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毕业设计

发动机临盆线立式翻转输送机构的设计

光阴>2019-05-20 22:47:13   作者:   来源:   阅读:2   评论:0

摘要

    翻转装配是发动机临盆线中的重要设备,翻转装配设计和正当性,间接影响发动机产品的品德及临盆效力。

    本文首先阐发了发动机临盆线的功效请求,然后根据设计请求及发动机缸体的特色,设计了本翻转装配。翻转装配采纳外圈为齿轮的回转支撑轴承来实现180°翻转,用减速机停止驱动。输送采纳减 速机停止驱动,采纳链轮链条驱动辊轴停止传动。

    本文对并键部件,传动齿轮停止了重点设计并计算,先按齿面接触强度设计,然后按齿根弯曲强度校核,在满意强度基础上,对齿轮停止了布局设计,所设计的齿轮布局简略正当,而且满意工艺加工请求。


第1章 绪论

1.1 发动机

    发动机(Engine)是一种可以或许或许把其它情势的能转化为另外一种能的机械,通常是把化学能转化为机械能。发动机既适用于能源发生装配,也可指包含能源装配的全体机械(如:汽油发动机、航空发动机)。发动机最先降生在英国,所以,发动机的概念也源于英语,它的本义是指那种“发生能源的机械装配”。

    发动机最先降生在英国,所以,发动机的概念也源于英语,它的本义是指那种“发生能源的机械装配”。跟着科技的提高,人咱咱们赓续地研制出分歧用途多种范例的发动机,但是,不管哪种发动机,它的基本条件都是要以某种燃料燃烧来发生能源。所以,以电为能量来源的电动机,不属于发动机的领域。

    回想发动机发生和睁开的历史,它阅历了外燃机和内燃机两个睁开阶段。

    所谓外燃机,便是说它的燃料在发动机的内部燃烧,发动机将这种燃烧发生的热能转化成动能,瓦特创造的蒸汽机便是一种典型的外燃机,当大批的煤燃烧发生热能把水加热成大批的水蒸汽时,高压便发生了,然后这种高压又推动机械做功,从而实现为了热能向动能的改变。

    明白了什么是外燃机,也就知道了什么是内燃机。这一范例的发动机与外燃机的最大分歧在于它的燃料在其内部燃烧。内燃机的种类十分繁多,咱咱咱们常见的汽油机、柴油机是典型的内燃机。咱咱咱们不常见的火箭发动机和飞机上装配的喷气式发动机也属于内燃机。不过,因为能源输入办法分歧,前两者和后两者又存在着弘大的差异。一样平常地,在高空上应用的多是前者,在空中应用的多是后者。当然有些汽车制作者出于创造世界汽车车速新记载的偏向,也在汽车上装用过喷气式发动机,但这老是很分外的例子,并不存在批量临盆的适用性。

    别的另有燃气轮机,这种发动机的工作特色是燃烧燃烧发生高压燃气,利用燃气的高压推动燃气轮机的叶片旋转,从而输入能源。燃气轮机应用规模很广,但因为很难精细地调节输入的功率,所以汽车和摩托车很少应用燃气轮机,只要部分赛车装用过燃气轮机。

    人类的聪慧是无穷无尽的,各种新型的发动机赓续地被研制进去,但是,出于平安操控的必要,到目前为止,咱咱咱们可爱的摩托车还只要一种抉择——往复式发动机。

参数

    首先来看看最常见的一个发动机参数———发动机排量。发动机排量是发动机各汽缸工作容积的总和,一样平常用升(L)表示。而汽缸工作容积则是指活塞从上止点到下止点所扫过的气体容积,又称为单缸排量,它取决于缸径和活塞行程。发动机排量是非常重要的发动机参数,它比缸径和缸数更能代表发动机的大小,发动机的很多目标都同排气量密切相干。一样平常来说,排量越大,发动机输入功率越大。

    了解了排量,咱咱咱们再来看发动机的其余常见参数。很多初级车友都反映经常在汽车资料的发动机一栏中见到“L4”、“V6”、“V8”、“W12”等字样,想弄明白究竟是什么意思。这些都表示发动机汽缸的排列情势和缸数。汽车发动机常用缸数有3缸、4缸、6缸、8缸、10缸、12缸等。

    一样平常说来,排量1升如下的发动机常用3缸,例如0.8升的奥拓和福莱尔轿车。排量1升至2.5升一样平常为4缸发动机,常见的经济型轿车和中档轿车发动机基本都是4缸。3升阁下的发动机一样平常为6缸,比如排量3.0升的君威和新雅阁轿车。

