气动发动机旋转阀式配气机构设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 配气机构是发动机的重要机构之一，其设计好坏对发动机的性能、可靠性和寿命有着很大的影响。现阶段我们普遍使用的是往复式顶杆气门进排气装置，其不足之处在于： 1）噪音比较大； 2）内燃机是自然吸气的，传统顶杆气门装置由凸轮驱动，一旦凸轮形线确定，气门最大开度和相位配合角度也随之确定。而气动发动机进气要求压力和流量可调节，即要求进气相位可调。所以传统顶杆气门进排气装置不能满足气动发动机的要求。 为了改善和克服传统气动发动机所采用的往复开闭气门振动大及进气角度问题，本实用新型往复式发动机的旋转阀配气机构提出 了一种结构简单的旋转气门配气机构。本实用新型配气机构采用了旋转阀，旋转阀体是一个管状回转体，安装在气缸盖中。曲轴通过正时带轮、正时皮带带动旋转阀转动。旋转阀进、排气道沿阀体轴向排列，阀体外圆周面开有旋转阀进、排气口，旋转阀进、排气口分别将旋转阀进气道、排气道与燃烧室连通，旋转阀进气道和旋转阀排气道分别与进气管、排气管连结。由于采用了旋转气门，免除了配气机构的往复运动，有效减小了气门开闭的震动，使整个发动机的震动大大减小。由于进、排气通道设计在一个旋转体中，传动件很少。本实用新型特别适用于小型单或多缸发动机。 关键词： 配气机构；顶杆气门；旋转阀 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 he is of of it a in or At we a it is is is by to of be of be of of In to a a is a in of of of a of is in of so of As in a is 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 摘 要 . I . 一章 绪论 . 1 配气机构的研究历程 . 1 配气机构的发展 . 1 配气机转轴阀机与气门机的结构及性能比较 . 2 第二章 配气机构的功用及组成 . 3 新型配气机构的机构原理 . 3 新型配气机构的功用 . 3 新型配气机构的组成 . 3 新型配气机构的工作原理 . 4 第三章 配气 机构的设计 . 6 新型配气机构的设计要求 . 6 配气机构设计的主要任务 . 6 配气机构气缸盖的设计 . 6 气缸盖的作用 . 6 气缸盖的设计原则 . 6 气缸盖的结构 . 7 缸盖的材料 . 7 缸 盖壁厚设计 . 7 齿轮传动的计算 . 8 选择材料、热处理方法及精度等级 . 8 链轮的设计与校核 . 11 选择材料、热处理方法及精度等级 . 11 旋转轴的设计与校核 . 13 旋转轴的结构设计 . 13 转轴的校核 . 14 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 轴承的选择与校核 . 21 其他结构的设计 . 22 兰盘的设计 . 22 沟槽的设计 . 22 齿轮盒的设计 . 23 缸头侧盖的设计 . 23 第四章 配气机构的配气相位 . 25 进气口和排气口的设计 . 25 进、排气配气相位 . 26 气门的配气相位 . 26 . 27 . 27 第五章 配合公差的选择 . 30 齿轮内孔和轴的配合 . 30 的选择 . 30 轮与轴的配合 . 31 轴和轴承的配合 . 31 轴和缸盖的配合 . 31 第六章 三维立体图 . 33 结束语 . 36 参考文献 . 37 致 谢 . 38 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第一章 绪论 配气机构的研究历程 作为发动机的重要组成部件，配气机构的研究内容从最初单纯的凸轮经验设计，发展到常将配气机构传动链当作完全刚性物体只进行运动学计算，再发展到了整个配气机构的运动学与动力学的综合研究。国外自 20 世纪初就有许多学者开始进行这方面的深入研究；相比而言，国内则起步较迟， 20 世纪 70 年代起才开始全面研究凸轮设计与动力学分析，研究的重点放在凸轮型线设计、多质量动力学研究方面。 