηP P P T T T a k k k -??-??+=

=

849.01013

.0)110()20293()

106.00933.010(293=?-?+-??

式中：γη为充量系数；其余符号如前所述。

充量系数值的大小，主要取决于汽油机的冲程、高速性及配气系统的完善程度。

参考文献【7】可知各种型号的汽车发动机，在全负荷工作时其充量系数γη处于下列范围之内：

汽油机 0.70~0.90

2.1.4压缩过程

压缩过程的计算，归结为求解压缩过程的平均多变指数1n 、压缩终了参数（G P 及G T ）

以及确定压缩终了时工质的比热c t

t v m c 0)'(。

(1) 压缩绝热指数和多变平均指数

在汽油机的标定工况工作时，可以取压缩多变指数近似的等于绝热指数。

在10=ε，K T a

339=条件下，，由文献【7】得：

绝热指数1n =1.375，多变平均指数375.111=≈k n 。

(2)压缩终了压力和温度

压缩终了压力

1

n a G

P P ε

=

==?375

.1100933.0 2.21MPa

式中：G P 为压缩终了压力，单位为MPa ；其余符号如前所述。

压缩终了温度 11-=n a G

T T ε

1375.110339-?=

=804K

式中：G T 为压缩终了温度，k ；其余符号如前所述。 (3)压缩终点平均摩尔比热

1） 新鲜混合气体（空气） 查文献【7】可知

c

t t v mc 0)(=20.6+2.638G

t 3

10

-?

=20.6+2.638)273804(10

3

-?-

=22.00KJ/Kmol.℃

式中：c t

t v mc 0)(为新鲜混合气体平均摩尔比热，单位KJ/Kmol.℃；其余符号如前所

述。

2） 剩余气体

由α=0.9，G t =531℃,按文献【7】用插值法确定：

=24.402 c

t

t v mc 0)''(KJ/Kmol.℃

3） 工作混合气 按文献【7】，工作混合气的平均摩尔比热可按下列方程求解： ])()[(11)(00

'''

c

c c

t t v t t v t t v m c m c m c γγ

γγ++=

=

()402.24040.022040

.011

?++ =22.092 KJ/Kmol.℃

式中：c

t

t v m c 0)'(为工作混合气平均摩尔比热，KJ/Kmol.℃；其余符号如前所述。

2.1.5燃烧过程

（1）汽油机理论混合气分子变更系数

107.146

.050942

.0120===

M M μ （2)汽油机实际混合气分子变更系数

145.1040

.01040

.0107.110=++=++=

γγγγμμ (3)汽油机工作混合气燃烧的热量

91889)

040.01(46.043960

)1(1=+?=+=

?γσγM H H u cm pa KJ/Kmol

式中：u H 为汽油机燃料低热值，u H =43960KJ/kg ；其余符号如前所述。 (4)汽油机燃烧产物平均摩尔热值

+

+=z o z z

t t vH O H t t vCO CO t t p m c M m c M M m c )()()[/1()''(''0''2220220

]

)()()(0220220'

'''''z z Z t t vH N t t vH H t t vCO CO mc M mc M mc M ++

=

()?++?06539.0003349.0123.3905702.0[50942

.01

z t

?++?++00711.0)00143.049.22(01432.0)0044438.067.26(z z t t )]00147.0951.21(36576.0)001755.0678.19(z z t t +?++

=32.777+0.00205z t

汽油机发动机在全负荷工作时z

ζ

在0.8~0.95范围内变动。取z

ζ

=0.9.汽油机压力升

高比主要取决于燃料循环供给量和燃烧室形状等因素，燃烧最高压力最高不超过11~12MPa 。汽油机的压力升高比λ一般在3.2~4.2之间。参考文献【7】本设计取λ=3.6. (5)燃烧过程终了温度

燃烧过程终了温度计算公式为：

z

t

t p G t t v cm pa z t mc t mc H z

c

)()(2270]315.8)[('''μμλλζσ=-+++?式中：z t 为燃烧终了温度，k ；μ为实际混合气变更系数；λ为压力升高比；其余符号如前所述。

代入数据得到：

)

145.16.3(2270531)6.3315.8092.22(918899.0-?+??++? = z z t t )00205

.0777.32(145.1+? 整理得： 00205

.02101221

00205.04777.32777.322???+±

-=

z

t

=2649℃

k T z

29222732649=+=

(6)汽油机最高燃烧压力 MPa P P G z 96.721.26.3=?==λ

式中：

z p 为最高燃烧压力，MPa ；其余符号如前所述。

(7)汽油机预胀比（初期膨胀比） 156.1804

6.32922

145.1=??==

=G z T T λμρ

式中：ρ为汽油机预胀比；其他符号如前所述。

2.1.6膨胀过程

汽油机过后膨胀比： 65.8156

.110===

ρεδ 汽油机平均绝热膨胀指数和膨胀多变指数用以下方式选取。在标定工况下，考虑到足够大的气缸尺寸可以取膨胀多变指数稍小于膨胀绝热指数。

参考文献【7】查图：

,250.12

=k 取248.12=n ，

得到汽油机膨胀终了压力和温度： ==

=

248

.165

.896

.72

n

Z

b P P δ0.539MPa 式中：b P 为膨胀终了压力，MPa ；其余符号如前所述。 汽油机膨胀终了温度： k T T n

z

b 171165

.82922

248

.01

2

==

=

-δ 式中：b T 为膨胀终了温度，K ；其余符号如前所述。 取汽油机剩余气体温度校核： K P

P T T b b 995106

.0539.017113

3

==

=

γ

计算两者误差为：

%5.0%100995

)

9951000(=?-=

?

