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发动机（DA465Q）缸盖进气门清洗装置设计【汽车类】【7张CAD图纸】【优秀】

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关键词：: 发动机DA465Q 缸盖进气门清洗装置设计汽车 cad图纸

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发动机（DA465Q）缸盖进气门清洗装置设计

37页 16000字数+说明书+任务书+开题报告+7张CAD图纸【详情如下】

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顶开进气门装置.dwg

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摘要Ⅰ

ABSTRACTⅡ

第1章绪论1

　　　1.1 选题背景，目的及意义1

　　　1.2 课题研究现状6

　　　1.3 研究内容及研究方法6

　　　　1.3.1 设计主要内容6

　　　　1.3.2 研究方法7

第2章汽车概述及DA465Q发动机简介8

　　　2.1汽车概述8

　　2.1.1 汽车的构造8

　　　　2.1.2 汽车发动机的构造8

　　　　2.1.3 发动机的分类9

　　　　2.1.4 发动机的工作原理9

　　　　2.1.5 发动机气缸盖9

　　　2.2 生产线10

　　　　2.2.1 生产线的概况10

　　　　2.2.2 生产线的形式11

　　　　2.2.3 发动机装配线12

　　　2.3 东安465Q发动机12

　　2.3.1 东安动力集团有限公司13

　　　　2.3.2 DA465Q发动机14

　　　2.4 本章小结15

第3章清洗装置总体及主要部件设计16

　　　3.1 清洗目的及清洗方式的确定16

　　　3.2 缸盖进气门清洗装置设计16

　　　3.3 凸轮机构设计16

　　　　3.3.1 凸轮机构基本尺寸设计19

　　　　3.3.2 凸轮的最大压力角19

　　　　3.3.3 凸轮机构运动线图19

　　　　3.3.4 凸轮的材料及热处理20

　　　　3.3.5 凸轮的强度校核及许用应力20

　　　3.4 电动机选择21

　　　　3.4.1 电动机的功率计算21

　　　　3.4.2 电动机型号选择21

　　　3.5 带传动设计22

　　　　3.5.1 带传动的选择22

　　　　3.5.2 带传动的设计计算22

　　　3.6 气缸选择24

　　　　3.6.1 顶部气缸的选择24

　　　　3.6.2 进气口端的气缸的选择24

　　　3.7 缸盖的固定25

　　　3.8 进气口清洗机构的设计26

　　　　3.8.1 工件进气口清洗机构设计26

　　　　3.8.2 清洗装置上的进气口密封圈设计26

　　　3.9 本章小结27

第4章进排气门清洗装置总体装配图28

　　　4.1 装配工艺规程及原则28

　　　4.2 进排气门清洗装置总体装配图28

　　　4.3 主要部件图装配图28

　　　　4.3.1 顶开进气门机构装配图28

　　　　4.3.2 驱动凸轮机构装配图28

4.3 本章小结28

结论31

参考文献32

致谢33

附录34

摘要

　　　汽车是当今人类使用最广泛的交通工具。汽车发动机的自动化装配程度在一定程度上限制了汽车的自动化生产水平。因此对汽车发动机自动装配生产线的研究，对提高生产线水准具有十分重要的现实意义。在对进气口清洗装置的设计中，有几个关键的问题，首先是顶开阀杆的凸轮机构的设计；其次是驱动凸轮机构转动的电动机及皮带传动部分；再次就是缸盖的固定问题，因为在进气口和出气口进行高压空气清洗时，会给气缸盖向上的力，所以要做好固定工作。一旦进气口有一些杂质或者灰尘粒，就会导致密封不严，或者漏气的现象，这样就会影响发动机的正常工作，所以对进气口的清洗装置的设计就显得尤其关键。清洗装置的设计直接影响到发动机缸盖的密封性，对发动机的工作也有很大影响，所以设计出一套完整、完善的清洗装置是十分必要的。本文在对汽车、汽车构造、发动机的构造、分类，、工作原理、发动机气缸缸盖和生产线进行了比较详细的阐述的基础上，论述了汽车发动机缸盖生产线自动装配进气门清洗装置的设计，并对其进行了理论分析和设计计算。完成了该装置总体结构及凸轮机构、电机、带传动、气缸及清洗等主要部件的设计，为实现汽车发动机生产线自动化装置提供了参考价值。

关键词：汽车发动机；缸盖；生产线；进气口清洗；东安465Q发动机

ABSTRACT　　　　　　　　　

　　　The automobile is the widest means of transportation nowadays . The automation of the automobile engine assembles the automatic level of production and the degree has limited the automobile to a certain extent. So assemblly the research of the production line to the automobile engine automatically , have very important realistic meanings in improving the production line level. Washing the air inlet in the design of the device, there are several key problems, it is a design of the cam organization which backs down the valve stem at first; Secondly it is motor urging the cam organization to rotate and belt running part; fix job is another important problem, because it gives vent to the air inlet and carry on high-pressure air when washing in air inlet, will overlay upward strength for the air cylinder , so we should do the fix job well .

　　　Once the air inlet has some impurity or dust , it can not result in and sealing tightly, or the phenomenon of leaking gas, will influence the normal work of the engine like this, so it seems especially crucial to the design of the washing device of the air inlet . The design which washes the device is influenced the sealing that the engine jar covered directly, have very great influence on the work of the engine too, so it is very essential to design a set of intact , automobile , engine , operation principle,engine air cylinder jar overlay and production line carry on at the detailed foundation of exposition, overlay the production line to assemble into the design that the valve washed the device automatically after describing the engine jar of the automobile, Have finished the design of such main parts as this device of ensemble architecture and camorganization , electrical machinery , taking the transmission , air cylinder and washing ,etc. It has offered reference value for realizing the automatic device of production line of the automobile engine .

Keyword: Automobile engine ；Production line ；The jar covering ；The air inlet washing ；Dongan Engine 465Q

第1章绪论

1.1选题背景，目的及意义

　　　自1886年诞生以来，经历115年进入21社会。汽车的不断发展，大大的改变了人类生活。汽车工业和汽车技术得以发展，离不开各国人民发挥各自的智慧和才能，是世界人民共同努力的结果。汽车是法、英、德、美等国的创造发明者经过不断试验而制成的综合产物。从早期汽车发展到现代汽车，经历了200多年的时间。据专家估计,世界汽车的销售量在南朝鲜和东欧销售量猛增的影响下预计在2011年将增50 ％。据世界汽车时常战略考察组调查, 到2011,世界汽车销售量将从1990年德9万辆增加到747万辆.亚洲汽车销量将达到120万辆,几乎比1990年上升200 ％。欧洲的汽车销量也有大幅度的增加.发达国家为争夺市场获得高额利润,加速了国际汽车工业的联合改组,建立跨国公司,组织形式向着国际化,集约化方向发展,生产方式向着大批量和多品种相结合的方向发展.柔性生产,精益生产方式,技术上大量的推广应有新技术,新工艺,新材料的方向发展。发达国家的汽车品质性能水平的不断提高,产品开发周期有过去的四五年到三年,车型也不断推陈出新。　　　先进的装配工艺需要先进的工艺装备，工艺装备设计制造水平，对保证高效率的生产和产品的高质量至关重要，也是汽车装配技术水平的标志。改革开放以来，随着我国汽车工业的发展，我国从国外引进了大量先进的设备，使汽车工业装备水平有了很大的提高；同时，许多设备制造企业也纷纷引进技术，购买产品生产专利权及合资合作生产国内急需的装备，在机械加工、铸造、冲压、焊接、涂装等设备方面均取得了一定的进展。但从整体来说，国内的装备制造水平尚不能满足汽车工业发展的需要，几大轿车厂所用设备70％都是引进设备。就装配工艺装备而言，与其它工种设备相比由于价格低、技术含量高(试验设备)，且大多为非标设备，因此设备厂家不重视装配设备的开发，所以装配设备的发展落后于其它设备的发展。

　　　整车装配线和零部件装配线向柔性装配线方向发展，以满足多品种生产和自动化装配要求；加注设备向真空式加注设备方向发展；试验检测设备向微机控制、数字化、高精度、自动化方向发展；专用装配设备向高精度、适应性强、自动化方向发展，一台专机应能适应2～3种产品的生产要求，以适应多品种生产的要求：以静扭扳手和定扭矩电动扳手替代冲击式气动扳手是装配工具的发展趋势：一些产量大、零件数量少的零部件装配线趋于采用全自动装配线：将柔性装配线和其上的各种装配专机及检测设备有机的结合一起，由同一厂家设计、制造、安装，即交钥匙工程，是以后装配设备制造的发展趋势，这样便于保证设备的制造质量，避免扯皮现象，有利手提高装配工艺装备的整体制造水平，因此，未来汽车装配专用设备生产，应向以专业化工厂的生产组织形式发展。