由于计算机的出现，配气机构设计的整体性完整，制造精度提高，发动机配气机构的整体性能改善，加上一些计算机软件的出现，绘图更加方便，模拟的更加真实，配气机构在现代化社会得到了极大的发展，在我们生产和生活中得到了广泛应用。在 21世纪初，轴阀式配气机构开始兴起，由于受到国外先进技术输出的限制，至今为止，旋转轴阀式配气机构在国内一直没有得 到好的发展和运用，只是在少数行业有所运用，旋转阀式配气装置正处于萌芽阶段。 配气机构的发展 随着内燃机高功率、高速化发展，人们对其性能指标的要求更高，这给配气机构的设计以及制造工艺增加了难度。目前广泛采用的是气门凸轮式配气机构，它具有保证气缸密封性的优点。配气机构系统研究内容归纳起来主要有两个方面，一方面是零部件的设计，包括凸轮型线，气门摇臂机构的设计，气门弹簧及气门等零部件的设计，其中又以凸轮型线的设计尤为关键，这是因为凸轮作为整个机构的原动件，它直接控制整个机构的运动。另一方面是机构 的动力学问题，而对于机构动力性能的研究，又主要集中在气门的运动规律上。国外对配气机构的振动模型、摩擦及配气相位和可变气门正时等的研究有一些报道。国内也在致力于研究更精确的气门振动模型、凸轮挺柱副的动力润滑、非对称凸轮型线以及凸轮型线的拟合等问题，主要表现在以下几个方面： （ 1）设计了许多性能优良的凸轮型线； （ 2）配气机构由刚性设计发展为弹性设计； （ 3）由孤立研究凸轮设计发展到配气机构系统设计。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 内燃机配气凸轮的研究已经涉及到配气机构性能的各个方面，包括型线、挺柱的运动规律、气门振动模型、挺柱与凸轮的接触 应力、摩擦应力等。在研究更精确的气门振动模型、凸轮挺柱副的动力润滑、非对称凸轮型线以及凸轮型线的拟合等方面上，国内外都有很大的发展。 配气机转轴阀机与气门机的结构及性能比较 (1)结构简单：轴阀机比气门机相对减少 60%的零部件，且取消了凸轮，加工工艺较气门机简单。 (2)散热性好：轴阀机在旋转进排气阀轴的同一通道内完成进排气功能，进排气变替进行，散热充分，不易出现气门机气门头的局部过热现象。 (3)进排气通畅：旋转进排气阀轴上的进排气通道无阻隔，进排气畅通，气门机因气门的阻 隔进排气时气流绕行而产生阻力，为保证进排气充分，多数采用加大气门尺寸或增加气门数量。而轴阀机能保证足够的进排气量。 (4)空气与燃油的混合充分：轴阀机的旋转进排气阀轴的进排气通道可根据内燃机工作需要设定适宜的气流形式，使空气与燃油充分混合均匀由于新鲜可燃混合气是旋转进入气缸内，对缸内局部过热点起到降温作用，可避免爆震的发生。而气门机因气门的分布限制 难以做到适宜的气流形式。 (5)进排气门叠开角减小：轴阀机的旋转进排气阀轴进排气共用同一通道，气门叠开角就气门机面言减小 80，约 5度至 8度甚至再小，也能达到气门机现有的效果，气门机的气门叠开角约在 30度至 50度之间。因此轴阀机充分利用了有效功率，增加了动力，降低了能耗，并减少了排放污染。 (6)工作噪音降低：由于轴阀机的配气方式是旋转启闭的，减少了往复运动的冲击，很大程度上降低了工作噪音，同时也降低了配气机构的功率耗损。 (7)进排气的时间延长：轴阀机的旋转进排气阀轴截面为圆，其有 效的进气或捧气时间角大于 45度，而气门机的进排气门的启闭受凸轮轴制约，其进气或排气的时间角小于 45度。因而在同一转速的内燃机上轴阀机的进排气时间优于气门机的进排气时间。 (8)体积缩小：轴阀机与气门机相比由于零部件的减少，整机的体积和高度相对缩小。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 第二章 配气机构的功用及组成 新型配气机构的机构原理 旋转轴阀通过轴承装配在顶盖和气缸盖结合形成的轴孔中，旋转轴阀的一端安装正时齿轮，气缸盖的轴座与气缸对应的部位设置气缸进排气口与气缸相通，顶盖侧面设置进排气通道与进排气歧管连接，在 旋转轴阀上按配气相位设置径向进排气阀道，分别与气缸盖上的气缸进排气口和顶盖上进排气通道相对应，按配气相位相应形成进排气通路，完成进排气控制功能。旋转轴阀式配气机构有单轴阀和双轴阀两种形式，旋转轴阀有实体轴阀和中空轴阀两种形式。可变配气控制由液压推动实现。旋转轴阀式配气机构可以简化机械结构，提高可靠性，降低功率消耗，适用各种活塞式发动机系统 。 