目录
一、前言…………………………………………………………………………………….
二、零部件在内燃机中的作用和地位……………………………………….
三、该零件的工作条件、设计要求………………………………………….
四、零件的运动分析和受力分析………………………………………………
五、结构形式的选择；主要参数的选定、设计、计算…………….
六、零部件的强度、刚度校核…………………………………………………..
七、设计结果的分析…………………………………………………………………..
八、结束语………………………………………………………………………………….
九、参考文献
一、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
二、零部件在内燃机中的作用和地位
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。
三、该零件的工作条件、设计要求
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。活塞运动速度快，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。
四、零件的运动分析和受力分析
五、结构形式的选择；主要参数的选定、设计、计算
（一），活塞头部设计
1、设计要点
活塞头部包括活塞顶和环带部分，其主要功用是承受气压力，并通过销座把它传给连杆，同时与活塞环一起配合气缸密封工质。因此，活塞头部的设计要点是：
（1）保证它具有足够的机械强度与刚度，以免开裂和产生过大变形，因为环槽的变形过大势必影响活塞环的正常工作；
（2）保证温度不过高，温差小，防止产生过大的热变形和热应力，为活塞环的正常工作创造良好条件，并避免顶部热疲劳开裂；
（3）尺寸尽可能紧凑，因为一般压缩高度1H 缩短1单位，整个发动机高度就可以缩短2~5.1单位，并显著减轻活塞重量。而1H 则直接受头部尺寸的影响。
2、压缩高度的确定
活塞压缩高度的选取将直接影响发动机的总高度，以及气缸套、机体的尺寸和质量。尽量降低活塞压缩高度是现代发动机活塞设计的一个重要原则，压缩高度1H 是由火力岸高度1h 、环带高度2h 和上裙尺寸3h 构成的，即
1H =1h +2h +3h
为了降低压缩高度，应在保证强度的基础上尽量压缩环岸、环槽的高度及销孔的直径。
（1） 第一环位置
（2） 根据活塞环的布置确定活塞压缩高度时，首先须定出第一
环的位置，即所谓火力岸高度1h 。为缩小1H ，当然希望1h 尽
可能小，但1h 过小会使第一环温度过高，导致活塞环弹性
松弛、粘结等故障。因此火力岸高度的选取原则是：在满
足第一环槽热载荷要求的前提下，尽量取得小些。一般汽
油机D h )12.0~06.0(1=，D 为活塞直径，该发动机的活塞标
准直径mm D 0.88=，确定火力岸高度为：
mm D h 2.60.8807.007.01=?==
（2）环带高度
为减小活塞高度，活塞环槽轴向高度b 应尽可能小，这样活塞环惯性力也小，会减轻对环槽侧面冲击，有助于提高环槽耐久性。但b 太小，使制环工艺困难。在小型高速内燃机上，一般气环高mm b 3~2=，油环高mm b 6~4=。
该发动机采用三道活塞环，第一和第二环称之为压缩环（气环），第三环称之为油环。取mm b 31=，mm b 32=，mm b 43=。
环岸的高度c ，应保证它在气压力造成的负荷下不会破坏。当然，第二环岸负荷要比第一环岸小得多，温度也低，只有在第一环岸已破坏的情况下，它才可能被破坏。因此，环岸高度一般第一环最大，其它较小。实际发动机的统计表明，D c )05.0~04.0(1=，12)2~1(b c =，汽
油机接近下限。
则 mm 41取c ，
mm 32c 2、取、c
因此，环带高度mm b c b c b h 1633343322112=++++=++++=。
（3）上裙尺寸
确定好活塞头部环的布置以后，压缩高度H1最后决定于活塞销轴线到最低环槽（油环槽）的距离h1。为了保证油环工作良好，环在槽中的轴向间隙是很小的，环槽如有较大变形就会使油环卡住而失效。所以在一般设计中，选取活塞上裙尺寸一般应使销座上方油环槽的位置处于销座外径上面，并且保证销座的强度不致因开槽而削弱，同时也不致因销座处材料分布不均引起变形，影响油环工作。
综上所述，可以决定活塞的压缩高度1H 。对于汽油机
D H )0.6~0.35(1=，所以mm D H 500.8857.057.01
=?=?=。 则 mm h h H h 761.1289.12289.7394.322113=--=--=。
3、活塞顶和环带断面
（1）活塞顶
活塞顶的形状主要取决于燃烧室的选择和设计。仅从活塞设计角度，为了减轻活塞组的热负荷和应力集中，希望采用受热面积最小、加工最简单的活塞顶形状，即平顶。大多数汽油机正是采用平顶活塞，由于EA113 5V 1.6L 发动机为高压缩比3.9=ε，因而采用近似于平顶的活塞。实际统计数据表明，活塞顶部最小厚度，汽油机为D )0.1~0.06(=δ，即mm 993.5)985.80074.0(=?=δ。活塞顶接受的热量，主要通过活塞环传出。专门的实验表明，对无强制冷却的活塞来说，经活塞环传到气缸壁的热量占70～80%，经活塞本身传到气缸壁的占10～20%，而传给曲轴箱空气和机油的仅占10%左右。所以活塞顶厚度δ应从中央到四周逐渐加大，而且过渡圆角r 应足够大，使活塞顶吸收的热量能顺利地被导至第二、三环，以减轻第一环的热负荷，并降低了最高温度[9]。
活塞头部要安装活塞环，侧壁必须加厚，一般取D )0.1~05.0(，取D 076.0为6.16mm ，活塞顶与侧壁之间应该采用较大的过渡圆角，一般取D r )0.1~05.0(=，取0.074D 为5.993mm.为了减少积炭和受热，活塞顶表面应光洁，在个别情况下甚至抛光。复杂形状的活塞顶要特别注意避免尖角，所有尖角均应仔细修圆，以免在高温下熔化。
（2）环带断面
为了保证高热负荷活塞的环带有足够的壁厚'
δ使导热良好，不让热量过多地集中在最高一环，其平均值为')0.2~5.1('t =δ。正确设计环槽断面和选择环与环槽的配合间隙，对于环和环槽工作的可靠性与耐久性十分重要。槽底圆角一般为0.2~0.5mm 。活塞环岸锐边必须有适当的倒角，否则当岸部与缸壁压紧出现毛刺时，就可能把活塞环卡住，成为严重漏气和过热的原因，但倒角过大又使活塞环漏气增加。一般
该倒角为 45)0.5~2.0(?。 （3）环岸和环槽
