活塞课程设计说明书
一．设计题目:活塞组设计
二．设计参数：195柴油机，Pe=8.82kw,n=2000r/min,水冷，Pme=650.4kpa,连杆重心位置LB/LA=0.3909（其中LB指重心到连杆大头中心的距离，LA指重心到连杆小头中心的距离）。
三．设计要求：
1.用计算机绘制活塞（A1）,活塞销（A3）各一张。
2. 设计说明书一份（包括零件图分析、定位方案确定、定位误差计算等内容；最好能写出整个工艺过程）。
目录
前言 1
1活塞的概述 2
1.1活塞的功用及工作条件 2
1.2活塞的材料 2
1.3活塞结构 2
1.3.1活塞顶部 2
1.3.2活塞头部 3
1.3.3活塞裙部 3
2活塞的结构参数 4
3活塞最大爆发压力的计算 5
3.1热力过程计算 5
3.2柴油机的指示参数 8
3.3柴油机有效效率 10
4活塞销的受力分析 11
5活塞的加工工艺 14
参考文献： 15
前言
内燃机的不断发展，是建立在主要零部件性能和寿命不断改进和提高的基础上的，尤其是随着发动机强化程度的提高、功率的增大和转速的增加，零部件尤其是直喷式柴油机活塞的工作环境变得更加恶劣了。活塞的结构直接影响活塞的温度分布和热应力分布，因此就有必要对活塞的结构和性能作出预测和评价。
活塞是内燃机上最关键的运动件，它在高温高压下承受反复交变载荷，被称为内燃机的心脏，特别是坦克、舰艇和军用车船用内燃机活塞则要求更高，它已成为制约内燃机发展的一个突出问题。
本次课程设计的题目是发动机铝活塞的结构及工艺设计，选择利用合适的机床加工发动机活塞，通过这次课程设计，要求熟练掌握并能在实际问题中进行创新和优化其加工工艺过程。
1活塞的概述
1.1活塞的功用及工作条件
活塞是曲柄连杆机构的重要零件煤气主要功用是承受燃烧气体压力和惯性力，并将燃烧气体压力通过活塞销传给连杆，推动曲轴旋转对外作功。此外，活塞又是燃烧室的组成部分。
活塞是内燃机中工作条件最严酷的零件。作用于活塞上的气体压力和惯性力都是周期变化的，燃烧瞬时作用于活塞上的气体压力很高，如增压内燃机的最高燃烧压力可达14—16MPa。而且活塞还要承受在连杆倾斜位置时侧压力的周期性冲击作用，在气体压力、往复惯性力和侧压力的共同作用下，可能引起活塞变形，活塞销座开裂，活塞侧部磨损等。由此可见，活塞应有足够的强度和刚度，而且质量要轻。
活塞顶部直接与高温燃气接触，活塞顶部的温度很高，各部的温差很大，柴油机活塞顶部常布置有凹坑状燃烧室，使顶部实际受热面积加大，热负荷更加严重。高温必然会引起活塞材料的强度下降，活塞的热膨胀量增加，破坏活塞与气缸壁的正常间隙。另外，由于冷热不均匀所产生的热应力容易使活塞顶部出现疲劳热裂现象。所以要求活塞应有足够的耐热性和良好的导热
性，小的线膨胀系数。同时在结构上采取适当的措施，防止过大的热变形。
活塞运动速度和工作温度高，润滑条件差，因此摩擦损失大，磨损严重。要求应具良好的减摩性或采取特殊的表面处理。
1.2活塞的材料
现代内燃机广泛使用铝合金活塞。铝合金导热性好（比铸铁大3-4倍），密度小（约为铸铁的1/3）。因此铝活塞惯性力小，工作温度低，温度分布均匀，对改善工作条件减少热应力延缓机油变质有利。目前铝活塞广泛采用含硅12%左右的共晶铝硅合金制造，外加铜和镍，以提高热稳定性和高温机械性能。铝活塞毛胚可采用金属模铸造，锻造和液压模锻等方法生产。
为了提高铝活塞的强度和硬度，并稳定形状尺寸，必须对活塞进行淬火和时效热处理。
1.3活塞结构
活塞按部位不同，分为顶部，头部和裙部三部分。
1.3.1活塞顶部
活塞顶部是燃烧室的组成部分，其形状与燃烧室形状和压缩比有关，一般有平顶，凸顶和凹顶三种。
1.3.2活塞头部
活塞头部是指由活塞顶部到油环下端面之间的部分。在活塞头部加工有用来安装气环和油环的气环槽和油环槽。在油环槽的低部还加工有回油孔或横向切槽。活塞头部有足够的厚度，从活塞顶部到环槽区的断面要尽可能的圆滑，过度圆角半径应足够大，以减少热流阻力，便于热量从活塞顶部经活塞环传给气缸壁，使活塞环的温度不至于过高。
1.3.3活塞裙部
活塞头以下的部分为活塞裙部，活塞销座位于裙部。裙部起导向作用，并承受侧压力。因此，活塞裙部的形状保证活塞在气缸得到良好的导向，气缸与活塞之间在任何工况下都能保证均匀，合适的间隙，并有一定的承压面积。
2活塞的结构参数
发动机选取为195型柴油机，参数设计参照《柴油机设计手册》
活塞缸径D=95mm
（一）压缩高度H1=59.85mm
（二）顶岸（第一环槽至活塞顶端距离）h=14.25mm
（三）采用三道环（其中两道气环，一道油环）
气环高度取5mm，油环高度取7mm
第一道环岸高度为6mm 第二道环岸高度略小于第一道环岸高度，为5mm
（四）活塞销直径为d=35.15mm 顶环槽宽为3mm
（五）裙长H2=71.25mm 下裙长为50.35mm
（六）销座间距B=36.1mm
（七）活塞重量比重量G/D3=0.9-1.4 取为1.23,
G=G/D3*D3=1.23*95^3=1054.57g
(八)顶部厚度δ=11.4mm 总长=59.85+50.35=110.2mm
燃烧室dk/D=0.6 dk/h=3
dk=0.6*95=57 h=dk/3=19
铝的线性膨胀系数为
活塞头部的最大温度为350摄氏度，所以其变形量为
X=95*23.1*10^-6*350=0.7681mm≈0.8mm
活塞裙部最大温度为200摄氏度，所以其形变量为
Y=95*23.1*10^-6*200=0.4389mm≈0.4mm
3活塞最大爆发压力的计算
最大爆发压力计算参考《内燃机原理》
环境压力环境温度
几何压缩比有效压缩比燃烧过量空气系数参与废气系数参与废气温度增压空气压力
最大燃烧压力 Z点热利用系数B点热利用系数
燃烧室扫气系数
燃料质量分数燃料低
3.1热力过程计算
充气过程系数增压器后空气温度：
式中，去增压器内平均多变压缩指数
压缩始点温度
式中，——新气预热度，=5K; ---比热修正系数，=1.11
压缩始点压力
充气系数
平均多变压缩指数
（1）式中，a，b—常数，对于空气（忽略残余废气），a= 19.26 ，b=0.0025 第一次试算，式（1）等号右端代入=1.37 ,
第二次试算，式（1）等号右端代入=1.369,
压缩终点温度
压缩终点压力
燃料燃烧所需理论空气量
燃烧所需的实际空气量
理论分子变化系数
实际分子变化系数
Z点烧去的燃料质量分数
Z点处分子变化系数
Z点燃烧产物的平均摩尔比定容热容
式中，
b点燃烧产物的平均摩尔比定容热容
式中，
z点燃烧产物的平均摩尔比定压热容
燃料发热量
压力升高比
Cyz段的燃料燃烧公式，就最大燃烧温度
简化后
得
（2）
第一次试算，取式（2）等号右端的= 2000K 得
第二次试算，取式（2）等号右端的=2200K 得
第三次试算，取式（2）等号右端的= 2196K 得
最后取
膨胀过程参数：
初膨胀比
后膨胀比
求多变膨胀指数及膨胀终点温度，zb膨胀线上的后燃公式，
（3）
（4）将式子（3）与式子（4）联立，得
（5）第一次试计算，取=2000K 得，
第二次试计算，取2189K 得，
K
最后取
（23）膨胀终点压力
3.2柴油机的指示参数
理论平均指示压力（以有效行程为准）
实际平均指示压力（以全行程为准）
式中，————示功图丰满系数，=0.98 指示油耗
指示效率
增压器中绝热压缩功
增压器中绝热效率
