發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)各類(lèi)計(jì)算與校核結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2025-06-16 05:05本頁(yè)面
【正文】 d）帶防轉(zhuǎn)銷(xiāo)釘槽切口 均壓環(huán)的自由形狀 均壓環(huán)是指活塞環(huán)裝入氣缸后其彈性壓力沿環(huán)周均勻分布 均壓環(huán)從自由狀態(tài)變到工作狀態(tài)， 可以看成是曲梁在周邊均布負(fù)荷作用下 的－－種彎曲，如圖16所示。根據(jù)曲梁彎曲基本方程?；钊h(huán)在自由狀態(tài)下其中線某一點(diǎn)的曲率半徑ρ由 狀態(tài)彎到工作狀態(tài)所受到的彎矩 M之間有如下關(guān)系： 式中：…一活塞環(huán)在工作狀態(tài)時(shí)中線的曲率半徑， I――環(huán)斷面軸慣性矩，對(duì)于bt的矩形環(huán)I＝ht3/12。為了確定任意斷面 BB中的彎矩，可把活塞環(huán)看成是開(kāi)口對(duì)面的對(duì)稱(chēng)面AA固定的懸臂梁，因?yàn)榛钊h(huán)從自由狀態(tài)變到工作狀態(tài)時(shí)AA斷面不發(fā)生旋轉(zhuǎn)。于是作用在單元環(huán)上rd的單元力dp=p0br0d對(duì)斷面BB產(chǎn)生的彎矩可寫(xiě)成 環(huán)從=到段上的壓力對(duì)BB斷面的總彎矩M為 式中：材料確定后E為常數(shù)，P0也為常數(shù)，對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)D一定的均壓環(huán)，自然狀態(tài)的曲率半徑ρ隨α而變，故活塞環(huán)在自由狀態(tài)下不是圓形。 油環(huán)四行程汽油機(jī)的潤(rùn)滑油存放在曲軸箱中，通過(guò)飛漲潤(rùn)滑氣缸壁。由于大量的潤(rùn)滑油不均勻地飛到氣缸壁上，光靠氣環(huán)還不能式氣缸壁鋪上一層均勻的油膜，同時(shí)刮下氣缸壁上多余的機(jī)油，防止機(jī)油竄入燃燒室，所以四行程發(fā)動(dòng)機(jī)至少設(shè)有一道油環(huán)。油環(huán)安裝在氣環(huán)的下方，其作用是在氣缸壁上鋪涂一層均勻的機(jī)油膜，潤(rùn)滑氣缸壁以減少活塞，活塞環(huán)與氣缸壁的磨損和摩擦力；刮除氣缸壁上多余的機(jī)油，防止機(jī)油竄入氣缸內(nèi)燃燒，形成積炭。此外，油環(huán)可以起封氣的輔助作用。油環(huán)分普通油環(huán)和組合油環(huán)兩大類(lèi)。、普通油環(huán)普通油環(huán)（圖20a）的材料一般是合金鑄鐵。其外圓面的中間切有一道凹槽，把油環(huán)分為上唇和下唇，在凹 圖20 普通油環(huán)的斷面形狀a）外倒角環(huán) b）同向倒角環(huán)c）內(nèi)倒角 d）雙鼻式環(huán) e）單鼻式環(huán)圖21 活塞環(huán)的刮油作用a）活塞下行 b）活塞上行槽的底部加工有若干鉻排油小孔或狹縫。普通油環(huán)根據(jù)上下唇的倒角分布和大小有五種型式（圖21）；異向外倒角環(huán)的上下唇的外側(cè)都有倒角，上唇的刮油能力較下唇強(qiáng)；同向上倒角環(huán)的上下唇的上側(cè)都有倒角，上下唇的刮油能力都較強(qiáng)；異向內(nèi)倒角環(huán)的上唇的下側(cè)給上唇的上側(cè)都有倒角，上唇的刮油能力較差；雙鼻式環(huán)的上下唇的下側(cè)都制有刮油槽，上下唇都有很強(qiáng)的刮油能力；單鼻式環(huán)下唇的下側(cè)制有刮油槽，下唇有很強(qiáng)的刮油能力。油環(huán)的上唇上端面外緣一般都有倒角，使油環(huán)在向上運(yùn)動(dòng)時(shí)能形成油楔，以減少摩擦和磨損。下唇的下端面除異向外倒角之外一般部倒角，或倒有很少的倒角，這樣可以增將向下刮油的能力。活塞向上向下運(yùn)動(dòng)時(shí)都可以鋪油和刮下多余的機(jī)油，刮下的油從排油小孔或狹縫中流入曲軸箱。、組合式油環(huán)組合式油環(huán)如圖22所示，由三個(gè)刮油鋼片，一個(gè)徑向襯環(huán)及一個(gè)軸向襯環(huán)組成。