【《某汽车尾气热能回收利用装置的有关部件的匹配设计案例》1200字】

某汽车尾气热能回收利用装置的有关部件的匹配设计案例1.1轴设计图4轴零件图图5轴1.1.1轴的结构设计（1）轴上零件的装配方案由以上设计可知，轴上需装配的零件从右到左有螺母，垫片，涡轮，轴承。轴承从左端装入，涡轮从右端装入。则可将涡轮与轴承之间设计一轴肩。（2）轴的各段直径和长度确定首先确定右端螺纹长度，初步定为长10mm，为考虑涡轮装入方便将螺纹段尺寸定为13mm。螺距为2mm，螺纹高度为2mm，另外将向左延伸至3mm长度的无纹区，作为减载。涡轮轮毂宽度为28mm，则可确定轴此段长度为28mm，此段轴直径定为13mm。为考虑涡轮的轴向定位，涡轮左端设计一轴肩，肩高为3mm，则此段的直径为19mm，由于根据以上涡壳宽度为34mm，为保证涡轮与涡壳壁有足够的间隙，不致影响正常工作，将涡轮上下端面与涡壳壁间隙设计为3mm，由此可将轴此段长度定为8mm,轴肩的左端装轴承，根据选取的轴承的标准数据，将此段轴直径设计为15mm，此段长度定为59mm。由以上涡轮左端轴向定位，采用螺纹螺母紧固定位。涡轮的左端采用轴肩定位，涡轮的周向定为采用圆底平键定位，键长设计为20mm，如图所示，键高为2mm。1.1.2轴的材料选择轴的材料要求为耐高温，扭矩要求不是很高，而且用于腐蚀条件，经查阅文献【10】，表15-1，将轴的材料定为3Cr13。采用调制热处理。轴的补充说明：如上图所示，该轴左端设计未完成，有待于进一步改善，该轴的左端设计有待于设计，若将需要转化的扭矩直接传递给发电机的线圈，将机械能转化为电能，则可以将此轴与电动机同轴，这里由于电动机设计技术当今较为成熟，加之本人能力有限，再者电动机的轴承设计须依据电动机本身的尺寸来配置，这里就不在设计。1.1.3轴的强度校核按扭转强度计算注：由前面设计可知，此轴为传动轴，仅仅承受扭矩，因此按扭转强度计算。

式中各参数的确定：n轴的转速，由前面设计确定n=80000r/mind计算截面处轴的直径，由上图可知，校核此轴的扭矩强度的截面取承受最弱面即截面半径最小的面。由以上分析确定截面计算直径为d=15mm P轴的传递功率以下为能量转化路线：废气动能涡轮角动能外部机械能电能/气压能此处轴校核按能量传递无损失计算，即按轴所能承受的极限扭矩计算量。1.2涡壳设计由以上涡轮设计数据可得涡轮直径最大为108mm，而涡轮要装入涡壳，并在内工作，为保证装入方便初步确定涡壳直径为114mm。涡壳厚度则根据涡轮厚度来定，同样保证装入的前提条件下，涡轮厚度为28mm，确定涡轮上下端面离涡壳两壁距离为3mm，则可确定涡壳直径为114+28+6=148mm。并且为节约材料将涡壳表面设计为圆弧。其三维图设计如下：图-5涡壳图-6涡壳零件图1.3、小端涡盖设计小端涡盖即与涡壳相连，且同时为废气出口的密封端盖！由以上涡壳设计，采用螺钉连接，涡壳小端直径为120mm，则与之匹配的小端涡盖一侧直径也为120mm，并设计为四个螺孔，螺孔直径为10mm，为尽量减少空气阻力，从120mm的端口直径过度到40mm的排气管之间采用圆弧过度，同样涡盖壁厚设计为5mm，图-7小