　　　程中进气门有杂质灰尘是发动机形成积碳非常直接的原因。由于进气门附有灰尘杂质，会使进气门密封不严，从而产生了过多的积碳.需要把气门上和缸盖里的附着的积碳处理干净后再研下气门口,然后重新装配.否则积碳颗粒很容易掉在气门与气门口之间,造成某个缸不工作的情况。　　　大总成(中型)非同步装配线在中国的发展，是随着引进轿车技术和国外二手设备再利用而发展起来的。北京内燃机厂和一汽第二发动机厂在80年代末分别引进的美国通用汽车公司2.0L发动机生产线及美国克莱斯勒公司的488发动机生产线，该两条生产线上总成和分总成装配线采用的就是非同步装配线。这一时间可以说柔性装配线已经在中国中小型机械的装配生产中得以应用，以后国内新建的几个大型发动机厂，如上海大众、一汽大众、天津内燃机厂等发动机装配生产线均采用引进的非同步装配线。

1.3 研究内容及研究方法

1.3.1 设计主要内容

　　　本设计任务是当汽车发动机缸盖与进，排气门自动装配完成后，对进气门进行清洗，清除进气门密封表面的残留物。根据设计任务的工艺要求，本课题主要研究内容是汽车发动机缸盖清洗装置的设计，并解决以下又几个关键问题的设计：

　　　①顶开进气门阀的机构设计。

　　　②驱动凸轮机构的装置设计。

　　　③进气口的清洗及密封圈设计。

　　　④缸盖的固定。

1.3.2 研究方法

　　　①顶开进气门阀的机构设计。可以选用凸轮机构，通过凸轮机构的转动，带动顶杆向下顶开进气门，进而完成要求此工作要求。

　　　②驱动凸轮机构的装置设计。可以采用电动机来驱动，由于电动机一般转速较高，所以可以选用减速电动机进行驱动。电动机转动，带动皮带轮转动，皮带再经过传输，使得凸轮轴跟着转动，从而完成工作。

　　　③进气口的清洗及密封圈设计。在进行清洗时，要保证清洗装置和进气口之间的密封性，这样才能使清洗时，高压空气完全用来清洗进气门的残留物。

　　　④缸盖的固定。因为在进气口两边的清洗装置工作时，会给缸盖向上的力，容易使缸盖错位而不能进行正常的清洗。　　　本文较详细的阐述了汽车、发动机的现状以及发展，着重阐述了发动机生产线中的缸盖清洗装置的设计过程。国内的大部分汽车生产线,进出气口的清洗工序多数由人工来完成,而国外大部分采用自动装置。原因其实不光是发展程度存在差异的问题，还和国内，国外的实际情况有关，因为中国人口众多，劳动力相对过剩，人工费也不是很高,所以从经济性来说,用人工比较经济；而国外正好相反,劳动力比较昂贵,所以大部分的工作都要设计成自动化的装置。但随着中国加入WTO后,中国和国外的交流越来越多，很多技术和国外的差距正在逐步减小,相信发动机生产线也会越来越向全自动化的发向发展。本文的发动机进气口清洗装置就是自动化水平较高的装置,将来的发动机生产线的发展趋势也必将朝着自动化的方向发展。本文完成了发动机生产线进气门清洗装置的总体结构设计，并对凸轮机构,电动机的选择，带传动的设计,汽缸的确定，缸盖的固定等方面进行了理论分析和设计计算。对于完善发动机自动化生产线必将提供一些比较有价值的参考。本课题设计装置，结构设计合理，实施可行。

参考文献

［1］陈家瑞．汽车构造[M]．第三版．北京：人民交通出版社，1995

［2］杨玉如．发动机与汽车理论[M]．北京：人民交通出版社，1998

［3］机械设计师手册编写组．机械设计师手册[M]．机械工业出版社，1998

［4］濮良贵，纪名刚．机械设计[M]．第六版．西北工业大学机械原理及机械零件教研室，2000

［5］吴宗泽．机械设计实用手册[M]．化学工业出版社，1999

［6］孙桓，陈作模．机械原理[M]．高等教育出版社，1995

［7］成大先．机械设计手册[M]．单行本．机构．第四版．北京：化学工业出版，2001

［8］李贵轩．设计方法学[M]．北京：机械工业出版社，1996

［9］王先逵．机械制造工艺学[M]．北京：机械工业出版社，1998

［10]Rajput R K．Elements of Machanical Engineering[C]．Katson Publ　House，1985

［11]Orlov P．Fundamentals of Machine Design．Moscow：Mir Pub，1987

[12]Hindhede IUffe.Machine Design Fundamentals——A Practical Approach[S]．New York：wiley，1983

