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)
2100T二甲醚发动机活塞设计
摘要
本文分析了柴油机使用二甲醚代用燃料的现状和优势，并根据二甲醚燃料的特殊理化性质，对二甲醚发动机的活塞进行了设计，并用ANSYS有限元软件对活塞的热负荷和机械负荷进行耦合分析，为2100T二甲醚发动机活塞的耐久性和可靠性提供科学依据。分析结果显示，活塞的温度分布很不均匀，最大的温差达到了将近100K，这导致了活塞部具有很大的热应力，通过ANSYS软件，分析出了活塞腔顶部、第一环槽、第四道活塞环槽下沿和活塞销座上方外侧的热应力较大；活塞顶部热膨胀最严重。同时对活塞进行了热力耦合分析，分析结果表明设计出的活塞，符合热力要求。
关键词:二甲醚活塞热力耦合有限元
The design of 2100T DME engine piston
Abstract
This paper analyzed the use of DME engine status and benefits of alternative fuels , DME engine piston designed under the DME fuel special physical and chemical properties, and piston thermal and mechanical loads are coupled analysis by using ANSYS finite element software . Providing a scientific basis of 2100T DME engine piston durability and reliability. The results showed that the piston’s temperature distribution is uniform , the maximum temperature reached nearly 100K, which led inside the piston
has a great thermal stress . Analysis of maximum thermal stress of the piston cavity in the top of the piston by ANSYS software . Also conducted a piston coupled thermal analysis and the results found in this design for the 2100T piston , which meeting the strength requirements.
Keywords:DME Piston Thermal coupling FEM
1 绪论
能源是人类赖以生存和发展的重要物质基础之一，化石能源（主要指石油、煤、天然气）仍是当今世界的主要能源。20世纪50年代以后，全世界经历了三次重大的石油危机，由于石油危机的爆发，对世界经济造成巨大影响，国际舆论开始关注起世界能源危机问题。许多人甚至预言：世界石油资源将要枯竭，能源危机将是不可避免的。如果不做出重大努力去利用和开发各种能源资源，那么人类在不久的未来将会面临能源短缺的严重问题。所以现在人类迫切的需要找到代用燃料，来缓解石油资源匮乏和需求之间的矛盾。1995年以来, 丹麦技大学、AVL 等公司对二甲醚用于柴油机进行了研究。在我国, 1997年交大开始进行直喷式柴油机燃用二甲醚性能研究, 成功改造了高速二甲醚发动机并获自主知识产权,并于2000年9月成功研制出我国第一台二甲醚城市中巴车;2005年6月,上汽集团、交大联合上柴股份和焦化成功开发了我国首辆无黑烟二甲醚公交客车; 2005年9月交大和久泰联合开发了我国第一台油、二甲醚混合燃料客车[1]。所以我们可看出柴油机改用二甲醚为燃料越来越受人们所关注。
首先我们知道活塞是燃机的核心部件之一，它与活塞销、活塞环一起组成活塞组在气缸里作往复运动。它在高温、高压，高速、润滑困难，同时承受交变载荷的恶劣条件下工作。发动机故障大部分出现在活塞上，特别是强化程度越来越高的柴油机，活塞出现的故障约占整个柴油机故障的半数以上[2]。综上所述，要对燃机的燃料进行更改，考虑活塞的重新设计与强化，是必不可少的。
