发动机和柱塞泵典型机构设计(20210502174302)

1、发动机和柱塞泵典型机构设计典型机械机构 课程设计报告 姓名：XXX班级：APXXXX班学号： APXXXXX指导老师：XXXXX 时间：XXXXX目 录一、典型机械机构概述1摩托车发动机1摩托车发动机工作原理1. 2摩托车发动机组成2轴向柱塞泵2. 1轴向柱塞泵工作原理2. 2轴向柱塞泵组成二、典型机械机构的传动系统（传动副、摩擦副等详细介绍）1摩托车发动机传动系统2轴向柱塞泵传动系统三、典型机械机构的结构特点1摩托车发动机的结构特点2轴向柱塞泵的结构特点四、关键零件测绘1气缸零件的作用、功能2零件图五、总结ab 嚼仃用 */5678$中0口2. 2轴向柱塞泵组成本次拆卸的斜盘式轴向柱塞泵结构

2、图是由：变量机构、斜盘体、压盘、缸体外大轴承、 滑履、缸体、柱塞、弾簧、传动轴、配流盘、斜盘耐磨板、轴销、变量活塞、丝杆和手 轮.1）变屋调节机构主要组成部分为调节手轮锁紧螺母、调节螺杆上法兰、下法兰、刻度盘、变呈活 窒。调节手轮的作用为通过手轮的转动带动调节螺杆的上下移动；调节螺杆与变量活塞相连， 调节螺杆上下移动时带动变量活塞移动；锁紧螺母作用为固定调节嫁杆的上下移动，当选定一 定的斜盘倾斜角度时斜盘角度不会在工作过程中变化，上、下法兰为了安装检测的方便，变呈 活窸上有孔与斜盘上固定的凸出圆球连接，当变量活塞上下移动时，斜盘的角度发生改变 度盘显示出汹泵的排量C2）动力传动机构主要组成部分

3、是传动轴=骨架油封传动轴的作用是将外部动力传送到缸体，驱动油泵进行 工作；骨架油封的作用是保持泵体内部密封性，提高油泵效率.3 ）泵油机构主要组成部分是泵体、泵壳、柱墓 滑靴、配油盘、回程盘、缸体、斜盘。泵体、泵壳组成油泵的內部工作空间也是缸体的安装基体；柱寒的主要作用杲通过沿缸 体柱塞孔的轴向移动改变柱塞孔内容积的大小.将油液泵道泵出并增大泵出油液的压力；滑靴 的主要作用是连接柱塞和斜盘，当斜盘倾斜角度改变时，滑靴角度也改变，缸体转动时，滑靴 在斜盘上滑动，将缸体的旋转动力转变为柱塞的水平移动；配油盘的主要作用是提供进油和 出油的逋道将讲油和出油通道严格区分开来；回程盘的主要作用是固定滑靴，

4、保持滑凱之 间的相对位冒，使滑靴能平稳的在斜盘上滑动，缸体是柱塞泵的核心贵成部分，其上有柱塞 孔，是柱窒安装的空间，也是吸油和压油的主要部分，其壳体承受较大压力；斜盘倾斜一定的 角度.当柱塞在上止点和下止点时，柱塞孔内的体积不同；滑靴在斜盘上滑动。二典型机械机构的传动系统1 摩托车发动机传动系统摩托车发动机的最具代表性的传动系统要数曲柄连杆机构，其功用是把燃气作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩，以向工作机械输出机械能。其曲轴连杆机构的运动简图如图所示：由简图可知，曲柄连杆机构有1个滑动副，3个转动副。由自由度公 式算出：F =3n-2p=3X3-2X41,所以曲柄连杆机构有1个自由度。由于曲柄

5、连杆机构是在高压下做变速运动，因此它在工作中的受力情 况比较复杂。其中有气体作用力、运动质臺惯性力、摩擦力和外界阻力 等1.膨胀气体作用力发动机在作功行程时，燃烧气体产生的高压作用到活塞顶部，设活塞 所受总压力巧，传到活塞销上，可以分解为巧1和玛弓I適过活-塞销 传给连杆，并沿着连杆方向作用在曲柄销上后，又分解巧和巧两个力。 巧沿看曲柄方向使曲轴主轴颈与主轴承间产生压紧力，巧与曲柄垂直， 并对曲轴形成转矩T,推动曲轴转动；瑪工把活塞压向气压壁，形成活塞 与缸壁间的侧压力，有使机体翻到的趋势，故机体下部两侧应固定在车 架上。在压缩行程中，气体压力是阻碍活塞向上运动的阻力。作用在活塞 顶的气体总压

6、力巧可以分解为巧J和弓2 巧J又可以分解为巧 和巧,九 使曲轴主轴颈与主轴承间产生压紧力,对曲轴浩成一个旋转 阻力矩T,企图阻止曲轴旋转。巧2 则将活塞压向气缸的另一侧壁.在工作循环的任何行程中，气体作用力的大小都是随活塞的位移而 变化的，再加上连杆在左右摇摆，因而作用在活塞销和曲轴主轴颈的表 面以及二者的支承表面上的压力和作用点不断变化，从而造成了各种 磨损的不均匀性。2.往复惯性力与离心力活塞和连杆小端在气缸中作往复直线运动时，速度很髙，且数值 环断变化。当活寒从上止点向下止点运动时，其速度变化规律是:从零 开始，逐渐增大,临近中间达最大值，然后又逐渐减小至零。所以当活 塞向下运动时，前半