新型配气机构的功用 配气机构的功用：按发动机每一气缸内所进行的工作循环或点火次序的要求，定时地开启和关闭进、排气门，使新鲜可燃混合气（气油机）或空气（柴油机） 得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出。 对配气机构的要求：降低噪音，增加耐久度，减小进气和排气的阻力，使进气和排气都尽可能充分和完善 。 新型配气机构的组成 气动发动机旋转阀进排气装置，其特征是它主要包括缸头（ 7）、旋转进气阀（ 5）和旋转排气阀（ 3），缸头中具有两个与轴线平行的圆柱孔及分别与圆柱孔正交并贯穿于缸头的进气通道（ 21）和排气通道（ 22），旋转进气阀（ 5）和旋转排气阀（ 3）以装置在缸头（ 7）的轴承（ 13）为支撑分别位于两个圆柱孔中，在旋转进气阀（ 5）和旋转排气阀（ 3）的径向分别有进气孔 （ 8）和排气孔（ 4） ,与缸头的进气通道（ 21）和排气通道（ 22）相对应，在旋转进气阀（ 5）和旋转排气阀（ 3）的外壁具有与设在缸头中的油路通道（ 2）连通的纵向沟槽（ 9）和周向沟槽（ 10），旋转进气阀（ 5）和旋转排气阀（ 3）的一端由固定在缸头的缸盖（ 6）密封，另一端各固定有齿轮（ 15）和齿轮（ 20），该两个齿轮相互啮合，其中在一旋转阀端装置法兰（ 18），法兰（ 18）买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 与驱动轴相连接的链轮（ 16）相连。 按上述要求所述的气动气车发动机旋转阀进排气装置，其特征是所说的链轮（ 16）上设置数个腰形孔（ 17），链轮（ 16） 与法兰（ 18）通过穿越腰形孔（ 17）的微调螺丝（ 19）相连。 其结构如下图 2 1、机油油路通道入口 2、机油油路通道 3、排气阀 4、排气口 5、进气阀 6、缸头侧盖 7、缸 盖 8、进气口 9、纵向沟槽 10、周向沟槽 11、油封 12、齿轮盒 13、轴承 14、键 15、从动齿轮 16、链轮转动部分 17、 腰形孔 18、链轮固定 法兰 19、微调螺丝 20、主动齿轮 21、进气通道 22、排气通道 图 2动发动机的配气机构 新型配气机构的工 作原理 参照图 2动气车发动机旋转阀进排气装置主要包括缸头、旋转进气阀和旋转排气阀。缸头中具有两个与轴线平行的圆柱孔及分别与圆柱孔正交并贯穿于缸头的进气通道和排气通道，旋转进气阀和旋转排气阀以装置在缸头的轴承为支撑分别位于两个圆柱孔中，在旋转进气阀和旋转排气阀的径向分别有进气孔和排气孔，与缸头的进气通道和排气通道相对应，当进气孔开启进气通道时排气孔关闭关闭排买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 气通道，反之当排气孔开启排气通道时进气孔关闭进气通道。为了减少旋转进气阀和旋转排气阀的转动摩擦阻力，在旋转进气阀和旋转排气阀的外壁具有纵向沟槽 9和周向沟槽 10，纵向沟槽和周向沟槽与设在缸头中的油路通道 2 连通，缸头的机油油路通道入口 1 与油路通道 2 相连，通过油路通道 2 机油可以进入纵向沟槽和周向沟槽，从而使旋转阀润滑良好。油封 11和固定在缸头一端的端盖 6可防止机油的测漏。在旋转进气阀和旋转排气阀的另一端各固定有齿轮 15和 20，该两个齿轮相互啮合，其中在一旋转阀端装置法兰，法兰与驱动轴相连接的链轮相连。为了实现进气开始角度的微调，通常在链轮上设置数个腰形孔（如图 2链轮和法兰通过穿越腰形孔的微调螺丝 19相连。 气动发动机运行时，高压的压缩空气或氮气推 动活塞，活塞通过曲柄推动曲轴带动转轴转动，转轴驱动链轮旋转。如图 2动机活塞运行到上止点 A 后0曲轴转角，进气旋转阀的进气孔开启缸头进气通道，进气开始。当进气过程持续了 4曲轴转角，即图中 C 点到 D 点的顺时针角度，进气旋转阀的进气孔关闭缸头进气通道，进气过程结束。随后，缸内气体进一步膨胀做功，当活塞运行到下止点 B 左右时，排气旋转阀的排气孔开启缸头的排气通道，排气开始。当排气过程持续了 4 曲轴转角，即图中从 E 点到 C 点的顺时针角度。曲轴转角时，排气旋转阀的排气孔关闭缸头的排气通道，排气过程结束，紧接着进气过程重新开始。