课程设计说明书（液压油缸的压力和速度控制）
目录 1、设计课题 (3) 1.1设计目的 (3) 1.2设计要求 (3) 1.3设计参数 (3) 1.4设计方案 (3) 2、设计方案 (4) 2.1工况分析 (4) 2.2拟定液压系统 (6) 3、机械部分计算 (9) 3.1液压缸的设计计算 (9) 3.2液压缸的校核计算 (12) 3.3液压缸结构设计 (15) 3.4选择液压元件 (17) 4 、系统的验算 (20) 4.1.压力损失的验算 (20) 4.2 系统温升的验算 (21) 5、电气部分设计 (23) 5.1控制系统基本组成 (23) 5.2PLC控制系统的流程图 (24)
1 设计课题 1.1设计目的 通过课程设计培养学生综合运用所学知识和技能、提高分析和解决实际问题能力的一个重要环节，专业课程设计是建立在专业基础课和专业方向课的基础上的，是学生根据所学课程进行的工程基本训练，课程设计的目的在于： 1、培养学生综合运用所学的基础理论和专业知识，独立进行机电控制系统(产品)的初步设计工作，并结合设计或试验研究课题进一步巩固和扩大知识领域。 2、培养学生搜集、阅读和综合分析参考资料，运用各种标准和工具书籍以及编写技术文件的能力，提高计算、绘图等基本技能。 3、培养学生掌握机电产品设计的一般程序和方法，进行工程师基本素质的训练。 4、树立正确的设计思想及严肃认真的工作作风。 1.2设计要求 执行元件：液压油缸； 传动方式：电液比例控制； 控制方式：PLC控制； 控制要求：速度控制； 控制精度：0.01 1.3设计参数 油缸工作行程——600 mm； 额定工作油压——6.5MPa； 移动负载质量——1000 kg； 负载移动阻力——5000 N； 移动速度控制——0.2m/s； 1.4设计方案 利用设计参数和控制要求设计出液压油缸，进而设计出液压系统，通过PLC 对液压油缸进行速度控制。
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；
曲柄连杆机构是往复式内燃机中的动力传递系统。曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动部分。在作功冲程中，它将燃料燃烧产生的热能活塞往复运动、由曲轴旋转运动转变为机械能，对外输出动力；在其它冲程中，则依靠曲柄和飞轮的转动惯性、通过连杆带动活塞上下运动，为下一次作功创造条件。曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组三部分组成。机体组包括：气缸体、气缸垫、气缸盖、曲轴箱、汽缸套及油底壳；活塞连杆组包括：活塞、活塞环、活塞销、连杆；曲轴飞轮组包括：曲轴、飞轮、扭转减振器、平衡轴。 活塞连杆组检测注意事项 1.拆卸注意事项 ①拆卸前应清除外部灰尘，仔细观察并记清各拆卸件的位置和记号。 ②抽出活塞连杆组前，缸套上部的积炭台阶必须刮除，以免损坏活塞和活塞环。 ③取活塞连杆组时，可用木棒直接推出。活塞连杆组抽出后，应立即把连杆盖、瓦片和连杆螺栓按原位装复。 ⑤拆下的活塞环应按顺次放好。气缸垫和纸垫应妥善保管。 检测项目：三间隙，包括两道气环和油环，群部直径，包括两个方向的。记录好使用的工具类型及大小，且记录好测量的数据，写进实训报告。 2.安装注意事项 ①安装前必须将零件清洗干净，检查配合间隙，进行技术鉴定。对不符合技术要求的零件必须修理或更换。 ②活塞顶部的涡流室凹坑和连杆小端的润滑油孔应同在一方，且必须向上。 ④安装活塞环时，注意不要刮伤活塞和折断活塞环。镀铬环应装在第1道环槽里。第2、3道气环内缘有切槽的，应使切槽向上；外缘有切槽的，应使切槽向下。油环外缘上的倒角应向上。 活塞连杆组在装入气缸前，应在活塞和缸套表面涂一层新鲜机油。装入时，应使活塞环的开口相互错开120°，活塞销孔处，避开活塞承受侧压力最大的位置。活塞环装入缸套时应使用专用工具（铁皮制的夹圈）。 ⑤经过使用的左、右主轴承不准调换，上、下连杆瓦不可错装。连杆瓦压入瓦座后应有一定紧度，并略高于瓦座平面。
ISB6.7L汽车发动机活塞加工工艺及夹具设计 系部：机电工程系 学生姓名：朱艳 专业班级：机电13D2班 学号： 131012244 指导教师：于霜 2016年 1 月 20 日