［13]Patton WJ．Mechanical Power Transmission[M]．New Jerky：Printic-Hall，1980

［14]Sors L．Fatigue Design of Machine Components[M]．Oxford　Pergamon Press,1995　

内容简介：: SY-025-BY-2毕业设计（论文）任务书学生姓名刘东升院系汽车与交通工程学院专业、班级车辆07-6指导教师姓名林明职称高工从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称发动机（DA465Q）缸盖进气门清洗装置设计一、设计（论文）目的、意义微型及普及型汽车在我国有很大市场，从0.9L到1.6L，价格适合我国国情,适合正在发展的中国的现况。缸盖进气门是发动机重要零件之一，随着现在设计加工制造技术的发展，发动机的装配方法及技术手段等也在不断发展，确定装配工艺与装夹方案及设计，从而达到对发动机装配工艺进一步的更深了解；该毕业设计可以加强常用工具AutoCAD软件的使用与掌握；加快了解汽车企业生产装配工艺设计、制造及应用的过程。二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）在对汽车构造、发动机的构造、分类，、工作原理、发动机气缸缸盖和生产线进行了比较详细的阐述的基础上，通过汽车发动机缸盖生产线自动装配进气门清洗装置的设计，并对其进行了理论分析和设计计算。完成了该装置总体结构及凸轮机构、电机、带传动、气缸及清洗等主要部件的设计，为实现汽车发动机生产线自动化装置提供了参考价值。技术要求：1、分析零件图，运用各种知识，机械设计原理选择装配路线，据实际生产条件确定工艺方案及确定几个关键问题(如:关键机构,装置,等)；2、通过分析拟定必要的保证清洗要求的设计内容：顶开进气门阀的机构设计。驱动凸轮机构的装置设计。进气口的清洗及密封圈设计。缸盖的固定。3、通过分析设计符合实际的发动机生产线进气门清洗装置的总体结构设计 4、通过分析，并对凸轮机构,电动机的选择，带传动的设计,缸盖的固定等方面5、完成二维装配图； 6、要有对相关项目进行理论分析和设计计算7、图纸和说明书要符合规范、标准化、清晰；，三、设计（论文）完成后应提交的成果1、相关的部件二维视图；2、二维装配图1套；3、装置的主要部件图5张以上；4、设计说明书1份(1.5万字以上) ；5、所有设计资料的电子文稿；四、设计（论文）进度安排1、熟悉设计任务书，并了解相关材料(网上查阅)，准备资料，填写开题报告：第13周（3月3日3月23日）2、熟悉零部件图纸(提出有相应问题)，熟练掌握CAD2004以上版本及装配工艺学：第45周（3月24日4月6日）3、据自已所学知识及实习工厂或其它装配厂提出改进设计方法，确定设计方案及设计内容，有改进解决问题的方法简单方案草图(说明问题)，输助工具excel 、word和CAD要有一定使用能力：第67周（4月7日4月20日）4、设计顶开进气门阀的机构设计。驱动凸轮机构的装置设计。进气口的清洗及密封圈设计。缸盖的固定及中期检查：第89周（4月21日5月3日）5、二维装配图与三维的设计：第1011周（5月4日5月18日）6、进行理论分析和设计计算及装置的必要零部件图设计：第1214周（5月19日6月8日）7、总结毕业设计及编写说明书、后期检查审核及修改不足：第1516周（6月9日6月22日）8、毕业设计准备答辩及答辩：第17周（6月23日6月29日）五、主要参考资料 1 齐志鹏主编.汽车传感器和执行器的原理与检修. 北京：人民邮电出版社，20062 滕伯乐主编.中国汽车工业50年回顾与跨世纪展望. 武汉汽车工业大学学报，2008，21（5）3 邱宣怀主编.机械设计.第四版.北京：高等教育出版社，20074 吴宗泽，罗圣国主编.机械设计课程设计（第二版）.北京；高等教育出版社，20065富成科.机械制造基础M.人民交通出版社,1999.16徐灏.机械设计手册M.机械工业出版社,2002.87成大先.机械设计手册.化学工业出版社,2002.118熊志旺.SEAT发动机曲轴的结构及工艺性能分析研究D.南京理工大学,2004六、备注指导教师签字：年月日教研室主任签字：年月日SY-025-BY-3毕业设计（论文）开题报告学生姓名系部汽车与交通工程学院专业、班级B07- 6班指导教师姓名职称高工从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称发动机（DA465Q）缸盖进气门清洗装置一、课题研究现状、选题目的和意义1.研究现状：自1886年诞生以来，经历115年进入21社会。汽车的不断发展，大大的改变了人类生活。汽车工业和汽车技术得以发展，离不开各国人民发挥各自的智慧和才能，是世界人民共同努力的结果。汽车是法、英、德、美等国的创造发明者经过不断试验而制成的综合产物。从早期汽车发展到现代汽车，经历了200多年的时间。据专家估计,世界汽车的销售量在南朝鲜和东欧销售量猛增的影响下预计在2011年将增50 。据世界汽车时常战略考察组调查, 到2011,世界汽车销售量将从1990年德9万辆增加到747万辆.亚洲汽车销量将达到120万辆,几乎比1990年上升200 。欧洲的汽车销量也有大幅度的增加.发达国家为争夺市场获得高额利润,加速了国际汽车工业的联合改组,建立跨国公司,组织形式向着国际化,集约化方向发展,生产方式向着大批量和多品种相结合的方向发展.柔性生产,精益生产方式,技术上大量的推广应有新技术,新工艺,新材料的方向发展。发达国家的汽车品质性能水平的不断提高,产品开发周期有过去的四五年到三年,车型也不断推陈出新。对于发动机制造所采用的生产装备来讲，其投资费用和寿命的计算并非是件简单的事情：首先，企业要考虑在前期投入大量的资金购置生产设备；其次，在后期的使用过程中还要考虑加工过程中的使用成本和维护费用。为了适应未来的生产需求，规划发动机生产线时还要考虑，所选择的生产设备能否满足未来生产需求的变化。如何合理进行投资建设生产线，成为当前每个发动机生产厂慎重研究的课题随着科学技术的发展，人类社会对产品的功能与质量的要求越来越高，产品更新换代的周期越来越短，产品的复杂程度也随之增高，传统的大批量生产方式受到了挑战。这种挑战不仅对中小企业形成了威胁，而且也困扰着国有大中型企业。因为，在大批量生产方式中，柔性和生产率是相互矛盾的。众所周知，只有品种单一、批量大、设备专用、工艺稳定、效率高，才能构成规模经济效益；反之，多品种、小批量生产，设备的专用性低，在加工形式相似的情况下，频繁的调整工夹具，工艺稳定难度增大，生产效率势必受到影响。为了同时提高制造工业的柔性和生产效率，使之在保证产品质量的前提下，缩短产品生产周期，降低产品成本，是终使中小批量生产能与大批量生产抗衡，柔性自动化系统便应运而生。先进的装配工艺需要先进的工艺装备，工艺装备设计制造水平，对保证高效率的生产和产品的高质量至关重要，也是汽车装配技术水平的标志。改革开放以来，随着我国汽车工业的发展，我国从国外引进了大量先进的设备，使汽车工业装备水平有了很大的提高；同时，许多设备制造企业也纷纷引进技术，购买产品生产专利权及合资合作生产国内急需的装备，在机械加工、铸造、冲压、焊接、涂装等设备方面均取得了一定的进展。但从整体来说，国内的装备制造水平尚不能满足汽车工业发展的需要，几大轿车厂所用设备70都是引进设备。就装配工艺装备而言，与其它工种设备相比由于价格低、技术含量高(试验设备)，且大多为非标设备，因此设备厂家不重视装配设备的开发，所以装配设备的发展落后于其它设备的发展。2.目的、意义：汽车工业在发达国家的经济发展中，起着重要支柱的作用：在产值和销售收入中，汽车工业占较大比重。汽车工业的发展必然会推动许多相关工业部门的发展。汽车工业是综合性的组装工业，一辆汽车由千万种零、部件组成,每一个汽车主机厂都有大量的相关配件厂,所以汽车工业和许多工业部门具有密切的联系。汽车工业是高度技术密集型的工业，集中着许多科学领域里的新材料、新设备、新工艺和新技术。汽车发动机装配线主要包括总装线、分装线、工位器具及线上工具等。在总装线和分装线上，目前国内普遍采用柔性输送线输送工件，并在线上配置自动化装配设备以提高效率。柔性输送线主要有：摩擦辊道和启停式动力辊道两种。装配线上的自动化设备主要有自动打号机、拧紧机、自动翻转机以及其它专用装配设备等，可大大提高装配线的装配能力。目前，装配线普遍采用现场总线控制方式，通过现场分布I/O统一控制装配线的运行及完成各工位间的通讯。组建现场信息监控系统采用以太网等方式，完成装配线上的信息采集、排产下达、工位监控及装配提示等功能。发动机装配在其生产过程中是不可缺少的重要步骤，而合理地规划发动机装配线可以更好地实现产品的高精度、高效率、高柔性和高质量。在现代化的发动机生产装配线中，成熟的装配工艺、设备选择、质量控制及物流方式均值得人们去借鉴。在发动机生产中，装配线是发动机最终状态、最终结构、最终精度的展示，对确保发动机的精度、质量至关重要。一条发动机装配线要保证发动机的装配技术条件，实现高精度；要保证装配节拍，实现高效率；要多机型同时装配，实现高柔性；要有效地控制装配精度，实现高质量。要实现以上几个方面必须从生产线的规划开始着手。生产线的清洗工序的目的是将残留在发动机进气口通道及气阀密封表面上的杂质、灰尘等清洗掉，确保气阀密封可靠，以保证发动机的正常工作。国内的发动机生产线的清洗工序大部分还是比较传统的人工清洗，因为国内的劳动力相对过剩。但随着科技的不断进步，自动化的生产线必将取代人工操作。