【正文】 從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，譚嘯天老師給我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。此外它還可以抵消表面脫碳的影響。 避免彈簧表面脫碳 氣門彈簧在熱處理加熱時(shí)，由于氧化使材料表面產(chǎn)生脫碳現(xiàn)象，從而使材料表層疲勞強(qiáng)度降低。（1） 彈簧的最大彈力： 式中 K=——彈簧儲(chǔ)備系數(shù)； =130+ =195 ——換氣到氣門一邊的氣門機(jī)構(gòu)總重量 =130g —— 氣門的質(zhì)量， ==55+20=75g ——?dú)忾T彈簧的質(zhì)量（外彈簧及內(nèi) 彈簧），按結(jié)構(gòu)要求取: =120* =120g——搖臂質(zhì)量。在初步選定了和后，在氣門升程曲線右方作出彈簧曲線方程，并在方程曲線上的C2。對(duì)于195B柴油機(jī)的氣門彈簧用的就是冷拉鋼絲。~，彈簧旋繞比 一般為6~9（為彈簧的中徑）上圖為195柴油機(jī)的氣門彈簧工作圖 氣門彈簧的選材： 氣門彈簧在應(yīng)的工作溫度下承受交變載荷，為使彈簧能長期的可靠工作，要求彈簧材料不僅具有良好的機(jī)械性能，而且應(yīng)有足夠的抗應(yīng)力溫度松弛的能力，在工作中不致產(chǎn)生過大的彈力消失現(xiàn)象。氣門彈簧的結(jié)構(gòu)： 氣門彈簧通常采用圓柱螺旋壓縮彈簧。 （2）氣門開啟時(shí)，使氣門準(zhǔn)確的隨凸輪運(yùn)動(dòng)。七、氣門彈簧的設(shè)計(jì) 氣門彈簧的設(shè)計(jì)要求： （1）要使氣門在氣門座上嚴(yán)密的配合和在挺柱沿著基圓運(yùn)動(dòng)的整個(gè)周期內(nèi)保持氣門關(guān)閉狀態(tài)密封；（2）在挺柱帶有負(fù)加速度時(shí)，在氣門、挺柱和凸輪要保證不變的運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系。馬氏體鋼，高碳馬氏體鋼，奧氏體鋼它們的鍛造溫度區(qū)域和鍛造性能各不相同，導(dǎo)熱性也有很大差別，因此必須認(rèn)真實(shí)驗(yàn)，嚴(yán)格掌握，特別是用電鍍加熱尤其注意。工藝方面主要是應(yīng)嚴(yán)格控制熱加工、熱處理的規(guī)范以及機(jī)械加工的精度。 （二） 氣門斷裂(1) 氣門斷裂的主要原因：1　 頸部的鍛造裂紋沒有消除2　 氣門座扭曲變形或氣門座與導(dǎo)管中心線偏移量過大，使氣門落座時(shí)在頸部產(chǎn)生彎曲應(yīng)力。2　 在氣門錐面堆焊基合金。 五、氣門的主要損壞形式和預(yù)防措施 （一） 排氣門的燒損 一、 排氣門的燒損的原因：1　 材料的高溫耐蝕性不夠2　 燃燒殘?jiān)练e在錐面，不能自行排出，使氣門與氣門座之間的導(dǎo)熱性變壞，造成錐面局部溫度升高，促使氣門材料燒損。間隙過小對(duì)氣門座偏心的補(bǔ)償能力下降，還會(huì)因氣門桿受熱而卡在氣門導(dǎo)管中。導(dǎo)管的長度，取決于氣缸蓋的布置，只要地位允許，應(yīng)盡可能的長些，最好不要小于氣門桿直徑的6倍，以減小氣門對(duì)導(dǎo)管的側(cè)壓力，并有利于氣門的導(dǎo)向和散熱。195B柴油機(jī)就是用的這種材料。195B柴油機(jī)的斜角也是按照此公式計(jì)算的。 （4）氣門座圈變形的原因：發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)由于氣門壓力與熱負(fù)荷引起氣門座圈的瞬時(shí)扭矩變形，在氣缸蓋螺釘凝緊時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力，氣缸蓋的蠕變以及氣門座的冷卻不均勻都會(huì)引起氣門座的永久扭矩變形，這些變形都會(huì)引起氣門的密封和導(dǎo)熱，使氣門溫度升高，并在氣門頸部產(chǎn)生彎曲應(yīng)力。