环岸和环槽的设计应保持活塞、活塞环正常工作，降低机油消耗量，防止活塞环粘着卡死和异常磨损，气环槽下平面应与活塞轴线垂直，以保证环工作时下边与缸桶接触，减小向上窜机油的可能性。活塞环侧隙在不产生上述损伤的情况下愈小愈好，目前，第一环与环槽侧隙一般为0.05~0.1mm ，二、三环适当小些，为0.03~0.07mm ，油环则更小些，这有利于活塞环工作稳定和降低机油消耗量，侧隙确定油环槽中必须设有回油孔，并均匀地布置再主次推力面侧，回油孔对降低机油消耗量有重要意义，三道活塞环的开口间隙及侧隙如表3.1所示:
表3.1 活塞环的开口间隙及侧隙
活塞环的背隙?''比较大，以免环与槽底圆角干涉。一般气环?''=0.5毫米，油环的?''则更大些，如图3.1所示。
（4）环岸的强度校核
在膨胀冲程开始时，在爆发压力作用下，第一道活塞环紧压在第一环岸上。由于节流作用，第一环岸上面的压力1p 比下面压力2p 大得多，不平衡力会在岸根产生很大的弯曲和剪切应力，当应力值超过铝合金在其工作温度下的强度极限或疲劳极限时，岸根有可能断裂，专门的试验表明，当活塞顶上作用着最高爆发压力max p 时，max 19.0p p ≈，max 22.0p p ≈，如图3.2所示。
已知max p =4.5MPa ，则M P a p 05.45.49.01=?≈，MPa p 9.05.42.02=?≈，
图3.1 环与环槽的配合间隙及环槽结构 图3.2第一环岸的受力情况[10]
环岸是一个厚1c 、内外圆直径为'
D 、D 的圆环形板，沿内圆柱面固定，要精确计算固定面的应力比较复杂，可以将其简化为一个简单的悬臂梁进行大致的计算。在通常的尺寸比例下，可假定槽底（岸根）直径mm D D 89.72985.809.09.0=?=='，环槽深t '为：
mm D t 05.4985.8005.005.0=?=='
于是作用在岸根的弯矩为
3
max 22210026.02)
(4)(D p t D D p p =''--π
（3.1）
而环岸根断面的抗弯断面系数近似等于
D c D c 312147.09.061=?π
所以环岸根部危险断面上的弯曲应力
21m a x 213m a x )(055.047.00026.0c D p D
c D p ==σ （3.2）
23.1)64.3985.80(
5.4055.02=??= 2/cm N 同理得剪切应力为：
04.3764.3985.805.437.037.01max =??==c D p τ 2/cm N
（3.3）
接合成应力公式为：
64.3804.37323.132222=?+=+=∑τσσ 2/mm N
（3.4）
考虑到铝合金在高温下的强度下降以及环岸根部的应力集中，铝合金
的许用应力40~30][=σ2/mm N ，][σσ<∑，校核合格。
3.1.4 活塞裙部的设计
活塞裙部是指活塞头部最低一个环槽以下的那部分活塞。活塞沿气缸往复运动时，依靠裙部起导向作用，并承受由于连杆摆动所产生的侧压力N 。所以裙部的设计要求，是保证活塞得到良好的导向，具有足够的实际承压面积，能形成足够厚的润滑油膜，既不因间隙过大发生敲缸，引起噪音和加速损伤，也不因间隙过小而导致活塞拉伤。
分析活塞在发动机中工作时裙部的变形情况。首先，活塞受到侧向力的作用。承受侧向力作用的裙部表面，一般只是在两个销孔之间的弧形表面。这样，裙部就有被压偏的倾向，使它在活塞销座方向上的尺寸增大；其次，由于加在活塞顶上的爆发压力和惯性力的联合作用，使活塞顶在活塞销座的跨度内发生弯曲变形，使整个活塞在销座方向上的尺寸变大；再次，由于温度升高引起热膨胀，其中销座部分因壁厚较其它部分要厚，所以热膨胀比较严重。三种情况共同作用的
结果都使活塞在工作时沿销座方向涨大，使裙部截面的形状变成为“椭圆”形，使得在椭圆形长轴方向上的两个端面与气缸间的间隙消失，以致造成拉毛现象。在这些因素中，机械变形影响一般来说并不严重，主要还是受热膨胀产生变形的影响比较大[11]。
因此，为了避免拉毛现象，在活塞裙部与气缸之间必须预先流出较大的间隙。当然间隙也不能留得过大，否则又会产生敲缸现象。解决这个问题的比较合理的方法应该使尽量减少从活塞头部流向裙部的热量，使裙部的膨胀减低至最小；活塞裙部形状应与活塞的温度分布、裙部壁厚的大小等相适应[12]。
本文采用托板式裙部，这样不仅可以减小活塞质量，而且裙部具有较大的弹性，可使裙部与气缸套装配间隙减小很多，也不会卡死。
把活塞裙部的横断面设计成与裙部变形相适应的形状。在设计时把裙部横断截面制成长轴是在垂直与活塞销中心线方向上，短轴平行于销轴方向的椭圆形。常用的椭圆形状是按下列公式设计的：
)2cos 1(4θθ--=
?d D （3.4） 式中D 、d 分别为椭圆的长短轴，如图3.3所示。
缸径小于mm 100的裙部开槽的活塞，椭圆度（?）的大小，一般为mm 25.0~1.0=?。
图3.3 活塞销裙部的椭圆形状[9]
1、裙部的尺寸
活塞裙部是侧压力N 的主要承担者。为保证活塞裙表面能保持住必要厚度的润滑油膜，其表面比压q 不应超过一定的数值。因此，在决定活塞裙部长度是应保持足够的承压面积，以减少比压和磨损。
在确定裙部长度时，首先根据裙部比压最大的允许值，决定需要的最小长度，然后按照结构上的要求加以适当修改。
裙部单位面积压力（裙部比压）按下式计算：
2m a x DH N q =
（3.5） 式中：max N —最大侧作用力，由动力计算求得，max N =2410.83N
D —活塞直径，mm ；
2H —裙部高度，mm 。
取mm D H 253.37985.8446.046.02=?==。
则 799.0253
.37985.8083.2410=?=q MPa 一般发动机活塞裙部比压值约为MPa 5.1~5.0，所以设计合适。
2、销孔的位置
活塞销与活塞裙轴线不相交，而是向承受膨胀侧压力的一面（称为主推力面，相对的一面称为次推力面）偏移了mm 2~1，这是因为，如果活塞销中心布置，即销轴线与活塞轴线相交，则在活塞越过上止点，侧压力作用方向改变时，活塞从次推力面贴紧气缸壁的一面突然
整个地横扫过来变到主推力面贴紧气缸壁的另一面，与气缸发生“拍击”，产生噪音，有损活塞耐久性。如果把活塞销偏心布置，则能使瞬时的过渡变成分布的过渡，并使过渡时刻先于达到最高燃烧压力的时刻，因此改善了发动机的工作平顺性[13]。
3.2 活塞销的设计
3.2.1 活塞销的结构、材料
1、活塞销的结构和尺寸