    排量4升阁下的发动机一样平常为8缸,比如排量4.7升的北京吉普的JEEP4700。排量5.5升以上的发动机一样平常用12缸发动机,例如排量6升的宝马760Li就采纳V12发动机。在同等缸径下,通常缸数越多排量越大,功率也就越高;而在发动机排量相同的环境下,缸数越多,缸径越小,发动机转速就可以或许或许提高,从而获得较大的晋升功率。

    以上是无关发动机缸数的知识,下面咱咱咱们接着了解“汽缸排列情势”这个重要参数。一样平常5缸如下发动机的汽缸多采纳直列办法排列,常见的多数中低档轿车都是L4发动机,即直列4缸。另外,也有少数6缸发动机采纳直列办法排列。

    直列发动机的汽缸体成一字排开,缸体、缸盖和曲轴布局简略,制形本钱低,低速扭矩特性好,燃料消耗少,尺寸紧凑,应用比较普遍,缺点则是功率较低。一样平常1升如下的汽油机多采纳直列3缸,1至2.5升的汽油机多采纳直列4缸,有的四轮驱动汽车采纳直列6缸,因为其宽度小,可以或许在旁边布置增压器等举措措施,例如北京吉普的JEEP4000就采纳直列6缸发动机。

    另据专业人士介绍,直列6缸发动机的动均衡较好,振动相对较小,所以也为一些中、高级轿车所采纳。6到12缸的发动机一样平常采纳V形排列,此中V10发动机重要装在赛车上。V形发动机长度和高度尺寸小,布置起来非常便利。一样平常认为V形发动机是比较高级的发动机,因而成为轿车级别的标志之一。

    V8发动机布局非常复杂,制形本钱很高,所以应用的较少,V12发动机过大过重,只要极个别的高级轿车采纳,比如上面提到的宝马760Li。而民众公司近来还新开拓出了W型发动机,有W8和W12两种,即汽缸分四列错开角度布置,形体紧凑,民众的顶级轿车辉腾就有一款采纳了排量6.0升的W12发动机.

布局

    机体是构成发动机的骨架,是发动机各机构和各体系的装置基础,其内、外装置着发动机的统统重要零件和附件,承受各种载荷。因此,机体必需要有足够的强度和刚度。机体组重要由气缸体、曲轴箱、气缸盖和气缸垫等零件构成。

一. 气缸体

  水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体,称为气缸体——曲轴箱,部沙为气缸体。气缸体一样平常用灰铸铁铸成,气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸,下半部为支承曲轴的曲轴箱,其内腔为曲轴运动的空间。在气缸体内部铸有很多增强筋,冷却水套和润滑油道等。

  气缸体应具有足够的强度和刚度,根据气缸体与油底壳装配平面的地位分歧,通常把气缸体分为如下三种情势。

  (1) 一样平常式气缸体其特色是油底壳装配平面和曲轴旋转中央在同一高度。这种气缸体的优点是机体高度小,重壳,布局紧凑,便于加工,曲轴拆装便利;但其缺点是刚度和强度较差

  (2) 龙门式气缸体其特色是油底壳装配平面低于曲轴的旋转中央。它的优点是强度和刚度都好,能承受较大的机械负荷;但其缺点是工艺性较差,布局笨重,加工较艰难。

  (3) 地道式气缸体这种情势的气缸体曲轴的主轴承孔为全体式,采纳滚动轴承,主轴承孔较大,曲轴从气缸体后部装入。其优点是布局紧凑、刚度和强度好,但其缺点是加工精度请求高,工艺性较差,曲轴拆装不便利。

  为了可以或许或许使气缸内外面在高温下正常工作,必需对气缸和气缸盖停止适本地冷却。冷却办法有两种,一种是水冷,另外一种是风冷。水冷发动机的气缸周围和气缸盖中都加工有冷却水套,而且气缸体和气缸盖冷却水套相通,冷却水在水套内赓续轮回,带走部分热量,对气缸和气缸盖起冷却感化。

  现代汽车上基本都采纳水冷多缸发动机,对付多缸发动机,气缸的排列情势决定了发动机造型尺寸和布局特色,对发动机机体的刚度和强度也有影响,并相干到汽车的全体布置。按照气缸的排列办法分歧,气缸体还可以或许或许分成单列式,V型和对置式三种。

