機(jī)械制造及其自動(dòng)化類(文件)
【正文】 望采用受熱面積最小、加工最簡單的活塞頂形狀，即平頂。專門的實(shí)驗(yàn)表明，對無強(qiáng)制冷卻的活塞來說，經(jīng)活塞環(huán)傳到氣缸壁的熱量占70～80%，經(jīng)活塞本身傳到氣缸壁的占10～20%，而傳給曲軸箱空氣和機(jī)油的僅占10%左右。（2）環(huán)帶斷面為了保證高熱負(fù)荷活塞的環(huán)帶有足夠的壁厚使導(dǎo)熱良好，不讓熱量過多地集中在最高一環(huán)，其平均值為。一般該倒角為。（4）環(huán)岸的強(qiáng)度校核在膨脹沖程開始時(shí)，在爆發(fā)壓力作用下，第一道活塞環(huán)緊壓在第一環(huán)岸上。 活塞裙部的設(shè)計(jì)活塞裙部是指活塞頭部最低一個(gè)環(huán)槽以下的那部分活塞。首先，活塞受到側(cè)向力的作用。在這些因素中，機(jī)械變形影響一般來說并不嚴(yán)重，主要還是受熱膨脹產(chǎn)生變形的影響比較大。本文采用托板式裙部，這樣不僅可以減小活塞質(zhì)量，而且裙部具有較大的彈性，可使裙部與氣缸套裝配間隙減小很多，也不會(huì)卡死。缸徑小于的裙部開槽的活塞，橢圓度（）的大小，一般為。在確定裙部長度時(shí)，首先根據(jù)裙部比壓最大的允許值，決定需要的最小長度，然后按照結(jié)構(gòu)上的要求加以適當(dāng)修改。銷孔的位置活塞銷與活塞裙軸線不相交，而是向承受膨脹側(cè)壓力的一面（稱為主推力面，相對的一面稱為次推力面）偏移了，這是因?yàn)?，如果活塞銷中心布置，即銷軸線與活塞軸線相交，則在活塞越過上止點(diǎn)，側(cè)壓力作用方向改變時(shí)，活塞從次推力面貼緊氣缸壁的一面突然整個(gè)地橫掃過來變到主推力面貼緊氣缸壁的另一面，與氣缸發(fā)生“拍擊”，產(chǎn)生噪音，有損活塞耐久性?；钊N的外直徑，取，活塞銷的內(nèi)直徑，取活塞銷長度，取活塞銷的材料活塞銷材料為低碳合金鋼，表面滲碳處理，硬度高、耐磨、內(nèi)部沖擊韌性好。橫斷截面的最大剪切應(yīng)力發(fā)生在中性層上[14]，其值按下式計(jì)算： （）已知許用彎曲應(yīng)力；許用剪切應(yīng)力，那么校核合格。 驗(yàn)算比壓力銷座比壓力為： （）一般。第二道活塞環(huán)為鼻形環(huán)，材料為鑄鐵，鼻形環(huán)可防止泵油現(xiàn)象，活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)潤滑效果好。活塞環(huán)的徑向厚度，一般推薦值為：當(dāng)缸徑為時(shí)，取。套裝應(yīng)力活塞環(huán)往活塞上套裝時(shí)，要把切口扳得比自由狀態(tài)的間隙還大，對于均壓環(huán)，此時(shí)的正對切口處的最大套裝彎曲應(yīng)力為： （）式中：—與套裝方法有關(guān)的系數(shù)，根據(jù)套裝方法的不同，其值為，一般取，則 因環(huán)的套裝時(shí)在常溫下進(jìn)行的，承受的應(yīng)力時(shí)間甚短，所以套裝應(yīng)力的許用值大于工作應(yīng)力的許用值，所以校核合格。Pro/E更是以其基于特征的參數(shù)化設(shè)計(jì)、單一數(shù)據(jù)庫下的全相關(guān)性等新概念而聞名于世。 活塞的建模 活塞的特點(diǎn)分析活塞是在高溫、高壓、高腐蝕的條件下，在汽缸內(nèi)做高速往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的。（3）活塞的裙部在活塞做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)起導(dǎo)向作用。 活塞的建模思路（1）為了快速準(zhǔn)確地創(chuàng)建活塞模型，先抽取活塞模型中的對稱部分，由列表曲線創(chuàng)建活塞的1/4輪廓。（5）創(chuàng)建各部分的倒圓角。（2）選取草繪平面，運(yùn)用【拉伸工具】，拉伸方式為【至曲面】，生成凸臺。 