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2024-08-15 21:42本頁面
【正文】 校核活塞環(huán)在工作時，因剪應(yīng)力和軸向力影響較小，所以只計算彎矩。活塞環(huán)的平均半徑與徑向厚度之比一般都大于5，所以可按直桿彎曲正應(yīng)力公式計算[9]。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。套裝應(yīng)力活塞環(huán)往活塞上套裝時，要把切口扳得比自由狀態(tài)的間隙還大，對于均壓環(huán)，此時的正對切口處的最大套裝彎曲應(yīng)力為： （）式中：—與套裝方法有關(guān)的系數(shù)，根據(jù)套裝方法的不同，其值為，一般取，則 因環(huán)的套裝時在常溫下進行的，承受的應(yīng)力時間甚短，所以套裝應(yīng)力的許用值大于工作應(yīng)力的許用值，所以校核合格。 本章小結(jié) 在活塞的設(shè)計過程中，分別確定了活塞、活塞銷、活塞銷座和活塞環(huán)的主要的結(jié)構(gòu)參數(shù)，分析了其工作條件，總結(jié)了設(shè)計要求，選擇合適的材料，并分別進行了相關(guān)的強度和剛度校核，使其符合實際要求。第4章 活塞的建模 對Pro/E軟件基本功能的介紹Pro/E軟件是美國PTC公司推出的大型CAD/CAM/CAE一體化軟件。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。Pro/E更是以其基于特征的參數(shù)化設(shè)計、單一數(shù)據(jù)庫下的全相關(guān)性等新概念而聞名于世。另外還具有模具設(shè)計，動態(tài)、靜態(tài)干涉檢查，計算質(zhì)量特征（如質(zhì)心、慣性矩）等功能模塊。用Pro/E創(chuàng)建的三維參數(shù)化零件模型，不但可以在屏幕上自由的翻轉(zhuǎn)動態(tài)觀察結(jié)構(gòu)形體，更可以進行方便的動態(tài)修改和調(diào)整。進行力學分析、運動分析、數(shù)控加工等。 活塞的建模 活塞的特點分析活塞是在高溫、高壓、高腐蝕的條件下，在汽缸內(nèi)做高速往復(fù)直線運動的。要適應(yīng)這樣惡劣的工作條件，必須具有相應(yīng)的結(jié)構(gòu)。（1）活塞頂部外表面設(shè)計成凹面形，以利于燃燒室內(nèi)的氣體形成渦流，使燃料與空氣混合得更均勻，燃燒得更充分。（2）在活塞的頭部有三道環(huán)形槽，上邊兩道環(huán)形槽為氣環(huán)槽，下邊一條為油環(huán)槽。（3）活塞的裙部在活塞做直線往復(fù)運動時起導向作用。裙部頂端有兩個往里凸起的銷座。（4）活塞裙部的軸截面應(yīng)制成鼓形，活塞裙部的橫截面應(yīng)制成橢圓形。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。 活塞的建模思路（1）為了快速準確地創(chuàng)建活塞模型，先抽取活塞模型中的對稱部分，由列表曲線創(chuàng)建活塞的1/4輪廓。（2）鏡像生成活塞的整個輪廓。（3）創(chuàng)建活塞的頂部凹槽特征。（4）創(chuàng)建活塞頭部的氣環(huán)槽和油環(huán)槽。（5）創(chuàng)建各部分的倒圓角。 活塞的建模步驟創(chuàng)建活塞1/4輪廓運用【拉伸工具】。 創(chuàng)建活塞4/1輪廓創(chuàng)建活塞銷孔（1）運用【拉伸工具】創(chuàng)建銷座模型并拉伸出通孔。 創(chuàng)建活塞銷孔創(chuàng)建凸臺（1）新建基準平面，并設(shè)置間距。（2）選取草繪平面，運用【拉伸工具】，拉伸方式為【至曲面】，生成凸臺。（3）運用【旋轉(zhuǎn)工具】，選擇【去除材料】，創(chuàng)建裙部凹面特征。（4）對生成的活塞銷孔邊和凸臺邊分別進行倒圓角。（5）運用【孔工具】，創(chuàng)建【標準孔】，選擇螺紋類型為“M61”。 創(chuàng)建凸臺鏡像生成整個活塞（1）選取整個模型，鏡像生成整個活塞（1）運用【旋轉(zhuǎn)工具】，【去除材料】，旋轉(zhuǎn)角度為“360”，創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)剪切特征。（2）選擇【陣列工具】，對上一步創(chuàng)建的特征進行再生，生成一些活塞環(huán)槽護圈。（3）運用【旋轉(zhuǎn)工具】，【去除材料】，創(chuàng)建氣環(huán)槽和油環(huán)槽。： 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。 創(chuàng)建頂部凹槽及活塞環(huán)結(jié)束語本文以柴油機作為參照，確定了相關(guān)參數(shù)，以便進行下一步的設(shè)計計算。以傳統(tǒng)運動學和動力學的理論知識為依據(jù)，對曲柄連桿機構(gòu)的受力進行了系統(tǒng)的分析，并以此作為零件強度、剛度和和磨損等問題的依據(jù)。在此基礎(chǔ)上，又進行了動力學方面的理論分析，重點分析了活塞的運動規(guī)律。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。分析了零部件的工作條件，總結(jié)應(yīng)滿足的設(shè)計要求，合理選擇材料，以滿足強度和剛度的校核。應(yīng)用三維CAD軟件Pro/ENGINEER建立了活塞模型，當模型建立完成后，運用Pro/E軟件完成與曲柄連桿機構(gòu)的裝配。設(shè)定曲軸的轉(zhuǎn)速n rad/s，仿真時間為 t秒，開始仿真。參考文獻[1]黃圣杰．Proe/E ．北京：機械工業(yè)出版社，2007．7．[2]關(guān)文達．汽車構(gòu)造第2版．北京：機械工業(yè)出版社，2005．6．[3]濮良貴，．高等教育出版社．．[4]王春燕，陸鳳儀．機械原理．北京：機械工業(yè)出版社，2007．11．致謝致謝在本文完成之際，首先向給予這次鍛煉機會的機電學院及給予幫助的 老師表示感謝，同時也要感謝給予幫助的同學，通過這次畢業(yè)論文的模擬練習，自己得到了很大鍛煉，學會了利用各種資源（書籍，網(wǎng)絡(luò)等）來完成課題。
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