【導(dǎo)讀】此機(jī)為直列四沖程，水冷直噴柴油機(jī)，吸氣方式為自然吸氣，12. 小時(shí)標(biāo)定功率為22KW，燃油消耗率須低于242g/。小，可以滿足用戶的需求。從研究角度來說，三缸柴油機(jī)既有多缸機(jī)。以解決多缸機(jī)上的一些問題也可以解決單缸機(jī)的問題。我設(shè)計(jì)的題目是曲軸飛輪組。曲軸是內(nèi)燃機(jī)最主要的部件之一。它的尺寸參數(shù)在很大程度上決定并影響著內(nèi)燃機(jī)的整體尺寸和重量，內(nèi)燃機(jī)的可靠性和壽命也在很大程度上取決于曲軸的強(qiáng)度。近年來隨著發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和可靠性要求援不斷提高，曲軸。確定的方法有兩種：試驗(yàn)研究和分析計(jì)算[2]。是曲軸設(shè)計(jì)時(shí)的一個(gè)重要問題，既要滿足平衡又要減小平衡重質(zhì)量。助裝置;3、正時(shí)調(diào)整角度用。前提下具有足夠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，因而輪緣常做的寬厚。曲軸飛輪組是發(fā)動(dòng)機(jī)正常工。應(yīng)力和劇烈磨擦的苛刻條件下工作的。這就使設(shè)計(jì)人員必須掌握相當(dāng)。該盡量大，而為使用內(nèi)燃機(jī)所必須付出的代價(jià)應(yīng)盡量小。員應(yīng)該爭取的重要目標(biāo)之一。進(jìn)的的大致為：運(yùn)輸用汽車內(nèi)燃機(jī)30—60萬公里；

　　

【正文】 0. 06 15b p p pp w w wwV D D DD? ? ? ? ? 車輛與動(dòng)力工程學(xué)院汽車發(fā)動(dòng)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 27 式中， pD — 連桿軸徑 ()mm ， ft — 曲柄臂厚度 ()mm 。 2 2 22()44fp p jSD D DSw ? ??? ? 式中， jD — 主軸頸直徑 ()mm 。 2 2 2 273 10 5 63 66( ) 36 .1 54 4 10 5w ??? ? ?? 則 2342 3 6 .1 5 2 3 6 .1 5 2 3 6 .1 51 .9 2 6 2 .4 3 4 ( ) 1 .8 7 3 0 .5 4 4( ) ( )63 6 3 6 32 3 6 .1 50 .0 6 1 5 ()630 .7 9bV? ??? ? ? ???? 3421 .0 0 9 0 .6 4 2 0 .2 7 2 0 .0 5 2 5 0 .0 0 3 6 3?? ? ??? ? ? ? ? （ 54） 2 .4 9 0 .9 7 2 .4 2? ? ? ?，則 ?? 。 1 ( 1)b ??? ? ? ? = 1 0 .4 2 8 (2 .4 2 1 ) 1 .6 1? ? ? ? 圓角處 m nmb???? = 1 .6 1 6 .7 0 1 0 .7 9 ( )M P a?? a nab???? 1 .6 1 1 4 .3 2 3 .0 2 ( )M P a? ? ? 桿軸頸中央油孔處 取連桿 軸頸中央油孔處的應(yīng)力集中系數(shù) ?? ，帶入（ 54）得?? ，則 1 ( 1)b ??? ? ? ? 1 0 . 3 7 5 ( 3 . 7 5 1 ) 2 . 0 3? ? ? ? ? 2 . 0 3 6 . 7 1 3 . 6 ( )2 . 0 3 1 4 . 3 2 9 . 0 3 ( )m n mba n abM P aM P a????? ? ? ?? ? ? ? 三、切應(yīng)力計(jì)算 72 104 meS ipTD? ???? （ 55） 式中， mT — 為發(fā)動(dòng)機(jī)平均扭矩 ()Nm? ； 將已知條件代入得 1 1 5 .4( )m NmT ??；最大扭矩 m a x m 1 0 1 1 5 . 4 1 1 5 4 ( )K N mTT? ? ? ? ? 車輛與動(dòng)力工程學(xué)院汽車發(fā)動(dòng)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 28 式中 K 為系數(shù)，兩缸機(jī)取 K =10。最小扭矩 m i n m m a x2 2 1 1 5 . 4 1 1 5 4 9 2 3 . 2 ( )NmT T T? ? ? ? ? ? ? ? 連桿軸頸的抗彎截面系數(shù) 316pt DW ?? ， pD =63 mm ，則 34 9 0 7 1 .7t mmW ? m a xm a x 1154 23 .5 ( )49 07 tT M P aW? ? ? ? m inm in 9 2 3 .2 1 8 .8 ( )4 9 0 7 1 .7ntT M P aW? ?? ? ? ? 式中， minn? ， maxn? — 分別為名義最大，最小切應(yīng)力 ()MPa 。 名義平均切應(yīng)力及名義切應(yīng)力幅分別為 m a x m in 23 .5 18 .8 2. 35 ( )22n nnm M P a? ?? ?? ? ?? m a x m in 2 3 .5 1 8 .82 1 .5 ( )22n nna M P a? ?? ?? ? ?? ? （ 1）圓角處 理論應(yīng)力集中系數(shù) ? ( )() puDPRD? ??? .2 2 0 5 0 .1 0 1 5 ( )634 1 .8()63? ? ??? 