創(chuàng)建凸臺鏡像生成整個(gè)活塞（1）選取整個(gè)模型，鏡像生成整個(gè)活塞（1）運(yùn)用【旋轉(zhuǎn)工具】，【去除材料】，旋轉(zhuǎn)角度為“360”，創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)剪切特征。 創(chuàng)建頂部凹槽及活塞環(huán)結(jié)束語本文以柴油機(jī)作為參照，確定了相關(guān)參數(shù)，以便進(jìn)行下一步的設(shè)計(jì)計(jì)算。分析了零部件的工作條件，總結(jié)應(yīng)滿足的設(shè)計(jì)要求，合理選擇材料，以滿足強(qiáng)度和剛度的校核。設(shè)定曲軸的轉(zhuǎn)速n rad/s，仿真時(shí)間為 t秒，開始仿真。在此基礎(chǔ)上，又進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)方面的理論分析，重點(diǎn)分析了活塞的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。（3）運(yùn)用【旋轉(zhuǎn)工具】，【去除材料】，創(chuàng)建氣環(huán)槽和油環(huán)槽。（4）對生成的活塞銷孔邊和凸臺邊分別進(jìn)行倒圓角。 創(chuàng)建活塞4/1輪廓?jiǎng)?chuàng)建活塞銷孔（1）運(yùn)用【拉伸工具】創(chuàng)建銷座模型并拉伸出通孔。（3）創(chuàng)建活塞的頂部凹槽特征。（4）活塞裙部的軸截面應(yīng)制成鼓形，活塞裙部的橫截面應(yīng)制成橢圓形。（1）活塞頂部外表面設(shè)計(jì)成凹面形，以利于燃燒室內(nèi)的氣體形成渦流，使燃料與空氣混合得更均勻，燃燒得更充分。用Pro/E創(chuàng)建的三維參數(shù)化零件模型，不但可以在屏幕上自由的翻轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)觀察結(jié)構(gòu)形體，更可以進(jìn)行方便的動(dòng)態(tài)修改和調(diào)整。第4章 活塞的建模 對Pro/E軟件基本功能的介紹Pro/E軟件是美國PTC公司推出的大型CAD/CAM/CAE一體化軟件。活塞環(huán)的平均半徑與徑向厚度之比一般都大于5，所以可按直桿彎曲正應(yīng)力公式計(jì)算[9]。 活塞環(huán)的主要尺寸為環(huán)的高度、環(huán)的徑向厚度。第一道活塞環(huán)為桶形扭曲環(huán)，材料為球墨鑄鐵，表面鍍鉻。銷座應(yīng)當(dāng)有足夠的強(qiáng)度和適當(dāng)?shù)膭偠龋逛N座能夠適應(yīng)活塞銷的變形，避免銷座產(chǎn)生應(yīng)力集中而導(dǎo)致疲勞斷裂；同時(shí)要有足夠的承壓表面和較高的耐磨性。 活塞銷強(qiáng)度和剛度計(jì)算由運(yùn)動(dòng)學(xué)知，活塞銷表面受到氣體壓力和往復(fù)慣性力的共同作用，總的作用力，活塞銷長度，連桿小頭高度，活塞銷跨度。 活塞銷的設(shè)計(jì) 活塞銷的結(jié)構(gòu)、材料活塞銷的結(jié)構(gòu)和尺寸活塞銷的結(jié)構(gòu)為一圓柱體，中空形式，可減少往復(fù)慣性質(zhì)量，有效利用材料。取。為保證活塞裙表面能保持住必要厚度的潤滑油膜，其表面比壓不應(yīng)超過一定的數(shù)值。在設(shè)計(jì)時(shí)把裙部橫斷截面制成長軸是在垂直與活塞銷中心線方向上，短軸平行于銷軸方向的橢圓形。當(dāng)然間隙也不能留得過大，否則又會(huì)產(chǎn)生敲缸現(xiàn)象。這樣，裙部就有被壓偏的傾向，使它在活塞銷座方向上的尺寸增大；其次，由于加在活塞頂上的爆發(fā)壓力和慣性力的聯(lián)合作用，使活塞頂在活塞銷座的跨度內(nèi)發(fā)生彎曲變形，使整個(gè)活塞在銷座方向上的尺寸變大；再次，由于溫度升高引起熱膨脹，其中銷座部分因壁厚較其它部分要厚，所以熱膨脹比較嚴(yán)重
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