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题1.基本内容：本设计任务是当汽车发动机缸盖与进，排气门自动装配完成后，对进气门进行清洗，清除进气门密封表面的残留物。在对汽车构造、发动机的构造、分类，、工作原理、发动机气缸缸盖和生产线进行了比较详细的阐述的基础上，通过汽车发动机缸盖生产线自动装配进气门清洗装置的设计，并对其进行了理论分析和设计计算。完成了该装置总体结构及凸轮机构、电机、带传动、气缸及清洗等主要部件的设计，为实现汽车发动机生产线自动化装置提供了参考价值。根据设计任务的工艺要求，本课题主要研究内容是汽车发动机缸盖清洗装置的设计，并解决以下又几个关键问题的设计：顶开进气门阀的机构设计。驱动凸轮机构的装置设计。进气口的清洗及密封圈设计。缸盖的固定。2.解决问题：顶开进气门阀的机构设计。可以选用凸轮机构，通过凸轮机构的转动，带动顶杆向下顶开进气门，进而完成要求此工作要求。驱动凸轮机构的装置设计。可以采用电动机来驱动，由于电动机一般转速较高，所以可以选用减速电动机进行驱动。电动机转动，带动皮带轮转动，皮带再经过传输，使得凸轮轴跟着转动，从而完成工作。进气口的清洗及密封圈设计。在进行清洗时，要保证清洗装置和进气口之间的密封性，这样才能使清洗时，高压空气完全用来清洗进气门的残留物。缸盖的固定。因为在进气口两边的清洗装置工作时，会给缸盖向上的力，容易使缸盖错位而不能进行正常的清洗。三、技术路线（研究方法）总体方案的选择凸轮机构的设计驱动凸轮装置设计密封圈设计凸轮机构布置顶杆的设计电动机的选择带传动的计算清洗装置设计密封圈设计缸盖的固定四、进度安排1、熟悉设计任务书，并了解相关材料(网上查阅)，准备资料，填写开题报告：第13周（3月3日3月23日）2、熟悉零部件图纸(提出有相应问题)，熟练掌握CAD2004以上版本及装配工艺学：第45周（3月24日4月6日）3、据自已所学知识及实习工厂或其它装配厂提出改进设计方法，确定设计方案及设计内容，有改进解决问题的方法简单方案草图(说明问题)，输助工具excel 、word和CAD要有一定使用能力：第67周（4月7日4月20日）4、设计顶开进气门阀的机构设计。驱动凸轮机构的装置设计。进气口的清洗及密封圈设计。缸盖的固定及中期检查：第89周（4月21日5月3日）5、二维装配图与三维的设计：第1011周（5月4日5月18日）6、进行理论分析和设计计算及装置的必要零部件图设计：第1214周（5月19日6月8日）7、总结毕业设计及编写说明书、后期检查审核及修改不足：第1516周（6月9日6月22日）8、毕业设计准备答辩及答辩：第17周（6月23日6月29日）五、参考文献1陈家瑞主编汽车构造M第三版北京：人民交通出版社，19952杨玉如主编发动机与汽车理论M北京：人民交通出版社，19983机械设计师手册编写组编机械设计师手册M机械工业出版社，19984濮良贵，纪名刚主编机械设计M第六版西北工业大学机械原理及机械零件教研室，20005吴宗泽主编机械设计实用手册M化学工业出版社，19996孙桓，陈作模主编机械原理M高等教育出版社，19957成大先主编机械设计手册M单行本机构第四版北京：化学工业出版，2001 8李贵轩主编设计方法学M北京：机械工业出版社，19969王先逵主编机械制造工艺学M北京：机械工业出版社，1998 10Rajput R KElements of Machanical EngineeringCKatson PublHouse，198511Orlov PFundamentals of Machine DesignMoscow：Mir Pub，1987 12Hindhede IUffe.Machine Design FundamentalsA Practical ApproachSNew York：wiley，198313Patton WJMechanical Power TransmissionMNew Jerky：Printic-Hall，198014Sors LFatigue Design of Machine ComponentsMOxfordPergamon Press,1995六、备注七、指导教师意见：签字：年月日黑龙江工程学院本科生毕业设计目目录录摘要摘要.ABSTRACT.第第 1 1 章章绪论绪论.11.1 选题背景，目的及意义.11.2 课题研究现状.61.3 研究内容及研究方法.61.3.1 设计主要内容.61.3.2 研究方法.7第第 2 2 章章汽车概述及汽车概述及 DA465QDA465Q 发动机简介发动机简介.82.1 汽车概述.82.1.1 汽车的构造.82.1.2 汽车发动机的构造.82.1.3 发动机的分类.92.1.4 发动机的工作原理.92.1.5 发动机气缸盖.92.2 生产线.102.2.1 生产线的概况.102.2.2 生产线的形式.112.2.3 发动机装配线.122.3 东安 465Q 发动机.122.3.1 东安动力集团有限公司.132.3.2 DA465Q 发动机 .142.4 本章小结.15第第 3 3 章章清洗装置总体及主要部件设计清洗装置总体及主要部件设计.163.1 清洗目的及清洗方式的确定.163.2 缸盖进气门清洗装置设计.163.3 凸轮机构设计.163.3.1 凸轮机构基本尺寸设计.193.3.2 凸轮的最大压力角.193.3.3 凸轮机构运动线图.19黑龙江工程学院本科生毕业设计3.3.4 凸轮的材料及热处理.203.3.5 凸轮的强度校核及许用应力.203.4 电动机选择.213.4.1 电动机的功率计算.213.4.2 电动机型号选择.213.5 带传动设计.223.5.1 带传动的选择.223.5.2 带传动的设计计算.223.6 气缸选择.243.6.1 顶部气缸的选择.243.6.2 进气口端的气缸的选择.243.7 缸盖的固定.253.8 进气口清洗机构的设计.263.8.1 工件进气口清洗机构设计.263.8.2 清洗装置上的进气口密封圈设计.263.9 本章小结.27第第 4 4 章章进排气门清洗装置总体装配图进排气门清洗装置总体装配图.284.1 装配工艺规程及原则.284.2 进排气门清洗装置总体装配图.284.3 主要部件图装配图.284.3.1 顶开进气门机构装配图.284.3.2 驱动凸轮机构装配图.284.3 本章小结.28结论结论.31参考文献参考文献.32致谢致谢.33附录附录.34黑龙江工程学院本科生毕业设计摘要汽车是当今人类使用最广泛的交通工具。汽车发动机的自动化装配程度在一定程度上限制了汽车的自动化生产水平。因此对汽车发动机自动装配生产线的研究，对提高生产线水准具有十分重要的现实意义。在对进气口清洗装置的设计中，有几个关键的问题，首先是顶开阀杆的凸轮机构的设计；其次是驱动凸轮机构转动的电动机及皮带传动部分；再次就是缸盖的固定问题，因为在进气口和出气口进行高压空气清洗时，会给气缸盖向上的力，所以要做好固定工作。一旦进气口有一些杂质或者灰尘粒，就会导致密封不严，或者漏气的现象，这样就会影响发动机的正常工作，所以对进气口的清洗装置的设计就显得尤其关键。清洗装置的设计直接影响到发动机缸盖的密封性，对发动机的工作也有很大影响，所以设计出一套完整、完善的清洗装置是十分必要的。本文在对汽车、汽车构造、发动机的构造、分类，、工作原理、发动机气缸缸盖和生产线进行了比较详细的阐述的基础上，论述了汽车发动机缸盖生产线自动装配进气门清洗装置的设计，并对其进行了理论分析和设计计算。完成了该装置总体结构及凸轮机构、电机、带传动、气缸及清洗等主要部件的设计，为实现汽车发动机生产线自动化装置提供了参考价值。关键词关键词：汽车发动机；缸盖；生产线；进气口清洗；东安 465Q 发动机黑龙江工程学院本科生毕业设计ABSTRACTThe automobile is the widest means of transportation nowadays . The automation of the automobile engine assembles the automatic level of production and the degree has limited the automobile to a certain extent. So assemblly the research of the production line to the automobile engine automatically , have very important realistic meanings in improving the production line level. Washing the air inlet in the design of the device, there are several key problems, it is a design of the cam organization which backs down the valve stem at first; Secondly it is motor urging the cam organization to rotate and belt running part; fix job is another important problem, because it gives vent to the air inlet and carry on high-pressure air when washing in air inlet, will overlay upward strength for the air cylinder , so