式中， R 為圓角半徑 ()mm ， u 為重疊度 ()mm ， PD 連桿軸頸直徑()mm 。將 ?代入式（ 54）中得， ?? ，則切應(yīng)力集中系數(shù) 1 ( 1)? ??? ? ? ? 1 0 .4 7 4 (1 .8 1 ) 1 .3 4 1? ? ? ? ? 則 1 . 3 4 1 2 . 2 4 3 . 0 0 ( )m n m M P a????? ? ? ? 1 . 3 4 1 2 0 . 1 0 2 6 . 9 5 ( )a n a M P a????? ? ? ? 式中， m? 、 a? — 為平均切應(yīng)力及切應(yīng)力幅 ()MPa 。 （ 2）連桿軸頸中央油孔處 理論應(yīng)力集中系數(shù) ?? ，將其代入式（ 54）中得， ?? ， 切應(yīng)力集中系數(shù) 1 ( 1 ) 1 0 . 3 7 5 ( 3 . 7 5 1 ) 2 . 0 3? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? 則 2 . 0 3 2 . 2 4 4 . 5 5 ( )m n m M P a????? ? ? ? 車輛與動(dòng)力工程學(xué)院汽車發(fā)動(dòng)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 29 2 . 0 3 2 0 . 1 0 4 0 . 8 0 ( )a n a M P a????? ? ? ? 根據(jù)以上計(jì)算數(shù)值參考經(jīng)驗(yàn)數(shù)值 [14] 此次 設(shè)計(jì) 的曲 軸可 采用材料 40Cr 此材料的強(qiáng)度完全滿足以上要求。 車輛與動(dòng)力工程學(xué)院汽車發(fā)動(dòng)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 30 第六章 飛輪零件設(shè)計(jì)與計(jì)算 由于曲軸所發(fā)出的扭矩是個(gè)周期變化的量，當(dāng)它大于有效阻力矩時(shí)，曲軸就加速，反之就減速，造成曲軸轉(zhuǎn)速的波動(dòng)，減小這種波動(dòng)的措施有兩種：一是 增加內(nèi)燃機(jī)的氣缸數(shù)，另一措施是在曲軸上加裝飛輪。在本次設(shè)計(jì)中，任務(wù)給定是兩缸，所以我們?cè)谇S上加裝了飛輪。 飛輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算： 在飛輪的設(shè)計(jì)中，我們先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)定出其外徑 1D 、內(nèi)徑 2D 和厚度 b，然后在根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)其進(jìn)行校核。 尺寸的初步確定： 1D =320mm； 2D =110mm； b=75mm； 由任務(wù)給定的數(shù)據(jù)，選取各種相關(guān)系數(shù)： 運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù) ? = 150 ； 飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量占內(nèi)燃機(jī)總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的分?jǐn)?shù) ? = ； 盈虧功系數(shù) ? =； 飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 8 31 0 .8 1 0f NeI n????? ? ? （ 61） 8 30 . 8 5 0 . 6 2 01 0 . 8 1 0 1 240050?? ? ? =40（公斤 2米 ） 由初步確定的尺寸按 52 式可計(jì)算出飛輪的重量： 2 4 412()8m bcG D D D g??? 車輛與動(dòng)力工程學(xué)院汽車發(fā)動(dòng)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 31 （ 62） c? HT250 的密度，取 310? 3Kgm 442 7340 ( ) 8 ( )2G? ? ? ? ?? ?? = （ N） 再由式 53 可計(jì)算出假設(shè)飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 239。4m fGD gI? （ 63） 239。0 .3 2 0 0 .1 1 03 7 .8 9 ( )24 9 .8fI??? ? =（公斤 2米 ） 由經(jīng)驗(yàn)公式 [12] 知， 由于 39。