根据资料知道，允许误差为%5±，所以，误差在允许范围内。 计算结果如下（表3）

表3 各过程参数

n 800 3200 5500 6000

r P 0.1025 0.1055 0.1064 0.1100

a P 0.1011 0.0986 0.0933 0.0918 a P ? 0.0002 0.0027 0.0080 0.0095

γγ 0.037 0.038 0.040 0.041

a T 337 338 340 340

γη 0.9292 0.9032 0.8491 0.8335

1n 1.370 1.374 1.375 1.377

G P 2.371 2.333 2.213 2.187 G T 791 800 804 810

G t 518 527 531 537

21.97 21.99 22.00 22.02

23.125 24.110 24.402 24.615

22.007 22.067 22.092 22.119

0μ 1.189 1.101 1.107 1.101

μ

1.182

1.097 1.145 1.097

cm pa H ?σ

117754 92067 91889 89848

z ζ 0.80 0.88 0.90 0.88

λ

3.588 3.612 3.600 3.596

c

t t v mc 0

)(c t t v mc 0

)''(c t t v mc 0

)'(

z t 3451 3318 2649

3268 z T 3724 3591

2922

3541

z P 8.51 8.43 7.96 7.86

ρ 1.551 1.363 1.156 1.334

σ 6.45 7.34 8.65 7.50

2k 1.258 1.249 1.250 1.252 2n 1.257 1.249

1.248

1.252

b P 0.817 0.699 0.539 0.631 b T 2106 2086 1711 2031 r T 1044 1024 995 1019

Δ 4.2％ 2.3％

0.5％

1.9％

2.2工作循环参数 2.2.1发动机指示指标

（1）理论平均指示压力

)]1

1(11)1

1(1

[

111

21

'12-------

-=

n n P i n n P G

ε

ε

λ

ε

)]10

1

1(1375.11)1011(1248.16.3[921.21

375.11248.1------?-?=

MPa 173.1=

式中：'

i P 为理论平均指示压力，MPa ；其余参数如前所述。 （2）汽油机平均指示压力

由文献【7】取丰满系数97.0=n

?，则：

MPa P P i n i 138

.1173.197.0'

=?==? （3）汽油机指示效率

339.0849

.0205.196.439.09.14138.10=????==

r k u i i

H l P ηραη 式中：i η为汽油机指示效率；i P 为平均指示压力，MPa ；α为过量空气系数；0l 为所需理论空气量；其余符号如前所述。

（4）汽油机指示燃料消耗率 h KW g H g i u i ?=?==

/242339

.096.433600

3600η

式中：

i g 为指示燃料消耗率，g/KW.h ；其余符号如前所述。

2.2.2发动机有效指标

（1）机械损失的平均压力

据文献【7】有

m m v P 0152

.0049.0+= M Pa 92.077.510152.0049.0=?+=

式中：m P 为机械损失平均压力，MPa ；其余符号如前所述。 （2）汽油机平均有效压力和机械效率

平均有效压力：

m

P P P i e -= 848.092.0138.1=-=

式中：e P 为平均有效压力，MPa ；其余符号如前所述。 机械效率：

%5.74%100138.1848.0=?==

i

e

m P P η 式中：m η为机械效率；其余符号如前所述 （3）汽油机有效效率和有效燃烧效率

有效效率：

m i e ηηη=

%3.52%5.74339.0=?=

式中：e η为有效效率；其余符号如前所述。 有效燃料消耗率：

机械原理课程设计单缸四冲程内燃机

机械原理课程设计说明书题目：单缸四冲程内燃机机构设计及其运动分析 二级学院机械工程学院 年级专业 13材料本科班 学号 学生姓名 指导教师朱双霞 教师职称教授

目录 第一部分绪论 (2) 第二部分设计题目及主要技术参数说明 (3) 2.1 设计题目及机构示意图 (3) 2.2 机构简介 (3) 2.3 设计数据 (4) 第三部分设计内容及方案分析 (6) 3.1 曲柄滑块机构设计及其运动分析 (6) 3.1.1 设计曲柄滑块机构 (6) 3.1.2 曲柄滑块机构的运动分析 (7) 3.2 齿轮机构的设计 (11) 3.2.1 齿轮传动类型的选择 (12) 3.2.2 齿轮传动主要参数及几何尺寸的计算 (13) 3.3 凸轮机构的设计 (13) 3.3.1 从动件位移曲线的绘制 (14) 3.3.2 凸轮机构基本尺寸的确定 (15) 3.3.3 凸轮轮廓曲线的设计 (16) 第四部分设计总结 (18) 第五部分参考文献 (20) 第六部分图纸 (21)

第一部分绪论 1.本课程设计主要内容是单缸四冲程内燃机机构设计及其运动分析，在设计计算中运用到了《机械原理》、《理论力学》、《机械制图》、 《高等数学》等多门课程知识。 2. 内燃机是一种动力机械，它是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。通常所说的内燃机是指活塞式内燃机。活塞式内燃机以往复活塞式最为普遍。活塞式内燃机将燃料和空气混合，在其气缸内燃烧，释放出的热能是气缸内产生高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞做功。再通过曲柄连杆机构或其他机构将机械功输出，驱动从动机械工作。内燃机的工作循环由进气、压缩、燃烧和膨胀、排气等过程组成。这些过程中只有膨胀过程是对外做功的过程。其他过程都是为更好的实现做功过程而需要的过程。四冲程是指在进气、压缩、膨胀和排气四个行程内完成一个工作循环，此间曲轴旋转两圈。进气行程时，此时进气门开启，排气门关闭；压缩行程时，气缸、内气体受到压缩，压力增高，温度上升；膨胀行程是在压缩上止点前喷油或点火，使混合气燃烧，产生高温、高压，推动活塞下行并做功；排气行程时，活塞推挤气缸内废气经排气门排出。此后再由进气行程开始，进行下一个工作循环。

柴油机设计说明书.doc11

镇江高专 ZHENJIANG COLLEGE 毕业设计(论文) 基于柴油机拆装的零件设计与数控编程 Based on disassembly of parts engine design and NC programming 系名：机械工程系 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师姓名： 指导教师职称： 二○一一年九月

目录 第一章R175A柴油机的工作原理 (1) 1.1 柴油机的概述 (1) 1.2 柴油机的工作原理 (1) 1.2.1 进气冲程 (2) 1.2.2 压缩冲程 (2) 1.2.3 燃烧膨胀冲程 (3) 1.2.4 排气冲程 (3) 第二章曲轴概述 (4) 2.1 曲轴的作用 (4) 2.2 曲轴的组成 (5) 2.2.1主轴颈 (5) 2.2.2连杆轴颈 (6) 2.2.3曲柄 (6) 2.2.4自由端（前端） (6) 2.2.5功率输出自由端（后端） (6) 第三章曲轴的加工工艺 (7) 3.1 一般曲轴的加工工艺 (7) 3.2 零件设计与工艺分析 (8) 3.2.1零件材料选择 (8) 3.2.2零件几何尺公差及技术要求的确定 (9) 3.3 确定生产类型 (10) 3.3.1确定毛坯种类 (10) 3.3.2确定铸件余量及形状 (10) 3.4 曲轴加工工艺过程设计 (10) 3.4.1选择表面加工方法 (10) 3.4.2确定工艺过程方案 (11)