we should do the fix job well .Once the air inlet has some impurity or dust , it can not result in and sealing tightly, or the phenomenon of leaking gas, will influence the normal work of the engine like this, so it seems especially crucial to the design of the washing device of the air inlet . The design which washes the device is influenced the sealing that the engine jar covered directly, have very great influence on the work of the engine too, so it is very essential to design a set of intact , automobile , engine , operation principle,engine air cylinder jar overlay and production line carry on at the detailed foundation of exposition, overlay the production line to assemble into the design that the valve washed the device automatically after describing the engine jar of the automobile, Have finished the design of such main parts as this device of ensemble architecture and camorganization , electrical machinery , taking the transmission , air cylinder and washing ,etc. It has offered reference value for realizing the automatic device of production line of the automobile engine . Keyword: Automobile engine ；Production line ；The jar covering ；The air inlet washing ；Dongan Engine 465Q黑龙江工程学院本科生毕业设计0第 1 章绪论1.1 选题背景，目的及意义自 1886 年诞生以来，经历 115 年进入 21 社会。汽车的不断发展，大大的改变了人类生活。汽车工业和汽车技术得以发展，离不开各国人民发挥各自的智慧和才能，是世界人民共同努力的结果。汽车是法、英、德、美等国的创造发明者经过不断试验而制成的综合产物。从早期汽车发展到现代汽车，经历了 200 多年的时间。据专家估计,世界汽车的销售量在南朝鲜和东欧销售量猛增的影响下预计在 2011 年将增 50 。据世界汽车时常战略考察组调查, 到 2011,世界汽车销售量将从 1990 年德 9 万辆增加到 747 万辆.亚洲汽车销量将达到 120 万辆,几乎比 1990 年上升 200 。欧洲的汽车销量也有大幅度的增加.发达国家为争夺市场获得高额利润,加速了国际汽车工业的联合改组,建立跨国公司,组织形式向着国际化,集约化方向发展,生产方式向着大批量和多品种相结合的方向发展.柔性生产,精益生产方式,技术上大量的推广应有新技术,新工艺,新材料的方向发展。发达国家的汽车品质性能水平的不断提高,产品开发周期有过去的四五年到三年,车型也不断推陈出新。汽车工业在发达国家的经济发展中，起着重要支柱的作用：在产值和销售收入中，汽车工业占较大比重。汽车工业的发展必然会推动许多相关工业部门的发展。汽车工业是综合性的组装工业，一辆汽车由千万种零、部件组成,每一个汽车主机厂都有大量的相关配件厂,所以汽车工业和许多工业部门具有密切的联系。汽车工业是高度技术密集型的工业，集中着许多科学领域里的新材料、新设备、新工艺和新技术。2002 年，中国汽车工业全年累计生产汽车 325 万辆，比上年同期增长 38%；销售汽车 324.8 万辆，比上年同期增长 37%。其中轿车产销均突破百万辆，分别达 109 万辆和 112 万辆，比 2001 年分别增长 55%和 56%。商用车的增长也很可观。汽车工业效益大幅度提高，完成工业增长值 1515 亿元同比增长 28.7%；完成销售收入 6465 亿元，同比增长 30.8%；完成利润总额 431 亿元，同比增长 60.94%。汽车消费成为拉动2002 年经济增长的主要力量。由于中国汽车工业企业与国际大汽车公司进行了全面的合资，在主要汽车生产厂，主要生产制造环节的工艺装备水平有了较大的提高。相当多的合资企业生产线装备是黑龙江工程学院本科生毕业设计1按照跨国公司生产标准引进的。有些企业引进了柔性焊接生产线。由于合资企业是按照跨国公司要求组织生产，进入跨国公司的全球管理和质量监控体系，因此中国汽车企业在保证产品水平、质量的关键设备、工艺、管理制度等方面正在与国际接轨。目前汽车用的发动机都是内燃机，内燃机通过燃料的燃烧，把化学能转化为热能，再将热能转化为机械能的热动力机械。内燃机是热效率最高的热力机械，但仍存在着巨大的节能及降低尾气污染的潜力。对于量调节式的汽油机而言，在部分负荷时，会因节气门开度小而造成发动机的泵气损失大，从而降低发动机的机械效率，影响到经济性。取消节气门就是提高汽油机经济性的最根本措施。但由于目前的汽油机是用节气门来调节混合气量的，取消节气门，发动机的动力输出无法控制，因此必须探索新的途径。汽油直接喷射技术就是基于这一思路。将汽油机的节气门调节动力输出，改为用喷油量控制动力输出。这样一来，采用汽油直接喷射的汽油机与目前的电控喷射发动机相比，燃油消耗量可以减少 15%左右。但汽油机采用直接喷射技术后，现有的三效催化系统难以发挥作用，使发动机的废气排放品质下降，因此还需要重新探索新的途径。目前的混合气均质压燃理论为解决这一问题提供了很好的思路。该理论是在汽油机上取消节气门，用喷油量调节动力输出，采用大量的高温废气混合到适当比例的燃料和空气混合气中，用发动机的压缩行程用活塞压缩使混合气自己着火，从而解决汽油机无节气门下的动力输出与同时采用三效催化转化器的矛盾。同样这一理论也可以应用到柴油机上，使柴油机在均质混合气时压燃着火，而不是现在的边喷油、边着火的扩散燃烧模式，从而使柴油机的废气排放达到最低，特别是烟度排放和 NOX 排放。目前均质混合气压燃着火的理论正在付诸实施之中。一旦这一新理论在实践得到应用，可以预见，今后的发动机会更加高效、更加清洁，汽车的使用将更加安全且有利于环保。对于发动机制造所采用的生产装备来讲，其投资费用和寿命的计算并非是件简单的事情：首先，企业要考虑在前期投入大量的资金购置生产设备；其次，在后期的使用过程中还要考虑加工过程中的使用成本和维护费用。为了适应未来的生产需求，规划发动机生产线时还要考虑，所选择的生产设备能否满足未来生产需求的变化。如何合理进行投资建设生产线，成为当前每个发动机生产厂慎重研究的课题随着科学技术的发展，人类社会对产品的功能与质量的要求越来越高，产品更新换代的周期越来越短，产品的复杂程度也随之增高，传统的大批量生产方式受到了挑战。这种挑战不仅对中小企业形成了威胁，而且也困扰着国有大中型企业。因为，在大批量生产方式中，柔性和生产率是相互矛盾的。众所周知，只有品种单一、批量大、设备专用、工艺稳定、效率高，才能构成规模经济效益；反之，多品种、小批量生产，设备的专用黑龙江工程学院本科生毕业设计2性低，在加工形式相似的情况下，频繁的调整工夹具，工艺稳定难度增大，生产效率势必受到影响。为了同时提高制造工业的柔性和生产效率，使之在保证产品质量的前提下，缩短产品生产周期，降低产品成本，是终使中小批量生产能与大批量生产抗衡，柔性自动化系统便应运而生。先进的装配工艺需要先进的工艺装备，工艺装备设计制造水平，对保证高效率的生产和产品的高质量至关重要，也是汽车装配技术水平的标志。改革开放以来，随着我国汽车工业的发展，我国从国外引进了大量先进的设备，使汽车工业装备水平有了很大的提高；同时，许多设备制造企业也纷纷引进技术，购买产品生产专利权及合资合作生产国内急需的装备，在机械加工、铸造、冲压、焊接、涂装等设备方面均取得了一定的进展。但从整体来说，国内的装备制造水平尚不能满足汽车工业发展的需要，几大轿车厂所用设备 70都是引进设备。就装配工艺装备而言，与其它工种设备相比由于价格低、技术含量高(试验设备)，且大多为非标设备，因此设备厂家不重视装配设备的开发，所以装配设备的发展落后于其它设备的发展。整车装配线和零部件装配线向柔性装配线方向发展，以满足多品种生产和自动化装配要求；加注设备向真空式加注设备方向发展；试验检测设备向微机控制、数字化、高精度、自动化方向发展；专用装配设备向高精度、适应性强、自动化方向发展，一台专机应能适应 23 种产品的生产要求，以适应多品种生产的要求：以静扭扳手和定扭矩电动扳手替代冲击式气动扳手是装配工具的发展趋势：一些产量大、零件数量少的零部件装配线趋于采用全自动装配线：将柔性装配线和其上的各种装配专机及检测设备有机的结合一起，由同一厂家设计、制造、安装，即交钥匙工程，是以后装配设备制造的发展趋势，这样便于保证设备的制造质量，避免扯皮现象，有利手提高装配工艺装备的整体制造水平，因此，未来汽车装配专用设备生产，应向以专业化工厂的生产组织形式发展。