式中，k-------比热容
比，=1.4，;------多变指数，，。增压器实际压缩功
式中，-----增压器机械效率，=0.96
增压器的相对作功率
3.3柴油机有效效率
柴油机总机械效率
式中，；-------增压器相对功率；。
柴油机平均有效压力
Pme=0.6504Mpa
柴油机有效油耗
Be=3.6*10^6/ηetHu=3.6*10^6/0.4*42286.68=212.83g/kw.h
有效功率
活塞形成容积比例尺代表;
压力比例尺代表0.1Mpa。
压缩容积：=18.4 代表
压缩终点压力：代表
压缩始点容积代表
压缩始点压力代表
最大压力的容积代表，
计算压缩曲线ac上各点压力，即
式中，，在1至之间选定。计算膨胀曲线zb上各点压力，即
式中，x在1至之间选定。
根据以上两式，计算出压缩曲线和膨胀曲线各点坐标参数兵列表如下:
表3-1
序号压缩线上的膨胀线上的
1 2 1
2
189
94.5
1
2.57
3.36
8.6
1
2.00
28.46
38.7
3 4 5 6 7 8 9
10
11
3
4
5
6
7
8
9
10
11
63.0
47.3
37.8
31.5
27.0
23.6
21.0
18.9
17.2
4.47
6.61
8.95
11.48
13.2
17.0
19.9
23.0
26.2
15.0
22.2
30.1
38.6
44.4
57.1
3.01
4.02
5.03
6.04
7.04
8.05
9.06
63.5
90.18
118.6
171.9
200.4
229.1
257.8
根据上表画出示功图
图3-1 6120型柴油机计算示功图
4活塞销的受力分析
活塞受力分析：
曲轴在10度转角时产生最大爆发压力，如图所示：
60sin10=200sinα所以sin=600.1736/200=0.0521 所以α=3度
图4-1
=60219+1662=61881N 其中：D——活塞直径 R——曲轴半径 mj——往复运动质量连杆比λ=R/l=60/200=0.3 n=2000r/min
曲轴转速ω=2πn/60=2*3.14*2000/60=209.33rad/s
对活塞销的校核：
1、画出活塞销的Q、M图
图4-2
Fig. 4-2
活塞销外径d=35.15mm，内径do=0.55d=19.33mm
W=πd^3/32[1-d^4/D^4]=4181.57*10^-9
选活塞销材料为45号钢，调质处理，得
β=M/W=1684/4181.57*10^-9*10^6=402.72<600N/mm^2
所以该活塞销符合强度。
5活塞的加工工艺
表5-1活塞加工工艺过程
工序号工序名称定位基准及技术条件设备工装
0 毛坯锻造按活塞锻造工艺进行
1 粗车底面B止口
φ110
粗基准是毛坯外圆，金属模液压锻
造，壁厚均匀〔有的用内腔做为基准〕
车床
三角卡盘自动定
心
2 粗镗活塞销孔
φ44
下端面B，内止口及毛坯销孔，活
塞顶部压紧
镗床镗刀
汽油机活塞设计说明书 ： ：
一、活塞设计要求 活塞是曲柄连杆机构的重要零件，主要功用是承受燃烧气体压力和惯性力，并将燃烧气体压力通过活塞销传给连杆，推动曲轴旋转对外作功。此外，活塞又是燃烧室的组成部分。活塞是内燃机中工作条件最严酷的零件。作用于活塞上的气体压力和惯性力都是周期变化的，燃烧瞬时作用于活塞上的气体压力很高，如增压内燃机的最高燃烧压力可达14—16MPa。而且活塞还要承受在连杆倾斜位置时侧压力的周期性冲击作用，在气体压力、往复惯性力和侧压力的共同作用下，可能引起活塞变形，活塞销座开裂，活塞侧部磨损等。由此可见，活塞应有足够的强度和刚度，而且质量要轻。 本次课程设计的目的是设计四冲程汽油机的活塞，根据某些现有发动机的参数，确定活塞直径D=73mm。 二、活塞材料 活塞材料常用灰铸铁和铝合金，然而由于铸铁材料密度大，产生的往复惯性力也很大，所以目前只用于大中型、低速柴油机上，故采用铝合金活塞。 为了使活塞拥有较好的热导率、高温强度、可锻性以及较小的热膨胀系数，所以才用铝硅铜合金。 三、活塞的结构设计 活塞按部位不同可以分为顶部、头部和裙部。
1.活塞顶部设计 活塞顶部形状对于四冲程内燃机取决于燃烧室形状，一般有平顶、凸顶和凹顶，此处选用平顶活塞。 活塞顶的厚度δ是根据强度、刚度及散热条件来确定，在满足强度的条件下δ值尽量取小。对于铝合金材料的活塞δ值，汽油机为（0.06~0.10）D,柴油机为（0.1~0.2）D。 则：δ=（0.06~0.10）*73=（4.38~7.3）mm 取δ=5.00mm 2.活塞头部设计 2.1设计要求 活塞头主要功用是承受气压力，并通过销座把它传给连杆，同时
《固体废物工程》课程设计 题目：永福镇垃圾填埋场设计 设计时间：2007年07月14日
目录 1.概论 1.1项目简况 (4) 1.2设计依据及主要设计资料 (4) 1.2.1设计依据 (4) 1.2.2基础资料 (4) 1.2.3采用的主要标准和规范 (4) 1.3城市概况及自然条件 (5) 1.3.1城市概况 (5) 1.3.2城市总体规划 (5) 1.3.3自然条件 (6) 1.4城市环卫设施现状 (7) 1.4.1垃圾清运 (7) 1.4.2垃圾成分 (7) 1.4.3现有垃圾堆放场 (7) 1.5建设的必要性 (7) 1.5.1存在的主要问题 (7) 1.5.2建设的必要性 (8) 1.6建设原则及指导思想 (8) 2.总体设计 (8) 2.1工程规模 (8) 2.1.1服务人口及面积 (8) 2.1.2垃圾产率 (8) 2.1.3垃圾产生量预测 (9) 2.1.4工程规模 (9) 2.2处理方法选择 (9) 2.2.1处理方法简述 (9) 2.2.2处理方法选择 (9) 2.3场址选择 (9) 3.垃圾处理场工程设计 (9) 3.1工程内容 (10) 3.2卫生填埋场 (11) 3.2.1库容及使用年限 (12) 3.2.2填埋工艺 (12) 3.2.3覆盖材料 (12) 3.2.4填埋场主要机械设备 (12) 3.2.5防渗工程（水平防渗及垂直防渗） (12) 3.2.6渗滤液收集系统及调节池 (13) 3.2.7地下水层排 (16) 3.2.8填埋气体导排 (17) 3.2.9防洪工程设计（截洪沟） (18)
3.2.10垃圾坝及截污坝 (19) 3.2.11垃圾填埋场终场处理 (19) 4.环境保护与环境监测 (20) 4.1环境质量现状 (20) 4.2环境保护设计依据 (21) 4.3设计执行的环保标准 (21) 4.4主要污染物和主要污染源 (21) 4.5环境保护措施 (22) 4.6施工期环境影响简要分析 (23) 4.7生态保护（影响及措施） (23) 4.8环境监测 (23) 5．设计计算书 (24) 5.1总体设计 (25) 5.1.1服务人口 (26) 5.1.2垃圾产生量 (26) 5.2垃圾填埋场工程设计 (26) 5.2.1库容 (26) 5.2.2使用年限 (27) 5.2.3渗滤液及气体的产生量 (27) 5.2.4渗滤液及气体的收集设备 (28) 5.2.5调节池的容积 (29) 5.3防洪工程 (29) 5.4防渗工程 (35)
