【正文】 溫度過高，導(dǎo)致活塞環(huán)彈性松弛、粘結(jié)等故障。以降低活塞組的往復(fù)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?。湍?、耐蝕；（6）工藝性好，低廉。第3章 活塞組的設(shè)計 活塞的設(shè)計活塞組包括活塞、活塞銷和活塞環(huán)等在氣缸里作往復(fù)運動的零件，它們是發(fā)動機中工作條件最嚴酷的組件。在傳統(tǒng)的設(shè)計模式中，為了滿足設(shè)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(shè)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(gòu)進行動力學(xué)分析。其次對活塞組進行詳細的結(jié)構(gòu)設(shè)計，并進行了結(jié)構(gòu)強度和剛度的校核。 研究目標(biāo)和意義曲柄連桿機構(gòu)是發(fā)動機的傳遞運動和動力的機構(gòu)，通過它把活塞的往復(fù)直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動而輸出動力。式（）可進一步簡化，： 即 又由于 （）將式（）帶入式（）得： x= （）式（）是計算活塞位移x的精確公式,為便于計算，可將式（）中的根號按牛頓二項式定理展開，得：…考慮到≤ 1∕3，其二次方以上的數(shù)值很小，可以忽略不計。使散熱良好，強度、剛度符合要求，盡量減輕重量，避免應(yīng)力集中；（3）保證燃燒室氣密性好，竄氣、竄油要少又不增加活塞組的摩擦損失；（4）在不同工況下都能保持活塞與缸套的最佳配合；（5）減少活塞從燃氣吸收的熱量，而已吸收的熱量則能順利地散走；（6）在較低的機油耗條件下，保證滑動面上有足夠的潤滑油。因此，活塞頭部的設(shè)計要點是：（1）保證它具有足夠的機械強度與剛度，以免開裂和產(chǎn)生過大變形，因為環(huán)槽的變形過大勢必影響活塞環(huán)的正常工作；（2）保證溫度不過高，溫差小，防止產(chǎn)生過大的熱變形和熱應(yīng)力，為活塞環(huán)的正常工作創(chuàng)造良好條件，并避免頂部熱疲勞開裂；（3）尺寸盡可能緊湊，因為一般壓縮高度縮短1單位，整個發(fā)動機高度就可以縮短單位，并顯著減輕活塞重量。則 ， 。復(fù)雜形狀的活塞頂要特別注意避免尖角，所有尖角均應(yīng)仔細修圓，以免在高溫下熔化。分析活塞在發(fā)動機中工作時裙部的變形情況。因此，在決定活塞裙部長度是應(yīng)保持足夠的承壓面積，以減少比壓和磨損?；钊N座的內(nèi)徑，活塞銷座外徑一般等于內(nèi)徑的倍，取，活塞銷的彎曲跨度越小，銷的彎曲變形就越小，銷—銷座系統(tǒng)的工作越可靠，所以，一般設(shè)計成連桿小頭與活塞銷座開擋之間的間隙為，但當(dāng)制造精度有保證時，兩邊共就足夠了，取間隙為。無論是造型設(shè)計、工程出圖，以及3D裝配等方面，Pro/E都具有操作容易、使用方便、可動態(tài)修改的特點。（4）創(chuàng)建活塞頭部的氣環(huán)槽和油環(huán)槽。對曲柄連桿機構(gòu)的主要零部件之一的活塞進行了主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計計算，并通過校核檢驗尺寸選取的是否合適。： 鏡像生成整個活塞及建立活塞環(huán)槽創(chuàng)建頂部凹槽運用【拉伸工具】，拉伸方式為【盲孔】，選擇【去除材料】，生成頂部凹槽。由于橢圓的長軸與短軸之間相差極小，所以建模時以圓形代替。工作狀態(tài)下的彎曲應(yīng)力活塞斷面的最大彎矩為： （）由此可得最大彎曲應(yīng)力為： （）對于斷面均壓環(huán)其開口間隙與活塞環(huán)平均接觸壓力之間有如下關(guān)系： （）將式（）帶入（）并整理得： （）式中：—材料的彈性模量，對合金鑄鐵；—活塞環(huán)的開口間隙，取為；—氣缸直徑，；—活塞環(huán)徑向厚度，則 活塞環(huán)工作時的許用彎曲應(yīng)力為，則校核合格。最大彎曲應(yīng)力計算活塞銷中央截面的彎矩為 （）空心銷的抗彎斷面系數(shù)為，其中 所以彎曲應(yīng)力為 即 （） 最大剪切應(yīng)力計算最大剪切應(yīng)力出現(xiàn)在銷座和連桿小頭之間的截面上。常用的橢圓形狀是按下列公式設(shè)計的： （）式中、分別為橢圓的長短軸。在通常的尺寸比例下，可假定槽底（岸根）直徑，環(huán)槽深為：于是作用在岸根的彎矩為 （）而環(huán)岸根斷面的抗彎斷面系數(shù)近似等于所以環(huán)岸根部危險斷面上的彎曲應(yīng)力 （） 同理得剪切應(yīng)力為： （）接合成應(yīng)力公式為： （）考慮到鋁合金在高溫下的強度下降以及環(huán)岸根部的應(yīng)力集中，鋁合金的許用應(yīng)力，校核合格。活塞頂接受的熱量，主要通過活塞環(huán)傳出。環(huán)岸的高度，應(yīng)保證它在氣壓力造成的負荷下不會破壞。共晶鋁硅合金是目前國內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的活塞材料，既可鑄造，也可鍛造。因而活塞頂?shù)臏囟?