程中进气门有杂质灰尘是发动机形成积碳非常直接的原因。由于进气门附有灰尘杂质，会使进气门密封不严，从而产生了过多的积碳.需要把气门上和缸盖里的附着的积碳处理干净后再研下气门口,然后重新装配.否则积碳颗粒很容易掉在气门与气门口之间,造成某个缸不工作的情况。积碳对发动机性能有很大很直接的影响。发动机进气道中的气体流动性能，可以影响到燃烧室中的湍流强度，火焰传播速度和燃烧速率以及燃烧持续时间，从而对发动机的动力性和经济性产生影响。当进气道中存在积炭现象时，会对进气道中气流的流动特性产生影响，通过上面的分析可以得出结论，必然会影响到发动机的动力性和经济性。黑龙江工程学院本科生毕业设计3其次，由于积炭是热的不良导体，所以温度较高，在进气、压缩过不断加热混合气，从而最终提高了终燃混合气的温度；积炭本身占有一定的体积，因而提高了压缩比。其综合效果为沉积物的存在使得爆震倾向增加。最后，因为积炭占据了燃烧室中一定的体积，在发动机功率不变的前提下，发动机的输出功率将会降低。在汽车行驶过程中，发动机功率和汽车的行驶的阻力功率总是平衡的。汽车的运动阻力所消耗的功率包括滚动阻力功率、空气阻力功率、坡度阻力功率以及加速阻力功率，而这些项直接对应的就是汽车动力性指标，所以会导致汽车的动力性能下降。积炭的增多会导致发动机异常耗油。对汽车燃油经济性的评估，通常是根据发动机的万有特性曲线与汽车功率平衡图来进行计算。图 1.1 发动机万有特性曲线万有特性曲线是一组绘制有等功率和等燃油消耗率曲线，如图 1.1 所示。根据曲线可以确定发动机在一定转速 n，发出一定功率 P 时的燃油消耗率 b。计算时根据等速行驶车速 Ua 以及阻力功率 P，在万有特性图上利用插值法可确定相应的燃油消耗率 b,从而计算出以该速度行驶时单位时间内的燃油消耗量 Qt 为：黑龙江工程学院本科生毕业设计4其中 b 为燃油消耗率，g 为燃油的重度，假设燃油品质一定的情况下，燃油重度g 为一常量。从上面对于动力性的分析中可以得到，当存在积炭现象时将会降低发动机的动力性，亦即发动机输出功率将会降低，则当汽车在以同样的等速行驶速度行驶时，为了获得相同的功率，必然需要更高的燃油消耗率。积炭对汽车排放影响的直观表现在汽车冒黑烟。燃油在燃烧室中被完全燃烧时，将只会产生二氧化碳和水。但是由于发动机燃烧时间极短，可燃混合气不是完全均匀，燃料的氧化反应不彻底，所以产生了不完全燃烧产物。一氧化碳是碳氢化合物燃料在燃烧过程中生成的中间产物。产生碳氢化合物的主要途径有：在汽缸内燃烧过程中产生；从燃烧室通过活塞与汽缸之间的间隙漏入曲轴箱的窜气；从发动机和燃油系统等处蒸发产生的汽油蒸汽。氮氧化合物的主要来源是空气中的氮气。影响发动机排放性的因素很多，但是具体到积炭方面则主要是表现在过量空气系数对排放性的影响。由于发动机出现积炭层之后将会吸收部分燃油，从而导致进入燃烧室中的燃油减少，混合气体的浓度降低，影响到发动机的正常启动。此时，必须增加燃油的供给量以提高混合气体的浓度，实验证明当存在积炭现象的发动机启动时，燃烧室中的混合气浓度已经超过了正常的浓度标准，导致过量空气系数变小。图 1.4为排气污染物与过量空气系数的关系图。从图 1.2 可以看出，在过量空气系数从大变小的过程中，氮氧化合物的变化趋势是逐渐减少，而一氧化碳和碳氢化合物的含量逐渐增加。图 1.2 排气污染物与过量空气系数的关系另外，由于积炭占用了燃烧室中的部分体积，从而导致了压缩比的提高，亦即燃烧室表面积和体积之比（面容比）增加，相对增加了激冷面积，增加了碳氢化合物的排放量。这种现象在发动机冷启动、怠速和暖机时对于碳氢化合物的排放量影响较大。同时压缩比的升高，使得最高燃烧温度增加，氮氧化物的排放量增加。综上所述，在发动机装配生产线上，对发动机缸盖进气门的清洗有着非常大的必黑龙江工程学院本科生毕业设计5要性。汽车厂家要确保发动机出厂性能最优必须重视这个关键环节。1.2 课题研究现状随着汽车工业的发展，发动机装配线正由刚性装配线向柔性装配线方向发展，柔性装配线的特点是装配节拍可以在一定的范围内自由调整，可以实现多品种混流生产并适应生产纲领的变化。又由于在装配作业时装配对象和装配工人保持相对静止状态，对保证装配的高质量及采用专门的装配设备提供了方便的条件，便于实现装配的自动化。因此国内引进的轿车发动机装配线均采用了柔性装配线( 即非同步装配线)。目前国内用于发动机装配非同步装配线主要型式有，纵置单滚杠式、摩擦式机动辊道式、双链滚轮式和鳞板式等。一般从美国和日本引进的发动机非同步装配线为摩擦式机动辊道式，如一汽二发和天内；从德国引进的发动机非同步装配线为纵置单滚杠式，如上海大众和一汽大众。大总成(中型)非同步装配线在中国的发展，是随着引进轿车技术和国外二手设备再利用而发展起来的。北京内燃机厂和一汽第二发动机厂在 80 年代末分别引进的美国通用汽车公司 2.0L 发动机生产线及美国克莱斯勒公司的 488 发动机生产线，该两条生产线上总成和分总成装配线采用的就是非同步装配线。这一时间可以说柔性装配线已经在中国中小型机械的装配生产中得以应用，以后国内新建的几个大型发动机厂，如上海大众、一汽大众、天津内燃机厂等发动机装配生产线均采用引进的非同步装配线。1.3 研究内容及研究方法1.3.1 设计主要内容本设计任务是当汽车发动机缸盖与进，排气门自动装配完成后，对进气门进行清洗，清除进气门密封表面的残留物。根据设计任务的工艺要求，本课题主要研究内容是汽车发动机缸盖清洗装置的设计，并解决以下又几个关键问题的设计：顶开进气门阀的机构设计。驱动凸轮机构的装置设计。进气口的清洗及密封圈设计。缸盖的固定。1.3.2 研究方法顶开进气门阀的机构设计。可以选用凸轮机构，通过凸轮机构的转动，带动顶杆向下顶开进气门，进而完成要求此工作要求。驱动凸轮机构的装置设计。可以采用电动机来驱动，由于电动机一般转速较高，黑龙江工程学院本科生毕业设计6所以可以选用减速电动机进行驱动。电动机转动，带动皮带轮转动，皮带再经过传输，使得凸轮轴跟着转动，从而完成工作。进气口的清洗及密封圈设计。在进行清洗时，要保证清洗装置和进气口之间的密封性，这样才能使清洗时，高压空气完全用来清洗进气门的残留物。缸盖的固定。因为在进气口两边的清洗装置工作时，会给缸盖向上的力，容易使缸盖错位而不能进行正常的清洗。第 2 章汽车概述及 DA465Q 发动机简介2.1 汽车概述2.1.1 汽车的构造黑龙江工程学院本科生毕业设计7汽车是指能自带能源的机动轮式无轨车辆，它是使用最广泛的交通运输工具。按运输对象汽车可分为客运汽车和货运汽车(简称货车)两大类。汽车是法、英、德、美等国的创造发明者经过不断试验而制成的综合产物。从早期汽车发展到现代汽车，经历了 200 多年的时间。汽车通常由发动机、底盘、车身、电气设备四个部分主成。发动机的作用是使供入其中的燃料燃烧而发出动力。大多数汽车都采用往复活塞式内燃机，它一般是由机体、曲柄连杆机构、配气机构、供给系、冷却系、润滑系、点火系（汽油发动机采用）、起动系等部分组成。底盘的作用是接受发动机的动力，使汽车产生运动，并保证汽车按照驾驶员的操纵正常行驶。车身的作用是为驾驶员提供工作的场所，也是装载乘客和货物的场所。车身应为驾驶员提供方便的操作条件，以及为乘客提供舒适安全的环境或保证货物完好无损。典型的货车车身包括车前钣制件、驾驶室、车厢等部件。电气设备由电源组、发动机起动系和点火系、汽车照明和信号装置等组成。此外，在现代汽车上愈来愈多地装用各种电子设备：微处理机、中央计算机系统及各种人工智能装置等，显著地提高了汽车的性能。2.1.2 汽车发动机的构造根据组成发动机各部分零部件的作用不同，发动机主要有八大部分（柴油机污点火系）所组成，分别是：1. 机体 2. 曲柄连杆机构3. 换气系统 4. 燃油供给系统5. 润滑系统 6. 冷却系统7. 点火系统 8. 启动系统2.1.3 发动机的分类内燃机的类型很多，通常按不同的特征作如下分类：1. 按所用燃料分：汽油机、柴油机、石油液化气机、沼气机等。2. 按每循环行程数分：二行程发动机、四行程发动机。3. 按气缸数分：单缸发动机、多缸发动机。黑龙江工程学院本科生毕业设计84. 按冷却方式分：水冷却发动机、风冷却发动机。5. 按着火方式分：点燃式发动机、压燃式发动机。 6. 按转速分：高速发动机、低速发动机。7. 按气缸排列方式分：立式发动机、卧式发动机、V 型发动机、对置式发动机等。2.1.4 发动机的工作原理四行程汽油机的工作原理：四行程汽油机的运转是按进气行程、压缩行程、作功行程和排气行程的顺序不断循环反复的，如图 2.1。 (a) 进气 (b) 压缩 (c) 作功 (d) 排气图 2.1 汽油机工作原理图2.1.5 发动机气缸盖气缸盖安装在气缸体的上面，从上部密封气缸并构成燃烧室。它经常与高温高压燃气相接触，因此承受很大的热负荷和机械负荷。水冷发动机的气缸盖内部制有冷却水套，缸盖下端面的冷却水孔与缸体的冷却水孔相通。利用循环水来冷却燃烧室等高温部分。缸盖上装有进、排气门座，气门导管孔，用于安装进、排气门，还有进气通道和排气通道等。汽油机的气缸盖上加工有安装火花塞的孔，而柴油机的气缸盖上加工有安装喷油器的孔。顶置凸轮轴式发动机的气缸盖上还加工有凸轮轴轴承孔，用以安装凸轮轴。气缸盖一般采用灰铸铁或合金铸铁铸成，铝合金的导热性好，有利于提高压缩比，所以近年来铝合金气缸盖被采用得越来越多。气缸盖是燃烧室的组成部分，燃烧室的形状对发动机的工作影响很大，由于汽油机和柴油机的燃烧方式不同，其气缸盖上组成燃烧室的部分差别较大。