齿轮传动设计参数的选择： 1）压力角α的选择 2）小齿轮齿数Z1的选择 3）齿宽系数φd的选择 齿轮传动的许用应力 精度选择 压力角α的选择 由《机械原理》可知，增大压力角α，齿轮的齿厚及节点处的齿廓曲率半径亦皆随之增加，有利于提高齿轮传动的弯曲强度及接触强度。我国对一般用途的齿轮传动规定的压力角为α=20o。为增强航空有齿轮传动的弯曲强度及接触强度，我国航空齿轮传动标准还规定了α=25o的标准压力角。但增大压力角并不一定都对传动有利。对重合度接近2的高速齿轮传动，推荐采用齿顶高系数为1～1.2，压力角为16o～18o的齿轮，这样做可增加齿轮的柔性，降低噪声和动载荷。 小齿轮齿数Z 1 的选择 若保持齿轮传动的中心距α不变，增加齿数，除能增大重合度、改善传动的平稳性外，还可减小模数，降低齿高，因而减少金属切削量，节省制造费用。另外，降低齿高还能减小滑动速度，减少磨损及减小胶合的可能性。但模数小了，齿厚随之减薄，则要降低齿轮的弯曲强度。不过在一定的齿数范围内，尤其是当承载能力主要取决于齿面接触强度时，以齿数多一些为好。 闭式齿轮传动一般转速较高，为了提高传动的平稳性，减小冲击振动，以齿数多 一些为好，小一些为好，小齿轮的齿数可取为z 1 =20~40。开式（半开式）齿轮传动，由于轮齿主要为磨损失效，为使齿轮不致过小，故小齿轮不亦选用过多的齿 数，一般可取z 1 =17~20。 为使齿轮免于根切，对于α=20o的标准支持圆柱齿轮，应取z 1≥17。Z 2 =u·z 1 。 齿宽系数φ d 的选择 由齿轮的强度公式可知，轮齿越宽，承载能力也愈高，因而轮齿不宜过窄；但增大齿宽又会使齿面上的载荷分布更趋不均匀，故齿宽系数应取得适合。圆柱齿轮齿宽系数的荐用值列于下表。对于标准圆柱齿轮减速器，齿宽系数取为
姓名：李洋 学号：0743024017 学院：制造学院 指导老师：赵世平黄玉波陆小龙 2018年1月
活塞环梯形角度测量仪的设计 一·概述 活塞环(Piston Ring> 是用于崁入活塞槽沟的环，分为两种：压缩环和机油环。压缩环可用来密封燃烧室内的压缩空气；机油环则用来刮除汽缸上多余的机油。活塞环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，在环外圆面和气缸以及环和环槽的一个侧面之间形成密封。 活塞环作用包括密封、调节机油<控油）、导热<传热）、导向<支承）四个作用。 密封：指密封燃气，不让燃烧室的气体漏到曲轴箱，把气体的泄漏量控制在最低限度，提高热效率。漏气不仅会使发动机的动力下降，而且会使机油变质，这是气环的主要任务； 调节机油<控油）：把气缸壁上多余的润滑油刮下，同时又使缸壁上布有薄薄的油膜，保证气缸和活塞及环的正常润滑，这是油环的主要任务。在现代高速发动机上，特别重视活塞环控制油膜的作用； 导热：通过活塞环将活塞的热量传导给缸套，即起冷却作用。据可靠资料认为，活塞顶所受的的热量中有70～80%是通过活塞环传给缸壁而散掉的； 支承：活塞环将活塞保持在气缸中，防止活塞与气缸壁直接接触，保证活塞平顺运动，降低摩擦阻力，而且防止活塞敲缸。一般汽油发动机的活塞采用两道气环，一道油环，而柴油发动机则采用三道气环，一道油环。 作为发动机的关键零件，活塞环的形状对内燃机的性能有着重要的影响, 活塞环的梯形角是梯形活塞环的一个重要参数, 其角度大小直接影响到活塞环的质量及使用性能。角度过大, 易发生拉缸现象, 角度过小, 则密封性能差, 发动机功率下降且容易发生烧机油现象。要提高活塞环的质量和性能，就必须首先提高其检测技术，为解决梯形活塞环角度测量问题，我们改进设计一种检测系统——活塞环梯形角度测量仪。 二·设计目的及技术指标 1.设计目的 本次设计课题为活塞环梯形角度测量仪的设计，其目的如下： a、巩固所学传感器、检测技术、精密机械设计、机械制图、公差分 析等相关知识；
环境工程专业生产实习 工程设计 生活垃圾填埋场设计说明书 姓名：郝飞 麻太刚 王屿
姜浩 指导教师：董军、迟子芳2014 年8 月
目录 生活垃圾填埋场设计说明书 (1) 一．工程概况 (1) 1.1项目背景 (1) 1.1.1城市地理位置及自然条件概况 (1) 1.1.2社会经济现状 (1) 1.1.3城市发展基本情况 (3) 1.1.4环境卫生现状 (3) 1.2工程设计主要内容 (4) 1.3方案设计依据和原则 (4) 1.3.1采用主要规范及标准 (4) 1.3.2方案设计原则 (5) 1.4设计特点 (6) 1.4.1总平面布置特点 (6) 1.4.2污染控制技术特点 (6) 1.4.3雨污分流及渗滤液处理技术 (6) 1.4.4卫生填埋工艺 (7) 1.4.5环境污染控制措施 (7) 二．厂址选择与确定 (7) 2.1 厂址选择要求 (8) 2.2 厂址选择与确定 (9) 三．工艺设计 (9) 3.1 建设规模以及服务年限 (9) 3.2 覆盖土来源 (10)
3.3 填埋方案 (10) 四．主体工程设计 (12) 4.1 场底处理及边坡平整 (12) 4.1.1 场地平整 (12) 4.1.2 边坡平整 (12) 4.2 防渗 (12) 4.3.渗滤液收排系统 (13) 4.3.1渗滤液收排系统的作用 (13) 4.3.2渗滤液收排系统的结构 (14) 4.3.3渗滤液收排系统的类型选择 (14) 4.4 场外排水系统 (15) 4.5 场外排水系统 (16) 4.6 垃圾渗滤液处理 (16) 五．辅助设施设计 (16) 5.1 调节池 (16) 5.2 截污坝 (17) 5.3 垃圾拦挡坝 (17) 5.4污水处理站和渗滤液处理站 (17) 5.4.1 污水处理站 (17) 5.4.2 渗滤液处理站 (17) 5.5 垃圾填埋场气体处理 (18) 5.6 覆土备料场地 (21) 5.7地磅站布置 (21) 5.8 道路设计 (21) 六．封场技术方案 (21)
活塞连杆组教案 一、教学内容分析 本次课的内容对汽车专业的学生在今后的学习和实践动手操作中起着重要的作用，掌握了发动机活塞连杆组的结构、作用和工作过程，学生能更加深刻理解发动机的工作原理和工作过程。 二、三维目标： 知识与技能： 1、掌握活塞连杆组的组成、作用、工作过程； 2、掌握活塞的结构和作用。 3、掌握活塞环的分类和作用； 4、理解活塞销的两种安装方式； 5、掌握连杆的作用和结构。 过程与方法： 通过这节课的学习，同学们将了解活塞连杆组的组成和作用，和各部分的主要作用。在讲解这部分内容的时候以多媒体的方式来进行教学，通过课件上的图片、动画、视频的展示，以加强学生对活塞连杆组知识的理解。 情感态度与价值观： 通过任务驱动和教师的引导，让学生自主探究学习和小组协作学习，在了解活塞连杆组和各部件过程中，树立学习信心，增强对本专业的热爱。 三、教学重难点 1、教学重点：活塞连杆组的组成、作用、工作过程； 活塞的结构和作用； 飞活塞环的分类和作用。 2、教学难点：活塞销的两种安装方式。 四、教学方法：讲授法、讨论法、多媒体演示法 五、课时安排：1课时 六、教学过程： 活塞连杆组 复习旧课：回顾曲柄连杆机构的组成部分，用提问的方式检验学生的掌握程度。 设计意图： 1）通过提问，可以让同学们集中注意力； 2）通过提问，让学生回顾曲柄连杆机构的有关知识，将有利于学生对活塞连杆组成这部分内容的学习。 引入新课：在本课教学开始，利用上个环节的提问内容来引出本次课将学的内容，并提醒学生本次课内容的重点。 一、活塞连杆组 1、观看活塞连杆组相关视频。 学生带着问题观看相关视频，问题如下： （1）、同学们从视频中看到了什么？ （2）、活塞连杆组的作用和组成是什么?