氣門座圈的材料與硬度必須與氣門錐面的硬度相適應(yīng)。 （3）注意事項(xiàng)： 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速除了取決于結(jié)構(gòu)因素外，還受到蝶形彈簧特性的影響，一般的講，蝶形彈簧剛度增大則轉(zhuǎn)速下降，反之，轉(zhuǎn)速增加。如下圖195 B柴油機(jī)的鎖緊的組合圖: 1—?dú)忾T 2—鎖夾 3—彈簧座 4—?dú)忾T彈簧二、氣門旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：（1） 氣門旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的作用： 讓氣門在工作過程中產(chǎn)生均勻、緩慢的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使氣門溫度均勻也可將錐面及氣門桿上的積碳檫掉，以改善氣門桿的潤滑條件，從而改善氣門座及導(dǎo)管的導(dǎo)熱性。（3） 氣門桿長度L: 氣門桿長度決定于氣缸蓋和氣門彈簧的設(shè)計(jì)，一般總希望短些，以便降低發(fā)動(dòng)機(jī)的總高度，減小氣門的質(zhì)量，通常L=（~）D，D是氣門的頭部直徑。氣門桿頸加大會(huì)引起質(zhì)量的增加，工作時(shí)的慣性力增加，落座時(shí)沖擊負(fù)荷增加的一系列問題。氣門桿的設(shè)計(jì)：（1）氣門桿的結(jié)構(gòu)： 氣門桿通常是做成實(shí)心的，但是為了減輕質(zhì)量，對(duì)于高速發(fā)動(dòng)機(jī)，它的溫度很高，將氣門桿做成空心，并在排氣門桿內(nèi)充油金屬鈉進(jìn)行冷卻以降低熱負(fù)荷，對(duì)也195B柴油機(jī)為了考慮到它的成本問題，就直接將它設(shè)計(jì)成實(shí)心氣門桿。厚度Ｔ與氣門頭部的外徑有一定的比例，一般　　　　?。裕剑ǎ埃保啊埃保玻摹　。ǎ氖菤忾T頭部的直徑）１９５Ｂ柴油機(jī)的頭部厚度：（０１．０～０．１２）＊４６＝４．２～５．０４）　——進(jìn)氣門；　　　（０．１０～０．１２）＊３６＝（３．６～４．３２）ｍｍ——排氣門；氣門錐面的寬度ｂ與厚度Ｔ有關(guān)，一般ｂ＝（０．9～１．）Ｔ。此外，氣門與氣門座之間的單位壓力隨斜角的增加而增大，而氣門與氣門座之間的相對(duì)滑移則隨斜角的減小人減小，因此氣門的確定必須根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的綜合情況而定，對(duì)于195Ｂ柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門斜角都是４５度。下圖是平底型氣門的示意圖： （2）氣門頭部的直徑： 增大進(jìn)、排氣流通截面是減少進(jìn)、排氣阻力，提高進(jìn)氣量的途徑，同時(shí)氣門頭部直徑的選擇還要考慮到燃燒室的形狀，氣缸蓋進(jìn)、排氣門的布置，氣道之間冷卻水套的設(shè)計(jì)以及氣門受熱和冷卻的均勻性等因素。因此根據(jù)不同發(fā)動(dòng)機(jī)的不同情況進(jìn)行具體的分析，然后確定合理的方法。堆焊錢先把氣門錐面加工出半圓形環(huán)槽，槽的深度由實(shí)驗(yàn)選定，注意不要過分削弱氣門本體強(qiáng)度，然后再堆焊金屬焊上。它的高溫強(qiáng)度好，耐腐蝕性好、奧氏體鋼用做高功率柴油機(jī)的排氣門，其最高工作溫度允許達(dá)870?？捎媚Σ梁富蜷W光焊來堆焊。因?yàn)檫M(jìn)氣門的溫度要低一些，排氣門的溫度要高些。腐蝕與燒損等現(xiàn)象，工作條件也更為嚴(yán)酷。4　 氣門室配氣機(jī)構(gòu)從凸輪開始的整個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈中的末端零件。在保證足夠的強(qiáng)度、剛度和耐磨性的前提下的重量選擇。韌性和表面硬度。