機械制造及其自動化類-預(yù)覽頁
【正文】 油機的主要零部件（活塞）進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計計算，并對活塞進行了有關(guān)運動學(xué)和動力學(xué)的理論分析與實體模型的創(chuàng)建（運用Pro/E）。再次，應(yīng)用三維CAD軟件：Pro/Engineer建立了活塞的幾何模型，在此工作的基礎(chǔ)上，利用Pro/E軟件的裝配功能，將曲柄連桿機構(gòu)的各組成零件裝配成活塞組件、連桿組件和曲軸組件進行裝配并進行運動仿真分析。多剛體動力學(xué)模擬軟件的最大優(yōu)點在于分析過程中無需編寫復(fù)雜仿真程序，在產(chǎn)品的設(shè)計分析時無需進行樣機的生產(chǎn)和試驗。其中機構(gòu)運動學(xué)分析是研究兩個或兩個以上物體間的相對運動，即位移、速度和加速度的變化關(guān)系：動力學(xué)則是研究產(chǎn)生運動的力。隨著發(fā)動機強化指標的不斷提高，機構(gòu)的工作條件更加復(fù)雜。為了真實全面地了解機構(gòu)在實際運行工況下的力學(xué)特性，本文采用了多體動力學(xué)仿真技術(shù)，針對機構(gòu)進行了實時的，高精度的動力學(xué)響應(yīng)分析與計算，因此本研究所采用的高效、實時分析技術(shù)對提高分析精度，提高設(shè)計水平具有重要意義，而且可以更直觀清晰地了解曲柄連桿機構(gòu)在運行過程中的受力狀態(tài)，便于進行精確計算，對進一步研究發(fā)動機的平衡與振動、發(fā)動機增壓的改造等均有較為實用的應(yīng)用價值。 曲柄連桿機構(gòu)運動簡圖活塞做往復(fù)運動時，其速度和加速度是變化的。當=180時，A點在最下面的位置A2，此位置稱為下止點。當或時，活塞速度為零，活塞在這兩點改變運動方向。發(fā)動機的工作可靠性與使用耐久性，在很大程度上與活塞組的工作情況有關(guān)。為適應(yīng)機械負荷，設(shè)計活塞時要求各處有合適的壁厚和合理的形狀，即在保證足夠的強度、剛度前提下，結(jié)構(gòu)要盡量簡單、輕巧，截面變化處的過渡要圓滑，以減少應(yīng)力集中。磨損強烈發(fā)動機在工作中所產(chǎn)生的側(cè)向作用力是較大的，同時，活塞在氣缸中的高速往復(fù)運動，活塞組與氣缸表面之間會產(chǎn)生強烈磨損，由于此處潤滑條件較差，磨損情況比較嚴重。即在高溫下仍有足夠的機械性能，使零件不致?lián)p壞；（2）導(dǎo)熱性好，吸熱性差。在發(fā)動機中，灰鑄鐵由于耐磨性、耐蝕性好、膨脹系數(shù)小、熱強度高、成本低、工藝性好等原因，曾廣泛地被作為活塞材料。鋁合金另一突出優(yōu)點是導(dǎo)熱性好，其熱傳導(dǎo)系數(shù)約為鑄鐵的倍，使活塞溫度顯著下降。綜合分析，該發(fā)動機活塞采用鋁硅合金材料鑄造而成。壓縮高度的確定活塞壓縮高度的選取將直接影響發(fā)動機的總高度，以及氣缸套、機體的尺寸和質(zhì)量。因此火力岸高度的選取原則是：在滿足第一環(huán)槽熱載荷要求的前提下，盡量取得小些。該發(fā)動機采用三道活塞環(huán)，第一和第二環(huán)稱之為壓縮環(huán)（氣環(huán)），第三環(huán)稱之為油環(huán)。因此，環(huán)岸高度一般第一環(huán)最大，其它較小。（3）上裙尺寸確定好活塞頭部環(huán)的布置以后，壓縮高度H1最后決定于活塞銷軸線到最低環(huán)槽（油環(huán)槽）的距離h1。對于柴油機，所以 。大多柴柴油機正是采用平頂活塞，因而采用近似于平頂?shù)幕钊Ｋ曰钊敽穸葢?yīng)從中央到四周逐漸加大，而且過渡圓角應(yīng)足夠大，使活塞頂吸收的熱量能順利地被導(dǎo)至第二、三環(huán)，以減輕第一環(huán)的熱負荷，并降低了最高溫度。