课程设计说明书 课程名称机械原理 题目名称活塞式气机 专业机械设计与制造及自动化姓名张亚 指导老师毕平 2014 年12 月26 日
前言 活塞式压气机在国民经济各部门占有重要的地位，在各工业部门都活得广泛的应用。往复式压缩机是工业上使用量大、面广的一种通用机械。立式压缩机是往复活塞式压缩机的一种，属于容积式压缩机，是利用活塞在气缸中运动对气体进行挤压，使气体压力提高。 热力计算、动力计算是压缩机设计计算中基本，又是最重要的一项工作，根据任务书提供的介质、气量、压力等参数要求，经过计算得到压缩机的相关参数，如级数、列数、气缸尺寸、轴功率等，经过动力计算得到活塞式压缩机的受力情况。活塞式压缩机热力计算、动力计算的结果将为各部件图形以及基础设计提供原始数据，其计算结果的精确程度体现了压缩机的设计水平。
目录 一曲柄滑块机构的运动分析 (4) 二曲柄滑块机构的动态静力分析 (9) 三齿轮机构的设计 (11) 四凸轮机构的设计 (13) 五飞轮的设计 (14) 六设计感想 (15) 参考文献
一、曲柄滑块机构的运动分析 已知：活塞冲程H，连杆与曲柄的长度比λ，曲柄平均角速度ω1。要求：选取曲柄位置φ=120o和φ=240o，画出机构运动简图和该机构在该位置时的速度和加速度多边形。 1.画出机构运动简图如图1（φ=120o）由已知条件可求得 L OA=75mm L AB=375m V A=ω1l OA=50*75mm/s=3750mm/s 有V A + V BA = V B 大小: √ 方向: ⊥OA ⊥AB ∥OB 取适当比例尺u做速度多边形如图2 可求得V BA=uL AB=3375mm/s ω2=V BA/L AB= a BA=ω2^2L AB=s^2
目录设计说明书 1、绪论 生活垃圾 生活垃圾处理与处置方法 卫生填埋场概述 2、工程概况 项目背景 项目设计原始资料 项目设计要求 设计计算书 3、填埋场的选址 选址的考虑因素 选址的程序 地址的选定与所需的容积 4.填埋场的地基与防渗 填埋区基底工程 填埋场的防渗系统 防渗材料 防渗系统的构造 5. 渗滤液的产生及收集处理 垃圾渗滤液概念和来源
垃圾渗滤液的水质特征 渗滤液收集系统 渗滤液产生量的计算 5.4.1渗滤液产生量的计算 5.4.2渗滤液调节池设计 6.填埋气体的产生与收集处理 填埋气的组成 填埋气体产生量的预测 填埋场气体的收集与导排 6.3.1填埋场的导排方式及选择 6.3.2填埋场气体收集系统的设计 7.终场覆盖 填埋场封场系统设计 填埋场封场后的土地回用 8.封场后续工作 参考文献 3.8.4 库底地下水导排系统 为防止库底地下水蓄集后对防渗膜产生顶托从而破坏防渗层，本工程在库底及调节池池底防渗膜下层设置排除地下水盲沟，与渗沥液主盲沟对应设置，主盲沟采用三角形断面，最大断面尺寸为底宽2m，深，盲沟中铺设HDPE 穿孔排水花管和级配卵（砾）石，HDPE花管管径为dn315，级配卵（砾）石粒径为d20~d50mm。地下水由盲沟中的排水管引排至调节池下游冲沟。 生活垃圾概述
1.1.1生活垃圾的定义 生活垃圾，是指在日常生活中或者为日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为生活垃圾的固体废物。生活垃圾一般可分为四大类：可回收垃圾、厨余垃圾、有害垃圾和其他垃圾。 城市生活垃圾亦称城市固体废物，是由城市居民家庭、城市商业、餐饮业、旅馆业、旅游业、服务业，以及市政环卫系统、城市交通运输、文教机关团体、行政事业、工矿企业等单位所排出的固体废物。其主要组成为：厨余物、废纸屑、废塑料、废橡胶制品、废编织物、废金属、玻璃陶瓷碎片、庭院废物、废旧家用电器、废旧家具器皿、废旧办公用品、废日杂用品、废建筑材料、给水排水污泥等。 1.1.1生活垃圾的危害 固体废物，特别是有害固体废物，如处理、处置不当，其中的有害物质可以通过环境介质——大气、土壤、地表或地下水体进入生态系统形成污染，对人体产生危害，同时破坏生态环境，导致不可逆生态变化。 （1）对土壤环境的影响：固体废物不加利用，任意露天堆放，不但占用一定的土地，导致可利用土地资源减少，而且如填埋处理不当，不进行严密的场地工程处理和填埋后的科学管理，容易污染土壤环境。 （2）对水体环境的影响：固体废物可随地表径流进入河流湖泊，或随风迁徙落入水体，从而将有害物质带入水体，杀死水中生物，污染人类饮用水水源，危害人体健康；固体废物产生的渗滤液危害很大，它可进入土壤污染地下水，或直接流入河流、湖泊或海洋，造成水资源的水质型短缺。 （3）对大气环境的影响：对方的固体废物中的细微颗粒、粉尘等可随风飞扬，进入大气并扩散到很远的地方；一些有机固体废物在适宜的温度和湿度下还可发生生物降解，释放出沼气，在一定程度上消耗其上层空间的氧气，使植物衰败；有毒有害废物还可发生化学反应生成有毒气体，扩散到大气中危害人体健康。 生活垃圾处理与处置方法 1.2.1焚烧 焚烧法是一种高温热处理技术，即以一定量的过剩空气与被处理的有机废物在焚烧炉内进行氧化燃烧反应，废物中有还有毒物质在800——1200℃的高温下氧化、热解而被破坏，是一种可同时实现废物无害化、减量化和资源化的处理技术。 1.2.2堆肥 堆废化是在控制条件下，利用自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，促进来源于生物的有机废物发生生物稳定作用，使可被生物降解的有机物转化为稳定的腐殖质的生物化学过程。
机械制造工艺学 课程设计说明书 设计题目: 活塞杆机械加工工艺规程设计学院：机电工程学院 班级：机械设计制造及其自动化二班学生：王开勇
学号：20092428 指导教师：付敏副教授 目录 1 零件的分析 (1) 1.1零件结构工艺性分析 (1) 1.2 零件的技术要求分析 (1) 2 毛坯的选择 (2) 2.1毛坯的选择及毛坯制造方法的选择 (2) 2.2毛坯形状及尺寸的确定 (2) 3 工艺路线的拟定 (2) 3.1 定位基准的选择 (2) 3.2零件表面加工方案的选择 (3) 3.3加工顺序的安排 (3)
3.3.1加工阶段的划分 (4) 3.3.2工序的集中与分散 (4) 3.3.3机械加工顺序的安排 (4) 3.3.4热处理工序的安排 (4) 3.3.5辅助工序的安排 (5) 4 工序设计 (6) 4.1 机床和工艺装备的选择 (6) 4.2工序设计 (6) 结论 (11) 参考文献 (12)