活塞销的结构为一圆柱体，中空形式，可减少往复惯性质量，有效利用材料。活塞销与活塞销座和连杆小头衬套孔的连接配合，采用“全浮式”。活塞销的外直径D d )3.0~25.0(1=，取mm D d 22271.01==，活塞销的内直径12)75.0~65.0(d d =，取mm d d 393.157.012==活塞销长度D l )9.0~8.0(=，取mm D l 788.648.0==
2、活塞销的材料
活塞销材料为低碳合金钢，表面渗碳处理，硬度高、耐磨、内部冲击韧性好。表面加工精度及粗糙度要求极高，高温下热稳定性好。
3.2.2 活塞销强度和刚度计算
由运动学知，活塞销表面受到气体压力g P 和往复惯性力j P 的共同
作用，总的作用力N P 478.8126
=∑，活塞销长度mm l 788.64=，连杆小头高度mm l 388.261=，活塞销跨度mm l P 4.29=。
1、最大弯曲应力计算
活塞销中央截面的弯矩为
)5.12(121l l l P M P -+=∑
（3.6） 空心销的抗弯断面系数为314)1(1.0d W α-=，
其中 6997.022393.1512===
d d α
所以弯曲应力为 W M =σ
即 )1(2.1)
5.12(4311ασ--+=
∑d l l l P P （3.7）
)6997.01(222.1)388.265.14.292788.64(478.812643-???-?+?=
MPa 55.71=
2、最大剪切应力计算
最大剪切应力出现在销座和连杆小头之间的截面上。横断截面的最大剪切应力发生在中性层上[14]，其值按下式计算：
)1()
1(85.04212max ααατ-++=∑d P
（3.8）
)6997.01(22)6997.06997.01(478.812685.0422-++?=MPa 09.41=
已知许用弯曲应力MPa 500~230][=σ；许用剪切应力
MPa 220~120][=τ，那么校核合格。
3.3 活塞销座
3.3.1 活塞销座结构设计
活塞销座用以支承活塞，并由此传递功率。销座应当有足够的强度和适当的刚度，使销座能够适应活塞销的变形，避免销座产生应力集中而导致疲劳断裂；同时要有足够的承压表面和较高的耐磨性。
活塞销座的内径mm d 220=，活塞销座外径d 一般等于内径的
6.1~4.1倍，取mm d d 335.10==，
活塞销的弯曲跨度越小，销的弯曲变形就越小，销—销座系统的工作越可靠，所以，一般设计成连杆小头与活塞销座开挡之间的间隙为mm 5~4，但当制造精度有保证时，两边共mm 3~2就足够了，取间隙为mm 3。
3.3.2 验算比压力
销座比压力为：
)(20P l l d P q -=∑)4.29788.64(222478.8126-??=MPa 3.23=][q ≤
（3.9）
一般MPa q 60~40][≤。
3.4 活塞环设计及计算
3.4.1 活塞环形状及主要尺寸设计
该发动机采用三道活塞环，第一和第二环为气环，第三环为油环。 第一道活塞环为桶形扭曲环，材料为球墨铸铁，表面镀铬。桶形
环与缸筒为圆弧接触，对活塞摆动适应性好，并容易形成楔形润滑油膜。
第二道活塞环为鼻形环，材料为铸铁，鼻形环可防止泵油现象，活塞向上运动时润滑效果好。
第三道是油环，是钢带组成环，重量轻，比压高，刮油能力强。 活塞环的主要尺寸为环的高度b 、环的径向厚度t 。气环mm b 3~5.1=，油环mm b 5~3=，取mm b 5.11=，mm b 75.12=，mm b 33=。活塞环的径向厚度t ，一般推荐值为：当缸径D 为mm 100~50时，6.0~45.0/=D t ，取mm D t 05.45.0==。
3.4.2 活塞环强度校核
活塞环在工作时，因剪应力和轴向力影响较小，所以只计算弯矩。活塞环的平均半径与径向厚度之比t r /0一般都大于5，所以可按直杆弯曲正应力公式计算[9]。
1、工作状态下的弯曲应力
活塞断面的最大弯矩为：
)(40max t D bD p M -=
（3.10）
由此可得最大弯曲应力max σ为：
6)(220m a x m a
x bt t D bD p W M -==σ
（3.11）
对于断面均压环其开口间隙0S 与活塞环平均接触压力0p 之间有如下关系：
t D t D t S E p 3
0)1(1414.0-= （3.12）
将式（3.12）带入（3.11）并整理得：
MPa t D t
S E 2
max )1(424.0-=σ
（3.13）
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。
机械原理课程设计说明书题目：单缸四冲程内燃机机构设计及其运动分析 二级学院机械工程学院 年级专业 13材料本科班 学号 学生姓名 指导教师朱双霞 教师职称教授
目录 第一部分绪论 (2) 第二部分设计题目及主要技术参数说明 (3) 2.1 设计题目及机构示意图 (3) 2.2 机构简介 (3) 2.3 设计数据 (4) 第三部分设计内容及方案分析 (6) 3.1 曲柄滑块机构设计及其运动分析 (6) 3.1.1 设计曲柄滑块机构 (6) 3.1.2 曲柄滑块机构的运动分析 (7) 3.2 齿轮机构的设计 (11) 3.2.1 齿轮传动类型的选择 (12) 3.2.2 齿轮传动主要参数及几何尺寸的计算 (13) 3.3 凸轮机构的设计 (13) 3.3.1 从动件位移曲线的绘制 (14) 3.3.2 凸轮机构基本尺寸的确定 (15) 3.3.3 凸轮轮廓曲线的设计 (16) 第四部分设计总结 (18) 第五部分参考文献 (20) 第六部分图纸 (21)
第一部分绪论 1.本课程设计主要内容是单缸四冲程内燃机机构设计及其运动分析，在设计计算中运用到了《机械原理》、《理论力学》、《机械制图》、 《高等数学》等多门课程知识。 2. 内燃机是一种动力机械，它是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。通常所说的内燃机是指活塞式内燃机。活塞式内燃机以往复活塞式最为普遍。活塞式内燃机将燃料和空气混合，在其气缸内燃烧，释放出的热能是气缸内产生高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞做功。再通过曲柄连杆机构或其他机构将机械功输出，驱动从动机械工作。内燃机的工作循环由进气、压缩、燃烧和膨胀、排气等过程组成。这些过程中只有膨胀过程是对外做功的过程。其他过程都是为更好的实现做功过程而需要的过程。四冲程是指在进气、压缩、膨胀和排气四个行程内完成一个工作循环，此间曲轴旋转两圈。进气行程时，此时进气门开启，排气门关闭；压缩行程时，气缸、内气体受到压缩，压力增高，温度上升；膨胀行程是在压缩上止点前喷油或点火，使混合气燃烧，产生高温、高压，推动活塞下行并做功；排气行程时，活塞推挤气缸内废气经排气门排出。此后再由进气行程开始，进行下一个工作循环。
