【文章內(nèi)容簡介】 參數(shù) 型式 直列六缸，臥式，增壓，水冷，四沖程，車用 缸徑?jīng)_程 125 140mm 排量 壓縮比 16： 1 活塞平均速度 燃燒室形式 直接噴射式ω型 發(fā)火順序 1— 4— 2— 6— 3— 5 額定功率 169kW/2300r/min 曲軸旋轉(zhuǎn)方向 逆時(shí)針（從飛輪端看） 起動方式 電起動 潤滑方式 強(qiáng)制飛濺潤滑 最大扭矩 833N m/1500r/min 噪音 112dB 排氣煙度 3Bsu 外特性燃油消耗率 （ kW h） 凈重 965kg 外形尺寸（長寬高） 1363 1350 860 青島大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 9 第 2章 機(jī)械零部件設(shè)計(jì)概述 設(shè)計(jì)機(jī)械零件的基本要求 設(shè)計(jì)機(jī)械零部件的基本要求，可概括為工作可靠和成本低廉。判斷機(jī)械零部件工作能力的基本準(zhǔn)則是：強(qiáng)度、剛度、振動穩(wěn)定性和可靠性等；而實(shí)現(xiàn)機(jī)械零部件成本低廉的經(jīng)濟(jì)性準(zhǔn)則是：正確選擇材料，合理規(guī)定精度等級、賦予零件具有良好的工藝性并采用新工藝、盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)零件等。 顯然，設(shè)計(jì)機(jī)械零 部件也和設(shè)計(jì)機(jī)器一樣，需要通過不同方案進(jìn)行評比，擇優(yōu)選用。 機(jī)械零部件設(shè)計(jì)的一般步驟 設(shè)計(jì)普通機(jī)械零部件的一般步驟大致可以概括為： （１） 根據(jù)機(jī)器的總體設(shè)計(jì)方案，分析零件的工作情況（載荷分析），簡化力學(xué)模型，考慮影響載荷的各項(xiàng)因素，確定計(jì)算載荷。 （２） 分析零件可能出現(xiàn)的失效形式，確定零件承載能力的計(jì)算準(zhǔn)則。 （３） 根據(jù)材料的各項(xiàng)性能，經(jīng)濟(jì)因素及供應(yīng)情況等，選擇零件的材料及必要的處理方法（如熱處理、表面冷作硬化等。） （４） 分析零件的應(yīng)力（或變形）根據(jù)承載能力的計(jì)算準(zhǔn)則，建立或選定相應(yīng)的計(jì)算公式。 （５） 選定或計(jì)算零件的主要參數(shù)和幾何尺 寸，必要時(shí)應(yīng)對計(jì)算求得的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化或圓整。對于一些重要參數(shù)和幾何尺寸，必要時(shí)還應(yīng)進(jìn)行校核計(jì)算。 （６） 根據(jù)所選定或計(jì)算求得的主要參數(shù)和幾何尺寸并考慮工藝要求，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制零件工作圖。 理論設(shè)計(jì)、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)與模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)計(jì)算與校核計(jì)算 機(jī)器和機(jī)械零部件設(shè)計(jì)常用的方法有： 1． 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì) 根據(jù)現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)理論及實(shí)踐知識進(jìn)行設(shè)計(jì)。如果能準(zhǔn)確分析機(jī)器及其零件的工作情況，對各項(xiàng)影響因素（可簡化為系數(shù)）均有實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，理論公式符合實(shí)際，則理論設(shè)計(jì)能獲得較為可靠的結(jié)果。按照設(shè)計(jì)順序的不同，理論設(shè)計(jì)的計(jì)算過程又可分 為： （１）設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù)運(yùn)動及動力要求、材料性能等，由理論公式設(shè)計(jì)計(jì)算零件的形狀和尺寸。 （２）校核計(jì)算 先根據(jù)其他方法（如經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)）初步選定零件的外形及尺寸，然后引用理論公式進(jìn)行校核。 