軸向襯環(huán)2夾在第二、三刮油片之間。徑向襯環(huán)3將三個(gè)刮油片緊壓在氣缸壁上。這種油環(huán)的有點(diǎn)是：刮油片很薄，對(duì)氣缸壁的比壓大，因而刮油作用強(qiáng)；三個(gè)刮油片各自軸立，故對(duì)氣缸的適應(yīng)性較好，易于磨合；質(zhì)量小，因而產(chǎn)生的慣性力??；回油通路大，更易于刮油和鋪油。因此組合油環(huán)在高速發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用較廣。缺點(diǎn)是零件多，三個(gè)刮油片又必須鍍鉻，否則滑動(dòng)性不好，因此組合環(huán)的制造成本高。 活塞銷(xiāo)圖22 組合環(huán)1－刮油環(huán)2－軸向襯環(huán)3－徑向襯環(huán)活塞銷(xiāo)的作用是連接活塞與連桿小頭，將活塞承受的氣壓了傳給連桿?；钊N(xiāo)在高溫下承受很大的周期性的沖擊載荷，潤(rùn)滑條件又較差，因而要求活塞銷(xiāo)有足夠的剛度合強(qiáng)度，表面耐磨，質(zhì)量小?；钊N(xiāo)一般用低碳鋼或低碳合金鋼（如20Cr）制造，經(jīng)表面參碳淬火處理，以提高表面硬度，使中心具有一定的沖擊韌性。表面需進(jìn)行精磨和拋光?；钊N(xiāo)是一個(gè)空心的圓柱體，其內(nèi)孔形狀有圓柱形、兩端截錐形以及兩端截錐與中間一段圓柱形的組合形等。圓柱形孔容易加工，但為了保證一定的剛度，中間的孔不能過(guò)大，因而其質(zhì)量較大。兩端錐孔形的活塞銷(xiāo)的質(zhì)量較小，有接近等強(qiáng)度梁的要求（活塞銷(xiāo)所承受的彎矩在中部最大），但孔的加工校復(fù)雜。組合式結(jié)構(gòu)則介于二者之間。活塞銷(xiāo)與活塞銷(xiāo)座的配合為滑動(dòng)配合，以便發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中活塞銷(xiāo)可以在活塞銷(xiāo)座孔中緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)，以使活塞銷(xiāo)各部分的磨損比較均勻，但間隙也不能過(guò)大，~?；钊N(xiāo)裝入銷(xiāo)座孔中后兩端用卡環(huán)限位。活塞銷(xiāo)與連桿小頭的連接，采用滾針軸承和軸套。、活塞銷(xiāo)的剛度活塞與活塞銷(xiāo)在受到氣壓力之后都會(huì)變形，由于兩者變形的不協(xié)調(diào)，使銷(xiāo)與活塞銷(xiāo)座的接觸很不均勻，銷(xiāo)孔內(nèi)繃上緣出現(xiàn)尖峰負(fù)荷Pmax和相應(yīng)的應(yīng)力集中，如圖20所示。如果活塞銷(xiāo)的剛度不好，銷(xiāo)座又較硬實(shí)，往往會(huì)在A處產(chǎn)生斷裂。 在計(jì)算活塞銷(xiāo)的剛度時(shí)，為簡(jiǎn)化計(jì)算，可作如下假定：活塞銷(xiāo)上的負(fù)荷分布是：由連桿小頭產(chǎn)生的均勻負(fù)荷；由活塞銷(xiāo)座產(chǎn)生的作用在支承面中點(diǎn)的集中載荷，如圖21所示。2．B1＝0．5L。3. 活塞銷(xiāo)長(zhǎng)度 L= =；即活塞的縱向斷面正好填滿(mǎn)活塞外圓。 則活塞銷(xiāo)的彎曲變形量可用下式表示： mm 式中：D一氣缸直徑； d1一活塞銷(xiāo)直徑；L一活塞銷(xiāo)長(zhǎng)度；Pz一氣缸內(nèi)最大壓力；δ一活塞銷(xiāo)壁厚。一般情況下活塞銷(xiāo)作的剛度大，對(duì)銷(xiāo)的撓曲性變差，變形量應(yīng)取小一些。一般汽油機(jī) f≤。 二、變速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變速器傳動(dòng)比 確定了最高檔位和最低檔位之后，再確定各檔的傳動(dòng)比。如將摩托車(chē)從I檔加速到某一車(chē)速開(kāi)始換Ⅱ檔，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為n。設(shè)換檔過(guò)程中車(chē)速不變，換到Ⅱ檔后發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)由，n2下降到n1離合器才能平順接合。 