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：机械与动力工程学院 班级：机电11-1 姓名：邱晓 学号： 311104001017 指导教师：刘俊利
目录 一、课程设计的目的及要求…………………………………… 二、课程设计内容及参数确定………………………………… 三、液压缸主要尺寸的确定……………………………………… 四、液压缸的密封设计………………………………………… 五、支承导向的设计…………………………………………… 六、防尘圈的设计……………………………………………… 七、液压缸材料的选用………………………………………… 八、课程设计总结……………………………………………… 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。 4、绘制工作图应遵守机械制图的有关规定，符合国家标准。
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：机械制造工艺学 设计题目：“杠杆”零件的工艺设计 院系：机械工程系 学生姓名：刘立果 学号：200601100072 专业班级：机制自动化（3）班 指导教师：李菲 2009年12月17日
课程设计任务书 摘要：先从设计背景方面分析了零件作用和工艺，然后指定设计方案包
括毛坯的制造形式和对加工基面的选择最后实施方案。制定出工艺 路线，确定机械加工余量、工艺尺寸及毛坯尺寸，确定切削用量及 基本工时，最后进行了夹具的设计。 关键词：作用，工艺，毛坯，基面，路线，加工余量，尺寸，切削用量基本工时，夹具。 目录 1.零件的分析 (4) 1.1零件的作用 (4) 1.2零件的工艺分析 (4) 2．工艺规程设计 (5) 2.1确定毛坯的制造形式 (5) 2.2基面的选择 (5) 2.3制定工艺路线 (5) 2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (6) 2.5确定切削用量及基本工时 (9) 3．夹具设计 (10) 4.结果与讨论 (11) 4.1课程设计结果 (11) 4.2课程设计结论 (11) 5.收获与致谢 (11) 6.参考文献 (11) 序言 机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要
的地位。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打一个良好的基础。 由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。 1. 零件的分析 1.1 零件的作用 题目所给的零件是杠杆(见附图1)，它位于传动轴的端部。主要作用是传递扭矩，零件中部有一孔ф20H7，两端分别是通孔和盲孔ф8H7，三孔均要求有较高的配合精度，用于传递较小扭矩。 1.2 零件的工艺分析 共有两组加工平面，它们之间有一定的位置要求，现分述如下： 1.上表面 这一组表面包含两个ф8H7的孔和其倒角；与两孔垂直的平面包括通孔的端面ф16、盲孔的端面ф20和中部孔的端面ф32. 2.下表面 此加工面包括长宽均为68的下表面轮廓还有ф20H7孔及其倒角。 2.工艺规程设计 2.1 确定毛坯的制造形式 零件材料为HT200，由于零件为大批量生产且轮廓尺寸不大，可采用熔模铸造。2.2 基面的选择 加工下表面轮廓是以ф20的端面ф32为粗基准；在以加工好的下表面为基准加工通孔ф8的端面ф16、盲孔ф8的端面ф20和ф20的端面ф32。 2.3 制定工艺路线 工序I 依次粗铣和精铣下底面轮廓1，通孔ф8的端面ф16和孔ф20的端面ф32，盲孔ф8的端面ф20. 工序II 依次钻、粗铰和精铰通孔和盲孔ф8H7并锪倒角0.5×45°；粗铰后精铰
第一部分：四缸机运动学分析 绘制四缸机活塞位移、速度、加速度随曲轴转角变化曲线（X －α，V －α，a －α）。 曲轴半径r=52.5mm 连杆长度l=170mm, 连杆比31.0==l r λ 1、位移：)]2cos 1(4 1 )cos 1[(αλα-+-=r x 2、速度：)2sin 2 (sin αλ αω+ =r v 3、加速度：)2cos (cos 2αλαω+=r a
第二部分：四缸机曲柄连杆机构受力分析 1、初步绘制四缸机气缸压力曲线（g F －α），绘制活塞侧击力变化曲线（N F －α），绘制连杆力变化曲线（L F －α），绘制曲柄销上的切向力（t F ），径向力（k F ）的变化曲线（－α），（－α）。 平均大气压MPa p 09839.098.39kPa 0== 缸径D=95mm 则 活塞上总压力 6 010 )(?-=A P P F g g 24 D A π = 单缸活塞组质量：kg m h 277.1= 连杆组质量： 1.5kg =l m 则 往复运动质量：l h j m m m 3.0+= 往复惯性力：)2cos (cos 2αλαω+-=-=r m a m F j j j )sin arcsin(αλβ=又 合力：g j F F F += 侧击力：βtan F F N = 连杆力：β cos F F L = 切向力：)sin(βα+=L t F F 径向力：)cos(βα+=L k F F t F k F
2.四缸机连杆大头轴承负荷极坐标图，曲柄销极坐标图 连杆大头集中质量产生的离心力：2 227.0ωωr m r m F l rL == 连杆轴颈负荷： qy qx p F F arctan =α 连杆轴承负荷： ?+++=180βαααq P )sin(p P px F F α= 2m rL L q F F F +=k rL qx F F F -=t qy F F =q p F F -=)(p p py con F F α=
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
辽宁工业大学工艺课程设计（） 题目：2Cr13活塞杆的热处理工艺设计 院（系）： 专业班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 起止时间：
课程设计（）任务及评语
目录
