【正文】 李老師淵博的學(xué)識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范，誨人不倦的育人態(tài)度，令我難以忘懷。 飛輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算： 在飛輪的設(shè)計(jì)中，我們先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)定出其外徑 1D 、內(nèi)徑 2D 和厚度 b，然后在根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)其進(jìn)行校核。 2 2 2 273 10 5 63 66( ) 36 .1 54 4 10 5w ??? ? ?? 則 2342 3 6 .1 5 2 3 6 .1 5 2 3 6 .1 51 .9 2 6 2 .4 3 4 ( ) 1 .8 7 3 0 .5 4 4( ) ( )63 6 3 6 32 3 6 .1 50 .0 6 1 5 ()630 .7 9bV? ??? ? ? ???? 3421 .0 0 9 0 .6 4 2 0 .2 7 2 0 .0 5 2 5 0 .0 0 3 6 3?? ? ??? ? ? ? ? （ 54） 2 .4 9 0 .9 7 2 .4 2? ? ? ?，則 ?? 。 曲軸所受力是以點(diǎn)負(fù)荷的形式作用在曲軸上的。噴丸比滾壓優(yōu)越的地方在于使曲軸整個(gè)表面都能得到強(qiáng)化，甚至包括未加工的高壓力區(qū)，同時(shí)適于大批生產(chǎn)，軸頸摩擦表面不需噴丸。淬火層深一般為 37 毫米，硬度 HR C5563。壓縮應(yīng)力由于永久變形的存在殘留了下來(lái)。若同時(shí)要減輕曲軸的重量和減小曲柄銷(xiāo)的離心力，從而降低主軸承負(fù)荷，則宜用全空心結(jié)構(gòu)，且將曲柄銷(xiāo)內(nèi)孔向外側(cè)偏離。但是這種過(guò)渡曲線要求對(duì)精磨圓角的砂輪進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的修整，工藝復(fù)雜。不過(guò)由于它忽略了許多影響因素，甚至也沒(méi)有考慮相鄰曲拐的影響，致使計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況相差較大；連續(xù)梁法近年正逐步受到人們的重視，因?yàn)樗紤]拉支撐的彈性安裝不同心度以及支座彎矩等因素對(duì)曲軸應(yīng)力的影響，使計(jì)算較為全面。使曲軸不但在運(yùn)轉(zhuǎn)中安全可靠，而且能充分利用材料的疲勞強(qiáng)度。曲軸是通過(guò)主軸頸支撐在機(jī)體上的。大多數(shù)內(nèi)燃機(jī)上，機(jī)器本身的輔助機(jī)構(gòu)，如配氣機(jī)構(gòu)，機(jī)油泵，冷卻水泵和冷卻風(fēng)扇等是由曲軸自由端經(jīng)過(guò)傳動(dòng)齒輪、鏈輪或三角帶進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的。 曲軸強(qiáng)度廣告牌主要兇手靜強(qiáng)度計(jì)算和疲勞強(qiáng)度計(jì)算。 ? ?2200 33c o s c o s 1 2 0 2 c o s sin22r v r rM m R L m R L? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ??? ???? ??? ? ? 33sin sin 12 0 2 sin c os22r H r rM m R L m R L? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ??? ???? ??? ? ? ? ?22 2 03r r v r H rM M M m R L?? ? ? ?? ? ? 令2 0 33sin c os 022rv rdM m R Ld ??? ??? ? ? ? ????? 得 30???即 2m a x 03rrM m R L???? 車(chē)輛與動(dòng)力工程學(xué)院汽車(chē)發(fā)動(dòng)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 16 因?yàn)?rvM? 和 jIM? 的公式形態(tài)一樣 所以 2I m 03j a x jM m R L???? 可知 30r? ?? ? ， 1 30??? ? ? ?2200 33c o s 2 c o s 2 1 2 0 2 c o s 2 sin 222j j jM m R L m R L? ? ? ? ? ? ? ?? ??? ? ? ? ? ? ? ? ??? ???? ???令 ? ?2 0 3 sin 2 3 c o s 2 0j jdM m R Ld ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ??? 得 2α =30176。