声明 本人所呈交的ISB6.7L汽车发动机活塞加工工艺及夹具设计，是我在指导教师、公司领导、同事的指导下独立进行分析研究所取得的成果。本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明 并表示谢意。 作者签名： 日期：
【摘要】 现在敏捷制造、快速原型制造、快速模具工装制造技术已经成为内燃机零件工业特别是活塞行业竞争的焦点。因此，针对各种内燃机活塞机械加工工艺过程的广泛探索，从而缩短或简化工艺流程、提高产品质量、降低生产制造成本也变得越来越重要。本毕业设计论文通对分析活塞加工技术的发展、活塞的结构特点、活塞各个工作面的加工特征及其工作环境，确定了ISB6.7L活塞的加工方案及加工过程。并对精镗销孔夹具定位与夹紧进行了设计，分析其工作原理，以及在夹具设计过程中应该注意的问题。并分析论证其可行性。 关键词：发动机活塞加工工艺夹具设计 Title The Engine Piston Processing Technology and Fixture Design Of ISB6.7L Automobile Abstract Now the agile manufacturing, rapid prototyping and rapid tooling die & mould manufacturing technology has become the focus of internal combustion engine parts industry, especially the piston industry competition.Therefore, in view of all kinds of internal combustion engine piston machining process widely, thus shortening or simplified technological process, improve product quality, reduce the production cost is also becoming more and more important.The graduation design paper through the analysis of the piston processing technology development, the structure characteristics of piston, piston each working face processing characteristics and its working environment, determine the processing scheme and processing process of ISB6.7L piston.And the fine boring and pin hole positioning and clamping jig design, analyzes its working principle, and the problems should be noticed in the process of fixture
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
1 汽车发动机活塞销的零件图如下 Y///////////////A V///////////////A-------- 苇------ * 80^0,1 耳 图1汽车发动机活塞销零件尺寸图 连杆
2 服役条件与性能分析 活塞销（英文名称：Piston Pin）,是装在活塞裙部的圆柱形销子，它的中部穿过连杆小头孔，用来连接活塞和连杆，把活塞承受的气体作用力传给连杆。为了减轻重量，活塞销一般用优质合金钢制造，并作成空心。塞销的结构形状很简单，基本上是一个厚壁空心圆柱。其内孔形状有圆柱形、两段截锥形和组合形。圆柱形孔加工容易，但活塞销的质量较大；两段截锥形孔的活塞销质量较小，且因为活塞销所受的弯矩在其中部最大，所以接近于等强度梁，但锥孔加工较难。本次设计选用内孔为原形的活塞销。 服役条件：（1）高温条件下承受周期性强烈冲击和弯曲、剪切作用（2）销表面承受较大的摩擦磨损。 失效形式：由于承受周期性的应力，使其发生疲劳断裂和表面严重磨损。