1 活塞杆热处理概述 活塞杆是压缩机的重要零件之一,它在高温、高速、干摩擦和易被腐蚀的环境下工作。活塞杆是支持活塞杆做功的连接部件，是一个运动频繁、技术要求高的运动部件，对同轴度、耐磨性要求严格。因此，活塞杆必须具有足够的强度和表面硬度及抗腐蚀、抗摩擦、抗疲劳、抗咬合的能力。其质量好坏直接影响气缸的精度和使用寿命。为了满足这些性能的要求，选用2Crl3经锻压成型、退火、调质、稳定化、中频或高频淬火及低温回火的热处理工艺。 2Cr13钢机械加工性能好，经热处理后具有优良的耐腐蚀性能，较好的强韧性，适宜制造承受高负荷并在腐蚀介质作用下的模具。它的含碳质量分数比较低，一次预备热处理是退火，主要目的是降低硬度，以利于切削加工。提高塑性韧性，以利于冷变形加工，改善钢的性能或为以后热处理做好组织准备。消除2Cr13钢中的残余内应力，防止变形和开裂。高频淬火的目的是在工件表面一定深度范围内获得马氏体组织，而其心部仍保持着表面淬火前的组织状态（调质或正火状态），以获得表面层硬而耐磨，心部又有足够塑性、韧性的工件。 通过对经典2Cr13钢热处理工艺的分析，更加明确在执行热处理工艺过程中所需要 注意的问题。能够正确确定加热温度、时间，保温时间，冷却方式，其目的就是通过正确的热处理工艺，使金属材料的潜在能力得到充分的发挥。 根据活塞杆的工作条件，失效形式及性能要求，本设计选择的活塞杆材料为2Cr13不锈钢；在设计退火-调质-高频淬火加低温回火热处理工艺中，本设计借鉴了《热处理工程师手册》，《钢的热处理》等。根据工艺设计的理论基础设定了完整的热处理工艺流程，使热处理的2Cr13活塞杆表面除具有高硬度，高耐磨性外，高的耐点蚀性能，高的疲劳强度，还具有高的的强度和韧性，从而满足活塞杆的质量要求。
机械制造工艺学课程设计目的、内容与要求 1 课程设计的目的 学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行机械制造工艺及结构设计的基本能力,为以后做好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练与准备。它要求学生全面地综合运用本课程及有关选修课程的理论与实践知识,进行零件加工工艺规程的设计与机床夹具的设计。其目的就是: (1)培养学生综合运用机械制造工程原理课程及专业课程的理论知识,结合金工实习、生产实习中学到的实践知识,独立地分析与解决机械加工工艺问题,初步具备设计中等复杂程度零件工艺规程的能力。 (2)培养学生能根据被加工零件的技术要求,运用夹具设计的基本原理与方法,学会拟订夹具设计方案,完成夹具结构设计,进一步提高结构设计能力。 (3)培养学生熟悉并运用有关手册、图表、规范等有关技术资料的能力。 (4)进一步培养学生识图、制图、运算与编写技术文件的基本技能。 (5)培养学生独立思考与独立工作的能力,为毕业后走向社会从事相关技术工作 打下良好的基础。 2 课程设计的内容与要求 2、1课程设计的内容 课程设计题目通常定为:设计××零件的机械加工工艺规程及相关工序的专用夹具。零件图样、生产纲领与生产条件就是设计的主要原始资料,由指导教师提供给学生。零件复杂程度以中等为宜,生产类型为成批生产。 学生根据教师设计任务书中规定的设计题目,分组进行设计,按照所给零件编写出相应的加工工艺规程,设计出其中由教师指定的一道重要工序(如:工艺规程中所要求的车、铣、钻夹具中的一种)的专用夹具,并撰写说明书。学生在指导教师的指导下,参考设计指导书,认真地、有计划地、独立按时完成设计任务。 具体设计内容如下: 1.对零件进行工艺分析,拟定工艺方案,绘制零件工作图1张。 2. 确定毛坯种类及制造方法,绘制毛坯图1张。 3. 拟定零件的机械加工工艺过程,选择各工序加工设备及工艺装备(刀具、夹具、量具、辅具),确定某一代表工序的切削用量及工序尺寸。编制机械加工工艺规程卡片(工艺过程卡片与工序卡片)1套。 4.设计重要工序中的一种专用夹具,绘制夹具装配总图与大件零件图(通常为夹具体)各1张。 5.撰写设计说明书1份。 2、2课程设计中对学生的要求
编号： 荆楚理工学院 JINGCHU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 《机械制造技术》课程设计说明书 学院：机械工程学院专业：数控技术 班级：数控3班姓名：第1小组 学号：成绩： 指导老师：赵瑾职称： 设计时间：2010 年 6 月6 日至 2010 年 6 月18 日 2010 年 6 月 16 日
序言 机械制造课程设计是在学完了机械制造基础（含机床夹具设计）和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这次设计使我们能够综合机械制造学中的理论基础，并综合生产学习中学到的实践知识，独立的分析和解决工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力，也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践，可为今后的毕业设计及未来从事的工作打下良好的基础。 由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指导。 第1小组：杨云龙李生辉韩庆宏 谈诚刘杨韩大缙
目录 1零件的工艺分析------------------------------------------------------------------------------------6 1.1 零件的功用、结构及特点---------------------------------------------------------------- 6 1.2主要表面及其要求--------------------------------------------------------------------------6 2 毛坯的选择-------------------------------------------------- --------------------------------------6 2.1 确定毛坯的类型、制造方法和尺寸公差----------------------------------------------6 2.2 确定毛坯的技术要求----------------------------------------------------------------------6 2.3 绘制毛坯图----------------------------------------------------------------------------------7 