【正文】 式中，為了滿足設計的需要須進行大量的數(shù)值計算，同時為了滿足產(chǎn)品的使用性能，須進行強度、剛度、穩(wěn)定性及可靠性等方面的設計和校核計算，同時要滿足校核計算，還需要對曲柄連桿機構進行動力學分析。當=時，活塞銷中心A在最上面的位置A1，此位置稱為上止點。第3章 活塞組的設計 活塞的設計活塞組包括活塞、活塞銷和活塞環(huán)等在氣缸里作往復運動的零件，它們是發(fā)動機中工作條件最嚴酷的組件?；钊粌H溫度高，而且溫度分布不均勻，各點間有很大的溫度梯度，這就成為熱應力的根源，正是這些熱應力對活塞頂部表面發(fā)生的開裂起了重要作用。以降低活塞組的往復慣性力，從而降低了曲軸連桿組的機械負荷和平衡配重；（5）有良好的減磨性能（即與缸套材料間的摩擦系數(shù)較?。?，耐磨、耐蝕；（6）工藝性好，低廉。含硅9%左右的亞共晶鋁硅合金，熱膨脹系數(shù)稍大一些，但由于鑄造性能好，適應大量生產(chǎn)工藝的要求，應用也很廣。為縮小，當然希望盡可能小，但過小會使第一環(huán)溫度過高，導致活塞環(huán)彈性松弛、粘結等故障。當然，第二環(huán)岸負荷要比第一環(huán)岸小得多，溫度也低，只有在第一環(huán)岸已破壞的情況下，它才可能被破壞。綜上所述，可以決定活塞的壓縮高度。專門的實驗表明，對無強制冷卻的活塞來說，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油的僅占10%左右。一般該倒角為。 活塞裙部的設計活塞裙部是指活塞頭部最低一個環(huán)槽以下的那部分活塞。在這些因素中，機械變形影響一般來說并不嚴重，主要還是受熱膨脹產(chǎn)生變形的影響比較大。缸徑小于的裙部開槽的活塞，橢圓度（）的大小，一般為。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，這是因為，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，側壓力作用方向改變時，活塞從次推力面貼緊氣缸壁的一面突然整個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。橫斷截面的最大剪切應力發(fā)生在中性層上[14]，其值按下式計算： （）已知許用彎曲應力；許用剪切應力，那么校核合格。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，活塞向上運動時潤滑效果好。套裝應力活塞環(huán)往活塞上套裝時，要把切口扳得比自由狀態(tài)的間隙還大，對于均壓環(huán)，此時的正對切口處的最大套裝彎曲應力為： （）式中：—與套裝方法有關的系數(shù)，根據(jù)套裝方法的不同，其值為，一般取，則 因環(huán)的套裝時在常溫下進行的，承受的應力時間甚短，所以套裝應力的許用值大于工作應力的許用值，所以校核合格。 活塞的建模 活塞的特點分析活塞是在高溫、高壓、高腐蝕的條件下，在汽缸內(nèi)做高速往復直線運動的。 活塞的建模思路（1）為了快速準確地創(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。（2）選取草繪平面，運用【拉伸工具】，拉伸方式為【至曲面】，生成凸臺。 創(chuàng)建頂部凹槽及活塞環(huán)結束語本文以柴油機作為參照，確定了相關參數(shù)，以便進行下一步的設計計算。在此基礎上，又進行了動力學方面的理論分析，重點分析了活塞的運動規(guī)律。（4）對生成的活塞銷孔邊和凸臺邊分別進行倒圓角。（3）創(chuàng)建活塞的頂部凹槽特征。（1）活塞頂部外表面設計成凹面形，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。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)的主要尺寸為環(huán)的高度、環(huán)的徑向厚度。銷座應當有足夠的強度和適當?shù)膭偠?，使銷座能夠適應活塞銷的變形，避免銷座產(chǎn)生應力集中而導致疲勞斷裂；同時要有足夠的承壓表面和較高的耐磨性。 活塞銷的設計 活塞銷的結構、材料活塞銷的結構和尺寸活塞銷的結構為一圓柱體，中空形式，可減少往復慣性質量，有效利用材料。為保證活塞裙表面能保持住必要厚度的潤滑油膜，其表面比壓不應超過一定的數(shù)值。當然間隙也不能留得過大，否則又會產(chǎn)生敲缸現(xiàn)象。所以裙部的設計要求，是保證活塞得到良好的導向，具有足夠的實際承壓面積，能形成足夠厚的潤滑油膜，既不因間隙過大發(fā)生敲缸，引起噪音和加速損傷，也不因間隙過小而導致活塞拉傷。活塞環(huán)側隙在不產(chǎn)生上述損傷的情況下愈小愈好，目前，~，二、三環(huán)適當小些，~，油環(huán)則更小些，這有利于活塞環(huán)工作穩(wěn)定和降低機油消耗量，側隙確定油環(huán)槽中必須設有回油孔，并均勻地布置再主次推力面?zhèn)?，回油孔對降低機油消耗量有重要意義，: 活塞環(huán)的開口間隙及側隙活塞環(huán)開口間隙/側隙/第一道環(huán)第二道環(huán)第三道環(huán)活塞環(huán)的背隙比較大，以免環(huán)與槽底圓角干涉?；钊^部要安裝活塞環(huán)，側壁必須加厚，一般取，活塞頂與側壁之間應該采用較大的過渡圓角，一般取，活塞頂表面應光潔，在個別情況下甚至拋光。則 。實際發(fā)動機的統(tǒng)計表明，柴油機接近下限。一般柴油機，為活塞直徑，該發(fā)動機的活塞標準直徑，確定火力岸高度為：（2）環(huán)帶高度 為減小活塞高度，活塞環(huán)槽軸向高度應盡可能小，這樣活塞環(huán)慣性力也小，會減輕對環(huán)槽側面沖擊，有助于提高環(huán)槽耐久性。 活塞頭部的設計設計要點活塞頭部包括活塞頂和環(huán)帶部分，其主要功用是承受氣壓力，并通過銷座把它傳給連桿，同時與活塞環(huán)一起配合氣缸密封工質。但近幾十年來，由于發(fā)動機轉速日益提高，工作過程不斷強化，灰鑄鐵活塞