基于汽車發(fā)動機飛輪的設(shè)計與制造

1、1目錄一摘要…………………………………………………………………………………3二正文…………………………………………………………………………………31緒論………………………………………………………………………………31.1選題的意義與目的……………………………………………………………31.2飛輪的發(fā)展史…………………………………………………………………42飛輪工作的原理及………………………………………………………………52.1飛輪的組成和

2、材料的…………………………………………………………52.3飛輪原理及在發(fā)動機中的作用……………………………………………52.3飛輪的結(jié)構(gòu)、功能及應(yīng)力分析………………………………………………73飛輪的動態(tài)優(yōu)化設(shè)計……………………………………………………………113.1飛輪的動態(tài)優(yōu)化設(shè)計的意義………………………………………………113.2模型簡化與方案選擇………………………………………………………123.3飛輪的動態(tài)有限元分析…………………

3、……………………………………133.4飛輪的動態(tài)優(yōu)化………………………………………………………………154飛輪澆鑄工藝的設(shè)計……………………………………………………………184.1無冒口鑄造方案的確定……………………………………………………184.2無冒口方案的設(shè)計與實施…………………………………………………185、飛輪的加工工藝及流程………………………………………………………195.1飛輪主要加工技術(shù)要求分析…………………………………

4、………………195.2工藝方案分析…………………………………………………………………215.3飛輪機械加工工藝路線的制定………………………………………………216結(jié)論………………………………………………………………………………237結(jié)束語……………………………………………………………………………23三參考文獻………………………………………………………………………253圓。發(fā)動機啟動是，飛輪齒圈與啟動齒輪嚙合，帶動曲軸旋轉(zhuǎn)起動。許多人認(rèn)為

5、，飛輪僅是在起動時才其作用，其實飛輪不但在發(fā)動機起動時起作用，還在發(fā)動機啟動后貯存和釋放能量來提高發(fā)動機運轉(zhuǎn)的均勻性，同時將發(fā)動機動力傳遞至離合器。飛輪是發(fā)動機的關(guān)鍵安全件，其功能是調(diào)節(jié)發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)速變化，其穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的作用。發(fā)動機在任何工況下，既使是穩(wěn)定工況，由于負(fù)荷的突變，發(fā)動機輸出扭矩與其所帶動的阻力矩之間不相等，二產(chǎn)生曲軸轉(zhuǎn)動角速度的波動，引起曲軸回轉(zhuǎn)的不均勻性。這會產(chǎn)生一系列不良后果：對由曲軸驅(qū)動的另部件產(chǎn)生沖擊，影響工作可靠性

6、。降低使用壽命，產(chǎn)生噪音曲軸振動等。因此必須控制曲軸回轉(zhuǎn)的不均勻性在允許范圍之內(nèi)。飛輪正是在利用其具有較大的轉(zhuǎn)動微量，在曲軸加減速過程中吸收或釋放其動能，穩(wěn)定曲軸加速度得變化，從而穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。我們知道，四沖程發(fā)動機只有作沖程產(chǎn)生動力，其他進氣、壓縮、排氣沖程是消耗動力，多缸發(fā)動機是間隔地輪流作功，扭矩呈脈沖輸出。另外，當(dāng)汽車起步時，由于扭力突然劇增會使發(fā)動機轉(zhuǎn)速急降而熄火。利用飛輪所具有的較大慣性，當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)速增高時吸收部分能量阻礙其降速，

7、當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)速降低時釋放部分能量使得其增速，這樣一增一降，提高了曲軸旋轉(zhuǎn)的均勻性1.2飛輪的發(fā)展史飛輪的概念很早就出現(xiàn)在人類的生活中，新石器時代的紡錘及陶輪都有類似飛輪的概念。。十一世紀(jì)時安達(dá)盧斯的農(nóng)藝師IbnBassal在其著作《KitabalFilaha》中，描述飛輪應(yīng)用在水力機械中的情形。根據(jù)從事中世紀(jì)研究的學(xué)者LynnWhite的資料，首次出現(xiàn)使用飛輪來作為穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的記載是在德國藝術(shù)家TheophilusPresbyter（約107

8、01125）的著作《Dediversibusartibus》（Onvariousarts）中，他在他的許多機器中都使用到飛輪。在工業(yè)革命時，詹姆斯瓦特將飛輪應(yīng)用在蒸氣機上，而詹姆斯皮卡德（JamesPickard）將飛輪和曲柄（Crank）一起使用，將往復(fù)式運動變成旋轉(zhuǎn)運動。飛輪應(yīng)用在車輛上時，需考慮進動的問題。若一個旋轉(zhuǎn)的飛輪受到其他會改變其旋轉(zhuǎn)軸力矩的影響，飛輪的旋轉(zhuǎn)軸也會會繞另一個軸旋轉(zhuǎn)，這個稱為進動。一部有垂直軸飛輪的車輛在通過