由此，通过旋转阀进排气装置的这种循环运转，实现了气动发动机的进气、排气过程。 进气开始的角度与排气开始的角度的配合可以通过两个齿轮 15 和 20 的啮合关系来调整。通过调整微调螺丝，链轮可以相对于法兰做顺时针或逆时针的移动，实现进气滞后角的微调。 图 2链轮 图 2配气相位 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 第三章 配气机构的设计 新型配气机构的设计要求 对于一个正常工作的旋转阀式配气机构应该具有如下的要求： （ 1）进、排气门的时间足够大，泵气损失小，配气正时恰当，在排气过程中能较好的排出废气，进气过程中能吸入较多的新鲜空气，因而使发动机具有较高的充量系数和合适的扭矩特性。 （ 2）进排气相位配合可以任意角度调整。 （ 3）振动、噪声较小，并且工作可靠和耐磨，机械损失小。 （ 4） 结构简单、紧凑。 （ 5）为了减轻惯性负荷，使配气机构运动零件的质量减到最小。 （ 6）制造简单，环保，实用性高。 气机构设计的主要任务 旋转阀式 配气机构设计任务主要包括： （ 1） 气缸盖的设计； （ 2） 主轴、中间轴的设计及强度的校核，包括州的布置，轴上槽的设计； （ 3） 齿轮的设计； （ 4）进、排气相位的设计。 配气机构气缸盖的设计 气缸盖的作用 气缸盖用来密封气缸的上面部分，它与活塞顶及气缸内壁共同组成密闭空间。气缸盖上还布置有进、排气道，同时为了润滑装在气缸盖上的配气机构零件，还设 有润滑油道等。在旋转阀式气动发动机中，气缸盖上设有进排气旋转阀，没有冷却水道和火花塞。 气缸盖的设计原则 气缸盖的结构形状十分复杂，承受着气体爆发力和气缸盖螺栓的预紧力。发动机工作时，气缸盖各部分受力很不均匀，气缸盖底面受力较大，容易产生受力过大买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 而产生爆破或者是裂纹，所以气缸盖应有一定的强度和刚度来承受活塞压缩气体做功而产生的机械应力。由此，对气缸盖的设计要求是： （ 1）要根据混合气的形成和压缩方式，合理布置气门和气道。 （ 2）应具有足够的强度和刚度，保证承受机械应力时能可靠工作， 并保证良好的密封。 (3)结构工艺简单、便于生产，对装置在气气缸盖上的机件要便于拆装和维修。 气缸盖的结构 旋转阀式配气机构采用的是单体式气缸盖，其长度短，与气缸体之间的密封平面小，加工平面度的要求容易保证，气缸盖螺栓的压紧力分布也比较均匀，受力不均匀时气缸盖翘曲变形相应减小，这将提高气缸盖密封的可靠性。而且，这类缸盖铸造容易，废品率低，维修也比较方便，系列通用化高，便于大量生产；气道位置精度高，对配气有利。 缸盖的材料 由于旋转阀的结构和工艺要求，气缸盖的材料选择球 墨铸铁。球墨铸铁是将接近灰铸铁成分（也可包括某些合金元素）的铁水，经镁或镁合金或者其它球化剂球化处理后而获得具有球状石墨的铸铁。由于这种铸铁中的石墨呈球状，所以大大减轻了石墨对基体的分割作用和尖口作用。球墨铸铁具有灰铸铁的优良性能，又兼有钢的高强度性能，有比钢更好的耐磨性、抗氧化性、减震性及小的缺口敏感性 ,它可以进行多种热处理以提高强度。满足我们设计的要求。 缸盖壁厚设计 设计气缸盖的基本尺寸时应能保证其具有足够的强度和刚度。影响气缸盖刚度最主要的尺寸是气缸盖的高度。加大高度，可以增加刚度，改 善气缸盖与气缸体之问的密封性，减少螺栓中的动应力及气缸盖的安装应力。气缸盖的高度与气门进、排气道布置和气体压缩形式等因素有关。气动发动机气缸采用旋转轴式，气缸盖高度查 8得 H (， D 为气缸直径。近代内燃机向高速、高功率方向发展，气缸盖高度有适当加大的趋势，有的高度己达 直接影响了内燃机的高度。在气缸盖高度一定的情况下，为增加刚度，有些内燃机采用帽式气缸盖或上部带凸边的气缸盖。此外，还可以在气缸盖内壁设置适当的加强筋，增加受力部位最大处的断面系数；也可以将气缸盖螺栓孔壁做成 X 形， 以增加螺栓固定时的刚度。由 D=85文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 计算得 H=（ 02） H=80缸盖的外形设计如图 3示： 图 3 缸盖 齿轮传动的计算 选择材料、热处理方法及精度等级 齿轮传动的承载能力主要取决于轮齿的材料和几何尺寸，因此，选择适宜的材料及热处理方法是齿轮设计的一个重要环节。 