7、行程是加速度运动，惯性力向上，以巧表示；后半行 程是减速运动，惯性力向丁，以巧表示。同理，当活塞向上时，前半行程惯 性力向下，后半行程惯性力向上。活塞、活塞销和连杆小端的质量越 大，曲轴转速越大，往复惯性力也越大.它使曲柄连杆的各零件和所有 轴颈承受周期性的附加载荷，加快了轴承的磨损。未被平衡的变化着的 惯性力传到气缸休后，还会引发发动机的振动。3.摩擦力摩擦力迢任何一对互相压紧并做相对运动的霎件表面之间必定存在 的，其最大值决定于上述各种力对摩擦面形成的正压力和摩擦系数。Fa上述各种力的作用在曲柄连杆机构和机体的各有关零件上，使它们受到压缩、拉伸、弯曲和扭转等不同形式的栽荷。为了保证工作可靠

8、，减少磨损，在结构上必 须采取相应的措施。2轴向柱塞泵传动系统动力从传动轴传入，传动轴与缸体通过花键连接，传动轴转动时带动缸体一起旋转；柱 塞装在缸体上的孔内，能在孔内转动并沿孔的轴向移动柱塞一端与滑靴用球面副连接，滑靴能 在变呈头斜盎）上滑动，滑靴套在回穆盘上，由于安装在传动轴上的弹簧力的作用，灣靴唸紧 贴在斜盘上。当有动力输入时，传动轴带动缸体旋转，柱塞匿随缸体转动，同时滑靴在斜盘上 滑动，柱塞在柱塞孔内轴向移动，柱塞孔的容积欝着缸体转动变化，从而完成吸油和压油。三、典型机械机构的结构特点1摩托车发动机的结构特点摩托车发动机的主要工作机构是曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组组 成

9、.1）机体组:气缸体、曲轴箱、气&L盖、气缸套、气缸衬垫、油底壳等气缸体的作用除形成气缸工作容积外，还用作活塞运动导向，其圆柱形空腔称为气缸。由于气缸壁表面经常2高温畐压燃气接触，活塞在汽缸内作高速运动并施加侧压力，以及气缸 壁与活窸环几活塞外圆表而之间反复摩擦，而其润滑条件由较差，所以气缸体必须耐高温r耐 高压、耐廉蚀，还应具有足够的刚度和强度。气功盖用螺柱与气缸体-曲轴箱或气缸体固连在一起。为了增加密封性，气缸体和气缸盖 之间加有气缸衬垫。气缸盖的作用主要是封闭气缸上部，并与活塞顶部和气缸壁共同形成燃 烧室。燃烧室有很多种形式，不同形式的燃烧室气功盖的结构又有所不同。油底壳受力很小，一般采

10、用薄钢板冲压而成，其形状取决于发动机的总体布宣和机油的容 1.油底壳内装有稳油挡板,以防止汽车颠动时油面波动过大。油底壳底部还装有放油螺塞, 通常放油螺塞上装有永久磁铁，以吸附润滑油中的金属届，减少发动机的磨损。2）活塞连杆组:活塞、活塞环、活塞销和连杆等活塞的功用是承受气体压力，并通过活塞销传给连杆驱使曲轴旋转，活塞顶部还是燃烧室 的组成部分.工作条件活塞在高温高压、高速、润ft不良的条件下工作。活塞都是圆柱形 体，根据不同发动机的工作条件和要求，活塞本身的构造有各种各样,一般将活塞这个小东西 分为头部、裙部和活塞销座三个部分.活塞环是用于炭入活塞槽沟内部的金属环，活塞环分为两种；压缩环和机

11、油环”压缩环可 用来密封燃烧室内的可燃混合气体;机油坏则用来刮除汽缸上多余的机油。活塞坏是一种具有 较大向外扩张变形的金属弹性环，它被装配到剖面与其相应的环形槽内.往复和旋转运动的活 塞环，依靠气体或液体的压力差，在环外圆而和气缸以及环和环槽的一个侧面之间形成密 封.活塞销用来连接活塞和连杆，并将活塞承受的力传给连杆或相反活塞销在高温条件下承 受很大的周期性冲击负荷，且由于活塞销在销孔内摆动角度不大，难以形成润滑油膜，因此润 滑条件较差。为此活塞销必须有足够的刚度、强度和耐磨性，质量尽可能小，销与销孔应该 有适当的配合间隙和良好的表面质量。在一般情况下，活塞销的刚度尤为重要，如果活塞销发 生弯