性能要求：（1）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，如果活塞销发生弯曲变形，可能使活塞销座损坏；（2）具有足够的冲击韧性；（3）具有较高的疲劳强度。 3 技术要求 活塞销技术要求: ①活塞销全部表面渗碳，渗碳层深度为0.8?1 . 2mm渗碳层至心部组织应 均匀过渡，不得有骤然转变。 ②表面硬度58?64 HRC,同一个活塞销上的硬度差应w 3 HRC。 ③活塞销心部硬度为24 ?40 HRC。 ④活塞销渗碳层的显微组织应为细针马氏体，允许有少量均匀分布的细小粒状碳化物，不得有针状和连续网状分布的游离碳化物存在。心部的针状应是低碳马氏体及铁素体。
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
课程设计 课程名称机电液综合设计项目 题目名称卧式半自动组合机床液压系统及其有关装置设计学生学院机电工程学院 专业班级08级机电（6）班 学号 学生姓名 指导教师 2011年12 月18 日
广东工业大学课程设计任务书 卧式半自动组合机床液压系统及其有关装置 题目名称 设计 学生学院机电工程学院 专业班级08机电6班 姓名柳展雄 学号3108000566 一、课程设计的内容 综合应用已学的课程，完成卧式半自动组合机床的液压系统的原理设计、液压系统的设计计算、液压系统元部件的选择、液压基本回路的实验验证、液压集成油路的设计、液压集成块的设计等。 二、课程设计的要求与数据 1．机床系统应实现的自动工作循环 (手工上料) →(手动启动) →工件定位(插销)→夹紧工件→动力头(工作台)快进→慢速工进→快退→停止→工件拔销→松开工件→（手工卸料）。 要求工进完了动力头无速度前冲现象。工件的定位、夹紧应保证安全可靠，加工过程中及遇意外断电时工件不应松脱，工件夹紧压力、速度应可调，工件加工过程中夹紧压力稳定。 2．工件最大夹紧力为F j；工件插销定位只要求到位，负载力小可不予计算。3．动力头快进、快退速度v1；工进速度为v2可调，加工过程中速度稳定；快进行程为L1，工进行程为L2；工件定位、夹紧行程为L3，夹紧时间t=1s。 4．运动部件总重力为G，最大切削进给力（轴向）为F t； 5．动力头能在任意位置停止，其加速或减速时间为△t；；工作台采用水平放置的平导轨，静摩擦系数为f s，动摩擦系数为f d。
设计参数表 序号 F j (N) F t (N) G (N) v1 (m/m in) v2 (mm/mi n) L1 (mm ) L2 (mm ) L3 (mm ) △t (s) f s f d 1 4 600 300 00 5500 6 30～ 1000 140 60 40 0.1 2 0.2 2 0. 1 三、课程设计应完成的工作 (一) 液压系统设计 根据设备的用途、特点和要求，利用液压传动的基本原理进行工况分析，拟定合理、完善的液压系统原理图，需要写出详细的系统工作原理，给出电磁铁动作顺序表。再经过必要的计算确定液压有关参数，然后按照所得参数选择液压元件、介质、相关设备的规格型号（或进行结构设计）、对系统有关参数进行验算等。 （二）系统基本回路的实验验证 以小组为单位设计实验验证回路，经老师确认后，由该组成员共同去液压实验室在实验台上进行实验验证。该部分说明书的撰写格式可参考液压课程实验报告，实验过程要拍一定数量的照片。 （三）液压装置结构设计 由指导老师选出其中一个小组成员的设计方案和数据，由该组成员共同完成该方案液压系统的集成块组的结构设计，尽量做到每个小组成员负责其中的一个集成块的设计。集成块之间必须考虑到相互之间的连通关系，是一个完整的液压系统的集成块。 （四）绘制工程图、编写设计说明书 1. 绘制液压系统原理图
