235KW发动机飞轮设计
55页 21000字数+说明书+任务书+3张CAD图纸【详情如下】
任务书.doc
封面.doc
曲轴飞轮组装配图.dwg
离合器总装图.dwg
飞轮总成.dwg
235KW发动机飞轮设计论文.doc
目 录
摘要I
AbstractII
第1章 绪论1
1.1 选题目的、意义1
1.2 发动机飞轮国内外研究现状2
1.3 曲轴系统的扭转振动3
1.3.1 扭转振动的基本概念3
1.3.2 扭转震动的消减措施4
1.4 汽车离合器结构的发展5
1.5 飞轮设计方法6
1.6 主要研究内容8
第2章 飞轮转动惯量的确定9
2.1 飞轮转动惯量计算方法介绍9
2.1.1 转动惯量的切向力方法9
2.1.2 飞轮转动惯量的能量法11
2.2 柴油机曲轴的旋转不均匀度15
2.3 飞轮转动惯量计算17
2.3.1飞转的作用17
2.4 本章小结20
第3章 飞轮结构设计21
3.1 飞轮结构简介21
3.2 飞轮材料选取22
3.3 飞轮尺寸确定23
3.3.1 飞轮基本结构形式23
3.3.2 方案一：平板型飞轮24
3.3.3 方案二：盆型飞轮27
3.3.4 方案一与方案二对比29
3.4本章小结29
第4章 匹配离合器设计30
4.1 离合器功用及设计要求30
4.1.1 离合器的功用30
4.1.2 对摩擦离合器的基本性能要求30
4.1.3 膜片弹簧离合器概述31
4.2 离合器结构设计31
4.2.1 离合器的容量参数的计算31
4.2.2 从动盘零件的结构选型和设计33
4.2.3 压盘设计35
4.2.4 离合器盖设计35
4.3 本章小结36
第5章 曲轴飞轮组零件创建与机构运动分析37
5.1 CATIA软件简介37
5.2 连杆的创建37
5.2.1 连杆的特点分析37
5.2.2 连杆的建模思路37
5.3 活塞的创建38
5.3.1 活塞的特点分析38
5.3.2 活塞的建模思路39
5.4 曲轴的创建39
5.4.1 曲轴的特点分析39
5.4.2 曲轴的建模思路40
5.5 曲轴飞轮组运动分析40
5.5.1 定义曲轴、连杆、活塞及活塞销的运动连接40
5.5.2 设置曲轴与机座、活塞与活塞缸套之间的运动连接43
5.5.3 模拟仿真44
5.5.4运动分析44
5.6 本章小结47
结论48
参考文献49
致谢50
一、设计（论文）目的、意义
惯性飞轮对稳定发动机的转速有重要作用，其惯量转动、整体重量、安装质心位置、总体结构型式对发动机的性能和寿命等有很大影响。本设计的目的是了解发动机惯性飞轮的结构型式、安装特点及设计方法，进行235kW发动机惯性飞轮的设计，包括惯性飞轮总体结构设计和优化、惯量和重量的匹配计算等。通过该论文工作，能够培养学生运用所学的专业理论知识独立进行工程设计的能力，提高专业理论水平和实际动手能力。同时培养学生的文献检索与综述的能力、独立工作能力以及撰写科技论文的方法等。
二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）
设计内容：
惯性飞轮总体结构设计
惯量和重量的匹配计算等
机构优化
技术指标：
发动机标定转速角速度变化率：小于3%
飞轮惯量：1.2-1.8Kg/m3
带离合器压盘等附件的惯量为：2.5-3.2Kg/m3；
摘 要
为了更好的解决发动机曲轴扭震等问题，本设计以上柴6CL320-2的相关数据作为参照，对235直列六缸柴油机飞轮进行了惯量计算、结构设计、强度校核、离合器匹配，并对曲轴飞轮 组进行了有关运动学和动力学的理论分析与计算机仿真分析。