1 .零件的分析 1.1零件结构的工艺性分析 （1）00.002550φ-mm ×770mm 自身圆度公差为0.005mm （2）左端3926M g ?-螺纹与活塞杆00.002550φ-mm 中心线的同轴度公差为φ0.05mm (3) 1:20圆锥面轴心线与活塞杆00.002550φ-mm 中心线的同轴度公差为φ0.02mm (4) 1:20圆锥面自身圆跳动公差为0.005mm (5) 1:20圆锥面涂色检查，接触面积不小于80% (6) 00.002550φ-mm ×770mm 表面渗氮，渗氮层深度0.2-0.3表面硬度62一 65HRC 1.2零件的技术要求分析 （1）活塞杆在使用过程中，承受交变载荷作用， 00.0025 50φ-mm ×770mm 处有 密封装置往复摩擦表面，所以该处工艺要求硬度高又耐磨。 活塞杆采用38CrMoAlAn 材料， 00.0025 50φ-mm ×770mm 部分经过调质处理和表 面渗碳处理，芯部硬度为23-32HRC,表面渗氮层深度0.2-0.3mm,表面硬度62-65HRC ，所以活塞杆既有一定的韧性，又具有较好的耐磨性。 (2) 活塞杆结构比较简单，长径比大，属于细长轴类零件。刚性较差，为了保证加工精度，在车削时要粗车、精车分开，而且粗、精车一律使用跟刀架，以减少加加工时工件变形，在加工两端螺纹时使用中心架。 （3）在选择定位基准时，为了保证零件同轴度公差及各部分的相互位置精度，
课程设计任务书 一、设计题目：活塞结构设计与加工工艺 二、设计参数：五十铃6120、排量2.0L、D S ?为120?135、转速1300r?min 顶岸高度F、活塞销直径BO、裙长SL、销座间距A、总长GL、 最大爆发压力、活塞销校核 三、设计要求： 1用计算机绘制活塞总装配图一张（A1图）、零件图（加工工件）一张（A2图）2设计说明书一份（包括零件图分析、定位方案确定、定位误差计算等内容；最好能写出整个工艺过程） 四、进度安排： 第一周：查找课程设计所需要的书籍，资料。 第二周：对活塞进行尺寸设计计算。 第三周：强度校核 第四周：绘图并书写说明书。 第五周：应用制图软件绘制零件图及装配图并完善课程设计说明书。 五、总评成绩及评语： 指导教师签名日期年月
目录 前言 (1) 1活塞的概述 (2) 1.1活塞的功用及工作条件 (2) 1.2活塞的材料 (2) 1.3活塞结构 (2) 1.3.1活塞顶部 (2) 1.3.2活塞头部 (3) 1.3.3活塞裙部 (3) 2活塞的结构参数 (4) 3活塞最大爆发压力的计算 (5) 3.1热力过程计算 (5) 3.2柴油机的指示参数 (8) 3.3柴油机有效效率 (10) 4活塞销的受力分析 (12) 5活塞的加工工艺 (14) 参考文献： (15)
课程设计 前言 内燃机的不断发展，是建立在主要零部件性能和寿命不断改进和提高的基础上的，尤其是随着发动机强化程度的提高、功率的增大和转速的增加，零部件尤其是直喷式柴油机活塞的工作环境变得更加恶劣了。活塞的结构直接影响活塞的温度分布和热应力分布，因此就有必要对活塞的结构和性能作出预测和评价。 活塞是内燃机上最关键的运动件，它在高温高压下承受反复交变载荷，被称为内燃机的心脏，特别是坦克、舰艇和军用车船用内燃机活塞则要求更高，它已成为制约内燃机发展的一个突出问题。 本次课程设计的题目是发动机铝活塞的结构及工艺设计，选择利用合适的机床加工发动机活塞，通过这次课程设计，要求熟练掌握并能在实际问题中进行创新和优化其加工工艺过程。
第1章活塞组的设计 1.1活塞的设计 活塞组包括活塞、活塞销和活塞环等在气缸里作往复运动的零件，它们是发动机中工作条件最严酷的组件。并在很高的机械负荷下高速滑动，同时润滑不良，这决定了它们遭受强烈的磨损，并且可能产生滑动表面的拉毛、烧伤等故障。发动机的工作可靠性与使用耐久性，在很大程度上与活塞组的工作情况有关。 1.1.1活塞的工作条件 1、活塞的热负荷 活塞在气缸内工作时，活塞顶面承受瞬变高温燃气的作用，燃气的最高温度可达C 2000。因而活塞顶的温度也很高。活塞不仅温度高，而且温度~ C? ?2500 分布不均匀，各点间有很大的温度梯度，这就成为热应力的根源，正是这些热应力对活塞顶部表面发生的开裂起了重要作用，热负荷是发动机强化的一个主要问题。 2、冲击性的活塞的机械负荷 活塞承受的机械载荷包括 1）周期变化的气体压力，气压力造成的的活塞机械负荷很大，它使活塞各部分产生机械应力和变形，严重时会使活塞销座从内侧开始纵向开裂、第一环岸断裂等。 2）往复惯性力以及由此产生的侧向作用力。 在机械载荷的作用下，活塞各部位了各种不同的应力：活塞顶部动态弯曲应力；活塞销座承受拉压及弯曲应力；环岸承受弯曲及剪应力。此外，在环槽及裙部还有较大的磨损。为适应机械负荷，设计活塞时要求各处有合适的壁厚和合理的形状，即在保证足够的强度、刚度前提下，结构要尽量简单、轻巧，截面变化处的过渡要圆滑，以减少应力集中。 3、高速滑动磨损强烈 发动机在工作中所产生的侧向作用力是较大的，特别在短连杆内燃机中其侧向力更大。随着活塞在气缸中的高速往复运动，活塞组与气缸表面之间会产生强烈摩擦，由于此处润滑条件较差，磨损情况比较严重。 4、交变的侧压力 由于活塞上下行程时活塞要改变压力面，因此侧向力是不断变化的，这就造成了活塞在工作时承受交变的载荷，因些产生如下的工作后果： 1）造成侧向拍击，引起机体振动，产生机体表面辐射噪声。
山东农业大学 机械与电子工程学院 汽车制造工艺学课程设计 课程名称：汽车制造工艺学设计课题：活塞零件的机械加工工艺规程的编制 指导老师：吕钊钦 专业：车辆工程班级： 3班姓名：高超学号： 20120667 2014年 12月 11日 序言 本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。 活塞加工工艺规程及其夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。 关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。 目录 序言 (3) 一. 零件分析 (4)
1.1 零件作用 (4) 1.2零件的工艺分析 (5) 二. 工艺规程设计 (6) 2.1确定毛坯的制造形式 (6) 2.2基面的选择 (7) 2.3制定工艺路线 (10) 2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (11) 2.5确定切削用量及基本工时 (13) 三夹具设计 (16) 3.1问题的提出 (16) 3.2定位基准的选择 (17) 3.3定位误差分析 (19) 3.4夹具设计及操作简要说明....................................20 总结 (21) 参考文献…………………………………………………………22 （附）机械加工工艺过程卡片 *1套 机械加工工序卡片 *1套 绪论 我国的汽车行业正在飞速发展，汽车的动力部分也在不断改进，内燃机作为一种可移动的动力源已广泛应用于生产和生活的各个领域。活塞是内燃机的关键零