青島大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 10 ２．經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì) 根據(jù)已有的機(jī)器及機(jī)械零部件長期使用積累經(jīng)驗(yàn)而概括出來的經(jīng)驗(yàn)公式和數(shù)據(jù)，或采用“類比法”進(jìn)行設(shè)計(jì)。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)簡單方便，對于某些類型零件如普通減速器箱體、齒輪及渦輪輪體等比較實(shí)用可行，這些零件如采用理論設(shè)計(jì)，不僅計(jì)算過程十分繁瑣，難度較大，而所計(jì)算出來的尺寸有時(shí)在工藝上也難以實(shí)現(xiàn)。但經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，特別是“類比法”有局限性。因此，當(dāng)引用經(jīng)驗(yàn)公式確定零件尺寸時(shí)，應(yīng)對公式的來源及適用范圍作出分析。 3. 模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 對于一些尺寸特大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜而重要的、但又難以進(jìn)行理論設(shè)計(jì)的機(jī)械零部件，可采用模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。通過模型實(shí)驗(yàn)，測定出機(jī)器中主要零部件的工作應(yīng)力的實(shí)際分布，重要零件的極限承載能力，以此來修正理論設(shè)計(jì)與經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)不足之處。 總之，對于一般機(jī)械零件設(shè)計(jì)，可根據(jù)具體情況分別采用理論設(shè)計(jì)與經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，使之互為補(bǔ)充、相輔相成。 機(jī)械零件常用材料及其選用原則 機(jī)械零件常用材料 現(xiàn)今，可用作機(jī)械零件的材料至少在５００種以上，其中 以鋼及鑄鐵材料最為常用。近二十年來，由于塑料及復(fù)合材料的性能日益改善，這類材料的應(yīng)用也日益廣泛。 1. 碳鋼與合金鋼 碳鋼及合金鋼是機(jī)械制造中應(yīng)用最為廣泛的材料，這是因?yàn)檫@類材料的品種多、性能好；碳鋼的生產(chǎn)批量大、價(jià)格低、供應(yīng)充分，對于一般機(jī)械零件，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選用。 （１） 普通碳素鋼 這類鋼一般以軋制元剛、方鋼、熱軋制鋼板、厚鋼板、鋼絲、型鋼等形式供應(yīng)。普通碳素鋼按照供應(yīng)時(shí)的條件不同可分為三類。 甲類鋼：按機(jī)械性能供應(yīng)的鋼，鋼號前用字母Ａ表示； 乙類鋼：按化學(xué)成分供應(yīng)的鋼，鋼號前用字母Ｂ表示； 特類鋼：按機(jī)械性能 及化學(xué)成分供應(yīng)的鋼，鋼號前用字母Ｃ表示。 普通碳素鋼（主要指甲類鋼）的淬透性差，通常當(dāng)零件直徑大于２０ mm或零件厚度大于１４ mm 時(shí)無法淬透。因此，用這類鋼材作為零件材料，在機(jī)械加工后，一般不再進(jìn)行熱處理。對于輕載、而且基本上受的是靜應(yīng)力的不太重要的機(jī)械零部件，可選用這類鋼材。 在這類鋼材中，其中以Ａ３、Ａ４．Ａ５最為常用。 （２） 優(yōu)質(zhì)碳素鋼 這類鋼分為兩組：第一組為普通含錳鋼，第二組為較高含錳鋼。鋼號中的兩位數(shù)字表示平均含碳量的萬分之幾。字母“Ｍｎ”表示較高含錳量。 優(yōu)質(zhì)碳素鋼在機(jī)加工后可再進(jìn)行熱處理。但其淬 透性不佳，淬火變形較大，一般還要青島大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 11 進(jìn)行回火處理。含錳較高的優(yōu)質(zhì)碳素鋼的淬透性和耐磨性略優(yōu)于普通含錳的優(yōu)質(zhì)碳素鋼。當(dāng)零件受力較大，以及承受變應(yīng)力或受沖擊載荷時(shí)，可以選用優(yōu)質(zhì)碳素鋼。 