電控可變氣門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(編輯修改稿)
2024-08-30 06:10 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ()式中 挺住升程對(duì)凸輪轉(zhuǎn)角的一階導(dǎo)數(shù)（mm/rad）； 挺住升程對(duì)凸輪轉(zhuǎn)角的二階導(dǎo)數(shù)（）； 緩沖段終點(diǎn)的挺住升程（慢慢）； 比例系數(shù)，； 緩沖段張角（rad）。一般高速?gòu)?qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)，應(yīng)采用等加速—等速型緩沖曲線為宜。它具有以下的特點(diǎn)：（1） 緩沖段終點(diǎn)的加速度為零，沖擊和噪聲較??；（2） 在氣門(mén)的開(kāi)啟或關(guān)閉側(cè)，氣門(mén)間隙和配氣機(jī)構(gòu)剛度的變化不大； 影響挺柱的速度和加速度，對(duì)配氣正時(shí)的影響也不明顯；（3） 緩沖段曲線終點(diǎn)時(shí)挺住升程對(duì)凸輪轉(zhuǎn)角的二階、三階導(dǎo)數(shù)均為零，所以它可以與凸輪基本輪廓線較好的銜接。 凸輪工作段運(yùn)動(dòng)曲線設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)配氣凸輪外形設(shè)計(jì)的要求歸根到底為對(duì)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的要求。而從動(dòng)件升程規(guī)律的微小差異會(huì)導(dǎo)致加速度規(guī)律的很大變動(dòng)，因此加速度規(guī)律的確定最為重要。如前所述，從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律型式有多種，在內(nèi)燃機(jī)上常用的有多項(xiàng)式高次方型、復(fù)合正弦拋物線加速度型、多項(xiàng)式低次方型、復(fù)合擺線型、多項(xiàng)動(dòng)力修正型、N次諧波型、樣條函數(shù)型等。復(fù)合正弦拋物線加速度函數(shù)凸輪因?yàn)榫哂斜容^可靠的綜合性能，同時(shí)計(jì)算又不過(guò)于復(fù)雜，因而得到了較多的應(yīng)用。這種凸輪的挺柱運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖31所示。運(yùn)動(dòng)規(guī)律的工作段由三段組成，各區(qū)段的凸輪轉(zhuǎn)角為中:和，挺柱加速度曲線第一段為1/2正弦函數(shù)，第二段為1/4長(zhǎng)周期正弦函數(shù)，其頂部段由4次拋物線組成。為緩沖段凸輪轉(zhuǎn)角。挺柱的升程、速度、加速度的計(jì)算如下:（1）緩沖段(設(shè)為余弦型緩沖曲線)() ()(2)第一工作段(1/2正弦曲線正加速） （）（3）腹部第二工作段（1/4波正弦曲線負(fù)加速度） （）（4）頂部工作段（拋物線曲線，負(fù)加速度主要部分） ()凸輪工作段升程、速度、加速度曲線見(jiàn)圖31，32，33圖31 凸輪工作段升程曲線圖32 凸輪工作段速度曲線圖33 凸輪工作段加速度曲線式中 ,……,—待定系數(shù)，決定于運(yùn)動(dòng)便捷條件； 、緩沖段終點(diǎn)的挺住升程及挺住最大有效升程（mm）； 挺住在運(yùn)動(dòng)曲線每一段起點(diǎn)算起的凸輪轉(zhuǎn)角(rad)(。 相應(yīng)工作段挺住升程； 相應(yīng)工作段挺住速度 相應(yīng)工作段的挺住加速度 根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律連續(xù)性的邊界條件，即在各區(qū)段交接點(diǎn)上挺住升程、速度、加速度對(duì)應(yīng)相等，由這些邊界條件得到下列方程組： （）式中 相應(yīng)工作段的試點(diǎn)與終點(diǎn)挺住升程（mm）； 相應(yīng)工作段的始點(diǎn)與終點(diǎn)挺住速度（mm/rad）； 相應(yīng)工作段的始點(diǎn)與終點(diǎn)挺住加速度。 上式所列的六個(gè)方程組中有七個(gè)待定系數(shù)為未知數(shù)，還應(yīng)補(bǔ)充一個(gè)條件才可求解。補(bǔ)充的條件可對(duì)負(fù)加速度段的主要部分的負(fù)加速度曲線形狀加以適當(dāng)限制而得出。取 （） 由（36）得 （）由（35）、（3—7）兩個(gè)方程組得： （）式中 復(fù)合正弦拋物線加速度凸輪設(shè)計(jì)時(shí)的原始參數(shù)是工作段的凸輪轉(zhuǎn)角，緩沖段最大升程hR，挺住最大有效升程，緩沖段終點(diǎn)挺住速度。為了獲得比較適當(dāng)?shù)耐馆喭庑?，使加速度曲線在整個(gè)工作區(qū)段范圍內(nèi)盡可能圓滑，根據(jù)實(shí)踐統(tǒng)計(jì)資料，一般可取其中是振幅加速度段所占角度的比值，它對(duì)復(fù)合正弦拋物線函數(shù)凸輪的性能有很大的影響，必須仔細(xì)選擇。此比值對(duì)高速發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)取下限，對(duì)于低速發(fā)動(dòng)機(jī)取上限。凸輪外形的最小曲率半徑： （）式中為凸輪基圓半徑。 工作段凸輪型線坐標(biāo)計(jì)算1）凸輪的理論輪廓線方程 （）式中：為基圓半徑，為推桿產(chǎn)生的相應(yīng)位移，為推桿產(chǎn)生的位移時(shí)凸輪轉(zhuǎn)過(guò)的角度。因?yàn)楣ぷ骼€與理論廓線在法線方向的距離等于滾子半徑 ，故當(dāng)已知理論廓線上任意一點(diǎn)（x，y）時(shí)，只要沿里輪廓線在該店的法線方向上的相應(yīng)點(diǎn)（）。由高等數(shù)學(xué)可知，理論廓線此點(diǎn)處法線的斜率應(yīng)為 （）根據(jù)式（310）有 （）可得 （）工作廓線上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)為 （）此即為凸輪的工作廓線方程。 4 凸輪軸的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中采用全支撐凸輪軸，即每缸有2個(gè)支撐，全支撐凸輪軸抗彎剛度好。因凸輪軸最高位置距離中心=+=，所以軸頸暫取50mm。 進(jìn)、排凸輪之間軸向的位置取決于進(jìn)、排氣門(mén)挺柱之間的距離，取=46mm，支撐與凸輪之間的距離=22mm，．凸輪軸的校核凸輪軸作為機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)件，承受著很大的扭矩和彎曲力矩，因此，必須對(duì)設(shè)計(jì)完的軸進(jìn)行校核。1． 按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算按軸所受的扭矩來(lái)計(jì)算軸的強(qiáng)度。軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為： （）式中：扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，MPa； 軸所受的扭矩，Nmm； 軸的抗扭截面系數(shù)，；軸的轉(zhuǎn)速，r/min；軸傳遞的功率，kW； 許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，Mpa。式中： T=F*L （）F=512NL=
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