  (1) 直列式

  发动机的各个气缸排成一列,一样平常是垂直布置的。单列式气缸体布局简略,加工容易,但发动机长度和高度较大。一样平常六缸如下发动机多采纳单列式。例如捷达轿车、富康轿车、红旗轿车所应用的发动机均采纳这种直列式气缸体。有的汽车为了低落发动机的高度,把发动机倾斜一个角度。

  (2) V型

  气缸排成两列,阁下两列气缸中央线的夹角γ<180°,称为V型发动机,V型发动机与直列发动机相比,缩短了机体长度和高度,增长了气缸体的刚度,减轻了发动机的重量,但加大了发动机的宽度,且形状较复杂,加工艰难,一样平常用于8缸以上的发动机,6缸发动机也有采纳这种情势的气缸体。

  (3) 对置式

  气缸排成两列,阁下两列气缸在同一程度面上,即阁下两列气缸中央线的夹角 γ=180°,称为对置式。它的特色是高度小,全体布置便利,有利于风冷。这种气缸应用较少。

  气缸间接镗在气缸体上叫做全体式气缸,全体式气缸强度和刚度都好,能承受较大的载荷,这种气缸对资料请求高,本钱高。如果将气缸制构成单独的圆筒形零件(即气缸套),然后再装到气缸体内。如许,气缸套采纳耐磨的优质资料制成,气缸体可用价钱较低的一样平常资料制作,从而低落了制形本钱。同时,气缸套可以或许或许从气缸体中取出,因而便于修理和更换,并可大大延长气缸体的应用寿命。气缸套有干式气缸套和湿式气缸套两种。

  干式气缸套的特色是气缸套装入气缸体后,其外壁不间接与冷却水接触,而和气缸体的壁面间接接触,壁厚较薄,一样平常为1~3mm。它具有全体式气缸体的优点,强度和刚度都较好,但加工比较复杂,内、外外面都必要停止精加工,拆装不便利,散热不良。

  湿式气缸套的特色是气缸套装入气缸体后,其外壁间接与冷却水接触,气缸套仅在上、下各有一圆环地带和气缸体接触,壁厚一样平常为5~9mm。它散热优越,冷却均匀,加工容易,通常只必要精加工内外面,而与水接触的外外面不必要加工,拆装便利,但缺点是强度、刚度都不如干式气缸套好,而且容易发生漏水现象。应该采取一些防漏措施。

二.曲轴箱

  气缸体下部用来装衷勖曲轴的部位称为曲轴箱,曲轴箱分上曲轴箱和下曲轴箱。上曲轴箱与气缸体铸成一体,下曲轴箱用来贮存润滑油,并封闭上曲轴箱,故又称为油底壳图(图2-6)。油底壳受力很。一样平常采纳薄钢板冲压而成,其形状取决于发动机的全体布置和机油的容量。油底壳内装形油挡板,以防止汽车颠动时油面波动过大。油底壳底部还装有放油螺塞,通常放油螺塞上装有永久磁铁,以吸附润滑油中的金属屑,削减发动机的磨损。在高低曲轴箱接合面之间装有衬垫,防止润滑油泄漏。

三. 气缸盖

  气缸盖装配在气缸体的上面,从上部密封气缸并构成燃烧室。它经常与高温高压燃气相接触,因此承受很大的热负荷和机械负荷。水冷发动机的气缸盖内部制有冷水套,缸盖下端面的冷水孔与缸体的冷水孔相通。利用轮回水来冷却燃烧室等高温部分。

  缸盖上还装有进、排气门座,气门导管孔,用于装置进、排气门,另有进气通道和排气通道等。汽油机的气缸盖上加工有装置火花塞的孔,而柴油机的气缸盖上加工有装门缬推鞯目。顶置凸轮轴式发动机的气缸盖上还加工有凸轮轴轴承孔,用以装置凸轮轴。

  气缸盖一样平常采纳灰铸铁或合金铸铁铸成,铝合金的导热性好,有利于提高压缩比,所以比年来铝合金气缸盖被采纳得越来越多。

  气缸盖是燃烧室的构成部分,燃烧室的形状对发动机的工作影响很大,因为汽油机和柴油机的燃烧办法分歧,其气缸盖上构成燃烧室的部分差别较大。汽油机的燃烧室重要在气缸盖上,而柴油机的燃烧室重要在活塞顶部的凹坑。这里只介绍汽油机的燃烧室,而柴油机的燃烧室放在柴油供给系里介绍。