上述含碳量較低的各種碳素鋼都有良好的可焊接性。 （３） 合金鋼 在優(yōu)質(zhì)合金鋼中加入合金元素如鎳、鉻、鉬、錳，釩、鋁、硅、鈦等能顯著改善鋼的各項(xiàng)性能，例如可提高鋼的淬透性、耐磨性、硬度、沖擊韌性、高溫強(qiáng)度等。合金鋼各項(xiàng)性能的改善與熱處理關(guān)系很大。對于受力較大、工作情況復(fù)雜、熱處理要求較高的重要零件，當(dāng)選用優(yōu)質(zhì)碳素鋼不能滿足要求時(shí)，可選用合金結(jié) 構(gòu)鋼。 2. 鑄鋼 對于承受重載的大型機(jī)械零件常用鑄鋼制造。鑄鋼和普通碳素鋼相比，鑄鋼不如后者的扎制件和鍛壓件致密，因此鑄鋼的強(qiáng)度價(jià)值比普通碳素鋼略低些。鑄鋼和鑄鐵相比，鑄鋼的熔點(diǎn)高、收縮率大，易形成氣孔，因此鑄鋼比一般鑄鐵難于鑄造。 鑄鋼的品種很多，其中合金鋼的性能較好，適合特殊用途。 3. 鑄鐵 （ 1）灰鑄鐵 灰鑄鐵具有成本低、鑄造性好，易于制造形狀復(fù)雜的零件的優(yōu)點(diǎn)，因此，它目前仍然是制造某些零件的主要材料。 灰鑄鐵性脆，斷裂時(shí)變形很小，因此它不適于作為承受沖擊載荷零件的材料?；诣T鐵的 強(qiáng)度極限低于鋼，彈性模量 E值比鋼低，但是 E值的變化范圍不大。因此，當(dāng)要求零件具有相同的應(yīng)力及剛度時(shí)，鑄鐵零件尺寸遠(yuǎn)比鋼制零件大，重量也高。但是灰鑄鐵減震性能比鋼好，因此常用來做機(jī)器的機(jī)座或機(jī)架。 （ 2）球墨鑄鐵 球墨鑄鐵中的石墨在鑄鐵中成球狀分布，它的強(qiáng)度可比灰鑄鐵高一倍。此外球墨鑄鐵的延伸性、耐磨性、彈性模量都比灰鑄鐵好的多，其減震性則不如灰鑄鐵。球墨鑄鐵各項(xiàng)機(jī)械性能高低，取決于球化剛毅水平的高低。 現(xiàn)今，球墨鑄鐵的應(yīng)用已經(jīng)很普遍，如今，受較大沖擊載荷的齒輪、曲軸等都可以用球墨鑄鐵取代剛才制造。 材料的 選用原則 機(jī)械零件工作可靠性和經(jīng)濟(jì)性與材料的選用關(guān)系很大。在選用一般機(jī)械零件材料時(shí)，所選材料應(yīng)滿足零件的使用要求和符合經(jīng)濟(jì)原則。 機(jī)械零件的使用要求可以概述為：（ 1）零件的工作情況和載荷作用的情況，以及相應(yīng)的失效形式所提出的要求；（ 2）對零件的尺寸和重量所提出的要求；（ 3）零件在機(jī)器或部件中的重要程度。顯然，如滿足上述各項(xiàng)使用要求，應(yīng)從材料各項(xiàng)性能的綜合指標(biāo)來考慮選取。例如，對于受力較大的零件，如果單從承載能力出發(fā)，必然要選用高強(qiáng)度的鋼制造青島大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 12 為宜，但是結(jié)合零件的經(jīng)濟(jì)性及材料的合理使用觀點(diǎn)來考慮， 高強(qiáng)度鋼未必是最合理的材料。一般來說，是用合金鋼，必須對鋼材進(jìn)行要求較高的熱處理和表面處理，否則就不能充分發(fā)揮這種鋼的潛在的優(yōu)越性能。這就表明使用高強(qiáng)度合金鋼材必須有充分的技術(shù)理由及必要的經(jīng)濟(jì)性考慮。因此，對于一般機(jī)械零件，當(dāng)重量和尺寸沒有嚴(yán)格的限制時(shí)，應(yīng)選用大批量生產(chǎn)、價(jià)格低廉的普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)合金鋼及灰鑄鐵等材料。 在很多情況下，零件在不同部位上對材料有不同的要求。例如，對于齒輪材料的要求是：齒面要硬、齒心要韌、輪體無特殊要求。在這種情況下，可以采用所謂“局部增強(qiáng)”辦法加以解決。例如采用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（ 45號鋼）進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，改善齒輪通體韌性及切削性能。切齒后對齒面進(jìn)行表面淬火，提高齒面硬度。對于輪體（包括輪輻和輪轂等），可采用與齒圈相同的材料（整體式結(jié)構(gòu)，小型齒輪），也可以采用較差的材料（例如灰鑄鐵，大型齒輪，組裝式結(jié)構(gòu)）制造，從而滿足了零件的性能要求。 選擇材料的經(jīng)濟(jì)性原則可概括為：盡可能降低由材料本身定價(jià)格、加工費(fèi)用以及其他有關(guān)費(fèi)用總成本。