选择轮齿的材料及热处理方法： 1）使 材料具有较好的 抗失效性能，齿面具有足够的硬度和耐磨性，以使齿面有叫好的抗点蚀、胶合、磨损和抗塑性变形的能力；齿体具有较高的弯曲强度和冲击韧性，以保证在变载荷和冲击载荷下不致断齿。 2）齿体材料还要具有良好的 工艺性，易于锻造、铸造、切削和热处理等性能，以达到所需要的精度等级及表面粗糙度。 （ 1） 设计基本参数与条件 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 齿数比 u=1，旋转轴传递功率 001 ，设齿轮的传递效率 %851 ，则齿轮的传递功率 ，曲轴转速 0001 ，按照机动车使用 15年报废的标准。根据气门开启关闭与汽缸活塞做功行程的关系，可知曲轴转速 1n 与旋转轴转速 2： 1，所以 0002 以其传动比为 1. （ 2） 选择齿轮材料和精度等级 齿轮材料为： 45号钢。主动齿轮采用调制处理， 50 ；从动齿轮采用正火处理， 00 精度等 级取 7级，齿形角 20 。 选择载荷系数 K=择齿宽系数 试选齿轮齿数 211z ； 2121112 (3)齿面接触疲劳强度计算 齿面接触疲劳强度设计公式 3 2121 )(92.2 试选载荷系数： 6.1 计算齿轮传递的扭矩： 2 39 5 5 0 111 取齿宽系数： 确定弹性影响系数：由 3表 根 据 循 环 次 数 公 式 3 式 计 算 应 力 循 环 次 数 ：300151(200016060 查 3图 12Z 查 3图 12b)和（ c)得疲劳极限应力：主动齿轮 001 从动齿轮 602 由 3公式 失效概率为 1%，安全系数 S ， M P 7 9 1 ， 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 6 2li 由接触强度计算出齿轮分度圆直径： ， 则 1 齿轮的圆周速度 m / 0 060 11 计算载荷系数： a：齿轮使用系数，查 3表 K b：动载系数，查 3图 12.1间分配系数，查 3表 1 向载荷分布系数 查 3表 25.1，所以 触强度载荷系数 按载荷系数校正分度圆直径 11 齿轮分度圆直径 221 ；模数圆整为 2m 确定齿宽： 2121 圆整取 21 14 计算齿轮的相关参数 222111 ， 22 45 4590 12 (3)校核齿根弯曲疲劳强度 1 载荷系数 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 2 当量齿数 11 zz v， 22 zz v 3 查 3图 图 齿形系数 4 取安全系数 S 由 3图 弯曲疲劳寿命系数 3图 b)和（ c）得弯曲疲劳极限为： 501 ， 602 许用应力 M P 1 11 M P 8 22 5 校核强度，由 3式 ) 22 1 计算得 11 9 3 22 8 0 可知弯曲强度满足，参数合理。 链轮的设计与校核 选择材料、热处理方法及精度等级 正时齿轮是在机械装置中对完成相关控制功能起到时间尺度定位的齿轮 。 正时齿轮的三种传动方式：链条传动、齿带传动、齿轮传动。 这里我们选用的是链条传动。因为两个链轮之间的跨度比较大，选用链条传动，传输动力更稳定。 选择轮齿的材料及热处理方法： 1）使材料具有较好的 抗失效性能，齿面具有足够的硬度和耐磨性，以使齿面有叫好的抗点蚀、胶合、磨损和抗塑性变形的能力；齿体具有较高的弯曲强度和冲击韧性，以保证在变载荷和冲击载荷下不致断齿。 2）齿体材料还要具有良好的 工艺性，易于锻造、铸造、切削和热处理等性能，以达到所需要的精度等级及表面粗糙度。这里我们选用的为 45号钢，热处理方式采用正 火处理。 （ 1）设计基本参数与条件 旋转轴传递功率 001 ，设齿轮的传递效率 %801 ，则齿轮的传递功率买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 503 ，曲轴转速 0001 ，曲轴转速 1n 与旋转轴转速 2n 之比为 2： 1，所以 0002 ，即正时链轮的转速 0003 . （ 2）选择链轮材料和精度等级 链轮材料为： 45号钢。