3 基准的选择-------------------------------------------------- --------------------------------------7 4 拟定加工工艺路线------------------------------------------------------------------------------- 8 4.1 确定各表面的加工方法----------------------------- ------------------------------------- 8 4.2 拟定加工工艺路线-------------------------------------------------------------------------8 4.3 工艺路线的分析与比较----------------------------- -------------------------------------10 5 确定机械加工余量、工序尺寸及公差------------------ -------------------------------------10 6 选择机床及工艺装备--------------------------------------- -------------------------------------11 6.1 选择机床-------------------------------------------------------------------------------------11 6.2 选择刀具----------------------------------------------- ------------------------------------- 11 6.3 选择夹具----------------------------------------------- ------------------------------------- 11 6.4 选择量具----------------------------------------------- ------------------------------------- 12 7 确定切削用量及基本工时----------------------------------------------------------------------- 12 8 填写工艺文件-------------------------------------------------------------------------------------- 21 9 总结-------------------------------------------------- ------------------------------------------------26 参考文献-------------------------------------------------- ----------------------------------------------28
机械制造工艺学》课程设计 说明书 班级: 学号: 姓名: 小组成员：指导教师:
目录 工艺课程设计任务书————————————————————————2第一章轴类零件机械加工工艺规程的编制——————————————3第一节零件的工艺分析—————————————————————4 一、零件用途—————————————————————————4 二、零件技术要求———————————————————————4 三、审查轴零件工艺性—————————————————————4 第二节确定零件的生产类型———————————————————4第三节毛坯的种类及制造————————————————————5第四节制造工艺路线 一、定位基面的选择——————————————————————5 二、轴零件表面加工方法的选择—————————————————5 三、制定工艺路线及选择加工设备及工艺装备———————————5 第五节加工余量及工序尺寸的确定————————————————7第六节切削用量、时间定额计算—————————————————10第二章铣平面专用夹具夹具设计——————————————————12第一节轴零件的铣床夹具设计——————————————————12 一、零件本工序加工要求的分析—————————————————12 二、拟订定位方案和选择定位元件————————————————12 三、确定夹紧方案———————————————————————13 四、定位误差分析———————————————————————13 五、绘制夹具总装图——————————————————————14设计总结—————————————————————————————14参考文献—————————————————————————————15
液压系统设计计算举例 液压系统设计计算是液压传动课程设计的主要内容，包括明确设计要求进行工况分析、确定液压系统主要参数、拟定液压系统原理图、计算和选择液压件以及验算液压系统性能等。现以一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台液压系统为例，介绍液压系统的设计计算方法。 1 设计要求及工况分析 1.1设计要求 要求设计的动力滑台实现的工作循环是：快进 → 工进 → 快退 → 停止。主要性能参数与性能要求如下：切削阻力F L =30468N ；运动部件所受重力G =9800N ；快进、快退速度υ1= υ3=0.1m/s ，工进速度υ2=0.88×10-3m/s ；快进行程L 1=100mm ，工进行程L 2=50mm ；往复运动的加速时间Δt =0.2s ；动力滑台采用平导轨，静摩擦系数μs =0.2，动摩擦系数μd =0.1。液压系统执行元件选为液压缸。 1.2负载与运动分析 (1) 工作负载 工作负载即为切削阻力F L =30468N 。 (2) 摩擦负载 摩擦负载即为导轨的摩擦阻力： 静摩擦阻力 N 196098002.0s fs =?==G F μ 动摩擦阻力 N 98098001.0d fd =?==G F μ (3) 惯性负载 N 500N 2.01 .08.99800i =?=??= t g G F υ (4) 运动时间 快进 s 1s 1.0101003 11 1=?==-υL t 工进 s 8.56s 1088.010503 322 2=??==--υL t 快退 s 5.1s 1.010)50100(3 3 2 13=?+=+= -υL L t 设液压缸的机械效率ηcm =0.9，得出液压缸在各工作阶段的负载和推力，如表1所列。