活塞连杆组试题库 一、填空题 1．活塞连杆组由（活塞）、（活塞环）、（活塞销）、（连杆）等组成。 2．活塞环包括（气环）、（油环）两种。 3．在安装气环时，各个气环的切口应该（错开）。 4．油环分为（普通油环）和组合油环两种，组合油环一般由（刮油片）和（胀簧）组成。 5．在安装扭曲环时，应将其内圈切槽向（上），外圈切槽向（下），不能装反。 6．活塞销与活塞销座孔及连杆小头衬套孔的配合，一般都采用（全浮式）配合。 7．连杆由（大头）、（杆身）和（小头）三部分组成。 二、单项单选题 1.活塞的最大磨损部位是（）。A A.活塞环槽 B.活塞销座孔 C.活塞裙部 2.发动机大修时，活塞销应选用（）。B A.加大一级活塞销 B.与活塞同级别的活塞销 C.标准活塞销 3.活塞销与座孔试配合格的要求是（）。B A.以手掌之力能把活塞销推入销座孔的1/4，接触面积达75％以上 B.以手掌之力能把活塞销推入销座孔1/2～2/3，接触面积达75％以上 C.以手掌之力能把活塞销全部推入销座孔，接触面积达75％以上 4.活塞环漏光度检验时，同一活塞环上漏光弧长所对应的圆心角总和不得超过（B ）。 A.25° B.45° C.90° 5.造成连杆弯、扭变形的主要原因是（）。C A.曲轴弯曲 B.装配不当 C.发动机超负荷和爆燃
6.外圆切槽的扭曲环安装时切槽（）。A A、向上 B、向下 7. 活塞在工作状态下发生椭圆变形，其长轴在（）。A A．垂直与活塞销座轴线方向 B．平行与活塞销座轴线方向 C．没有什么具体规律 8. 活塞在制造中，其头部有一定的锥度，主要是由于（）。C A．节省材料 B．减小往复运动的惯性力 C．活塞在工作中受热不均匀 9. 扭曲环之所以会扭曲，是因为（）。B A．加工成扭曲的 B．环断面不对称 C．摩擦力的作用 10. 连杆大头做成分开式的目的是（）。B A．便于加工 B．便于安装 C．便于定位 11. 为了保护活塞裙部表面，加速磨合，在活塞裙部较多采用的措施是（C ）。 A．涂润滑 B．喷油润滑 C．镀锡 D．镀铬 12. 同一台发动机必须选用同一厂牌活塞的原因是要保证（）。C A．相同修理尺寸 B．相同组别 C．相同的尺寸和形位误差 D．相同的膨胀系数 13. 活塞环背隙过小，将会造成（）。A A．气缸和活塞磨损加剧 B．背压增大 C．气缸密封性降低 14. 活塞销与销座选配的最好方法是（）。C A．用量具测量 B．用手掌力击试
实用文档 1 汽车发动机活塞销的零件图如下 图1 汽车发动机活塞销零件尺寸图
2 服役条件与性能分析 活塞销（英文名称：Piston Pin），是装在活塞裙部的圆柱形销子，它的中部穿过连杆小头孔，用来连接活塞和连杆，把活塞承受的气体作用力传给连杆。为了减轻重量，活塞销一般用优质合金钢制造，并作成空心。塞销的结构形状很简单，基本上是一个厚壁空心圆柱。其孔形状有圆柱形、两段截锥形和组合形。圆柱形孔加工容易，但活塞销的质量较大；两段截锥形孔的活塞销质量较小，且因为活塞销所受的弯矩在其中部最大，所以接近于等强度梁，但锥孔加工较难。本次设计选用孔为原形的活塞销。 服役条件：(1)高温条件下承受周期性强烈冲击和弯曲、剪切作用 (2)销表面承受较大的摩擦磨损。 失效形式：由于承受周期性的应力，使其发生疲劳断裂和表面严重磨损。 性能要求：（1）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，如果活塞销发生弯曲变形，可能使活塞销座损坏；（2）具有足够的冲击韧性；（3）具有较高的疲劳强度。 3 技术要求 活塞销技术要求: ①活塞销全部表面渗碳，渗碳层深度为0.8 ～ 1．2mm，渗碳层至心部组织应均匀过渡，不得有骤然转变。 ②表面硬度58 ～ 64 HRC，同一个活塞销上的硬度差应≤3 HRC。 ③活塞销心部硬度为24 ～ 40 HRC。 ④活塞销渗碳层的显微组织应为细针马氏体，允许有少量均匀分布的细小粒状碳化物，不得有针状和连续网状分布的游离碳化物存在。心部的针状应是低碳马氏体及铁素体。
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
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。
河南理工大学机械学院 课程设计说明书 题目名称：单柱压力机的液压缸设计 学院：机械与力工程学院 班：机11-1 姓名：邱 学号：3 指教：刘俊利 目录 一、程的目的及要求?????????????? 二、程内容及参数确定????????????? 三、液缸主要尺寸的确定??????????????? 四、液缸的密封???????????????? 五、支承向的????????????????? 六、防圈的?????????????????? 七、液缸材料的用???????????????? 八、程?????????????????? 九、参考文献?????????????????????