為此，在選擇材料的時(shí)，不僅要考慮材料的價(jià)格、供應(yīng)情況、代用材料，還要簡化零件結(jié)構(gòu)，賦予零件衛(wèi)星具有良好的工藝性等等。 機(jī)械零件的工藝性 在一定的生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)條件 下，制造機(jī)械零件所用的勞動量最小、加工費(fèi)用最小、而零件結(jié)構(gòu)又滿足使用要求，則這樣的零件成為具有良好的工藝性。機(jī)械零件的工藝性是在進(jìn)行零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)賦予的。因此，零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)工作中十分重要，工作量也很大。 機(jī)械零件的設(shè)計(jì)，應(yīng)從多方面考慮及改善零件的工藝性。在一般的情況下，機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)與生產(chǎn)條件和生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)。例如，在批量生產(chǎn)及有大型設(shè)備的條件下，應(yīng)選取鍛鋼件，而對于同一零件在單件和小量生產(chǎn)以及只有一半設(shè)備的情況下，就應(yīng)采用鑄鐵或焊接件。此外，零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單使用，加工精度和表面光潔度 的規(guī)定要合理，這都有助于改善零件的工藝性。 設(shè)計(jì)鑄件時(shí)還應(yīng)注意到，鑄件的最小壁厚應(yīng)滿足液態(tài)金屬的流動性要求。例如，對于砂型鑄造，一般灰鑄鐵件壁厚δ i≥ 6mm，球墨鑄鐵件壁厚還可以小一些，鑄鋼件壁厚δ s≥ 8mm；對于金屬型鑄造，則上述鑄件壁厚應(yīng)分別為δ i≥ 4mm， δ s≥ 5mm。鑄件個(gè)部分的壁厚應(yīng)均勻，但是也不宜過厚，以免產(chǎn)生縮孔及缺陷。此外，鑄件不同壁厚的連接處，應(yīng)采用均勻過渡，各個(gè)面的接交處應(yīng)采用圓角結(jié)構(gòu)。垂直分型面的表面應(yīng)有適當(dāng)?shù)蔫T造斜度，以便于造型及起模；要注意避免上使造型困難的死角，所設(shè)計(jì)的鑄件結(jié)構(gòu) 還應(yīng)考慮便于清砂、運(yùn)輸方面要求。 青島大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 13 鍛造和沖壓件的毛胚形狀應(yīng)力求簡單，不應(yīng)有很深的凹槽，以便于制造。 對于機(jī)械加工工件要考慮加工的可能性，并盡可能減少加工難度。 標(biāo)準(zhǔn)化是組織現(xiàn)代化大生產(chǎn)的重要手段，也是實(shí)行科學(xué)管理的重要基礎(chǔ)之一。標(biāo)準(zhǔn)化的基本特征是統(tǒng)一、簡化。 零件標(biāo)準(zhǔn)化、部件通用化和產(chǎn)品系列化，不僅有利于機(jī)器及零件的設(shè)計(jì)、制造，并可收到顯著的經(jīng)濟(jì)效果，有利于開展專業(yè)協(xié)作、統(tǒng)一規(guī)劃，并可迅速提高大型、精密、現(xiàn)代化的成套機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)水平。顯然，“三化”對國民經(jīng)濟(jì)的各部門、特別是對機(jī)械工業(yè)的發(fā)展有著重要的意 義。 第 3章 6P125ZQ 型柴油機(jī)活塞連桿組的設(shè)計(jì) 活塞連桿組的概述 活塞連桿組的功用是將活塞的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，同時(shí)將作用于活塞上的力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S對外輸出的轉(zhuǎn)矩，以驅(qū)動汽車車輪轉(zhuǎn)動。 6P125ZQ 型柴油機(jī)載 6125QW 型非增壓柴油機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了增壓強(qiáng)化。其標(biāo)定功率有 132 千瓦提高到了 169千瓦，功率增加了 %；爆發(fā)壓力由 增加到 ，增加了 %；機(jī)油耗率≤ 克 /千瓦小時(shí)；然油耗率為 克 /千瓦小時(shí)；噪聲為 112 分貝比原機(jī)降低 5 分貝；活塞