3.5选择加工设备与工艺装备 (13) 3.5.1选择机床 (13) 3.5.2选择夹具 (13) 3.5.3选择刀具 (13) 3.5.4选择量具 (14) 3.6 确定工序尺寸 (14) 致谢 (18) 参考文献 (19)

活塞式空气压缩机课程设计

4L-208型活塞式空气压缩机的选型及设计 （） 摘要：随着国民经济的快速发展，压缩机已经成为众多部门中的重要通用机械。压缩机是压缩气体提高气体压力并输送气体的机械，它广泛应用于石油化工、纺织、冶炼、仪表控制、医药、食品和冷冻等工业部门。在化工生产中，大中型往复活塞式压缩机及离心式压缩机则成为关键设备。本次设计的压缩机为空气压缩机，其型号为D—42/8。该类设备属于动设备，它为对称平衡式压缩机，其目的是为生产装置和气动控制仪表提供气源，因此本设计对生产有重要的实用价值。活塞式压缩机是空气压缩机中应用最为广泛的一种，它是利用气缸内活塞的往复运动来压缩气体的，通过能量转换使气体提高压力的主要运动部件是在缸中做往复运动的活塞，而活塞的往复运动是靠做旋转运动的曲轴带动连杆等传动部件来实现的。 关键词：活塞式压缩机；结构；设计；强度校核；选型 1.1压缩机的用途 4L—20/8型空气压缩机（其外观图见下页），使用压力0.1~1.6Mpa（绝压）排气量20m3 /min，可用于气动设备及工艺流程，适用于易燃易爆的场合。 该种压缩机可以大幅度提高生产率，工艺流程用压缩机是为了满足分离、合成、反应、输送等过程的需要，因而应用于各有关工业中。因为活塞式压缩机已得到如此广泛的应用的需要，故保证其可靠的运转极为重要。气液分离系统是为了减少或消除压缩气体中的油、水及其它冷凝液。 本机为角度式L型压缩机，其结构较紧凑，气缸配管及检修空间也比较宽阔，基础力好，切向力也较均匀，机器转速较高，整机紧凑，便于管理。 本机分成两列，其中竖直列为第一列，水平列为第二列，两列夹角为90度，共用一个曲拐，曲拐错角为0度。

四冲程内燃机机械原理课程设计说明书

四冲程内燃机机械原理课程设计说明书 公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]

X X 大学 机械原理课程设计说明书 四冲程内燃机设计 院（系）机械工程学院 专业机械工程及自动化 班级××机械工程×班 学生姓名××× 指导老师××× 年月日 课程设计任务书 兹发给×××班学生×××课程设计任务书，内容如下： 1．设计题目：四冲程内燃机设计 2．应完成的项目： （1）内燃机机构运动简图1张（A4） （2）内燃机运动分析与动态静力分析图1张（A3） （3）力矩变化曲线图1张（A4） （4）进气凸轮设计图1张（A4） （5）工作循环图1张（A4） （6）计算飞轮转动惯量 （7）计算内燃机功率 （8）编写设计说明书1份 3．参考资料以及说明： （1）机械原理课程设计指导书 （2）机械原理教材 4．本设计任务书于20××年 1月4日发出，应于20××年1月15日前完成，然后进行答辩。

指导教师签发 201×年 12 月31日

课程设计评语： 课程设计总评成绩： 指导教师签字： 201×年1月15日

目录 摘要 (1) 第一章绪论 (2) 1．1 课程设计名称和要求 (2) 1．2 课程设计任务分析 (2) 第二章四冲程内燃机设计 (4) 2．1 机构设计 (4) 2．2 运动分析 (7) 2．3 动态静力分析 (11) 2．4 飞轮转动惯量计算 (16) 2．5 发动机功率计算 (18) 2．6 进排气凸轮设计 (18) 2．7 工作循环分析 (19) 设计小结 (21) 参考文献 (22)

摘要 内燃机是一种动力机械，它是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。四冲程内燃机是将燃料和空气混合，在其气缸内燃烧，释放出的热能使气缸内产生高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞作功，把曲轴转两圈(720°)，活塞在气缸内上下往复运动四个行程，驱动从动机械工作，完成一个工作循环的内燃机。本课程设计是对四冲程内燃机的运动过程进行运动分析、动态静力分析，计算飞轮转动惯量、发动机功率等，设计一款四冲程内燃机。 关键词：四冲程内燃机；运动分析；动态静力分析

四冲程内燃机设计

机械原理课程设计指导书 四冲程内燃机设计 一．设计任务 1.机构设计 根据行程速比系数K及已知尺寸确定机构的主要尺寸，并绘制机构运动简图1张（A4）。 2.运动分析 图解求出连杆机构的位置、速度与加速度，绘制滑块的位移、速度与加速度曲线，完成运动分析图1张（A2）。 3.动态静力分析 通过计算和图解，求出机构中各运动副的约束反力及应加于曲柄OA的平衡M（每人负责完成5～6个位置），完成动态静力分析图1张（A1）。 力矩 b 4.计算并画出力矩变化曲线图1张（A3方格纸）。 5.计算飞轮转动惯量F J。 6.计算发动机功率。 7.用图解法设计进、排气凸轮，完成凸轮设计图1张（A3）。 8.绘制内燃机的工作循环图1张（A4）。 9.完成设计说明书（约20页）。 ●分组及组内数据见附表1； ●示功图见附表2； ●组内成员分功见附表3； ●课程设计进程表见附表4； ●四冲程内燃机中运动简图见附图1。

二．设计步骤及注意问题 1. 确定初始数据 根据分组情况（附表1），查出设计初始数据。 活塞行程 H = （mm ） 活塞直径 D= （mm ） 活塞移动导路相对于曲柄中心的距离 e= （mm ） 行程速比系数 K= 连杆重心2c 至A 点的距离 2AC l = （mm ） 曲柄重量 1Q = （N ） 连杆重量 2Q = （N ） 活塞重量 3Q = （N ） 连杆通过质心轴2c 的转动惯性半径c ρ 2c ρ= （m 2m ） 曲柄的转速 n 1= （rpm ） 发动机的许用速度不均匀系数 [δ]= 曲柄不平衡的重心到O 点的距离 OC l =OA l （mm ） 开放提前角： 进气门：-10°；排气门： -32° 齿轮参数： m =3.5（mm ）； α=20°；a h *=1；25.0*=C 2Z =' 2Z =14； 3Z ='3Z =72 ；1Z =36