汽油机的燃烧室主要在气缸盖上，而柴油机的燃烧室主要在活塞顶部的凹坑。黑龙江工程学院本科生毕业设计9汽油机燃烧室常见的三种形式，见图 2.2。图 2.2 燃烧室形式(1)半球形燃烧室半球形燃烧室结构紧凑，火花塞布置在燃烧室中央，火焰行程短，故燃烧速率高，散热少，热效率高。这种燃烧室结构上也允许气门双行排列，进气口直径较大，故充气效率较高，虽然使配气机构变得较复杂，但有利于排气净化。(2)楔形燃烧室楔形燃烧室结构简单、紧凑，散热面积小，热损失也小，能保证混合气在压缩行程中形成良好的涡流运动，有利于提高混合气的混合质量，进气阻力小，提高了充气效率。气门排成一列，使配气机构简单，但火花塞置于楔形燃烧室高处，火焰传播距离长些，切诺基轿车发动机采用这种形式的燃烧室。 (3)盆形燃烧室盆形燃烧室，气缸盖工艺性好，制造成本低，但因气门直径易受限制，进、排气效果要比半球形燃烧室差。捷达轿车发动机、奥迪轿车发动机采用盆形燃烧室。2.2 生产线2.2.1 生产线的概况如何实现汽车大批量生产的总装配及装配线的型式、劳动定额水平、关键工序的自动化、物流与仓储、产品的质量保证体系、生产的组织与管理等，是当前汽车与汽车发动机生产企业所共同面临也是必需研究的主要课题之一。近几十年来，国外汽车工业在应用微电子技术和计算机技术方面发展很快，在汽车产品的开发设计、模拟分析、零部件的加工贮运、装配试验、生产的组织管理和销售服务等方面都得到了惯犯应用，实现了一系列的自动化。随着市场对汽车品种需要的多样化。欧、美、日各大集团公司都已实现了多品种混线生产，节约了物流资金、提高了产品质量，满足了用户多种要求之目的。半球形楔形盆形黑龙江工程学院本科生毕业设计10从轿车工业发展的情况来看，汽车发动机的自动化装配程度，在一定程度上限制了汽车的自动化生产水平。因此，提高汽车发动机的自动装配生产线水准，是目前我们势必解决的重要难题，对汽车发动机生产线的研究具有十分重要的现实意义。2.2.2 生产线的形式无论国内还是国外，总装配线都需要有高架输送和地面输送两种最基本的型式。其中，高架线一般包括积放式悬挂输送机系统、普通悬挂输送机和高架轨道小车。地面线一般包括滑撬式输送系统、地面单链牵引轨道小车、地面板链带随行支架、地面板式输送带等类型。1、积放式悬挂输送机系统具有自动实现起重、运输、储运、装配和实现科学管理等功能，是一种机械化程度较高的综合性空间储运系统。适于大批量生产，国内外普遍采用；但造价高。2、普通悬挂输送机国内使用历史长，价格相对较低。主要缺点是不便于多品种空间春运，工件上下需要配置升降设备。3、高架轨道小车或者高架平台造价低，工人可上下同时作业；但一般无牵引装置，靠人力推动自由流水。仅适用中小批量生产。4、滑撬式输送系统具有自动实现运输、储存、装配和实现科学管理等功能，是一种新型的机械化程度较高的综合性地面储运系统。主要优点是工艺性强、灵活性大、柔性好、易于与其它输送装置连接，适于多品种大批量生产。其缺点是占地面积大、价格昂贵。 5、地面单链牵引轨道小车结构简单，无基础，建设速度快，造价低。可用于多品种生产。6、地面板链带随行支架工艺与操作性好，但由于支架位置固定，柔性较差，有一定的局限性。故只适用于大一品种的大量生产，造价相对较高。7、地面板式输送带包括单板和双板两种，是国内外普遍采用的一种型式。适于装配线后段。2.2.3 发动机装配线发动机是汽车领域技术最密集的关键部件，在汽车发动机装配过程中，由于被装配零件的多样性、工艺的繁琐性，汽车发动机装配线就显得尤为重要。汽车发动机装配线是一个对发动机顺序装配的流水线工艺过程，每个工位之间是流水线生产，因黑龙江工程学院本科生毕业设计11此,每个环节的控制都必须具备高可靠性和一定的灵敏度，才能保证生产的连续性和稳定性。合理地规划发动机装配线可以更好地实现产品的高精度、高效率、高柔性和高质量。汽车发动机装配线主要包括总装线、分装线、工位器具及线上工具等。在总装线和分装线上，目前国内普遍采用柔性输送线输送工件，并在线上配置自动化装配设备以提高效率。柔性输送线主要有：摩擦辊道和启停式动力辊道两种。装配线上的自动化设备主要有自动打号机、拧紧机、自动翻转机以及其它专用装配设备等，可大大提高装配线的装配能力。目前，装配线普遍采用现场总线控制方式，通过现场分布 I/O 统一控制装配线的运行及完成各工位间的通讯。组建现场信息监控系统采用以太网等方式，完成装配线上的信息采集、排产下达、工位监控及装配提示等功能。发动机装配在其生产过程中是不可缺少的重要步骤，而合理地规划发动机装配线可以更好地实现产品的高精度、高效率、高柔性和高质量。在现代化的发动机生产装配线中，成熟的装配工艺、设备选择、质量控制及物流方式均值得人们去借鉴。在发动机生产中，装配线是发动机最终状态、最终结构、最终精度的展示，对确保发动机的精度、质量至关重要。一条发动机装配线要保证发动机的装配技术条件，实现高精度；要保证装配节拍，实现高效率；要多机型同时装配，实现高柔性；要有效地控制装配精度，实现高质量。要实现以上几个方面必须从生产线的规划开始着手。2.3 东安 465Q 发动机2.3.1 东安动力集团有限公司哈尔滨东安汽车动力股份有限公司(简称东安动力)于 1998 年在上交所上市，公司始终贯彻“质量第一，用户至上”的方针，重视技术进步，不断更新和调整产品结构，公司研制生产的发动机型号不断更新，市场占有率不断提高，已累计产销超过了 300 万台，现已成为国内著名的微型汽车发动机及变速器研制生产基地之一。 2009 年 11 月 10 日，东安动力由中国航空工业集团公司整体划归中国兵器装备集团公司，成为中国长安汽车集团的全资子公司。公司经过多年的发展逐渐形成了适应市场需求的产品体系，主要分发动机、变速器、零部件及铸造产品等四部分，现已具备年产发动机 40 万台、变速箱 50 万台的能力。其生产的 DA465Q、DA465Q-1A、DA468、DA471 等各系列发动机排量分布在 1.0-1.3升的黄金区间，前、后驱各系列电喷发动机的排放达到了国、国标准，是国产微车、微（经）轿车首选机型，产销量及出口量处于国内领先地位；其生产的 DABS10-4 系列、DABSA10F、DABS14R、DABS10-2/D 系列、DABS09-3/D 系列变速器，可以与排黑龙江工程学院本科生毕业设计12量为 0.8L-1.3L 的发动机进行匹配，为上述发动机及东安三菱的 4G1、4G9 等发动机配套的变速器齿轮和差速器齿轮，年产能达 48 万台套。其下属铸造厂，从事铸造行业已有近 60 年历史，年产铝合金铸件 6000 吨，灰铸铁件、球墨铸铁件 30000 吨，多年来一直为东安动力、东安三菱、沈阳三菱、沈阳新光、北京现代等提供优质铸件。公司拥有具有国际先进水平的缸体生产线 4 条、缸盖生产线 3 条、系列齿轮生产线10 条及变速器壳体生产线、热处理生产线、试车生产线和锻铸造生产线，并利用自身能力建设了国内较高水平的曲轴粗、精加工生产线，凸轮轴生产线，差速器壳体生产线，并拥有前后驱发动机及变速器总成装配生产线各 2 条。近年来，公司先后荣获了“优秀产品荣誉称号”、“中国最佳企业形象”、“中国名牌产品”、“全国用户产品质量满意、售后服务满意示范单位”、“五一劳动奖状”、“优秀供应商”、“中国企业信息化 500 强”、“2004 年度中国汽车零部件百强企业”等荣誉称号。公司不断学习新的行业理念，不断加强自身建设，先后通过了 ISO/TS16949 国际质量体系认证，环境管理体系认证和职业健康安全管理体系认证。公司部分产品如图2.3 为例。图 2.3 东安集团部分产品2.3.2 DA465Q 发动机黑龙江工程学院本科生毕业设计13此系列发动机为直列四缸发动机，多用于小排量汽车，如哈飞民意哈飞路宝昌河北斗星爱迪尔等品牌微型轿车动力匹配。如图 2.4(a)、(b) DA465Q 发动机主要性能参数为例。图2.4 DA465Q 发动机主要性能参数（ a）图2.4 DA465Q 发动机主要性能参数 (b)2.4 本章小结黑龙江工程学院本科生毕业设计14本章详细介绍了汽车及汽车发动机概况，对发动机各性能加以介绍以及对东安动力集团、 DA465Q 发动机主要性能参数进行阐述。第 3 章清洗装置总体及主要部件设计3.1 清洗目的及清洗方式的确定生产线的清洗工序的目的是将残留在发动机进气口通道及气阀密封表面上的杂质、灰尘等清洗掉，确保气阀密封可靠，以保证发动机的正常工作。国内的发动机生产线的清洗工序大部分还是比较传统的人工清洗，因为国内的劳动力相对过剩。但随着科技的不断进步，自动化的生产线必将取代人工操作。本课题设计是由气缸推动清洗装置来完成自动清洗。清洗方式采用高压空气吹入法。这种方法就是对进气口通入高压空气，随着高压气流的流动，将杂质或尘土等吹掉。用高压空气清洗是比较传统也比较典型的清洗方式。本方法既可以保证清洗质量，而且也比较节省能源。3.2 缸盖进气门清洗装置设计根据以上的构思和任务书的要求，完成汽车发动机缸盖进气门清洗装置的设计。该装置大体上由以下几个部分组成:气缸、电动机、皮带轮、凸轮机构、清洗装置、托盘、支架、提升装置等。黑龙江工程学院本科生毕业设计15该装置的工作过程如下：电动机驱动，经过减速器带动皮带轮转动，凸轮轴随着皮带轮一起转动，使顶杆作上下往复运动，而缸盖的气门阀杆也跟着上下运动，使进气门往复开闭，这时，两端的清洗装置通过气缸的作用，到达工作位置对进气门通入高压空气，进行清洗。如图 3.1。3.3 凸轮机构设计当发动机到达清洗工序时,由于发动机上的凸轮轴并为安装,所以在进行这部分工作时,需要设计出一套完整、完善的凸轮机构,以使进气口阀打开,当各阀打开后。再通入高压空气使得通道中的一些杂质(灰尘,碎屑等)被吹掉,从而达到清洗的目的。