飛輪裝于輸出端，柴油機(jī)產(chǎn)生的功率經(jīng)輸出端輸出，但在某些工程機(jī)械或農(nóng)用柴油機(jī)上，曲軸自由端也可輸出部分乃至全部功率。平衡塊厚度一般與曲柄臂相同。 圖 32 為此次設(shè)計(jì)油道的布置方案 圖 32 油道布置方案 車(chē)輛與動(dòng)力工程學(xué)院汽車(chē)發(fā)動(dòng)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 13 曲軸平衡塊 平衡塊用來(lái)平衡曲軸不平衡的離心慣性力和離心慣性 力矩。從保證潤(rùn)滑考慮，希望主軸頸油孔開(kāi)在最大軸頸壓力作用線方向。潤(rùn)滑油通常先進(jìn)入主軸承再進(jìn)入連桿軸承。 曲柄臂厚度 h=（ ~） D 取 h==23mm； 曲柄臂寬度 b=（ ~） D 取 b= =83mm； 曲軸圓角： 曲軸主軸頸和曲柄臂連接的圓角稱(chēng)為主軸頸圓角，曲柄銷(xiāo)和曲柄臂連接的圓角稱(chēng)為曲柄銷(xiāo)圓角。但是，曲柄銷(xiāo)加粗伴隨著連桿大頭加大，使不平衡旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的離心力增大，對(duì)曲軸及軸承的工作帶來(lái)不利。此外，由于這種曲軸各曲柄單獨(dú)制造，因而不需要大型設(shè)備，機(jī)械加工簡(jiǎn)單，這種曲軸由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工精度高，因而僅少數(shù)機(jī)型采用。 整體式曲軸 整體式曲軸的結(jié)構(gòu)是整體的，它的毛坯由整根鋼料鍛造或用鑄造方法澆鑄出來(lái)。 3．根據(jù)柴油機(jī)沖程數(shù)，汽缸數(shù)目和排列方式，發(fā)火順序，從保證扭矩均勻，平衡性良好，主軸承負(fù)荷不要過(guò)大等原則出發(fā)確定曲柄排列。 上面這三個(gè)問(wèn)題是在內(nèi)燃機(jī)的過(guò)程中經(jīng)常遇到并必須注意解決的問(wèn)題 ,總括起來(lái)說(shuō)就是 :零件必須有足夠的強(qiáng)度和剛度 ,以便能夠隨力的作用必須注意減小零件的磨損和提高耐磨性 ,以便行長(zhǎng)零件的使用壽命 。機(jī)械應(yīng)力超過(guò)一定的限度時(shí)零件將發(fā)生斷裂性的破壞，變形超過(guò)一定的限度時(shí)零件之間的相互配合關(guān)系將被破壞。因此，在設(shè)計(jì)每一個(gè)零件時(shí)，必須把它看作是整個(gè)內(nèi)燃機(jī)的一部分。本設(shè)計(jì)中氣缸中心距 L 為 118 mm。并考慮以下因素： 1）選用較小的 S/D，可減小柴油機(jī)的高度寬度和質(zhì)量。 提高 Pe 值可使功率增加比重量下降。在功率給定以后，若平均有效壓力、活塞行程的缸數(shù)維持不變，提高活塞平均速度可使氣缸直徑減小，柴油機(jī)體積小、重量輕。質(zhì)量小在某種程度上表明所耗用的金屬質(zhì)量少。 1．功率和轉(zhuǎn)速 作為動(dòng)力機(jī)械，使用者對(duì)內(nèi)燃機(jī)第一位的要求是應(yīng)該能夠在規(guī)定轉(zhuǎn)速下發(fā)出所要求的功率。驅(qū)動(dòng)輔助裝置 。 我設(shè)計(jì)的題目是曲軸飛輪組。從目前的 輕型轎車(chē)和農(nóng)用車(chē) 市場(chǎng)看 ，柴油機(jī)是一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，由于用戶對(duì)汽車(chē)動(dòng)力性的可靠性及排放法規(guī)的限制，柴油機(jī)在市場(chǎng)上的地位在不斷護(hù)大，三缸柴油機(jī)是農(nóng)用車(chē)和輕型轎車(chē)的首選，功率足，體積小，可以滿足用戶的需求。對(duì)曲軸強(qiáng)調(diào)確定的方法有兩種：試驗(yàn)研究和分析計(jì)算 [2]。 車(chē)輛與動(dòng)力工程學(xué)院汽車(chē)發(fā)動(dòng)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 3 第二章 總體設(shè)計(jì)方案 內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)要 求 內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，它的許多零件是在經(jīng)受高溫，高應(yīng)力和劇烈磨擦的苛刻條件下工作的。 給定的燃油耗率不大于 242 g/(kW*h)。 給定設(shè)計(jì)項(xiàng)目為 392 柴油機(jī)設(shè)計(jì)，則氣缸數(shù)為 3，缸徑為 92。隨著活塞平均速度的提高，柴油機(jī)的平 衡、振動(dòng)和噪聲等問(wèn)題突出出來(lái)。 在選定柴油機(jī)的的 Pe 值時(shí)一定要慎重。 此次設(shè)計(jì)的 S/D 值為 。 此次設(shè)計(jì)中壓縮比 ε初步定 為 18。