说明书 一、课程设计的目的 油缸是液压传动系统中实现往复运动和小于 360°回摆运动的液 压执行元件。具有结构简单，工作可靠，制造容易以及使用维护方便、低速稳定性好等优点。因此，广泛应用于工业生产各部门，如：工程 机械中挖掘机和装载机的铲装机构和提升机构，起重机械中汽车起重 机的伸缩臂和支腿机构，矿山机械中的液压支架及采煤机的滚筒调高 装置，建筑机械中的打桩机，冶金机械中的压力机，汽车工业中自卸 式汽车和高空作业车，智能机械中的模拟驾驶舱、机器人，火箭的发 射装置等。它们所用的都是直线往复运动油缸，即推力油缸。所以， 研究和改进液压缸的设计制造，提高液压缸的工作寿命及其性能，对 于更好的利用液压传动具有十分重要的意 义。 设计要求 1、每个参加课程设计的学生，都必须独立按期完成设计任务书 所规定的设计任务。 2、设计说明书和设计计算书要层次清楚，文字通顺，书写工 整，简明扼要，论据充分。计算公式 不必进行推导，但应注明公式中各符号的意义，代入数据得 出结果即可。 3、说明书要有插图，且插图要清晰、工整，并选取适当此例。 说明书的最后要附上草图。
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)
1、旋转曲轴，使所有的活塞在气缸筒内保持同一高度，用铲刀清洁气缸体上平 面 2、将指定活塞连杆旋转到上止点位置，检查连杆是否有明显弯曲现象，检查活 塞连杆组的序号是否与气缸体上的序号一致。 3、将指定活塞连杆旋转到下止点位置，用抹布清洁气缸（口述有无缸肩和积炭）。 4、翻转台架，使油底壳位置向上。 5、检查或设置装配标记（如果无原车标记，用记号笔在连杆和连杆轴承盖上做 记号）。 6、用指针式扭力扳手和14#套筒分2次旋松连杆螺母，手旋并取下螺母。 7、用橡胶锤轻敲连杆螺栓，取出连杆盖（注意连杆轴承不要掉落），同时取下下 盖上的连杆轴承。
8、套上连杆螺栓保护套 9、用榔头柄在合适的位置推出连杆活塞组（用左手在缸体上平面处扶持住）。 10、取下连杆螺栓上的护套，取下连杆和连杆轴承盖上的连杆轴承，并按顺 序摆放。 11、使用活塞环扩张器拆下两道压缩环，用手拆下组合油环，用铲刀清理活塞顶 面积炭。 12、用抹布清洁： 活塞连杆、活塞环、连杆轴承（两片，并注意原来的安装位置摆放）连杆轴承盖、连杆螺母、气缸筒和连杆轴颈。 13、用压缩空气吹净上述清洗零件。 14、目视检测： 气缸体无垂直划痕；活塞有无损伤；连杆轴颈和连杆轴承无麻点、划痕和损伤；活塞销状况 15、测量活塞环侧隙： 清洁塞尺，用塞尺测量活塞环与相应环槽的侧壁的间隙,边滚动边测量(3点位置), 第一道气环：0.040~0.080mm 第二道气环：0.030~0.070mm 结论：如果测量间隙超过标准,则更换活塞。
16、测量活塞环端隙： 用钢直尺或是游标卡尺的深度尺测量活塞高度（50.00mm ）,将第一道（或第二道）气环放入相应气缸，用活塞将活塞环推入气缸（可以用钢直尺借用活塞销平面处测量，此时的距离为47mm），取出活塞，用钢直尺再次检查推入深度应为97mm。清洁塞尺，测量端隙。 第一道气环：0.250~0.450mm(使用极限:1.05mm) 第二道气环：0.350~0.600mm(使用极限:1.20mm) 油环:0.150~0.500mm(使用极限:1.10mm) 结论：如果端隙超过使用极限,更换活塞环, 如果使用新活塞环，端隙超过最大值,重新镗削所有4个气缸或更换气缸体。 17、检查连杆螺栓： 把螺帽装到连杆螺栓上，检查能用手容易地将螺帽拧到底，如果螺帽转动困难，用游标卡尺测量螺栓外径（在距离螺栓底面15mm处测量） 标准外径: 0.860 - 9.000 mm 最大外径: 8.60 mm 结论：如果外侧的直径小于最小值，一起更换连杆螺栓和螺母。