換到I檔時(shí)的車(chē)速為式中：r一車(chē)輪的滾動(dòng)半徑。 換到Ⅱ檔后的車(chē)速為 ， 故 式中：i—摩托車(chē)的總傳動(dòng)比。 、igig3…—I、Ⅱ、Ⅲ，…檔變速器傳動(dòng)比。 離合器才能無(wú)沖擊地接合。 同理，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速再上升到，n2后如換Ⅲ檔，則發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速又降到n1。 如果各檔傳動(dòng)比按等比級(jí)數(shù)分配，則，n2／n1=n2／n1’，因此n1＝n1’。這樣發(fā)動(dòng)機(jī)總在同一轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)(n1～n2)工作。這就可以使發(fā)動(dòng)機(jī)保持在最佳狀態(tài)下工作。 由此可見(jiàn)，理想的各檔傳動(dòng)比應(yīng)按等比級(jí)數(shù)分配 公比q一般按下式計(jì)算： 式中：nPmax——發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率點(diǎn)轉(zhuǎn)速；nMmax——發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩點(diǎn)轉(zhuǎn)速。 需要說(shuō)明的是：由于傳動(dòng)系統(tǒng)中齒輪的齒數(shù)必須是整數(shù)，各組齒輪的中心 距還必需一樣。另外，摩托車(chē)在換檔過(guò)程中由于外部阻力的作用，車(chē)速會(huì)有一 定程度的下降，低速時(shí)速度下降的幅度小，高速時(shí)下降的幅度大。這樣各檔傳 動(dòng)比并不恰好按等比級(jí)數(shù)來(lái)分配的。而是按如下關(guān)系設(shè)計(jì) 變速器的齒輪參數(shù) 變速器的齒輪參數(shù)包括齒輪模數(shù)、壓力角、齒寬、齒輪精度、齒輪齒數(shù)。 齒輪模數(shù)m 設(shè)計(jì)變速器齒輪時(shí)選擇的齒輪模數(shù)應(yīng)符合GBl357—87的規(guī)定。、、選擇模數(shù)的大小主要根據(jù)載荷的大小，排量小的摩托車(chē)選擇較小值。 2，壓力角。 增大壓力角，根圓齒厚及節(jié)圓處漸開(kāi)線的曲率半徑增大，可以提高抗彎強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度，不根切的最小齒數(shù)減少。增大的缺點(diǎn)是：在轉(zhuǎn)矩棺同時(shí)齒面載荷增大，重合度減小，齒輪剛度增大，同時(shí)噪聲也隨之增大。由于摩托車(chē)變速器承受的載荷不大，因此常采用較小的壓力角。 3，齒寬B 齒輪寬度越大承載能力越高。但齒輪在受載后，由于齒向誤差及軸的變形，沿齒寬方向受力不均勻；另外，齒寬大還會(huì)增大變速器的軸向尺寸。因而齒寬不宜過(guò)大，一般為齒輪模數(shù)的4～6倍，即 B＝4～6M 4．齒輪精度 選擇齒輪精度時(shí)應(yīng)參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBl0095—88漸開(kāi)線圓柱齒輪精度。其中規(guī)定了12個(gè)精度等級(jí)，摩托車(chē)變速器常采用其中的6—8級(jí)的中等精度。 先按下式確定相互嚙合兩齒輪的齒數(shù)之和Z Z2=2A／m式中: A——兩軸的中心距； m——齒輪模數(shù)。再確定小齒輪齒數(shù)Zmin＝11一13。為了避免根切，保證小齒輪的強(qiáng)度，一般采用變位齒輪。 最后確定大齒輪齒數(shù)Z大＝Z一Zmin。齒面接觸強(qiáng)度 摩托車(chē)變速器齒輪的齒面接觸強(qiáng)度是影響齒輪壽命的重要參數(shù)，在設(shè)計(jì)齒輪時(shí)都要進(jìn)行計(jì)算。 計(jì)算齒面接觸強(qiáng)度依據(jù)赫茲/()提出的彈性體理論。摩托車(chē)變速器大多采用鋼制直齒輪，可用下式計(jì)算齒面接觸強(qiáng)度 附表：表常用滲碳鋼的牌號(hào)、成分、熱處理、性能及用途29
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