02曲柄连杆机构-4.doc

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班级: 日期: 年月日编号002-4
教学目的与要求
掌握曲轴的结构及特点
掌握曲轴轴承的结构及特点
了解曲轴油封及曲轴扭转减震器
了解曲飞轮轴平衡机构
本课重点与难点
曲轴的结构特点
课堂进程
次序
内容
曲轴
曲轴前后端密封
曲轴扭转减震器
飞轮
曲轴轴承
平衡机构
第二章曲柄连杆机构
第四节曲轴飞轮组
·曲轴飞轮组包括曲轴、曲轴轴承、飞轮、曲轴油封、曲轴扭转减震器、曲轴平衡机构等。
由曲柄连杆机构导入曲轴飞轮组:
一、曲轴
重点讲解:
、材料及要求
(1)曲轴的功用
·将活塞的直线往复运动转化为曲轴的旋转运动
·驱动配气机构和其它辅助装置
(2)工作条件
·曲轴在周期性变化的气体力、惯性力及其力矩的共同作用下工作,承受弯曲和扭转交变载荷。
·因此,曲轴应有足够的抗弯曲、抗扭转的疲劳强度和刚度;
·轴径应有足够大的承压表面和耐磨性;
·曲轴的质量应尽量小;
·对各轴径的润滑应该充分
简要介绍:
·要求学生了解曲轴的功用和工作条件

·一般由45、40Cr、35Mn2等中碳钢和中碳合金钢模锻而成,轴颈表面经高频淬火或氮化处理,最后进行精加工。
·有的柴油机采用球墨铸铁曲轴,价格便宜,耐磨性好,轴颈不需硬化处理。
·为提高曲轴的疲劳强度,消除应力集中,轴颈表面应进行喷丸处理,圆角处要经滚压处理。
简要介绍:
·要求学生了解曲轴的材料及要求

·曲轴由若干个单元曲拐组成。一个曲柄销(连杆轴颈)、左右两个曲柄臂和左右两个主轴颈构成一个单元曲拐
·装正时齿轮的一端称为自由端(前端),另一端用来装飞轮,称为输出端(后端)
重点介绍:
(1)曲轴分类
1)按主轴颈数分类
·全支撑曲轴:在相邻的两个曲拐间都有主轴颈的曲轴。优点是抗弯能力强,但主轴颈多,加工表面多,曲轴长。
·非全支撑曲轴:主轴颈数少于全支撑的曲轴,其优缺点与全支撑曲轴相反。
2)按单元曲拐连接方式分类
·要求学生比较理解曲轴类型及特点
·整体式曲轴:各单元曲拐锻制或铸造成一个整体的曲轴。工作可靠,质量轻,结构简单。(如图3-32)
图3-32:整体式曲轴
·组合式曲轴:由单元曲拐组合装配而成的曲轴。单元曲拐便于制造,使用中损坏可以更换,不必将整根轴报废,但拆装不便。(如图3-33)
图3-33:组合式曲轴
(2)单元曲拐结构
·主轴颈和曲柄销一般是实心,曲柄臂一般是椭圆形
·部分锻钢曲轴曲柄销空心,减小曲柄销质量及其产生的旋转惯性力(图3-34a)
·部分铸铁曲轴主轴颈和曲柄销铸成空心。空心的连杆轴颈,与主轴颈之间有油孔相连。或空心的连杆轴颈的润滑靠来自主轴颈的润滑油经压入曲轴的油管而实现(图3-34b)

(a) (b)
·要求学生重点掌握单元曲拐结构及特点
图3-34:单元曲拐结构

各曲拐的相对位置或曲拐布置取决于气缸数、气缸排列形式和发动机工作顺序。当气缸数和气缸排列形式确定之后,曲拐布置就取决于发动机工作顺序。在选择发动机工作顺序时,应注意以下几点:
·应该使连接做功的两个气缸相距尽可能远,以减轻主轴承载荷和避免在进气行程中发生抢气现象
·各缸发火的间隔时间应该相同
·V型发动机左右两列气缸应交替发火
启发分析:
·要求学生理解分析曲拐布置与发动机工作顺序
(1)直列四缸发动机工作循环(图3-35)
·发火间隔角为:720°/4=180°
·工作顺序为:1-2-4-3或1-3-4-2
图3-35:直列四缸发动机工作循环
(2)直列六缸发动机工作循环(图3-36)
图3-36:直列六缸发动机工作循环
·发火间隔角为:720°/6=120°
·工作顺序为:1-5-3-6-2-4或1-4-2-6-3-5
(3)V8发动机工作循环(图3-37)
·发火间隔角为:720°/8=90°
·工作顺序为:R1-L1-R4-L4-L2-R3-L3-R2或 L1-R4-L4-L2-R3-R2-L3-R1
图3-37:直列六缸发动机工作循环
二、曲轴前后端油封
简要讲解:
·要求学生了解曲轴油封种类、结构及原理
(图3-38)
·曲轴前端借助甩油盘和橡胶油封实现密封
·发动机工作时,落在甩油盘上的机油,在离心力的作用下被甩到定时传动室盖的内壁上,再沿壁面流回油底壳
·即使有少量机油落到甩油盘前面的曲轴上,也会被装在定时传动室盖上的自紧式橡胶油封挡住
图3-38:曲轴前端的密封
(图3-39)
·由于近年来橡胶油封的耐油、耐热和耐老化性能的提高,再现代汽车发动机