搖臂與氣門桿頂面間接觸應(yīng)力的計(jì)算： 式中 —?dú)忾T桿頂面上的最大作用力（kgf）； R—搖臂敲擊部分的球面半徑（mm）； 搖臂與氣門頂面間的許用接觸應(yīng)力：。搖臂潤滑： 搖臂依靠搖臂軸支撐在搖臂支座上，搖臂上鉆有油孔，搖臂軸為中空型，機(jī)油由支座油道經(jīng)搖臂軸內(nèi)腔潤滑到搖臂的襯套，然后從搖臂上油道上流出，滴落在搖臂兩端進(jìn)行潤滑。為了獲得較輕的質(zhì)量剛性好的結(jié)構(gòu)，往往才有T字型的或者I字型的斷面。才可以滿足其要求。在195B型柴油機(jī)上是采用冷拔無縫鋼管（或鋁制空心管）制造。不正常的迅速磨損，嚴(yán)重者則在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)即可將凸輪定磨平。提高材料的抗疲勞強(qiáng)度和抗腐蝕能力。采用熱導(dǎo)性好的材料。 防止的方法：改善潤滑：（1）保證在凸輪與挺柱面間經(jīng)常供給黏度、成分、溫度和數(shù)量均勻合適的潤滑油；（2）采用具有特殊添加劑的潤滑油；（3）使凸輪與挺柱的接觸面光潔度盡可能的高一些；降低接觸應(yīng)力：（1）盡量減輕配氣機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量；（2）增加凸輪的剛度。 Ρ—凸輪廓線瞬時(shí)曲率半徑（mm）； B—凸輪與挺柱底面間的接觸線寬度（mm）； —分別為凸輪材料與挺柱材料的泊松比； —分別為凸輪材料與挺柱材料的彈性模量（kgf/mm）。挺柱的材料和底面的硬度是和凸輪軸材質(zhì)及凸輪表面的硬度相匹配的。它的這種結(jié)構(gòu)同時(shí)也保證凸輪軸在旋轉(zhuǎn)時(shí)，挺柱底面所受的偏心切向力使挺柱產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，保證工作表面的磨損時(shí)很均勻的挺柱的軸線相對(duì)于凸輪的軸線的偏移量為1~3，而195B柴油機(jī)的偏移量為2mm。半徑為r的圓與半徑為r1的圓弧或者與直線（r1=∽）的接合，可以按拋物線或者按某給定半徑的圓弧連接。1　 基圓半徑：R=(~)x10=15~25 。8) 應(yīng)使配氣機(jī)構(gòu)各傳動(dòng)零件受力和磨損較小，工作可靠，使用期長。4) 具有恰當(dāng)?shù)臍忾T落座速度，以免氣門和氣門座的過度磨損和損壞。凸輪的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該滿足以下的要求：1) 具有合適的配氣相位。 從排氣門作用到凸輪上的最大的力為：Prmax=[+π/4（Pr—）]Ln/Lr+Mr（r1—r2） =[239+*/4x（—）xx46/32+374xx（138—）x=2539牛頓注： 式中的=36mm為排氣門的直徑 =42mm為進(jìn)氣門的直徑 ，是由指示功圖而確定 ≈= Mr=（+/3）x（/+99=374g =/3=120x/3x=81g凸輪軸的彎曲量： Y= =式中 E=*兆帕——鋼的彈性模量。 ~，范圍內(nèi)，~。 凸輪軸的支承軸頸軸承的材料： 195B柴油機(jī)經(jīng)過查表得知，采用鐵基粉末冶金，它是將它直接安裝在凸輪軸軸承座孔內(nèi)，它的型號(hào)：195—01018 內(nèi)徑外徑寬度前端404727后端283526 凸輪軸的定位方式： 定位的原因:由于汽車的上下坡或者在加速的時(shí)候，都可能使凸輪軸發(fā)生軸向竄動(dòng)。 凸輪軸的結(jié)構(gòu)： 195B柴油機(jī)是小功率柴油機(jī)，可以采用整體式凸輪軸，它的結(jié)構(gòu)較緊湊，這種結(jié)構(gòu)都是將凸輪軸從機(jī)體一端插入的，所以將它的兩個(gè)支撐軸頸加工的尺寸大小是不同，前端的支撐軸頸尺寸大，后端的小些，而且前端軸頸的尺寸必須大于凸輪軸的高度，這樣便于安裝。 氣門的升程，它的取值一般是氣門頭的25%左右，則： =10mm所以: = =10π（35*COS45+10*Sin45*Cos45) =865mm對(duì)進(jìn)行校核： ∵Frop=（~）Fxn=(~)x865=(~1038) 取1000mm喉口的直徑為：= x10 =36mm ∴喉口的直徑經(jīng)過檢驗(yàn)取值正確。 