正时链轮采用正火处理， 00 精度等级取 7级，齿形角 20 。 选择载荷系数 K=择齿宽系数 试选链轮齿数 363 z 同上计算可得正时链轮的的分度圆直径可取 03 则齿厚可取 模数 0/33 整 2m 所以调整后的齿数 30260/33 ) 校核齿根弯曲疲劳强度 1 载荷系数 2 当量齿数 33 zz v 3 查 3图 图 齿形系数 4 取安全系数 S 由 3图 3图 b)和（ c）得弯曲疲劳极限为： 501 ， 602 许用应力 M P 1 11 M P 8 22 5 校核强度，由 3式 ) 22 3 计算得13 F M P a 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 可知弯曲强度满足，参数合理。其结构如下图： 图 3链轮 旋转轴的设计与校核 旋转轴的结构设计 根据轴承受载荷的不同，轴可以分为转轴、心轴和传动轴。这里我们设计的旋转轴采用的是转轴。根据旋转轴功能的要求，我们设计采用阶梯轴。 1、 凸轮轴设计的要求： 1）正确的设计进排气旋转阀的位置，实现配气正时，使气动发动机正确的按照一定规律运转。 2）从气动发动机的总体布局来设计旋转轴的允许弯曲变形，合理的计算出支撑它的轴颈数目，轴颈的直径、和旋转轴的最小直径尺寸。 3）选择合理的材料和热处理工艺，使它不仅有足够的刚度与韧性，而且要使旋转阀和支撑 轴的表面有合理的硬度，具有较好的耐磨性。 2、 旋转轴的结构： 旋转轴阀式气动发动机是小功率柴油机，可以采用整体式旋转轴，它的结构较紧凑，我们设计的属于单缸式气动发动机。 3、 旋转轴的选材： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 因为旋转轴要承受一定的机械强度，必须要有足够的强度和韧性，同时还应具有一定的耐磨性，才能让发动机在正常的工况下工作，选择碳钢，一般选择 45钢就可以满足要求了。 转轴的校核 、 主动转轴的设计 （ 1） 主动转轴的基本参数 )轴的传递功率 021 ，转速 0001 ，转矩 9552 ； 选择材料和热处理： 45钢，调制处理，硬度 50 (2) 求作用在齿轮上的力 已知齿轮的分度圆直径为 21 根据式 定作用在齿轮上的圆周力、径向力和法向力 圆周力 1 径向力 法向力 o s (3)初估轴的最小直径 先按 3式 步估算轴的最小直径。 选取轴的材料为 45 钢，调质处理。根据 3表 112C ，于是得 (4)轴的结构设计 拟定轴上零件的装配方案，如下图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 轴段 1齿轮及正时齿轮设计要求，可得 15端应有轴肩定位，轴向长度为 30 轴段 2轴上有径向力，因此选取深沟球轴承，轴承型号为 轴承内圈直径得轴段直径为 17承厚度为 7方便装卸，取轴段长度略大，为8理轴段 8 轴段 3垫片密封用，直径略比轴小，取 24长取 6理轴段 7 轴段 4上距离，表 示密封圈到配气孔之间的距离，根据具体设计的要求，把这段轴长定为 径定为 25理轴段 6 轴段 5处为配气孔排气阀的长度，因为排气过程要迅速，所以排气孔应比进气孔略大，取排气孔宽度为 10据汽缸直径的要求，排气孔的长度取 70 零件的周向定位 左端用于装配主动齿轮，可用平键，宽度为 4度略小于轴段，取 20取键 204 ；最左端用于装正时齿轮，采用法兰盘进行周向定位和轴向定位； 左右两端均采用深沟球轴承进行周向定位，查 3选轴承型号为 轴上圆角和倒角尺寸 取轴端倒角为 1角取 5)轴的校核 轴的受力图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 轴的受力及力矩分布表 水平面受力图 水平面弯矩图 载荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F ； ； ； ； 弯矩 M 2 扭矩 T 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 垂直面受力图 垂直面弯矩图 合成弯矩图 (6) 按弯扭合成应力校核轴的强度 由上图可知，应力最大的位置，只需校核此处即可，根据 3式 15以上数据，以及轴单向旋转，扭