目录 前言 (1) 1活塞的概述 (2) 1.1活塞的功用及工作条件 (2) 1.2活塞的材料 (2) 1.3活塞结构 (2) 1.3.1活塞顶部 (2) 1.3.2活塞头部 (3) 1.3.3活塞裙部 (3) 2活塞的结构参数 (4) 3活塞最大爆发压力的计算 (5) 3.1热力过程计算 (5) 3.2柴油机的指示参数 (8) 3.3柴油机有效效率 (10) 4活塞销的受力分析 (12) 5活塞的加工工艺 (14) 参考文献： (15)
前言 内燃机的不断发展，是建立在主要零部件性能和寿命不断改进和提高的基础上的，尤其是随着发动机强化程度的提高、功率的增大和转速的增加，零部件尤其是直喷式柴油机活塞的工作环境变得更加恶劣了。活塞的结构直接影响活塞的温度分布和热应力分布，因此就有必要对活塞的结构和性能作出预测和评价。 活塞是内燃机上最关键的运动件，它在高温高压下承受反复交变载荷，被称为内燃机的心脏，特别是坦克、舰艇和军用车船用内燃机活塞则要求更高，它已成为制约内燃机发展的一个突出问题。 本次课程设计的题目是发动机铝活塞的结构及工艺设计，选择利用合适的机床加工发动机活塞，通过这次课程设计，要求熟练掌握并能在实际问题中进行创新和优化其加工工艺过程。
1活塞的概述 1.1活塞的功用及工作条件 全套图纸及更多设计请联系QQ：360702501活塞是曲柄连杆机构的重要零件煤气主要功用是承受燃烧气体压力和惯性力，并将燃烧气体压力通过活塞销传给连杆，推动曲轴旋转对外作功。此外，活塞又是燃烧室的组成部分。 活塞是内燃机中工作条件最严酷的零件。作用于活塞上的气体压力和惯性力都是周期变化的，燃烧瞬时作用于活塞上的气体压力很高，如增压内燃机的最高燃烧压力可达14—16MPa。而且活塞还要承受在连杆倾斜位置时侧压力的周期性冲击作用，在气体压力、往复惯性力和侧压力的共同作用下，可能引起活塞变形，活塞销座开裂，活塞侧部磨损等。由此可见，活塞应有足够的强度和刚度，而且质量要轻。 活塞顶部直接与高温燃气接触，活塞顶部的温度很高，各部的温差很大，柴油机活塞顶部常布置有凹坑状燃烧室，使顶部实际受热面积加大，热负荷更加严重。高温必然会引起活塞材料的强度下降，活塞的热膨胀量增加，破坏活塞与气缸壁的正常间隙。另外，由于冷热不均匀所产生的热应力容易使活塞顶部出现疲劳热裂现象。所以要求活塞应有足够的耐热性和良好的导热性，小的线膨胀系数。同时在结构上采取适当的措施，防止过大的热变形。 活塞运动速度和工作温度高，润滑条件差，因此摩擦损失大，磨损严重。要求应具良好的减摩性或采取特殊的表面处理。 1.2活塞的材料 现代内燃机广泛使用铝合金活塞。铝合金导热性好（比铸铁大3-4倍），密度小（约为铸铁的1/3）。因此铝活塞惯性力小，工作温度低，温度分布均匀，对改善工作条件减少热应力延缓机油变质有利。目前铝活塞广泛采用含硅12%左右的共晶铝硅合金制造，外加铜和镍，以提高热稳定性和高温机械性能。铝活塞毛胚可采用金属模铸造，锻造和液压模锻等方法生产。 为了提高铝活塞的强度和硬度，并稳定形状尺寸，必须对活塞进行淬火和时效热处理。 1.3活塞结构 活塞按部位不同，分为顶部，头部和裙部三部分。 1.3.1活塞顶部 活塞顶部是燃烧室的组成部分，其形状与燃烧室形状和压缩比有关，一般有平顶，凸
目录设计说明书 1、绪论 1.1生活垃圾 1.2生活垃圾处理与处置方法 1.3卫生填埋场概述 2、工程概况 2.1项目背景 2.2项目设计原始资料 2.3项目设计要求 设计计算书 3、填埋场的选址 3.1选址的考虑因素 3.2选址的程序 3.3地址的选定与所需的容积 4.填埋场的地基与防渗 4.1填埋区基底工程 4.2填埋场的防渗系统 4.3防渗材料 4.4防渗系统的构造 5. 渗滤液的产生及收集处理 5.1垃圾渗滤液概念和来源
5.2垃圾渗滤液的水质特征 5.3渗滤液收集系统 5.4渗滤液产生量的计算 5.4.1渗滤液产生量的计算 5.4.2渗滤液调节池设计 6.填埋气体的产生与收集处理6.1填埋气的组成 6.2填埋气体产生量的预测 6.3填埋场气体的收集与导排 6.3.1填埋场的导排方式及选择 6.3.2填埋场气体收集系统的设计 7.终场覆盖 7.1填埋场封场系统设计 7.2填埋场封场后的土地回用 8.封场后续工作 结语 参考文献 附图 主要符号说明
1、绪论 1.1生活垃圾概述 1.1.1生活垃圾的定义 生活垃圾，是指在日常生活中或者为日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为生活垃圾的固体废物。生活垃圾一般可分为四大类：可回收垃圾、厨余垃圾、有害垃圾和其他垃圾。 城市生活垃圾亦称城市固体废物，是由城市居民家庭、城市商业、餐饮业、旅馆业、旅游业、服务业，以及市政环卫系统、城市交通运输、文教机关团体、行政事业、工矿企业等单位所排出的固体废物。其主要组成为：厨余物、废纸屑、废塑料、废橡胶制品、废编织物、废金属、玻璃陶瓷碎片、庭院废物、废旧家用电器、废旧家具器皿、废旧办公用品、废日杂用品、废建筑材料、给水排水污泥等。 1.1.1生活垃圾的危害 固体废物，特别是有害固体废物，如处理、处置不当，其中的有害物质可以通过环境介质——大气、土壤、地表或地下水体进入生态系统形成污染，对人体产生危害，同时破坏生态环境，导致不可逆生态变化。 （1）对土壤环境的影响：固体废物不加利用，任意露天堆放，不但占用一定的土地，导致可利用土地资源减少，而且如填埋处理不当，不进行严密的场地工程处理和填埋后的科学管理，容易污染土壤环境。 （2）对水体环境的影响：固体废物可随地表径流进入河流湖泊，或随风迁徙落入水体，从而将有害物质带入水体，杀死水中生物，污染人类饮用水水源，危害人体健康；固体废物产生的渗滤液危害很大，它可进入土壤污染地下水，或直接流入河流、湖泊或海洋，造成水资源的水质型短缺。 （3）对大气环境的影响：对方的固体废物中的细微颗粒、粉尘等可随风飞扬，进入大气并扩散到很远的地方；一些有机固体废物在适宜的温度和湿度下还可发生生物降解，释放出沼气，在一定程度上消耗其上层空间的氧气，使植物衰败；有毒有害废物还可发生化学反应生成有毒气体，扩散到大气中危害人体健康。 1.2生活垃圾处理与处置方法 1.2.1焚烧 焚烧法是一种高温热处理技术，即以一定量的过剩空气与被处理的有机废物在焚烧炉内进行氧化燃烧反应，废物中有还有毒物质在800——1200℃的高温下氧化、热解而被破坏，是一种可同时实现废物