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
北华航天工业学院 《热处理工艺设计》 课程设计报告 报告题目：CA8480轧辊车床主轴 和淬火量块 热处理工艺的设计 作者所在系部：材料工程系 作者所在专业：金属材料工程 作者所在班级：B10821 作者学号：20104082104 作者姓名：倪新光 指导教师姓名：翟红雁 完成时间：2013.06.27
课程设计任务书 课题名称 CA8480轧辊车床主轴和淬火量块 热处理工艺的设计 完成时间06.27 指导教师翟红雁职称教授学生姓名倪新光班级B10821 总体设计要求 一、设计要求 1.要求学生在教师指导下独立完成零件的选材； 2.要求学生弄清零件的工作环境。 3.要求学生通过对比、讨论选择出最合理的预先热处理工艺和最终热处理工艺方法； 4.要求学生分别制定出预先热处理和最终热处理工艺的正确工艺参数，包括加热方式、加热温度、保温时间以及冷却方式； 5.要求学生写出热处理目的、热处理后组织以及性能。 工作内容及时间进度安排 内容要求时间备注 讲解并自学《金属热处理工艺》课本第六章；收集资料, 分析所给零件的工作环境、性能要求, 了解热处理工艺设计的方法、内容和步骤； 通过对零件的分析，选择合适的材料以及技术要 求 0.5天 热处理工艺方法选择和工艺路线的制定 确定出几种（两种以上）工艺 线及热处理 方案，然后进行讨论对比优缺点, 确定最佳工艺 路线及热处理工艺方案 1.5天 热处理工艺参数的确定及热处理后组织、性能 查阅资料，确定出每种热处理工艺的参数, 包括加热方式、温度和时间，冷却方式等，并绘 出相应的热处理工艺曲线 1.5天 编写设计说明书按所提供的模板 0.5天 答辩1天 课程设计说明书内容要求 一. 分析零件的工作环境，确定出该零件的性能要求，结合技术要求，选出合适的材料，并阐述原因。 二. 工艺路线和热处理方案的讨论。要求两种以上方案进行讨论，条理清晰，优缺点明确。 三. 每种热处理工艺参数的确定（工序中涉及到的所有热处理工艺）。写出确定参数的理由和根据，（尽可能写出所使用的设备）要求每一种热处理工艺都要画出热处理工艺曲线; 四. 写出每个工序的目的以及该零件热处理后常见缺陷。
目录 一、四冲程内燃机的运动分析及总体设计思路 (1) 二、绘制内燃机机构简图 (3) 三、绘制连杆机构位置图 (4) 四、作出机构15个位置的速度和加速度多边形 (4) 五、动态静力分析 (8) 六、计算飞轮转动惯量（不计构件质量） (14) 七、计算发动机功率 (16) 八、对曲柄滑块进行机构部分平衡 (17) 九、排气凸轮（凸轮Ⅱ）的轮廓设计 (17) 十、四冲程工作内燃机的循环图 (24) 参考文献 (26) 一、四冲程内燃机的运动分析及总体设计思路 根据设计任务书，我们需要解决以下问题：凸轮的参数是多少？如何能让机构正常循环工作？为了解决这个问题，我们需要对整个机构从运动及力学的角度分析。 首先，需要明确四冲程内燃机的工作原理：内燃机是通过吸气、压缩、燃烧、排气四个过程不断重复进行的。如果在四个冲程里完成吸气、压缩、做功（燃烧、膨胀）、排气的循环动作，就叫做四冲程。相应的内燃机叫四冲程内燃机。 第一冲程，即吸气冲程。这时曲轴向下转动，带动活塞向下，同时通过齿轮带动凸轮向下旋转，是凸轮的突起部分顶开进气阀门，雾状汽油和空气混合的燃料被吸入气缸。 第二冲程，即压缩冲程。曲轴带动活塞向上，凸轮的突起部分已经转两个过去，进气阀门被关闭，由于凸轮只转了1/4周，所以排气阀门仍然处于关闭状态。活塞向上运动时，将第一冲程吸入的可燃气体压缩，被压缩的气体的压强达到0.6～1.5兆帕，温度升高到300摄氏度左右。 第三冲程是做功冲程。在压缩冲程末火花塞产生电火花，混合燃料迅速燃烧，温度骤然升高到2000摄氏度左右，压强达到3～5兆帕。高温高压烟气急剧膨胀，推动活塞向下做功，此时曲柄转动半周而凸轮转过1/4周，两个气阀仍然紧闭。 第四冲程是排气冲程。由于飞轮的惯性，曲柄转动，使活塞向上运动，这时由于凸轮顶开排气阀，将废气排出缸外。 四个冲程是内燃机的一个循环，每一个循环，活塞往复两次，曲柄转动两周，进排气
液压与气压传动课 程设计
液压气动课程设计 院系：机电工程学院 班级： 11机工A1 姓名：孙欣 学号： 4812079 完成日期： .1.2
目录 一、工况分析·····························二、液压缸参数确定·························· 三、液压系统原理图·························· 四、液压缸装配图···························五、系统工况图与电磁铁工作表····················· 六、液压动力元件选择························· 七、液压控制元件选择及计算······················ 八、液压系统性能验算························· 九、控制电路·····························十、集成块设计····························
十一、个人小结···························· 十二、参考文献···························· 设计要求：设计一台铣削专用机床液压系统，要求其完成的工作循环是：工件夹紧→工作台快进→工作台工进→工作台快退→工作台停止。运动部件的重力为25000N，快进、快退速度为5m/min,工进速度为100～1200mm/min，最大行程为400mm，其中工进行程为180mm，最大切削力 为18000N，采用平面导轨，其静摩擦系数f s =0.2，动摩擦系数f d =0.1。 一、工况分析 ⑴负载分析 计算液压缸工作过程各阶段的负载。
目录 第一章 热处理工设计目的 (1) 第二章 课程设计任务 (1) 第三章 热处理工艺设计方法 (1) 3.1设计任务 (1) 3.2设计方案 (2) 3.2.112C r N i3叶片泵轴的设计的分析 (2) 3.2.2钢种材料 (2) 3.3设计说明 (3) 3.3.1加工工艺流程 (3) 3.3.2具体热处理工艺 (4) 3.4分析讨论 (11) 第四章 结束语 (13) 参考文献 (14)