内燃机设计课程设计大作业

第一部分：四缸机运动学分析 绘制四缸机活塞位移、速度、加速度随曲轴转角变化曲线（X －α，V －α，a －α）。 曲轴半径r=52.5mm 连杆长度l=170mm, 连杆比31.0==l r λ 1、位移：)]2cos 1(4 1 )cos 1[(αλα-+-=r x 2、速度：)2sin 2 (sin αλ αω+ =r v 3、加速度：)2cos (cos 2αλαω+=r a

第二部分：四缸机曲柄连杆机构受力分析 1、初步绘制四缸机气缸压力曲线（g F －α），绘制活塞侧击力变化曲线（N F －α），绘制连杆力变化曲线（L F －α），绘制曲柄销上的切向力（t F ），径向力（k F ）的变化曲线（－α），（－α）。 平均大气压MPa p 09839.098.39kPa 0== 缸径D=95mm 则 活塞上总压力 6 010 )(?-=A P P F g g 24 D A π = 单缸活塞组质量：kg m h 277.1= 连杆组质量： 1.5kg =l m 则 往复运动质量：l h j m m m 3.0+= 往复惯性力：)2cos (cos 2αλαω+-=-=r m a m F j j j )sin arcsin(αλβ=又 合力：g j F F F += 侧击力：βtan F F N = 连杆力：β cos F F L = 切向力：)sin(βα+=L t F F 径向力：)cos(βα+=L k F F t F k F

2.四缸机连杆大头轴承负荷极坐标图，曲柄销极坐标图 连杆大头集中质量产生的离心力：2 227.0ωωr m r m F l rL == 连杆轴颈负荷： qy qx p F F arctan =α 连杆轴承负荷： ?+++=180βαααq P )sin(p P px F F α= 2m rL L q F F F +=k rL qx F F F -=t qy F F =q p F F -=)(p p py con F F α=

机械毕业设计说明书

机械毕业设计说明书 【篇一：机械类毕业设计说明书】 河北工业大学 毕业设计说明书 作者：杲宁学号： 090365 学院：机械工程学院 系(专业)：机械设计制造及其自动化 题目：药板装盒机结构设计 指导者：张建辉副教授 (姓名)(专业技术职务) 评阅者： (姓名)(专业技术职务) 2013年 6 月 4 日 毕业设计（论文）中文摘要 毕业设计（论文）外文摘要 ? 目录 1 引言（或绪论）???????????????????????? 1 1.1课题研究的目的与意义?????????????????????? 1 1.2 本课题国内外研究现状和发展趋势????????????????? 1 1.3 本课题主要研究内容??????????????????????? 3 1.4 药板装盒机工艺流程分析????????????????????? 3 2 总体方案确定??????????????????????????4 3 药板装盒机详细结构设计 ????????????????????6 3.1 总体结构组成及其工作原理???????????????????? 7 3.2 主要技术参数的确定??????????????????????? 10 结 论 ???????????????????????????????20 参考文献??????????????????????????????21 致谢??????????????????????????????22 【篇二：机械制造毕业设计说明书模板】 （中文题目） （二号、黑体、居中，段后空一行）

摘要（小四号、黑体）：离心式压缩机在国民生产中占有重要地位。可用于化肥、制药、制氧及长距离气体增压输送等装置。本次设计 的主要工作包括：确定合成氨工段循环离心压缩机的结构形式、主 体结构尺寸，并确定主要零、部件的结构尺寸及其选型。首先进行 强度和稳定性计算，主要进行了筒体、端盖的壁厚计算、水压试验 应力校核以及叶轮、轴的强度校核。其次，对这些零部件进行结构 设计。整个设计过程都是依据设计规范和标准进行的，设计结果满 足工程设计要求。关键词（小四号、黑体）：离心压缩机；叶轮； 结构设计；应力校核；转子轴（英文题目） .engineering design results meet the design requirements. key words: centrifugal compressor； impeller； structural design；stress check；rotor shaft 目录 1 前言 (1) 1.1本次毕业设计课题的目的、意义 (1) 1.2 合成氨工艺简介 (1) 2 离心式压缩机概况 (3) 2.1离心压缩机的优缺点 (3) 2.2离心压缩机的结构组成 (3) 2.3离心压缩机的发展趋势 (4) 3 离心式压缩机选型及计算依据 (5) 3.1离心式压缩机的气动热力学 (5) 3.1.1连续方程 (5) 4 离心压缩机设计和选型计算 (7) 4.1工艺条件 (7) 4.2容积多变指数和压缩性系数的计算 (7) 4.2.1确定混合气体的分子量和气体常数 (7) 4.2.2容积多变指数和压缩系数的确定 (8) 4.3离心压缩机的热力计算 (8) 4.3.1压缩机级数确定 (8) 5 结论 (10) 符号说明 (11) 参考文献 (12) 致谢 (13)

活塞杆课程设计说明书

机械制造工艺学 课程设计说明书 设计题目: 活塞杆机械加工工艺规程设计学院：机电工程学院 班级：机械设计制造及其自动化二班学生：王开勇

学号：20092428 指导教师：付敏副教授 目录 1 零件的分析 (1) 1.1零件结构工艺性分析 (1) 1.2 零件的技术要求分析 (1) 2 毛坯的选择 (2) 2.1毛坯的选择及毛坯制造方法的选择 (2) 2.2毛坯形状及尺寸的确定 (2) 3 工艺路线的拟定 (2) 3.1 定位基准的选择 (2) 3.2零件表面加工方案的选择 (3) 3.3加工顺序的安排 (3)

3.3.1加工阶段的划分 (4) 3.3.2工序的集中与分散 (4) 3.3.3机械加工顺序的安排 (4) 3.3.4热处理工序的安排 (4) 3.3.5辅助工序的安排 (5) 4 工序设计 (6) 4.1 机床和工艺装备的选择 (6) 4.2工序设计 (6) 结论 (11) 参考文献 (12)