  汽油机燃烧室常见的三种情势。

   (1) 半球形燃烧室

  半球形燃烧室布局紧凑,火花塞布置在燃烧室中央,火焰行程短,故燃烧速率高,散热少,热效力高。这种燃烧室布局上也允许气门双行排列,进气口直径较大,故充气效力较高,虽然使配气机构变得较复杂,但有利于排气净化,在轿车发动机上被普遍地应用。

  (2) 楔形燃烧室

  楔形燃烧室布局简略、紧凑,散热面积小,热丧失也小,能包管混合气在压缩行程中构成优越的涡流运动,有利于提高混合气的混合品格,进气阻力小,提高了充气效力。气排懦梢涣,使配气机构简略,但火花塞置于楔形燃烧室高处,火焰流传距离长些,切诺基轿车发动机采烧种情势的燃烧室。

  (3) 盆形燃烧室

  盆形燃烧室,气缸盖工艺性好,制形本钱低,但因气门直径易受限制,进、排气效果要比半球形燃烧室差。捷达轿车发动机、奥迪轿车发动机采纳盆形燃烧室。

四. 气缸垫

  气缸垫装在气缸盖和气缸体之间,其功用是包管气缸盖与气缸体接触面的密封,防止漏气,漏水和漏油。

  气缸垫的资料要有一定的弹性,能补偿结合面的不平度,以确窃密封,同时要有好的耐热性和耐压性,在高温高压下不烧损、不变形。目前应用较多的是铜皮——棉布局的气缸垫,因为铜皮——棉气缸垫翻边处有三层铜皮,压紧时较之石棉不易变形。有的发动机还采纳在石棉中央用编织的纲丝网或有孔钢板为骨架,两面用石棉及橡胶粘结剂压成的气缸垫。

  装配气缸垫时,首先要检查气缸垫的品格和完好程度,统统气缸垫上的孔要和气缸体上的孔对齐。其次要严厉按照说明书上的请求上好气缸盖螺栓。拧紧气缸盖螺栓时,必需由中央对称地向四周扩大的顺序分2~3次停止,末了一次拧紧到规定的力矩。

二行程发动机

   二行程发动机的每个工作轮回,是在曲轴旋转一周即360度,活塞高低两个行程内实现的。 

     二行程柴油机的工作过程和二行程汽油机相似,分歧的是:进入柴油机气缸的是纯空气。因为二行程柴油机的经济性差且排污严重,近几年在汽车上已趋淘汰。在此仅介绍二行程汽油机的工作原理。 

是一种釉墼勖曲轴箱换气的二行程化油器式汽油机的工作原理示用意。发动机气缸体上有三个孔,即进气孔、排气孔和换气孔,这三个孔分离在一定时刻由活塞关闭。进气孔与化油器相通,可燃混合气颠末进气孔流人曲轴箱,继而从换气孔进入气缸;而废气则从排气孔排出。其工作轮回包含两个行程:

  1.第一行程 活塞自下止点向上移动,三个气孔被关闭后,在活塞上方,已进入气缸的混合气被压缩;而活塞下方的曲轴箱内因容积增大,构成一定的真空度,在进气孔露出时,可燃混合气自化油器经进气孔流人曲轴箱内。

  2.第二行程 活塞压缩到上止点附近时,火花塞跳火点燃可燃混合气,高温高压的燃气膨胀,推动活塞下移作功。活塞下移作功时进气孔关闭,密闭在曲轴箱内的可燃,混合气被压缩;被塞接近下止点时卜排气孔开启,废气冲出;随后换气孔开启,受预压的可燃混合气冲人气缸,驱除废气,停止换气过程。此过程不停停止到下一行程活塞上移,三个气孔完全关闭为止。

  总之,活塞上行时停止换气、压缩\曲轴箱进气换塞下行时停止作功飞压缩曲轴箱混合气、换气。

  从以上四行程和二行程发动机的工作轮回可以或许或许,看出,二行程发动机具有如下特色:

  (1)曲轴每转一周(360度)就有一个作功冲程,因此,在实践上相同排量的二行程发动机的功率,.应等于四行程发动机的两倍。

  (2)和四行程发动机相比,因为作功频率较快,因而运行比较均匀安稳。

  (3)布局简略,应用掩护便利。

       但是,因为二行程发动机换气过稞中新鲜气体丧失较多,废气排赊也不彻底,且气孔占据了一部分活塞行程,作功时能量丧失较大,经济性较差。因此,实际上二行程发动机的功率并不等于四行程发动机的两倍,而是1.5-1.6倍阁下。因为这个缺点,二行程汽油机在一样平常汽车上很少采纳,仅在摩托车、少数微型汽车及其余工程,机械上应用。


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