內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)課后習(xí)題答案(袁兆成主編)(編輯修改稿)
2025-07-21 20:36 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角。凸輪型線(xiàn)豐滿(mǎn)系數(shù)是一個(gè)相對(duì)量，表示的是位移曲線(xiàn)下的面積與最大升程和工作半包角組成的矩形面積之比。在設(shè)計(jì)凸輪型線(xiàn)時(shí)，經(jīng)常用來(lái)評(píng)判型線(xiàn)設(shè)計(jì)的好壞。59通常的氣門(mén)錐角是多少？增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門(mén)錐角有何變化？為什么？答：一般發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門(mén)錐角。而對(duì)于增壓柴油機(jī)，氣門(mén)錐角，這是因?yàn)樵鰤喊l(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)壓力高，氣門(mén)盤(pán)受力變形大與氣門(mén)座的相對(duì)滑移量大，而且不同于非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，完全排除了從氣門(mén)導(dǎo)管獲得機(jī)油的可能，因此，氣門(mén)與氣門(mén)座磨損的問(wèn)題更加突出。增壓發(fā)動(dòng)機(jī)采用較小的氣門(mén)錐角，就是為了減少與氣門(mén)座的相對(duì)滑移量，減輕磨損。510如何利用配氣相位圖計(jì)算出進(jìn)、排氣凸輪的工作段包角及半包角、同缸異名凸輪相對(duì)夾角、同名異缸凸輪相對(duì)夾角以及確定凸輪軸與曲軸的相對(duì)位置。 壓縮上止點(diǎn) 膨脹下止點(diǎn) 排氣桃尖 上止點(diǎn) 進(jìn)氣桃尖 進(jìn)氣下止點(diǎn) —φe1— φi1 φe2 —φi2——φΨ答：排氣凸輪工作段包角為 排氣凸輪工作段包角為 進(jìn)氣凸輪工作段包角為 進(jìn)氣凸輪工作段包角為同缸異名凸輪相對(duì)夾角為 異缸同名凸輪相對(duì)夾角為, 其中A為相應(yīng)氣缸點(diǎn)火間隔角當(dāng)活塞位于壓縮上止點(diǎn)時(shí)，排氣凸輪相對(duì)于挺柱軸線(xiàn)的夾角為511凸輪設(shè)計(jì)完成后，如何驗(yàn)算氣門(mén)與活塞是否相碰？答：⑴ 缸墊按壓緊后的厚度計(jì)算，除主軸承及活塞銷(xiāo)孔以外，曲柄連桿機(jī)構(gòu)的間隙均偏向一側(cè)，使活塞處于最高處。確定活塞在上止點(diǎn)的最高位置。2) 畫(huà)出活塞位移曲線(xiàn)；3) 根據(jù)鍵槽，齒形及它們與曲拐所在平面、凸輪軸位置間的制造公差，進(jìn)行正時(shí)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的尺寸鏈計(jì)算，確定進(jìn)、排氣門(mén)的實(shí)際開(kāi)閉時(shí)刻并按照同一比例畫(huà)出進(jìn)排氣門(mén) 升程曲線(xiàn)，氣門(mén)升程對(duì)應(yīng)的角度要換算成曲軸轉(zhuǎn)角；4) 觀察氣門(mén)升程曲線(xiàn)與活塞位移曲線(xiàn)是否相交；如果相交，則需要在活塞上開(kāi)避讓坑， 或者改變配氣相位。第六章：曲軸飛輪組設(shè)計(jì)61提高曲軸疲勞強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)措施和工藝措施分別有哪些？為什么？答：結(jié)構(gòu)措施：1）加大曲軸軸頸的重疊度A(A增大，曲軸抗彎和抗扭剛度增加) 2）加大軸頸附近的過(guò)渡圓角（可減小應(yīng)力集中效應(yīng)，提高抗彎疲勞強(qiáng)度） 3）采用空心曲軸（可提高曲軸抗彎強(qiáng)度，同時(shí)課減輕曲軸重量和曲軸離心力） 4）沉割圓角（可在增加圓角半徑的同時(shí)保證軸頸的有效承載長(zhǎng)度） 5）開(kāi)卸載槽（在相同載荷條件下，可使曲柄銷(xiāo)圓角的最大壓力值有所降低） 工藝措施：1）圓角滾壓強(qiáng)化（表面產(chǎn)生剩余壓應(yīng)力，抵消部分工作拉伸應(yīng)力，提高曲軸的疲勞強(qiáng)度，還可降低圓角的表面粗糙度值，消除表面缺陷） 