1 .零件的分析 1.1零件结构的工艺性分析 （1）00.002550φ-mm ×770mm 自身圆度公差为0.005mm （2）左端3926M g ?-螺纹与活塞杆00.002550φ-mm 中心线的同轴度公差为φ0.05mm (3) 1:20圆锥面轴心线与活塞杆00.002550φ-mm 中心线的同轴度公差为φ0.02mm (4) 1:20圆锥面自身圆跳动公差为0.005mm (5) 1:20圆锥面涂色检查，接触面积不小于80% (6) 00.002550φ-mm ×770mm 表面渗氮，渗氮层深度0.2-0.3表面硬度62一 65HRC 1.2零件的技术要求分析 （1）活塞杆在使用过程中，承受交变载荷作用， 00.0025 50φ-mm ×770mm 处有 密封装置往复摩擦表面，所以该处工艺要求硬度高又耐磨。 活塞杆采用38CrMoAlAn 材料， 00.0025 50φ-mm ×770mm 部分经过调质处理和表 面渗碳处理，芯部硬度为23-32HRC,表面渗氮层深度0.2-0.3mm,表面硬度62-65HRC ，所以活塞杆既有一定的韧性，又具有较好的耐磨性。 (2) 活塞杆结构比较简单，长径比大，属于细长轴类零件。刚性较差，为了保证加工精度，在车削时要粗车、精车分开，而且粗、精车一律使用跟刀架，以减少加加工时工件变形，在加工两端螺纹时使用中心架。 （3）在选择定位基准时，为了保证零件同轴度公差及各部分的相互位置精度，

(完整)四冲程内燃机-机械原理课程设计说明书

(完整)四冲程内燃机-机械原理课程设计说明书 编辑整理： 尊敬的读者朋友们： 这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)四冲程内燃机-机械原理课程设计说明书）的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。 本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为(完整)四冲程内燃机-机械原理课程设计说明书的全部内容。

X X 大学 机械原理课程设计说明书 四冲程内燃机设计 院（系）机械工程学院 专业机械工程及自动化 班级××机械工程×班 学生姓名××× 指导老师××× 年月日 课程设计任务书 兹发给×××班学生×××课程设计任务书，内容如下： 1．设计题目：四冲程内燃机设计 2．应完成的项目: （1）内燃机机构运动简图1张（A4) （2）内燃机运动分析与动态静力分析图1张（A3） (3）力矩变化曲线图1张（A4）

（5）工作循环图1张（A4） (6）计算飞轮转动惯量 （7）计算内燃机功率 (8）编写设计说明书1份 3．参考资料以及说明： (1）机械原理课程设计指导书 (2）机械原理教材 4．本设计任务书于20××年 1月4日发出，应于20××年1月15日前完成,然后进行答辩。 指导教师签发 201×年 12 月31日

课程设计评语： 课程设计总评成绩： 指导教师签字： 201×年1月15日

目录 摘要 (1) 第一章绪论 (2) 1．1 课程设计名称和要求 (2) 1．2 课程设计任务分析 (2) 第二章四冲程内燃机设计 (4) 2．1 机构设计 (4) 2．2 运动分析 (7) 2．3 动态静力分析 (11) 2．4 飞轮转动惯量计算 (16) 2．5 发动机功率计算 (18) 2．6 进排气凸轮设计 (18) 2．7 工作循环分析 (19) 设计小结 (21) 参考文献 (22)

发动机毕业设计

发动机毕业设计 【篇一：汽车发动机毕业设计】 成人与继续教育学院 毕业设计（论文） 课题大众帕萨特w8型汽车发动机制 造工艺分析 专业机械设计 学历层次本科 学生姓名韩璐 学生学号指导教师姚国强 接受任务日期：年月日 完成设计（论文）日期：年月日 学生姓名：韩璐 班级： 10机械设计s1 毕业设计（论文）任务书 一、毕业设计（论文）的任务和具体要求： 摘要： 改革开放以后中国的车辆分布发生了本质的变化?车辆的社会化和 私家车的大量发展使汽车维修业走向社会化并促使汽车维修业从产 品型行业向服务型行业过渡按照市场化的要求形成了一个社会化的、资金和技术密集型的、相对独立的行业。分析我国汽车维修行业的 现状以及汽车维修行业的发展方向从而总结出日后汽车维修行业人 才所应具备的能力。而发动机是汽车最重要的组成部分,是汽车的核 心部件之一由于高负荷、高参数发动机的工况条件更加苛刻引起发 动机机件的损伤和失效从而影响发动机的可靠运行。要认识发动机，首先就要了解发动机的构成，并知道它的生产工艺、生产材料及制 造的方法。发动机是汽车的心脏，只有先了解发动机，才能更好的 驾驭汽车。 [关键词] 1、发动机的构成 2、生产过程和工艺过程 3、加工流程 及其工艺分析 【key words】：1、the consist of engine. 2、the production process and the process 3、analysis of machining processes and process 二、毕业设计（论文）说明书应包含的内容

目录 摘要…………………………………………………………………………… 2 关键词 (2) 一、w8型汽车发动机的构成-------------------------------------------------------------4 二、w8型汽车发动机的成产过程和工艺过程---------------------------------------7 三、w8型汽车发动机的加工流程及其工艺分析----------------------------------12 结束语………………………………………………………………………… 13 参考文献 (1) 5 三、毕业设计结束应提交的内容： 四、其他要求： 五、毕业设计（论文）的期限： 自年月日至年月日 指导老师 日期 毕业设计（论文）说明书 （一）毕业设计（论文）题目： 大众帕萨特w8型汽车发动机制造工艺分析 analysis of the volkswagen passat w8 automobile engine manufacturing process （二）毕业设计（论文）要解决的问题和使用的原始数据： 1、w8型汽车发动机的构成 2、w8型汽车发动机的生产过程和工艺过程 3、w8型汽车发动机的加工流程及其工艺分析 （三）毕业设计（论文）的内容： 一、w8型汽车发动机的构成 发动机是将某一种型式的能量转换为机械能的机器，其作用是将液体或气体燃烧的化学能通过燃烧后转化为热能，再把热能通过膨胀转化为机械能并对外输出动力。

汽车制造工艺学课程设计活塞设计说明书(精)