12、曲变形，可能使活塞销座损坏。连杆中两端分别与主动和从动构件较接以传递运动和力的杆件。连杆多为钢件，其主体 部分的截面多为圆形或工字形，两端有孔，孔內装有青铜衬套或滚针轴承：供装入轴销而构成 钱接。连杆是发动机中的重要零件，它连接着活塞和曲轴，其作用是将活塞的往复运动转变为 曲轴的旋转运动，并把作用在活塞上的力传给曲轴以输出功率连杆在工作中，除承受燃烧室 燃气产生的压力外，还要承受纵向和橫向的惯性力。因此，连杆在一个复杂的应力状态下工 作。它既受交变的拉压应力、又受弯曲应力。3）曲轴飞轮组；曲轴、飞轮和扭转减振器等曲轴是主要旋转机件，装上连杆后，可承接连杆的上下往复运动变成循坏旋转运动。是发 动

13、机上的一个重要的机件，其材料是由碳素结构钢或球墨铸铁制成的有两个重要部位；主轴 颈，连杆颈。主轴颈被安装在缸体上，连杆颈与连杆大头孔连接，连杆小头孔与汽缸活塞连 接，是一个典型的曲柄滑块机构。曲轴的润惜主要是指与摇臂间轴瓦的润滑和两头固定点的 润滑.曲轴的旋转是发动机的动力源。也是整个机械索统的源动力。扭转减振需的作用是防止伎动系统共振，降低曲轴扭转晃动度,提高曲轴寿命。2轴向柱塞泵的结构特点1）构成吸压油腔密闭容积的三对运动摩摄 副中，柱塞与缸体柱塞孔之间的圆柱环形间隙 加工精度易于保证；缸体与配流盘、滑履与 斜盘之间的平面缝隙釆用静压平衡，间隙磨 损后可以补偿，因此轴向柱塞泵的容积效率 较

14、髙，额定压力可达到3 2MPa图28配盘的结恂1对赛结徇b） Mftff c MfiH d 荚结鸠2）为了防止柱塞底部的密闭容积在 吸、压油腔转换时由于压力突变而引起的压 力冲击，一般在配流盘吸、压油窗口的前端 开设减雇檔（或减震孔），或者将配流盘顺缸 体旋转方向偏转一定角度放置。开减震槽的 配流盘可便柱塞底部的密闭容积在离开吸油 腔时,先通过减振槽与压油腔缓慢沟通，压力 渐渐上升,然后再接通压油腔；配流盘偏转一 定角度放置可利用一定的封闭角度使离开吸 油腔的柱塞底部的密闭容积实现预压缩，待 压力升高接近或达到压油腔压力时再与压油 腔连通。在采取上述措施之后可有缓减压力突变，减少振动、降低噪声

15、,但因为它们都是针对 7 /9发动机和柱塞泵典型机构设计泵的某一旋转方向而采取的非对称措施，因此泵轴旋转方向不能任意改变。如果求泵反向旋 转或双向旋转，则需要更换配流盘或与生产厂家联系。3）泵内压油腔的髙压油经三对运动摩擦副的间隙泄漏到缸体与泵体之间的空间后，再经 泵体上方的泄漏油口直接引回油箱，这环仅可保证泵体内的油液为零压，而且可随时将热油带 走，保证泵体内的油液不致过热。4）本次拆装的斜盘式轴向柱塞泵其传动轴两端均由轴承直接支承，变量斜盘装在传动轴 的前端，这样传动轴工作起来更稳定.5）柱塞泵的瞬时理论流量随缸体的转动而周期性变化，其变化频率与泵的转速和柱塞数有 关，由理论推导柱塞数为奇

16、数时的牀动小于偶数时的脉动，因此柱塞泵的柱塞数取为奇数，一 般为5, 7或J四、关键零件测绘1气缸零件的作用、功能气缸体的作用除了形成气缸的工作容积外，还用作活塞运动导向，其圆柱形空腔称为气 缸。由于气缸壁表面经常与高温高压燃气接触，活塞在汽缸內作高速运动并施加侧压力，以 及气缸壁与活塞环几活塞外圆表面之间反复摩擦，而其澜滑条件由较差,所以气缸体必须耐高 温、耐高压、耐腐蚀，还应具有足够的刚度和强度。气缸体的材料一般用优质灰铸铁为了提髙气缸的耐磨性，可以在铸谍中加入少量的合金 元素，如镇、諮、钳、暁、硼等。汽缸内壁按二级精度肺磨加工，其工作表面有较高的关洁度，并且形状和尺寸糟度也都比 较髙。为了保证气缸壁表面能在髙温下正常工作，必须对汽缸体和气缸盖随时加以冷却发动机 有风冷和水冷两种。用风冷却时，在汽缸体和气缸盖外表而铸有许多散热片，易增大冷却面 积，保证散热充分。用水冷却时在汽缸体内制有水套。2零件图五、总结这次课程设计历吋二牛星期，通过这两个星期的学习，发现了自己的很多不足，自己知识的 很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论朕系实际的能力还急需提高在过去的 学习里我们在课堂上拿握的仅仅是专业的理论面，如何把我们所学到的专业基础理论知识用 到实践中去呢？我想做类似的课程设计就为我们提