2）圓角淬火強(qiáng)化（用熱處理的方法是金屬發(fā)生組織相變，發(fā)生體積膨脹而產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，提高疲勞強(qiáng)度，還能提高硬度和表面的耐磨性） 3）噴丸強(qiáng)化處理（屬于冷作硬化變形，在金屬表面留下壓應(yīng)力，是表面硬度提高，從而提高疲勞強(qiáng)度） 4）氮化處理（利用輝光離子氮化或氣體軟氮化方法，使氮?dú)鉂B入曲軸表面，由于氮的擴(kuò)散作用，使金屬體積增大，產(chǎn)生擠壓應(yīng)力，提高疲勞強(qiáng)度）62曲軸的連桿軸頸不變，增大主軸頸直徑D1，有何優(yōu)點(diǎn)？缺點(diǎn)是什么？答：D2不變，D1增大 優(yōu)點(diǎn): 1. 可提高曲軸剛度，增加曲柄剛度而不增加離心力 2. 可增加扭轉(zhuǎn)剛度，固有頻率We增加，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量I增加不多 缺點(diǎn)：主軸承圓周速度增加，摩擦損失增加，油溫升高。63為什么說(shuō)連桿軸頸負(fù)荷大于主軸頸負(fù)荷？實(shí)際中主軸頸直徑D1和連桿軸頸直徑D2哪一個(gè)尺寸大？答：對(duì)于每個(gè)曲拐而言，連桿軸頸是一個(gè)，主軸頸有兩個(gè)。連桿軸頸承受著由連桿傳來(lái)全部載荷，而每個(gè)主軸頸則只承擔(dān)一半載荷，所以主軸頸載荷小于連桿軸頸載荷。實(shí)際設(shè)計(jì)中主軸頸D1大于連桿軸頸D2，D1/D2≈～，因?yàn)樵黾又鬏S頸可以增加曲軸的重疊度，提高曲軸的抗彎剛度和抗疲勞強(qiáng)度，同時(shí)不增加曲軸的離心載荷。64多拐曲軸強(qiáng)度最薄弱的環(huán)節(jié)是曲柄，曲柄的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)有哪兩個(gè)？他們各自的變化對(duì)其強(qiáng)度有何影響？答：曲柄的主要參數(shù)是厚度（h）和寬度（b） 曲柄界面的抗彎截面系數(shù)Wσ=bh2/6,由此可知，h提高10%，Wσ理論上升20%，實(shí)際上升40%，因?yàn)閔的增大，則磨圓處應(yīng)力集中現(xiàn)象減輕，使應(yīng)力分布趨于均勻；b上升10%，Wσ理論上升10%，實(shí)際上升5%，由于b上升，應(yīng)力分布不均勻更加嚴(yán)重。65曲軸的工作條件是什么？設(shè)計(jì)時(shí)有什么要求？答：工作條件：1）受周期變化的力、力矩共同作用，曲軸既受彎曲又受扭轉(zhuǎn)，承受交變疲勞載荷，重點(diǎn)是彎曲載荷； 2）由于曲軸形狀復(fù)雜，應(yīng)力集中嚴(yán)重，特別是在曲柄與軸頸過(guò)度的圓角部分； 3）曲軸軸頸比壓大，摩擦磨損嚴(yán)重。 設(shè)計(jì)要求：1）有足夠的耐疲勞強(qiáng)度 2）有足夠的承壓面積，軸頸表面要耐磨； 3）盡量減少應(yīng)力集中； 4）剛度要好，變形小，否則使其他零件的工作條件惡化。一般在制造工藝穩(wěn)定的條件下，鋼制曲軸的安全系數(shù)n≥，對(duì)于高強(qiáng)度球墨鑄鐵曲 軸，由于材料質(zhì)量不均勻，而且疲勞強(qiáng)度的 分散度比較大，應(yīng)取n≥。第七章：連桿組設(shè)計(jì)71連桿的拉伸載荷是由什么造成的？計(jì)算連桿不同截面的拉伸應(yīng)力時(shí)，如何考慮？答：連桿的拉伸載荷主要是由于往復(fù)慣性力所造成的； 在計(jì)算不同截面的拉伸應(yīng)力可用下式： F′j =(m′+m′1)(1+λ)rω2 其中，m′、m′1分別為活塞組和計(jì)算斷面以上那部分往復(fù)運(yùn)動(dòng)的連桿質(zhì)量。72計(jì)算連桿的最大拉伸應(yīng)力選取什么工況？答：標(biāo)定轉(zhuǎn)速工況（最大轉(zhuǎn)速）73計(jì)算連桿的壓縮載荷時(shí)選取什么工況？答：最大轉(zhuǎn)矩工況和全負(fù)荷情況下的標(biāo)定轉(zhuǎn)速工況，而且要兼顧連桿側(cè)彎的情況是否發(fā)生。74影響連桿小頭應(yīng)力分布的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)是什么？答：固定角Φ受拉伸載荷時(shí)，Φ增大，應(yīng)力不均勻增加，σmax增大；受壓縮載荷時(shí)，Φ增大，應(yīng)力不均勻性
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