山东农业大学 机械与电子工程学院 汽车制造工艺学课程设计 课程名称：汽车制造工艺学设计课题：活塞零件的机械加工工艺规程的编制 指导老师：吕钊钦 专业：车辆工程班级： 3班姓名：高超学号： 20120667 2014年 12月 11日 序言 本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。 活塞加工工艺规程及其夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。 关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。 目录 序言 (3) 一. 零件分析 (4)

1.1 零件作用 (4) 1.2零件的工艺分析 (5) 二. 工艺规程设计 (6) 2.1确定毛坯的制造形式 (6) 2.2基面的选择 (7) 2.3制定工艺路线 (10) 2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (11) 2.5确定切削用量及基本工时 (13) 三夹具设计 (16) 3.1问题的提出 (16) 3.2定位基准的选择 (17) 3.3定位误差分析 (19) 3.4夹具设计及操作简要说明....................................20 总结 (21) 参考文献…………………………………………………………22 （附）机械加工工艺过程卡片 *1套 机械加工工序卡片 *1套 绪论 我国的汽车行业正在飞速发展，汽车的动力部分也在不断改进，内燃机作为一种可移动的动力源已广泛应用于生产和生活的各个领域。活塞是内燃机的关键零

机械原理内燃机课程设计

电算的源程序（MATLAB） 1.滑块的位移源程序 x1=0:0.05:4*pi; %x1--原动件的角度变量 b=150; %b--原动件的长度 c=200; %c--连杆的长度 k=b/c; l=150*cos(x1)+sqrt(200^2-(150*sin(x1).^2)) %l--连杆的位移plot(x1,l); title('滑块的位移图像') xlabel('\it角度','FontSize',8) ylabel('位移大小','FontSize',8) 2.滑块的速度源程序 x1=0:0.05:4*pi; %x1--原动件的角度变量 b=150; %b--原动件的长度 c=200; %c--连杆的长度 k=b/c; w=(2*pi*650)/60; %w--原动件的角速度x2=asin(-k*sin(x1)); %x2--连杆的角度 v=b*w*sin(x1-x2)./cos(x2); plot(x1,v); title('滑块的速度图像') xlabel('\it角度','FontSize',8) ylabel('速度大小','FontSize',8) 3.滑块的加速度源程序：

x1=0:0.05:4*pi; %x1--原动件的角度变量 b=150; %b--原动件的长度 c=200; %c--连杆的长度 k=b/c; w=(2*pi*650)/60; %w--原动件的角速度x2=asin(-k*sin(x1)); %x2--连杆的角度 a=b*(w^2)*(cos(x1-x2)./cos(x2)+k*cos(x1).^2./cos(x2).^3); plot(x1,a); title('滑块的加速度图像') xlabel('\it角度','FontSize',8) ylabel('加速度大小','FontSize',8) 4.从动件滚子的位移源程序： e=5; %凸轮的偏心距 r=35; %凸轮的基圆半径 u=0:0.001:360; s0=sqrt(r^2-e^2); s1=(4*(1-cos(pi*u/50))).*(0<=u & u<50); %凸轮推程运动阶段 s2=8.*(u>=50&u<55); %远休止阶段 s3=4*(1+cos(pi*(u-55)/50)).*(u>=55&u<105); %凸轮回程阶段 s4=0.*(u>=105&u<=360); %近休止阶段 s=s1+s2+s3+s4; plot(u,s); axis([0,360,0,15]); title('滚子的运动线图'); xlabel('角度');

汽车发动机缸体机械加工工艺与工装设计--毕业设计说明书正文综述

1 绪论 1.1 课题背景及目的 随着我国经济的发展，国内对汽车的需求迅速增长，如何提高汽车产品零部件的生产效率和加工质量，对汽车行业的发展至关重要。发动机缸体是汽车五大部件之一，其生产效率和加工质量直接关系到汽车的生产效率和性能。因此，在汽车行业中，如何提高发动机缸体生产效率和加工质量是一项重要的研究课题。 通过对汽车发动机缸体机械加工工艺规程和机械加工工艺装备设计，掌握机械工程产品开发的关键技术。验证、加深、巩固和扩大已学过的专业基础理论和部分专业知识，了解和掌握本专业的实际生产知识，为以后的工作打下基础。考察先进制造技术在实际生产中的应用情况，掌握本专业的发展动态。 1.2国内外研究状况 1.2.1 汽车发动机缸体加工的现状与趋势 1.2.1.1 汽车发动机缸体加工的现状 从国内外的资料来看，目前，汽车发动机缸体的生产大致有以下几种形式： (1).以传统的组合机床自动线为基础的柔性化改造这种以提高传统的组合机床自动化程度的技术改造已取得了相当的进展，传统的组合机床在移植了计算机数控技术之后，组合机床的柔性化程度得到很大提高； (2).以加工中心为主体的准柔性生产线这里提出的是一种以加工中心为主体，以普通机床和组合机为辅的“准柔性生产线”方案； (3).适用于多品种、大批量生产的柔性传输生产线(FTL)和柔性制造系统(FMS)。 1.2.1.2 汽车发动机缸体加工的趋势 国外发动机缸体的加工技术经历了由刚性自动化到数控或加工中心加工，再发展到柔性制造生产线、柔性制造系统和敏捷柔性生产线制造。20 世纪90 年代初，由于技术的进步，出现了高速加工中心等先进机床，产生了敏捷柔性自动线。这种敏捷柔性自动线大大增强了汽车发动机生产厂推行的“中品种、大批量、低、投资适度等优点，各工业发达国家广泛应用于汽车五大零部件的生产中。如德国成本”的新生产方式来适应市场的能力，因而在汽车工业中得到广泛的应用。敏捷柔性自动线具有适应市场能力强

内燃机课程设计

课程设计说明书 2011年12月

目录一．柴油机工作过程的热力学分析 1．原始参数及选取参数 2．热力分析计算参数 二．活塞组的设计 1．概述 2．活塞的选型 3．活塞的基本设计 3.1活塞的主要尺寸 3.2活塞头部设计 3.3活塞销座的设计 3.4活塞裙部及其侧表面形状设计 3.5活塞与缸套的配合间隙 3.6活塞重量 3.7活塞强度计算 4．活塞的冷却 5．活塞的材料及工艺 6．活塞销的设计 6.1活塞销的结构及尺寸 6.2轴向定位 6.3活塞销和销座的配合 6.4活塞销的强度校核 6.5活塞销材料及强化工艺 7．活塞环的设计 7.1活塞环的选择 7.2活塞环主要参数选择