配氣機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算參數(shù)確定： 從確定氣門座處的通過截面以及確定喉口流通截面開始。配氣機(jī)構(gòu)的要求： 對(duì)于一個(gè)正常工作的配氣機(jī)構(gòu)應(yīng)該具有如下的要求：1　 進(jìn)、排氣門的時(shí)間足夠大，泵氣損失小，配氣正時(shí)恰當(dāng)，在排氣過程中能較好的排出廢氣，進(jìn)氣過程中能吸入較多的新鮮空氣，因而使發(fā)動(dòng)機(jī)具有較高的充量系數(shù)和合適的扭矩特性。 4）彈簧變形.......................................................................................................................38216。 5）氣門桿的設(shè)計(jì).................................................................................................................29氣門旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)…………………………………………….....…………………30氣門座圈的設(shè)計(jì)………………………………………………………..................………30氣門導(dǎo)管的設(shè)計(jì)…………………………………………………..................……………32氣門的主要損壞形式和預(yù)防措…………………………………………………33七、氣門彈簧的設(shè)計(jì)氣門彈簧的設(shè)計(jì)要求………………………………………………........………………34氣門彈簧的作用………………………………………………………………......………35氣門彈簧的工作條件……………………………………………………….........……35氣門彈簧的結(jié)構(gòu)………………………………………………………......…..…….......…35氣門彈簧的選材……………………………………………….................……..….......…35氣門彈簧特性曲線與氣門慣性力曲線的配合………..…….…....……36氣門彈簧的有關(guān)計(jì)算………………………………………..……........................……37216。 1）氣門設(shè)計(jì)的基本要求.................................................................................................25216。氣門組主要由：氣門、閥座、氣門導(dǎo)管、氣門彈簧和連接鍵組成，195B型柴油機(jī)采用不帶閥殼氣門組氣門的開啟和關(guān)閉是靠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可分為機(jī)械和液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 配氣機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 姓 名: 寇 志 奎 所屬院校：內(nèi)江職業(yè)技術(shù)學(xué)院 專 業(yè): 汽車制造與裝配技術(shù) 班 級(jí): 08汽車（三年）大專二班學(xué) 號(hào): 0801s05086 指導(dǎo)教師： 譚 嘯 天 配氣機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)