12CrNi3叶片泵轴的热处理工艺设计 一. 热处理工艺课程设计的目的 热处理工艺课程设计是高等工业学校金属材料工程专业一次专业课设计练习，是热处理原理与工艺课程的最后一个教学环节。其目的是： （1）培养学生综合运用所学的热处理课程的知识去解决工程问题的能力，并使其所学知识得到巩固和发展。 （2）学习热处理工艺设计的一般方法、热处理设备选用和装夹具设计等。 （3）进行热处理设计的基本技能训练，如计算、工艺图绘制和学习使用设计资料、手册、标准和规。 二. 课程设计的任务 进行零件的加工路线中有关热处理工序和热处理辅助工序的设计。根据零件的技术要求，选定能实现技术要求的热处理方法，制定工艺参数，画出热处理工艺曲线图，选择热处理设备，设计或选定装夹具，作出热处理工艺卡。最后，写出设计说明书，说明书中要求对各热处理工序的工艺参数的选择依据和各热处理后的显微组织作出说明。 三. 热处理工艺设计的方法 1. 设计任务 12CrNi3叶片泵轴零件图如图3.1 图3.1 12CrNi3叶片泵轴
2、设计方案 2.1.工作条件 叶片泵是由转子、定子、叶片和配油盘相互形成封闭容积的体积变化来实现泵的吸油和压油。叶片泵的结构紧凑，零件加工精度要求高。叶片泵转子旋转时，叶片在离心力和压力油的作用下，尖部紧贴在定子表面上。这样两个叶片与转子和定子表面所构成的工作容积，先由小到大吸油再由大到小排油，叶片旋转一周时，完成两次吸油与排油。泵轴在工作时承受扭转和弯曲疲劳，在花键和颈轴处收磨损。因此，要求轴有高的强度，良好的韧性及耐磨性。 2.1.1失效形式 叶片泵轴的主要失效形式是疲劳断裂，在花键和轴颈处可能发生工作面的磨损、咬伤，甚至是咬裂。 2.1.2性能要求 根据泵轴的受力情况和失效分析可知 ,叶片泵轴主要是要求轴具有高的强度，良好的韧性及耐磨性，以保证轴在良好的服役条件下长时间的工作。 2.2钢种材料 12CrNi3A钢属于合金渗碳钢，比12CrNi2A钢有更高的淬透性，因此，可以用于制造比12CrNi2A钢截面稍大的零件。该钢淬火低温回火或高温回火后都具有良好的综合力学性能，钢的低温韧性好，缺口敏感性小，切削加工性能良好，当硬度为HB260～320时，相对切削加工性为60%～70%。另外，钢退火后硬度低、塑性好，因此，既可以采用切削加工方法制造模具，也可以采用冷挤压成型方法制造模具。为提高模具型腔的耐磨性，模具成型后需要进行渗碳处理，然后再进行淬火和低温回火，从而保证模具表面具有高硬度、高耐磨性而心部具有很好的韧性，该钢适宜制造大、中型塑料模具。 12CrNi3高级渗碳钢的淬透性较高 ,退火困难。由于不渗碳表面未经镀铜防渗 ,因此渗碳后进行低温回火 , 降低硬度 , 便于切去不渗碳表面的渗碳层。材料加工成叶片泵轴需进行复杂的化学热处理，使心部硬度为 HRC31～HRC41，表面硬度不低于HRC60，从而使泵轴表面有较高硬度，心部呈
燕山大学里仁学院化工专业课程设计 目录 第一部分分生产方法 (3) 第二部分设计技术参数 (4) 第三部分物料衡算和热量衡算 (4) 3.1丙烯腈工艺流程示意图 (4) 3.2 小时生产能力 (5) 3.3 反应器的物料衡算和热量街算 (5) 3.4 空气饱和塔物料衡算和热量衡算 (8) 3.5 氨中和塔物料衡算和热量衡算 (10) 3.6 换热器物料衡算和热量衡算 (15) 3.7 水吸收塔物料衡算和热量衡算 (17) 3.8 空气水饱和塔釜液槽 (21) 3.9 丙烯蒸发器热量衡算 (23) 3.10 丙烯过热器热量衡算 (23) 3.11 氨蒸发器热量衡算 (24) 3.12 氨气过热器 (24) 3.13 混合器 (24) 3.14 空气加热器的热量衡算 (25)
燕山大学里仁学院化工专业课程设计 第四部分主要设备的工艺计算 (26) 4.1 空气饱和塔 (26) 4.2 水吸收塔 (28) 4.3 丙烯蒸发器 (30) 4.4 循环冷却器 (32) 4.5 氨蒸发器 (34) 4.6 氨气过热器 (35) 4.7 丙烯过热器 (35) 4.8 空气加热器 (36) 4.9 循环液泵 (37) 4.10空气压缩机 (38) 4.11中和液贮槽 (38) 第五部分附录 (39) 5.1附表 (39) 5.2 参考文献 (41) 第六部分课程设计心得 (42) 燕山大学里仁学院化工专业课程设计 丙烯腈车间工艺设计 摘要：设计丙烯腈的生产工艺流程，通过对原料，产品的要求和物性参数的确定及对主
要尺寸的计算，工艺设计和附属设备结果选型设计，完成对丙烯腈的工艺设计任务。 第一部分生产方法 丙烯腈，别名，氰基乙烯；为无色易燃液体，剧毒、有刺激味，微溶于水，易溶于一般有机溶剂；遇火种、高温、氧化剂有燃烧爆炸的危险，其蒸汽与空气混合物能成为爆炸性混合物，爆炸极限为 3.1%-17% (体积百分比)；沸点为77.3 C，闪点-5 C , 自燃点为481 C。丙烯腈是石油化学工业的重要产品，用来生产聚丙烯纤维(即合成纤维腈纶)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)、苯乙烯塑料和丙烯酰胺(丙烯腈水解产物)。另外，丙烯腈醇解可制得丙烯酸酯等。丙烯腈在引发剂(过氧甲酰)作用下可聚合成一线 型高分子化合物一一聚丙烯腈。聚丙烯腈制成的腈纶质地柔软，类似羊毛，俗称“人造羊毛”，它强度高，比重轻，保温性好，耐日光、耐酸和耐大多数溶剂。丙烯腈与丁二烯共聚生产的丁腈橡胶具有良好的耐油、耐寒、耐溶剂等性能，是现代工业最重要的橡胶，应用十分广泛。丙烯氨氧化法的优点如下 (1) 丙烯是目前大量生产的石油化学工业的产品，氨是合成氨工业的产品，这两种原料均来源丰富且价格低廉。 (2) 工艺流程比较简单?经一步反应便可得到丙烯腈产物。 (3) 反应的副产物较少，副产物主要是氢氰酸和乙腈，都可以回收利用?而且丙烯腈成品纯度较高。 (4) 丙烯氨氧化过程系放热反应，在热平衡上很有利。 (5) 反应在常压或低压下进行，对设备无加压要求。 (6) 与其他生产方法如乙炔与氢氰酸合成法，环氧乙烷与氢氰酸合成法等比较，可以减少原料的配套设备(如乙炔发生装置和氰化氢合成装茸)的建设投资。 丙烯氨氧化法制丙烯腈(AN生产过程的主反应为 3 C3H6 NH3 O2 CH2=CHCN 3H2O 2 该反应的反应热为(VH r)298 512.5 kJ mol AN 主要的副反应和相应的反应热数据如下： (1) 生成氰化氢(HCN C3H 6 3NH3 3O23HCN 6H2O (VH r)298 315.1 kJ mol HCN