目录0序言 1基本结构参数计算 1.1发动机缸径和转速的计算 2热计算 2.1发动机压缩过程计算 2.2发动机膨胀过程计算 2.3压缩膨胀过程处理 2.4有效功和有效压力的求解 2.5 P-V图向P-a图转换 3活塞运动学计算 3.1活塞位移（X） 3.2活塞速度V 3.3活塞加速度a 4连杆活塞的动力计算 4.1往复惯性力质量m j的求取 4.2相关力的求解 5曲轴的设计 5.1曲轴主要尺寸的确定 5.1.1曲轴销主要尺寸的确定 5.1.2主轴颈尺寸的确定 5.1.3曲柄臂尺寸的确定 5.2校核计算 5.2.1曲轴的弯曲弯曲校核 5.2.2曲轴的扭转强度校核 6活塞设计 6.1活塞材料的选择 6.2活塞主要尺寸的确定
6.2.1活塞总高H的确定 6.2.2压缩高度H1的确定 6.2.3火力岸高度H4的确定6.2.4环带高度H3的确定 6.2.5活塞顶部厚度δ的确定6.3活塞裙部的设计 6.3.1活塞横截面形状 6.3.2活塞与气缸的配合间隙6.4活塞的质量 7活塞销的设计 7.1活塞销材料的选择 7.2活塞销与销座尺寸的确定7.3活塞销与销座的配合 7.4活塞销质量m 3 8连杆的设计 8.1连杆材料的选择 8.2连杆主要尺寸的确定 8.2.1连杆长度的确定 8.2.2连杆小头尺寸的确定8.2.3连杆大头尺寸的确定8.2.4连杆杆身尺寸的确定 9心得体会 10参考文献
65mL四冲程汽油机曲轴设计 0序言 这学期学院为我们专业开设了《汽车发动机设计课程设计》为期三周，目的在于让我们通过亲自的设计实践，全面地复习和巩固我们以前所学习的理论知识，让我们对专业课知识有更深刻的理解和掌握。使我们在分析、计算、设计、绘图、运用各种标准和规范、查阅各种资料以及计算机应运能力等各个方面得到进一步的提高。 我们要充分利用这次课程设计的机会，了解国内外发动机的发展状况，并尽可能地发挥自己的能力，保质保量的完成此次课程设计。课程设计是一个设计的过程，也是我们一个学习知识的过程。我们要通过这次的课程设计，巩固自己所学的理论知识，多了解曲柄连杆机构的构造和设计要求，以及设计时需要注意的各个方面的问题。另一方面，了解国内外发动机的现状，了解先进发动机的设计特点，这样开阔自己的视野，丰富自己所学的知识。除此之外，此次课程设计还为我们下学期的毕业设计奠定了坚实的基础，为我们将来走上工作岗位奠定了基础。 这次的课程设计是我们系统学习发动机设计的一个很好的机会，我们一定要好好珍惜，利用这次机会，巩固自己所学理论知识，开阔眼界，了解发动机设计知识，同时发挥自己的思维发散能力，按时保质地完成这次课程设计。 我此次课程设计的任务是65ml四冲程汽油机曲轴设计，任务有点艰巨，不过我会认真努力完成这次设计。
一、设计题目及其要求 1、1题目： 设计一台汽车变速箱体孔系镗孔专用组合机床的液压系统。要求该组合机床液压系统要完成的工作循环是：夹具夹紧工件～工作台1快进～工作台2工进～终点停留～工作台快退～工作台起点停止～夹具松开工件。该组合机床运动部件的重量（含工作台基多轴箱）为20000N，快进、快退速度为6m/min，一工进的速度为800～1000mm/min，二工进的速度为600～800mm/min，工作台的最大行程为500mm，其中工进的总行程为300mm，工进是的最大轴向切削力为20000N，工作台采用山字形～平面型组合导轨支撑方式，夹具夹紧缸的夹紧行程为25mm，夹紧力在20000～14000N之间可调，夹紧时间不大于一秒钟。 依据以上题目完成下列设计任务： 1）、完成该液压系统的工况分析，系统计算并最终完成该液压系统工作原理图的工作； 2）、根据已完成的液压系统工作原理图选择标准液压元件； 3）、对上述液压系统钟的液压缸进行结构设计，完成液压缸的相关计算何部件装配图设计，并对其中的1～2个非标零件进行零件图设计。 1、2明确液压系统设计要求 本组合机床用于镗变速箱体上的孔，其动力滑台为卧式布置，工件夹紧及工进拟采用液压传动方式。 表 2、夹紧时间不大于一秒钟，按一秒计算。 3、属于范围数值取中间值。 二、工况分析 2、1 动力滑台所受负载见表2-1，其中 静摩擦负载：= Ffsμ×20000N=3600N s =G ? 动摩擦负载：= Ffdμ×20000N=2400N d =G ?