在這里考慮問(wèn)題的主要出發(fā)點(diǎn)是保證由這些零件組成的內(nèi)燃機(jī)能夠有效的實(shí)現(xiàn)將燃料中的熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械功的過(guò)程。本次設(shè)計(jì)中比較注意零件的磨損問(wèn)題，對(duì)受到磨損的部位注意正確地供給潤(rùn)滑油和采取其它措施來(lái)延長(zhǎng)零件的使用車(chē)輛與動(dòng)力工程學(xué)院汽車(chē)發(fā)動(dòng)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 7 壽命。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展與強(qiáng)化，使曲軸的工作條件愈加苛刻，因此，曲軸的強(qiáng)度和剛度問(wèn)題就變的更加嚴(yán)重，在設(shè)計(jì)曲軸時(shí)必須正確的選擇曲軸的尺寸參數(shù)、結(jié)構(gòu)形式、材料與工藝，以求獲得最經(jīng)濟(jì)最合理的效果 [6] 。 車(chē)輛與動(dòng)力工程學(xué)院汽車(chē)發(fā)動(dòng)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 9 曲軸的結(jié)構(gòu)形 式及其參 數(shù)的選 擇 一、按支撐方式分為全支撐曲軸和非全支撐曲軸。 （ 1）、圓盤(pán)式組合曲軸 這種曲軸的每個(gè)曲柄單獨(dú)制造，然后用螺栓緊固聯(lián)成一根完整的曲軸。 本次設(shè)計(jì) 的曲軸需要應(yīng)用于三缸柴油機(jī)，這種小型機(jī)上多 采用整體式曲軸。 現(xiàn)代高速內(nèi)燃機(jī)曲柄的形狀大多采用橢圓形和圓形。當(dāng)各段圓弧半徑選擇適當(dāng)時(shí)可提高曲軸疲勞強(qiáng)度，增加軸頸有效承載長(zhǎng)度。假軸承上也澆有一層軸承合金。因此應(yīng)兼顧上述兩項(xiàng)要求來(lái)確定油孔的位置，同時(shí)還應(yīng)考慮曲軸結(jié)構(gòu)和鉆孔的工藝性。平衡方案的選擇，平衡塊重量的計(jì)算與布置，應(yīng)該仔細(xì)考慮。在一些柴油機(jī)中由于中央主軸承的負(fù)荷大而增加其長(zhǎng)度，并用它作止推軸承。 曲軸法蘭的大小應(yīng)根據(jù)主軸承直徑及油封裝置來(lái)決定。為了獲得良好的外部平衡性能，應(yīng)對(duì)帶平衡塊的曲軸進(jìn)行仔細(xì)地靜、動(dòng)平衡，并把活塞組、連桿組的重量嚴(yán)格控制在誤差范圍內(nèi)。 曲軸中用以驅(qū)動(dòng)其它機(jī)械旋轉(zhuǎn)的一端稱(chēng)為功率輸出端（或稱(chēng)后端）。設(shè)計(jì)曲軸時(shí)必須注意解決的另一主要問(wèn)題是保證軸頸與軸承工作可靠并且耐用。由于交變扭轉(zhuǎn)應(yīng)力作用而產(chǎn)生的疲勞破壞，裂紋一般是與軸線呈大約 45。加上曲軸的形狀復(fù)雜，所有上述因素使得曲軸應(yīng)力的計(jì)算大為復(fù)雜，迄今為止， 還只能做較為近似的計(jì)算。前面已論述為了減小圓角部位的應(yīng)力集中效應(yīng)，必須增大圓角半徑 R。由于工藝上的考慮，在任何情況下 R 的絕對(duì)值不應(yīng)小于 2 mm。 一、圓角滾壓硬化 曲軸圓角滾壓強(qiáng)化是近年來(lái)應(yīng)用越來(lái)越廣的圓角強(qiáng)化方法。因此，珠光體球墨鑄鐵曲軸圓角滾壓效果最明顯。為此，采用專(zhuān)門(mén)的工藝措施，把圓角部分一起淬硬。氮化處理不僅適用于鋼曲軸，也同樣適用于球鐵曲軸 [10] 。 （ 1）圓角處 m a xm a x 12 .2 4 ( ) bM M P aW? ? ? ? 車(chē)輛與動(dòng)力工程學(xué)院汽車(chē)發(fā)動(dòng)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 26 m inm in 3 4 0 6 9 7 .8 8 4 .4 5 ( )7 6 4 0 8 .7 6AnAbM M P aW? ?? ? ? ? （ 2）連桿軸頸中央油孔處 m a xm a x 2 0 .9 9 ( )7 6 4 0 8 .7 6BnBbM M P aW? ? ? ? m inm in 584040 7 .6 ( )7 6 4 0 8 .7 6bnB bM M P aW? ?? ? ? ? m a x m inm 2n nn ? ?? ? ?， m a x m i n2n nna ? ?? ?? （ 1）圓角處 m a x m in 1 2 .2 4 4 .4 5 3 .9 ( )22nA nAnm M P a? ?? ??? ? ? m a x m in 1 2 .2 4 4 .4 58 .3 5 ( )22nA nAna M P a? ?? ??? ? ? （ 2）連桿軸頸中央油孔處 m a x m inm 2 0 .9 9