7.3活塞环的材料选择及成型方法 7.4活塞环的间隙 7.5环槽尺寸 三．连杆组的设计 1．概述 2．连杆的结构类型 3．连杆的基本设计 3.1主要尺寸比例 3.2连杆长度 4．连杆小头设计 4.1连杆小头结构 4.2小头结构尺寸 4.3连杆衬套 5．连杆杆身 6．连杆大头 6.1连杆大头结构 6.2大头尺寸 6.3大头定位 7．连杆强度的计算校核 7.1连杆小头 7.2连杆杆身 7.3连杆大头 8．连杆螺栓的设计 四.曲轴组的设计 1. 曲轴的概述 1.1曲轴的工作条件和设计要求

1.2曲轴的结构型式 1.3曲轴的材料 2. 曲轴的主要尺寸确定 2.1主轴颈 2.2曲柄销 2.3曲柄臂 2.4曲轴圆角 2.5提高曲轴疲劳强度方法 3. 曲轴油孔位置 4. 曲轴端部结构 5. 曲轴平衡块 6. 曲轴的轴向定位 7. 曲轴疲劳强度计算 7.1强度计算已知条件 7.2强度计算已知曲轴载荷 7.3 圆角疲劳强度校核 7.4 油孔疲劳强度校核 8.飞轮的设计 五．参考文献

曲轴飞轮设计毕业设计说明书

第一章前言 此设计的机器是392柴油机，这种柴油机多用于农用车和轻型轿车。此机为直列四冲程，水冷直喷柴油机，吸气方式为自然吸气，12小时标定功率为22KW（2400r/min），燃油消耗率须低于242g/(kw *h)。从目前的轻型轿车和农用车市场看，柴油机是一个发展趋势，由于用户对汽车动力性的可靠性及排放法规的限制，柴油机在市场上的地位在不断护大，三缸柴油机是农用车和轻型轿车的首选，功率足，体积小，可以满足用户的需求。从研究角度来说，三缸柴油机既有多缸机的结构复杂特点，又有单缸机的结构紧凑特点，研究三缸机的题既可以解决多缸机上的一些问题也可以解决单缸机的问题。从多方面讲三缸柴油机是很有研究和设计价值的。 我设计的题目是曲轴飞轮组。曲轴是内燃机最主要的部件之一。它的尺寸参数在很大程度上决定并影响着内燃机的整体尺寸和重量，内燃机的可靠性和寿命也在很大程度上取决于曲轴的强度。因此，设计新型内燃机或老产品进行改造时必须对曲轴强度进行严格的安全校核[1]。近年来随着发动机动力性和可靠性要求援不断提高，曲轴的工作条件越来越不好，曲轴的强度问题也越来越复杂。对曲轴强调确定的方法有两种：试验研究和分析计算[2]。此外，曲轴的平衡也是曲轴设计时的一个重要问题，既要满足平衡又要减小平衡重质量。 飞轮主要有以下作用：1、储存动能,使曲轴转速均匀;2、驱动辅助装置;3、正时调整角度用。飞轮的设计原则是，的质量尽可能小的前提下具有足够的转动惯量，因而轮缘常做的宽厚。在进行曲轴飞轮组设计时曲轴的强度、平衡、飞轮的平衡都是需要注意的问题，其中曲轴的强度是较困难的，需发在低成本的情况下，用普通材料合理进设计结构和工艺，使曲轴满足强度要求。曲轴飞轮组是发动机正常工作的保证，对其进行研究，进行合理地设计，可以满足现代发动机的要求。

冲程内燃机机械原理课程设计说明书

机械原理课程设计说明书 四冲程内燃机设计 院（系）机械工程学院 专业机械工程及自动化 班级××机械工程×班 学生姓名××× 指导老师××× 年月日 课程设计任务书 兹发给×××班学生×××课程设计任务书，内容如下：1．设计题目：四冲程内燃机设计 2．应完成的项目： （1）内燃机机构运动简图1张（A4） （2）内燃机运动分析与动态静力分析图1张（A3） （3）力矩变化曲线图1张（A4） （4）进气凸轮设计图1张（A4） （5）工作循环图1张（A4） （6）计算飞轮转动惯量 （7）计算内燃机功率 （8）编写设计说明书1份 3．参考资料以及说明： （1）机械原理课程设计指导书

（2）机械原理教材 4．本设计任务书于20××年 1月4日发出，应于20××年1月15日前完成，然后进行答辩。 指导教师签发 201×年 12 月31日

课程设计评语： 课程设计总评成绩： 指导教师签字： 201×年1月15日

目录 摘要 (1) 第一章绪论 (2) 1．1 课程设计名称和要求 (2) 1．2 课程设计任务分析 (2) 第二章四冲程内燃机设计 (4) 2．1 机构设计 (4) 2．2 运动分析 (7) 2．3 动态静力分析 (11) 2．4 飞轮转动惯量计算 (16) 2．5 发动机功率计算 (18) 2．6 进排气凸轮设计 (18) 2．7 工作循环分析 (19) 设计小结 (21) 参考文献 (22)

摘要 内燃机是一种动力机械，它是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。四冲程内燃机是将燃料和空气混合，在其气缸内燃烧，释放出的热能使气缸内产生高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞作功，把曲轴转两圈(720°)，活塞在气缸内上下往复运动四个行程，驱动从动机械工作，完成一个工作循环的内燃机。本课程设计是对四冲程内燃机的运动过程进行运动分析、动态静力分析，计算飞轮转动惯量、发动机功率等，设计一款四冲程内燃机。 关键词：四冲程内燃机；运动分析；动态静力分析