1、抗震等级的确定：钢筋混凝土房屋应根烈度、结构类型和房屋高度的不同分别按〈抗规〉6.1.2条或〈高规〉4.8条确定本工程的抗震等级。但需注意以下几点： （1）上述抗震等级是“丙”类建筑，如果是“甲”、“乙”、“丁”类建筑则需按规范要求对抗震等级进行调整。 （2）接近或等于分界高度时，应结合房屋不规则程度及场地、地基条件慎重确定抗震等级。 （3）当转换层〉=3及以上时，其框支柱、剪力墙底部加强部的抗震墙等级宜按〈抗规〉6. 1.2条或〈高规〉4.8条查的抗震等级提高一级采用，已为特一级时可不调整。 （4）短肢剪力墙结构的抗震等级也应按〈抗规〉6.1.2条或〈高规〉4.8条查的抗震等级提高一级采用……但注意对多层短肢剪力墙结构可不提高。 （5）注意：钢结构、砌体结没有抗震等级。计算时可不考虑抗震构造措施。 2、振型组合数的选取：在计算地震力时，振型个数的选取应是振型参与质量要达到总质量90%以上所需要振型数。但要注意以下几点： （1）振型个数不能超过结构固有的振型总数，因一个楼层最多只有三个有效动力自由度，所以一个楼层也就最多可选3个振型。如果所选振型个数多于结构固有的振型总数，则会造成地震力计算异常。 （2）对于进行耦联计算的结构，所选振型数应大于9个，多塔结构应更多些，但要注意应是3的倍数。 （3）对于一个结构所选振型的多少，还必需满足有效质量系列化大于90%.在归档文件>结构计算书>振型参与质量中查看,如果不满足,程序自动给出提示。 3、主振型的判断；
（1）对于刚度均匀的结构，在考虑扭转耦联计算(即在全局信息设置中振型组合方法为CQC)时，一般来说前两个或前几个振型为其主振型。 （2）对于刚度不均匀的复杂结构，上述规律不一定存在，此时应注意查看结构计算书“周期、振型、地震力”中，给出了输出各振型的基底剪力总值，据此信息可以判断出那个振型是X向或Y向的主振型，同时可以了解没个振型对基底剪力的贡献大小。 4、地震力、风力的作用方向：结构的参考坐标系建立以后，所求的地震力、风力总是沿着坐标系的方向作用。但设计者注意以下几种情况： （1）设计应注意查看结构计算书输出结果中给出了地震作用的最大方向是否与设计假定一致，对于大于150度时，应将此方向输入重新计算(全局信息附加计算地震方向)。 （2）对于有有斜交抗侧力构件的结构，当大等于150度时，应分别计算各抗力构件方向的水平地震力。此处所指交角是指与设计输入时，所选择坐标系间的夹角。 （3）对于主体结构中存在有斜向放置的梁、柱时，也要分别计算各抗力构件方向的水平地震力。 5、周期折减系数：高规3.3.17条规定：当非承重墙体为填充砖墙时，高层建筑结构的计算自振周期折减系数，可按下列规定取值。 （1）框架结构 0.6—0.7；框架—剪力墙结构0.7—0.8；剪力墙结构 0.9—1.0；短肢剪力墙结构 0.8—0.9. （2）请大家注意：周期折减是强制性条文，但减多少则不是强制性条文，这就要求在折减时慎重考虑，既不能太多，也不能太少，因为折减不仅影响结构内力，同时还影响结构的位移。 6、活荷载质量调整系数：该参数即为荷载组合系数。可按《抗规》5.1.3条取值。注意该调整系数只改变楼层质量，不改变荷载总值，即对竖向荷载作用下的内力计算无影响，
毕业设计说明书 题目:2100T二甲醚发动机的活塞 设计 学院(直属系):交通与汽车工程学院
目录 摘要 (3) Abstract (3) 1 绪论 (4) 1.1 车用新型燃料概述 (4) 1.2 二甲醚作为代用燃料的优势 (5) 1.3 本课题选题意义及目的 (9) 1.4 设计的主要容及工作 (9) 2 发动机工作过程计算 (11) 2.1 本课题2100T二甲醚发动机原始参数 (11) 2.2 二甲醚发动机工作过程计算 (11) 3 活塞组设计 (14) 3.1 活塞材料选择 (14) 3.2 活塞结构设计 (15) 3.2.1 活塞头部设计 (15) 3.2.2 活塞裙部设计 (16) 3.2.3 活塞与气缸配合间隙 (17) 3.3 活塞环的设计 (17) 3.3.1 气环的设计 (17) 3.3.2 油环的设计 (19) 3.4 活塞销的设计 (19) 4 活塞热分析 (20)
4.1活塞热负荷概述 (20) 4.2 有限元模型的建立 (20) 4.2.1 活塞主要参数 (20) 4.2.2 三维几何模型的建立 (21) 4.3 活塞温度场边界条件 (22) 4.4 活塞温度场有限元分析 (23) 4.5 本章小结 (26) 5 活塞机械负荷分析 (27) 5.1 活塞的热负荷 (27) 5.1.1 活塞热应力有限元分析 (27) 5.2 活塞的机械负荷 (29) 5.2.1活塞受力分析 (29) 5.2.2 活塞顶气体压力 (29) 5.2.3 活塞往复惯性力 (30) 5.2.4 活塞裙部法向压力的确定 (31) 5.3 机械应力边界条件 (32) 5.4 活塞和机械负荷综合有限元分析 (32) 5.5 本章小结 (34) 6 总结 (35) 总结和体会 (37) 致 (38) 参考文献 (39)
6 连杆组设计 内燃机的连杆有整体式连杆和剖分式连杆两种。由于连杆体的型式与曲轴的型式相匹配，而摩托车发动机上普遍采用组合式曲轴。因此，本设计中选取整体式连杆。 6.1 连杆的设计 6.1.1 连杆的工作条件、设计要求和材料的选择 1、工作条件 连杆小头与活塞销相连接，与活塞一起作往复运动，连杆大头与曲柄相连，和曲轴一起作旋转运动。因此，连杆体除了有上下运动外，还有左右摆动，作复杂的平面运动。连杆的基本载荷是拉伸和压缩。最大拉伸载荷出现在进气冲程开始的上止点附近，最大压缩载荷出现在膨胀冲程开始的上止点附近。此外，由于连杆是一细长杆件，在压缩载荷作用下，还会引起平行和垂直于曲轴轴线平面内的弯曲。两种弯曲都会给杆身以附加弯曲应力。连杆摆动的角加速度和转动惯量而产生的惯性力矩，也使连杆承受附加弯矩。 2、设计要求 根据以上分析可知，连杆主要承受气体压力和往复惯性力所产生的交变载荷。因此，在设计时应首先保证连杆具有足够的疲劳强度和结构刚度。经验表明，对强化不高的发动机来说，刚度比强度更重要。 很显然，为了增加连杆的强度和刚度，不能简单地依靠加大结构尺寸来达到，因为连杆质量的增加使惯性力相应增加，所以连杆设计的一个主要要求是在尽可能轻巧的结构下保证足够的刚度和强度。为此，必须选用高强度的材料；合理的结构形状和尺寸；采取提高强度的工艺措施等。 3、材料的选择 为了保证连杆在结构轻巧的条件下有足够的刚度和强度，一般多用精选含碳量的优质中碳结构钢45钢模锻，在机械加工前应经调制质处理，以得到较高的综合机械性能，既强又韧。为了提高连杆的疲劳强度，不经机械加工的表面应经过喷丸处理。连杆还必须经过磁力探伤检验，以求工作可靠。 6.1.2 连杆长度的确定 为使发动机结构紧凑和轻量化，应当根据发动机的总体布置，保证连杆在运动时不与其它机件相碰的条件下具有最短长度。通常连杆长度l以λ=r/l来衡量，常用范围为1/4～1/3。r=s/2=22㎜，则l=66.00～88.00㎜，取l=70㎜，则λ=0.31。