ffII，所以，此飛輪合格 車輛與動(dòng)力工程學(xué)院汽車發(fā)動(dòng)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 32 第七章 結(jié) 論 本次設(shè)計(jì)是一次綜合性較強(qiáng)的設(shè)計(jì)，聯(lián)系到了我在大學(xué)四年里所學(xué)的所有課程，使我對(duì)內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)工作有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)。 通過本次設(shè)計(jì)，我明確了發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的的設(shè)計(jì)過程，加深了我對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的理解，鍛煉了自己制圖和識(shí)圖的能力，特別是鍛煉了自己用計(jì)算機(jī)繪圖的能力，培養(yǎng)了自己和同學(xué)間 協(xié)作的精神，這是自己走向工作崗位前的一筆寶貴的財(cái)富。 本次課程設(shè)計(jì)是在指導(dǎo)老師李民老師的悉心指導(dǎo)下完成的。在設(shè)計(jì)的過程中，老師的諄諄教導(dǎo)使我受益匪淺。李老師淵博的學(xué)識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范，誨人不倦的育人態(tài)度，令我難以忘懷。謹(jǐn)此向李老師表示衷心感謝！ 此外，在設(shè)計(jì)的過程中，本組的各位同學(xué)互相幫助，共同合作，積極討論，共同研究，順利地完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。 車輛與動(dòng)力工程學(xué)院汽車發(fā)動(dòng)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 33 參考文獻(xiàn) [1] 王 平 , 高 德平 . 柴 油 機(jī)曲 軸 的 公理 化 設(shè) 計(jì) .機(jī) 械 科 學(xué)與 技術(shù) ,2021, Vol .23(7)： 13 [2] 趙 剛 .內(nèi)燃機(jī)曲軸制造技術(shù)現(xiàn)狀 與發(fā)展趨勢 .內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào)，2021（ 3）： 25 [3] 詹宇平 .柴油機(jī)上飛輪的作用 .農(nóng)機(jī)能源 ,2021(12),20 [4] 石德永 ,鄭玉雷 .飛輪設(shè)計(jì)新方法 .內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào) ,2021(6)： 13 [5] 衛(wèi) 堯 .《內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)》 .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,1992:238 [6] 楊連聲 .《內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)》 .吉林工業(yè)大學(xué)：中國農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社 ,1981:188 [7] 史紹熙，孫永平，田廣文等 .《柴油機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》 (中冊(cè) ).北京 :中國農(nóng)業(yè)出版社 ,1984： 555626 [8] 朱仙鼎，《中國內(nèi)燃機(jī)工程師手冊(cè)》 .上海 :上 ?？茖W(xué)技術(shù)出版社 ,1988： 165184 [9] 呂世梅 , 曲貴龍 . 曲軸動(dòng)平衡的方法和應(yīng)用 . 計(jì)量技術(shù) ,2021(2)： 3234 [10] 黃佐賢，王 力等 .《國外柴油機(jī)曲軸疲勞強(qiáng)度研究》 .北京 :第一機(jī)械工業(yè)部科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所 ,1979,27383 [11] 許道延 ,丁賢華 .《高速柴油機(jī)概念設(shè)計(jì)與實(shí)踐》 .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2021:139157 [12] 劉鴻文 .《簡明材料力學(xué)》 . 北京 :高等教育出版社， 2021：308323 [13] 史照熙等 .《柴油機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》 .中國農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社， 1984：4150 [14] 楊連 生 . 《內(nèi) 燃 機(jī)設(shè) 計(jì) 》 .中 國 農(nóng)業(yè) 機(jī) 械 出版 社 ， 1981：123131。 車輛與動(dòng)力工程學(xué)院汽車發(fā)動(dòng)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 34