四冲程内燃机设计机械原理课程设计报告书

目录 一、四冲程内燃机的运动分析及总体设计思路 (1) 二、绘制内燃机机构简图 (3) 三、绘制连杆机构位置图 (4) 四、作出机构15个位置的速度和加速度多边形 (4) 五、动态静力分析 (8) 六、计算飞轮转动惯量（不计构件质量） (14) 七、计算发动机功率 (16) 八、对曲柄滑块进行机构部分平衡 (17) 九、排气凸轮（凸轮Ⅱ）的轮廓设计 (17) 十、四冲程工作内燃机的循环图 (24) 参考文献 (26) 一、四冲程内燃机的运动分析及总体设计思路 根据设计任务书，我们需要解决以下问题：凸轮的参数是多少？如何能让机构正常循环工作？为了解决这个问题，我们需要对整个机构从运动及力学的角度分析。 首先，需要明确四冲程内燃机的工作原理：内燃机是通过吸气、压缩、燃烧、排气四个过程不断重复进行的。如果在四个冲程里完成吸气、压缩、做功（燃烧、膨胀）、排气的循环动作，就叫做四冲程。相应的内燃机叫四冲程内燃机。 第一冲程，即吸气冲程。这时曲轴向下转动，带动活塞向下，同时通过齿轮带动凸轮向下旋转，是凸轮的突起部分顶开进气阀门，雾状汽油和空气混合的燃料被吸入气缸。 第二冲程，即压缩冲程。曲轴带动活塞向上，凸轮的突起部分已经转两个过去，进气阀门被关闭，由于凸轮只转了1/4周，所以排气阀门仍然处于关闭状态。活塞向上运动时，将第一冲程吸入的可燃气体压缩，被压缩的气体的压强达到0.6～1.5兆帕，温度升高到300摄氏度左右。 第三冲程是做功冲程。在压缩冲程末火花塞产生电火花，混合燃料迅速燃烧，温度骤然升高到2000摄氏度左右，压强达到3～5兆帕。高温高压烟气急剧膨胀，推动活塞向下做功，此时曲柄转动半周而凸轮转过1/4周，两个气阀仍然紧闭。 第四冲程是排气冲程。由于飞轮的惯性，曲柄转动，使活塞向上运动，这时由于凸轮顶开排气阀，将废气排出缸外。 四个冲程是内燃机的一个循环，每一个循环，活塞往复两次，曲柄转动两周，进排气

毕业设计说明书

摘要 变速器用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，为了使汽车在不同速度下行驶，变速器应设有多个档位，包括空挡和倒档。机械式手动变速器是传统的汽车传动系统，由于其结构简单、体积小、制造成本低、便于装配和修理，传动效率高等优点，一直沿用至今。作为传动机构的重要部件，对变速器的设计都遵循着统一的目标，那就是力求简单和方便。变速器的性能直接体现出整车性能的高低，特别是燃油经济性的好坏。所以变速器的设计质量的高低一直是汽车行业竞争的焦点。 本设计针对乘用车两轴式机械变速器。根据乘用车的外形、轮距、轴距、最小离地间隙、最小转弯半径、车辆重量、满载重量以及最高车速等参数，结合选择的适合于该乘用车的发动机型号可以得出发动机的最大功率、最大扭矩、排量等重要的参数。结合某些乘用车的基本参数，选择适当的主减速比。根据上述参数，计算出变速器的相关参数，进行合理性的设计。 关键词：变速器；传动机构；传动比；齿轮；轴；同步器 ABSTRACT To change the engine used to spread transmission of torque and wheel speed, in order to make car travel at different speeds, transmission should be a number of stalls, including neutral and reverse. Mechanical transmission is a traditional manual transmission car, because of its simple structure, small size, low manufacturing cost, ease of assembly and repair, high transmission efficiency, are still in use. Transmission mechanism as an impotant component, the design of transmission line with the goal of reunification, it is simple and convenient. Transmission performance of the vehicle directly reflects the level of performance, especially fuel economy is good or bad. Therefore, the design of transmission quality has been the focus of competition in the automotive industry. The design for the two-axis mechanical transmission cars. Form the basis of passenger cars, Tread, wheelbase, minimum ground clearance, minimum turning radius, vehicle weight, loaded weight and parameters such as maximum speed, combined with the suitable selection of the cars engine engine models can be drawn maximum power, maximum torque, displacement and other important parameters. Combination of some basic parameters of passenger cars, to choose the appropriate reduction ratio of the Lord. Based on the above parameters to calculate the transmission of the relevant parameters for a reasonable design. Key words:Transmission;Transmission mechanism; Transmission ratio；Gear;Axis； Synchronizer

汽车发动机活塞销的选材与热处理工艺课程设计

1 汽车发动机活塞销的零件图如下 Y///////////////A V///////////////A-------- 苇------ * 80^0,1 耳 图1汽车发动机活塞销零件尺寸图 连杆

2 服役条件与性能分析 活塞销（英文名称：Piston Pin）,是装在活塞裙部的圆柱形销子，它的中部穿过连杆小头孔，用来连接活塞和连杆，把活塞承受的气体作用力传给连杆。为了减轻重量，活塞销一般用优质合金钢制造，并作成空心。塞销的结构形状很简单，基本上是一个厚壁空心圆柱。其内孔形状有圆柱形、两段截锥形和组合形。圆柱形孔加工容易，但活塞销的质量较大；两段截锥形孔的活塞销质量较小，且因为活塞销所受的弯矩在其中部最大，所以接近于等强度梁，但锥孔加工较难。本次设计选用内孔为原形的活塞销。 服役条件：（1）高温条件下承受周期性强烈冲击和弯曲、剪切作用（2）销表面承受较大的摩擦磨损。 失效形式：由于承受周期性的应力，使其发生疲劳断裂和表面严重磨损。性能要求：（1）活塞销在高温条件下承受很大的周期性冲击负荷，且由于活塞销在销孔内摆动角度不大，难以形成润滑油膜，因此润滑条件较差。为此活塞销必须有足够的刚度、强度和耐磨性，质量尽可能小，销与销孔应该有适当的配合间隙和良好的表面质量。在一般情况下，活塞销的刚度尤为重要，如果活塞销发生弯曲变形，可能使活塞销座损坏；（2）具有足够的冲击韧性；（3）具有较高的疲劳强度。 3 技术要求 活塞销技术要求: ①活塞销全部表面渗碳，渗碳层深度为0.8?1 . 2mm渗碳层至心部组织应 均匀过渡，不得有骤然转变。 ②表面硬度58?64 HRC,同一个活塞销上的硬度差应w 3 HRC。 ③活塞销心部硬度为24 ?40 HRC。 ④活塞销渗碳层的显微组织应为细针马氏体，允许有少量均匀分布的细小粒状碳化物，不得有针状和连续网状分布的游离碳化物存在。心部的针状应是低碳马氏体及铁素体。