主要设计参数 鼓式制动器结构形式及选择 除了辅助制动装置是利用发动机排气或其他缓速措施对下长坡的汽车进行减缓或稳定车速外，汽车制动器几乎都是机械摩擦式的，既是利用固定元件与旋转元件工作表面间的摩擦而产生制动力矩使汽车减速或停车的。 鼓式制动器又分为内张型鼓式制动器和外束型鼓式制动器。内张型鼓式制动器的固定摩擦元件是一对带有摩擦蹄片的制动蹄，后者又安装在制动底板上，而制动底板则又紧固于前梁或后桥壳的突缘上（对车轮制动器）或变速器壳或与其相固定的支架上（对中央制动器）；其旋转摩擦元件固定在轮毂上或变速器第二轴后端的制动鼓，并利用制动鼓的圆柱表面与制动蹄摩擦片的外表面作为一对摩
擦表面在制动鼓上产生摩擦力矩，故称为蹄式制动器。外束型鼓式制动器的固定摩擦元件是带有摩擦片且刚度较小的制动带；其旋转摩擦元件为制动鼓，并利用制动鼓的外圆柱表面和制动带摩擦片的内圆弧面作为一对摩擦表面，产生摩擦力矩作用于制动鼓，故又称为带式制动器。在汽车制动系中，带式制动器曾仅用作某些汽车的中央制动器，现代汽车已经很少使用，所以内张型鼓式制动器通常简称为鼓式制动器，而通常所说的鼓式制动器即是指这种内张型鼓式制动器。 1.1鼓式制动器的形式结构 鼓式制动器可按其制动蹄的受力情况分类（见图1.1），它们的制动效能，制动鼓的受力平衡状况以及对车轮旋转方向对制动效能的影响均不同。 图1.1 鼓式制动器简图 (a)领从蹄式（用凸轮张开）；（b）领从蹄式（用制动轮缸张开）；（c）双领蹄式（非双向，平衡式）； （d）双向双领蹄式；（e）单向增力式；（f）双向増力式 制动蹄按其张开时的转动方向和制动鼓的转动方向是否一致，有领蹄和从蹄之分。制动蹄张开的转动方向与制动鼓的旋转方向一致的制动蹄，称为领蹄；反之，则称为从蹄。
活塞设计 6.1 活塞的材料共晶硅铝合金制造活塞的材料应有小的密度以及良好的摩擦性能(减摩性和耐磨性)。常用材料为铝硅合金，。共晶铝硅合金具有满意的综合性能，工艺性良好，应用最为广泛。过共晶铝硅合金中的初生硅晶体使耐热性、耐磨性改善，膨胀系数减小，但加工工艺性恶化。过共晶铝硅合金广泛用于高热负荷活塞。 6.2 活塞主要尺寸设计15 6.2.1 活塞高度H H=1D 选择H=84mm 6.2.2 压缩高度H H1=0.5D选择H =42mm6.2.3 火力岸高度h h=0.07D=5.965mm 选取h=6mm 6.2.4 环带高度现代四行程发动机一般采用二道气环和一道油环。气环的厚度一般为2.0～3.0mm(《汽车发动机设计》p308)。环岸要求有足够的强度，使其在最大气压下不致被损坏。第一道环的环岸高度b 一般为1.5～2.5c（c 指环槽高度），第二道环的环岸高度b 为1～2c。第一环岸高C1=0.03～0.04D=0.04*84=3.4mm 取4mm 为2.0～3.0mm取2.0mm 为2.0～3.0mm取2.0mm 油环为4.0～6.0mm取4.0mm 则环带高度为16mm6.2.5 活塞顶部厚度δ为0.06~0.10D ＝8mm。6.2.6 活塞侧壁厚度及内部过渡圆角活塞头部要安装活塞环，侧壁必须加厚，一般取（0.05~0.1）D，取0.1D，厚度则为16 8mm 为改善散热状况，活塞顶与侧壁之间应该采用较大的过度圆角，一般取R=0.05~0.1D 则圆角半径取为8mm 6.2.7 活塞销座间距B=0.35-0.40D 取0.4 则活塞销座间距为34mm 有关活塞的尺寸设计结果：名称数值单位压缩高度取H1 42 mm 环带高度H3 16 mm 火力岸高度H4 mm总高度84 mm mm内圆直径D’66 mm 外圆直径D 82 mm 第一道环的环岸高度b1 mm第二道环的环岸高度b2 mm第一道环槽高度C1 mm第二道环槽高度C2 mm环槽深度mm6.3 活塞裙部及其侧表面形状的设计活塞裙部及其侧表面形状设计的关键，在于保证裙部有足够的贴切合面积和良好的润滑条件，以及保证发动机在不同工况下都具有最小的活塞间隙。6.3.1 裙部椭圆1）、将裙部设计成椭圆。2）、将销座附近的裙部外侧部位设计成凹陷状。裙部椭圆的规律：为了使活塞在正常工作温度下于气缸壁之间保持右比较均匀的间隙，不至于在气缸内卡死或是引起局部磨损，必须在常温下预先把活塞裙部的横断面加工成椭圆形，其长轴垂直于活塞销轴线方向，其矩轴于长轴的差值视发动机的不同而不同，一般为0.08～0.025mm。为了视铝合金活塞在工作状态下（热态）接近一个圆柱形，害必须把活塞做成上小下大的近似圆锥形。其锥度视发动机的不同而不同，一般为0.05～0.1mm。实际取Δ：对活塞下下部和头部取0.1mm；对活塞裙中部取0.08mm 6.3.2 配缸间隙17 为了视铝合金活塞在工作状态下（热态）接近一个圆柱形，害必须把活塞做成上小下大的近似圆锥形。其锥度视发动机的不同而不同，一般为0.05～0.1mm。活塞顶部间隙：0.240mm（活塞销中心平面内）；0.210mm垂直于活塞销中心线平面内活塞裙部间隙：0.09mm （活塞销中心平面内）；0.04mm垂直于活塞销中心线平面内6.4 活塞头的质量计算对活塞进行简化变成可计算体积的几何体，从而计算出其体积和质量。简化图如下。活塞的质量在估算时，将活塞当作薄壁圆筒处理。活塞其中D——为活塞的外径，D=84mm t——为活塞的厚度，t=8mm H——为活塞的高度，H=(0.8~1.0)D=84mm 故可知活塞的质量为m活塞=227.8g 活塞销的设计活塞工作时顶部承受很大的大气压力，这些力通过销座传给活塞销，再传给连杆。因而活塞销座和活塞销的设计必须保证足够的强度、足够的承压面积和耐磨性。 7.1 活塞销的材料活塞销一般用低碳钢或低碳合金钢（如20Cr）制造，经表面参碳淬火处理，以提高表面硬度，使中心具有一定的冲击韧性。表面需进行精磨和抛光。7.2 活塞销与销座的结构设计活塞销孔轴线18d=（0.25~0.3）D=0.3D=25.5mm 取25mm d0=(0.6~0.79)d=0.6d=15mm l=(0.8~0.9)D=0.9D=75.6 取76mm 活塞销外径d =15。活塞销长度l=76mm。7.3 活塞销与销座的配合活塞顶所承受的气压力通过活塞销座和活塞销传给连杆。由于结构上的限制，活塞销直径d不可能超过0.4D(表11-1)，活塞销的长度不可能超过0.85D，因此活塞销总的承压面积极为有限，还要在活塞销座与连杆小头衬套之间合理分配。所以，不论在销与销座之间，还是在销与连杆之间，承压面积都很小，表面比压很高。加上活塞销与销座或活塞销与连杆衬套之间相对运动速度很低，液体润滑油膜不易形成。在这种高压低