正確設(shè)計環(huán)槽斷面和選擇環(huán)與環(huán)槽的配合間隙，對于環(huán)和環(huán)槽工作的可靠性與耐久性十分重要。（3）環(huán)岸和環(huán)槽環(huán)岸和環(huán)槽的設(shè)計應(yīng)保持活塞、活塞環(huán)正常工作，降低機油消耗量，防止活塞環(huán)粘著卡死和異常磨損，氣環(huán)槽下平面應(yīng)與活塞軸線垂直，以保證環(huán)工作時下邊與缸桶接觸，減小向上竄機油的可能性。由于節(jié)流作用，第一環(huán)岸上面的壓力比下面壓力大得多，不平衡力會在岸根產(chǎn)生很大的彎曲和剪切應(yīng)力，當應(yīng)力值超過鋁合金在其工作溫度下的強度極限或疲勞極限時，岸根有可能斷裂，專門的試驗表明，當活塞頂上作用著最高爆發(fā)壓力時?；钊貧飧淄鶑?fù)運動時，依靠裙部起導(dǎo)向作用，并承受由于連桿擺動所產(chǎn)生的側(cè)壓力。承受側(cè)向力作用的裙部表面，一般只是在兩個銷孔之間的弧形表面。因此，為了避免拉毛現(xiàn)象，在活塞裙部與氣缸之間必須預(yù)先流出較大的間隙。把活塞裙部的橫斷面設(shè)計成與裙部變形相適應(yīng)的形狀。 活塞銷裙部的橢圓形狀[9]裙部的尺寸活塞裙部是側(cè)壓力的主要承擔者。裙部單位面積壓力（裙部比壓）按下式計算： （）式中：—最大側(cè)作用力，由動力計算求得，=—活塞直徑，；—裙部高度。如果把活塞銷偏心布置，則能使瞬時的過渡變成分布的過渡，并使過渡時刻先于達到最高燃燒壓力的時刻，因此改善了發(fā)動機的工作平順性。表面加工精度及粗糙度要求極高，高溫下熱穩(wěn)定性好。 活塞銷座 活塞銷座結(jié)構(gòu)設(shè)計 活塞銷座用以支承活塞，并由此傳遞功率。 活塞環(huán)設(shè)計及計算 活塞環(huán)形狀及主要尺寸設(shè)計該發(fā)動機采用三道活塞環(huán)，第一和第二環(huán)為氣環(huán)，第三環(huán)為油環(huán)。第三道是油環(huán)，是鋼帶組成環(huán)，重量輕，比壓高，刮油能力強。 活塞環(huán)強度校核活塞環(huán)在工作時，因剪應(yīng)力和軸向力影響較小，所以只計算彎矩。 本章小結(jié) 在活塞的設(shè)計過程中，分別確定了活塞、活塞銷、活塞銷座和活塞環(huán)的主要的結(jié)構(gòu)參數(shù)，分析了其工作條件，總結(jié)了設(shè)計要求，選擇合適的材料，并分別進行了相關(guān)的強度和剛度校核，使其符合實際要求。另外還具有模具設(shè)計，動態(tài)、靜態(tài)干涉檢查，計算質(zhì)量特征（如質(zhì)心、慣性矩）等功能模塊。要適應(yīng)這樣惡劣的工作條件，必須具有相應(yīng)的結(jié)構(gòu)。裙部頂端有兩個往里凸起的銷座。（2）鏡像生成活塞的整個輪廓。 活塞的建模步驟創(chuàng)建活塞1/4輪廓運用【拉伸工具】。（3）運用【旋轉(zhuǎn)工具】，選擇【去除材料】，創(chuàng)建裙部凹面特征。（2）選擇【陣列工具】，對上一步創(chuàng)建的特征進行再生，生成一些活塞環(huán)槽護圈。以傳統(tǒng)運動學(xué)和動力學(xué)的理論知識為依據(jù)，對曲柄連桿機構(gòu)的受力進行了系統(tǒng)的分析，并以此作為零件強度、剛度和和磨損等問題的依據(jù)。應(yīng)用三維CAD軟件Pro/ENGINEER建立了活塞模型，當模型建立完成后，運用Pro/E軟件完成與曲柄連桿機
環(huán)評公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1