1.凸轮机构的类型按形状分为：(1)、盘式凸轮它是凸轮的基本形式。这种凸轮是一个绕固定轴线转动并具有变化半径的盘形零件。(2)、移动凸轮当盘型凸轮的回转中心趋于无穷远时，凸轮相对机架作直线运动，这种凸轮称为移动凸轮。(3)、将移动凸轮卷成圆柱体即成为圆柱凸轮。盘式凸轮和移动凸轮与从动件之间的的相对运动为平面运动，而圆柱凸轮与从动件之间的相对运动为空间运动，所以前二者属于平面凸轮机构，后者属于空间凸轮机构。黑龙江工程学院本科生毕业设计16A进气B1 气缸 2 电动机 3 皮带轮 4 凸轮机构 5 工件 6 清洗装置7 托盘 8 提升装置 9 支架图 3.1 进气门清洗装置2.凸轮按从动件的端部形状分：(1) 尖顶从动件尖顶能与任何的凸轮轮廓保持接触，从而使从动件实现任意预期的运动规律。但尖顶与凸轮轮廓是点接触，磨损快，故只宣用传力不大的的低速凸轮机构。(2) 滚子从动件滚子与凸轮轮廓之间为滚动摩擦，故耐磨损，与顶尖从动件相黑龙江工程学院本科生毕业设计17比可以承受较大的载荷，应用最普遍。(3) 平底从动件这种从动件与凸轮轮廓表面接触的端面为一平面。显然它不能与凹形的凸轮轮廓相接触。它的优点是凸轮对从动件的始终垂直于平底的平面，故传动效率高，而且从动件的底面与凸轮之间易于形成楔形油膜，利于润滑，故常用于高速传动。3.按从动件的运动形式分(1) 直动从动件从动件相对机架作往复直线运动。(2) 对心从动件从动件的导线延长线通过轴心。(3) 偏置从动件从动件的导路延长线不通过轴心，有偏距。(4) 摆动从动件从动件相对机架作往复摆动。按照设计思路要求，凸轮机构的选择上按形状要求应选为盘形凸轮机构，按从动件的端部形状应为平底从动件，按从动件的运动形式应为直动从动件。4.进行盘形凸轮机构设计时，有两种方案可选择：(1) 方案 1 凸轮的凸起部分在同一个位置。（2）方案 2 凸轮的凸起部分在不同位置。方案图见图 3.2。图 3.2 凸轮轴对比两个方案来说，我感觉还是应该选用方案 1，因为我这部分时要清洗进气口，凸轮的凸起在同一位置时，四个阀口同时打开，四个进气口可以同时进行清洗，这样在规定的时间内工作效率会比较高，加工制造也比较方便，简单。3.3.1 凸轮机构基本尺寸设计方案1方案2黑龙江工程学院本科生毕业设计18凸轮机构是使从动件作预期规律运动的高副机构。本设计中的凸轮机构尺寸如图 3.2。图3.3 凸轮机构基本尺寸3.3.2 凸轮的最大压力角因本设计选用平底从动件，故要计算凸轮与从动件的压力角。压力角就是在从动件与凸轮的接触点上，从动件所受正压力与其速度之间所夹的锐角。最大压力角位置如下图所示,是由 AUTO CAD 生成的.最大压力角 =30，见图 3.4。3.3.3 凸轮机构运动线图凸轮机构的运动线图如图 3.4 所示：图 3.5 凸轮机构运动线图3.3.4 凸轮的材料及热处理凸轮材料及热处理要求见表 3.1。表 3.1 凸轮材料及热处理要求凸轮从动件接触端低速材料热处理，极限应力材料热处理角度27024111936018090图 3.4 压力角黑龙江工程学院本科生毕业设计19轻载45调质 220260HBC5107020HBSH45表面淬火4045HRC3.3.5 凸轮的强度校核及许用应力凸轮的强度校核及许用应力的计算： (3.1) 21/2/mmNbFZHPEH (3.2) HRHHPSNNZ/600由公式(3.1)、(3.2)得2121/2418. 0EEEEZE8 .189EZ式中：综合弹性指数； EZ 弹性模量；1E 弹性模量； 2E F 凸轮与从动件在接触处的法向力（N）； b 凸轮与从动件的接触宽度；凸轮轮廓在接触处的曲率半径（mm）；1根据机械设计手册查得： 5010N (3.3) nTN60由公式(3.3)得：N=144002 . 1HS带入各个参数后，由(3.1)、(3.2)、(3.3)得：265/5 .5862 . 1/14400/10510mmNHP 2/88.11318152/2008 .189mmNH 22/5 .586/88.113mmNmmNHPH因此，符合要求。3.4 电动机选择3.4.1 电动机的功率计算 (3.4)9550TnPW (3.5)8rFT黑龙江工程学院本科生毕业设计20式中：T扭矩 F载荷力凸轮半径 r 阀杆个数 8电动机功率 WP转速n由公式(3.4)得：KWnTPW25. 09550/100249550/由公式(3.5)得：NmrFT2410815200833.4.2 电动机型号选择由于功率和转速都不是很高，而一般的发动机的输出轴的转速都比较大，而单独设计减速器，又会使结构上过于繁琐，而且还需要大量的设计和计算。所以选用减速电动机即可以使结构简单，又可以省下多余的设计精力，经济性上也比较合适。图 3.6 YCPJ 系列三相异步电动机根据实际的需要，选择 YCJP 系列齿轮减速三相异步电动机，参数如下：额定功率 0.55KW 机座号 YCPJ130输出转速 100r/min 配用电机 Y801-4输出转矩 48.32Nm 选用的 YCPJ 系列齿轮减速三相异步电动机如图 3.63.5 带传动设计带传动要完成电动机和凸轮机构之间的传动，所以要进行带型的选择及参数计算。黑龙江工程学院本科生毕业设计213.5.1 带传动的选择根据实际结构的要求，由选择单面梯形齿同步带,L轻型,节距,公称长度,齿数，参数如下：mmPb525. 9mmLP33.31433bZ 40 S/mm 4.65 /2/mm 1.91 /mm 3.60thsh/mm 0.51 /mm 0.51rrara/mm 0.381带的参数示意图见图 3.6。图 3.7 带参数示意图3.5.2 带传动的设计计算1）设计功率: (3.6)PKPAd 由公式(3.6)得：KWPKPAd935. 055. 07 . 12）根据(带轮转速 100r/min),由手册中表 8-1-131,nPd可以选出带的类型为 L 型(轻型)。3）带轮节圆直径: (3.7)11ZPdbp由公式(3.7)得：mmZPdbp10014. 333525. 911 2黑龙江工程学院本科生毕业设计224）校核带速: (3.8)10006011ndvp由公式(3.8)得： smndvp/523. 010006010010014. 310006011 smvsmv/4035/523. 0max所以符合要求。5）轴间距: (3.9) 2102127 . 0ppppddadd由公式(3.9)得： mmamm2001400根据要求尺寸如下：,.mma2171mma3622mma23336）基本额定功率: (3.10)100020vqvTPa根据中表 8-1-76 查得:基准宽度；mmbs4 .250许用工作压力；NTa244单位长度；mKgq/095. 0带入公式(3.10)得: KWP12.311000/523. 0523. 0095. 0244207）带宽: (3.11)14. 100/PKPbbzdss由公式(3.11)取： =sbmm258）作用在轴上的力: (3.12)vPFdQ1000由公式(3.12)得：黑龙江工程学院本科生毕业设计23NvPFdQ76.1787523. 0935. 0100010003.6 气缸选择本清洗装置设计中的气缸主要是指顶部气缸及进气口端气缸，其作用是完成要求的运动行程。这里的气缸选用标准气缸。3.6.1 顶部气缸的选择依据计算：气门清洗机构连同电动机自重约为 800N，由机械设计手册选取QGB63 150 后法兰型双作用气缸，气缸的基本尺寸如下：D63mm0D =20mm P =0.5Mpa式中：D 缸径0 D 活塞杆直径 P 气缸工作压力3.6.2 进气口端的气缸的选择 F =/4 (3.13)rp4D2依据公式(3.13)得：FF =/4=847.8Npurp4D2式中：F输出推力pu F 压紧力 r P 进气口压力 D 进口直径由机械设计手册选取气缸类型为：QGB50 300-前法兰型双作用气缸缸径的基本尺寸如下：缸径：D =50mm0活塞杆直径：D =20mm1工作压力：P =0.5Mpa1 QGB 系列气缸如图 3.8黑龙江工程学院本科生毕业设计24 图 3.8 QGB 系列气缸3.7 缸盖的固定在对发动机缸盖进行清洗时，由于两边的进出气口清洗装置和发动机有一定的角度，所以会给缸盖向上的力，而容易使缸盖产生错位，通过力的分析，所以要对缸盖进行固定。构思方案如下：方案 1，采用两端夹紧进行固定方案 2，采用顶端方板固定，方板上端和气缸连接方案对比：方案 1，两端夹紧，而缸盖受力向上，这样就需要比较大的夹紧力，容易使缸盖夹出划痕（大部分缸盖是由铝做成的），而且两端还需要多设计和支架连在一起的结构；而方案 2 是方板在发动机缸盖上端固定，可以直接抵消向上的力，而且在前面的设计中，上端有气缸及其它机构，这样就可以直接把方板设计到和上端的机构上，会使结构更加紧凑。经过对比与研究，本设计选用方案 2。3.8 进气口清洗机构的设计3.8.1 工件进气口清洗机构设计黑龙江工程学院本科生毕业设计25如图 3.9 所示为发动机缸盖进气口端的示意图，根据进气口的形状，进行进气口装置的设计。图 3.9 发动机缸盖进气口端示意图清洗装置见图 3.10。图 3.10 清洗装置3.8.2 清洗装置上的进气口密封圈设计要进行密封件的设计，首先就要明确密封件设计的基本要求，即要做到，密封性能可靠，耐磨性好，使用寿命长，结构紧凑，系统简单，制造维修方便，便于装卸，互换性好，成本低廉，易实现标准化、系列化。在该机构中，密封部位的结合面相对静止，属于静密封，考虑到气

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