惯性负载： N N t v g G F 10202 .01 .08.920000=?=??= α 式中 s μ、d μ，分别为静、动摩擦因数，考虑到导轨的形状不利于润滑油的储存，分别取s μ=、d μ=。 v ?，启动或者制动前后的速度差，本例中v ?=s t ?，启动或者制动时间，取t ?= 2、2 由表1-1和表2-1可分别画出动力滑台速度循环图和负载循环图如图2-1和2-2 6 1 6
毕业设计（论文）外文文献翻译 文献、资料中文题目：发动机活塞连杆组—活塞详解 文献、资料英文题目： 文献、资料来源： 文献、资料发表（出版）日期： 院（部）： 专业： 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 翻译日期： 2017.02.14
The machine piston connecting rod set- detailed exposition of piston The piston connecting rod set is composed of the piston, piston wreath, piston pin, connecting rod, connecting rod axle bush, etc. Ⅰ. effect: The effect of the piston is to bear the air pressure, and pass to connecting rod to drive the bent axle to revolve through connecting rod axle bush, the piston coping is still a part of the burning room. The work condition: Piston works under the condition of heat, high pressure, high speed, and bad lubrication .Piston directly contacts with the heat air. The temperature can amount to above 2500 Ks in a moment .The piston is heated severely, but the condition of spreading the hot is bad .So while the piston works, the temperature is very high and the coping is up to the 600-700 Ks: And the temperature distributes asymmetrically; The piston coping bears great air pressure, especially the pressure is greatest in the route of doing
摘要 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。 活塞式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。本设计通过对内燃机铝活塞加工技术的发展、活塞的工作环境以及结构特点的分析，确定了活塞的加工过程以及加工方案。其中主要包括：活塞顶部设计、活塞头部设计、活塞裙部设计、活塞的结构参数设计、和加工工艺的设计。 关键词：内燃机活塞结构加工
Abstract The continuous development of the internal combustion engine, is built on the basis of the performance and life of the main components continue to improve and enhance, especially with the improvement of the degree of enhancement of the engine, power increases and an increase in speed, parts and components in particular, is a direct injection diesel engine pistonwork environment becomes worse. The structure of the piston directly affect the temperature distribution of the piston and the thermal stress distribution, and therefore it is necessary to predict and evaluate the structure and performance of the piston。 The most critical moving parts of the piston engine under high temperature and pressure to withstand repeated alternating load, which is known as the heart of the internal combustion engine. The design through the development of the internal combustion engine the aluminum piston processing technology, the the piston work environment as well as the analysis of the structural features identified piston processing and processing programs. Which mainly include: design of the top of the piston, piston head design, piston skirt design, structure parameters of the design of the piston, the piston calculation of the maximum explosion pressure and the process design. KEY WORD ：Internal combustion engine Piston structure Machining