飞轮是一个转动惯量很大的圆盘，其主要功用是将在作功行程中传输给曲轴的功的一部分储存起来，用以在其他行程中克服阻力，带动曲轴连杆机构越过上、下止点，保证曲轴的旋转角速度输出转矩尽可能均匀，并使发动机有可能克服短时间的超过载；此外，在结构上飞轮又往往用作汽车传动系统中的摩擦离合器的驱动件。
关键词：飞轮 惯量计算 结构设计 离合器 运动仿真
使汽车的平顺性受到很大影响，使乘员产生不舒服和疲乏的感觉。而汽车的平顺性主要是保持汽车在行驶过程中产生的振动和冲击环境对乘员舒适性的影响在一定界限之内，因此平顺性主要根据乘员主观感觉的舒适性来评价，它是现代高速汽车的主要性能之一。汽车的振动还使其动力性无法充分发挥，经济性变差，还会影响到汽车的通过性、操纵稳定性，甚至损坏汽车的零部件，缩短汽车的使用寿命。汽车是由多个系统组成的复杂的振动系统，每个系统都存在振动问题，几个主要系统存在的振动问题如下：
首当其冲的是发动机和传动系：汽车行驶时因汽缸内的燃气压力和运动件的不平衡惯性力周期性变化以及道路不平的结果都会使曲轴系统和发动机整机产生振动。其中，曲轴系统的扭振比较重要，而且与整车传动系统密切相关。曲轴受周期性变化的干扰力作用，这种干扰力会使发动机和传动系统产生强烈的扭振。对于扭振引起的这些装置的附加应力大大超过工作应力，这会影响发动机和传动系的工作质量和寿命，产生噪声，造成严重的破坏。除发动机和传动系统外，其它几个振动的系统分别为：制动系统、转向系统、悬架系统、车身和车架。
严格控制发动机曲轴的扭转振动和降低传动系的扭转振动成为汽车工程人员密切关注和潜心研究的问题。在过去的实践中汽车设计师们采用了许多行之有效的措施，其中一个重要而广泛的措施就是为内燃机匹配飞轮。
飞轮是一个转动惯量很大的圆盘，其主要功用是将在作功行程中传输给曲轴的功的一部分储存起来，用以在其他行程中克服阻力，带动曲轴连杆机构越过上、下止点，保证曲轴的旋转角速度输出转矩尽可能均匀，并使发动机有可能克服短时间的超过载；此外，在结构上飞轮又往往用作汽车传动系统中的摩擦离合器的驱动件。
飞轮是发动机的关键安全件，其功能是调节发动机曲轴转速变化，起稳定转速的作用。发动机在任何工况下，既使是稳定工况，出于负荷的突变，发动机输出扭矩与其所带动的阻力矩之间不相等，而产生曲轴转动角速度的波动，引起曲轴回转的不均匀性。这会产生一系列不良后果：对曲轴驱动的部件产生冲击，影响工作可靠性。降低使用寿命，产生噪音曲轴振动等。因此必须控制曲轴回转的不均匀性在允许范围之内。飞轮正是利用其具有较大的转动惯量，在曲轴加速减速过程中吸收或释放其动能，稳定曲轴加速度的变化，从而稳定转速。
四冲程发动机只有作功行程产生动力，其它进气、压缩、排气行程消耗动力，多缸发动机是间隔地轮流作功。扭矩呈脉动输出，这样就给曲轴施加了一个周期变化的扭转外力，令曲轴转动忽慢忽快。缸数越少越明显。另外，当汽车起步时，由于扭力突然剧增会使发动机转速急降而熄火。利用飞轮所具有的较大惯性，当曲轴转速增高时吸收部分能量阻碍其降速，当曲轴转速降低时释放部分能量使得其增速，这样一增一降，提高了曲轴旋转的均匀性。
1.2 发动机飞轮国内外研究现状
在机械原理教科书中，将飞轮按其功能切分为稳速(稳定速度，减小波动幅度)和蓄能(积蓄能量、适时释出)两大类。近期有少量文献提出，利用飞轮夹补偿或平衡输入轴的外力矩，即出现外力矩平衡飞轮。外力矩平衡飞轮应具有变化的等效转动惯量，用以平衡输入轴外力矩的波动。严格地讲，稳速、蓄能和平衡外力矩波动三种功能可以同时体现在同—飞轮上，无法截然区分。
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