内燃机课程设计.ppt

分类：单液淬火 双液淬火 分级淬火
等温淬火 喷雾淬火
四ຫໍສະໝຸດ Baidu钢的回火
目的：使硬度和强度下降，提高塑性和韧性，消除淬火产生的 残余应力。
分类：低温回火（150~250℃） 中温回火（350~450℃） 高温回火（500~680℃） 调质处理（淬火+高温回火）
时效处理（高温：300℃；低温100~150℃） 冷处理 （冷却到零下80℃）
用于非配合尺寸 用于材料尺寸公差
五 各种加工方法的加工精度
研磨
IT01~IT5 绗磨
IT4~IT7
圆（平）磨 IT5~IT8
金刚石车（镗） IT5~IT7
拉削
IT5~IT8
铰孔
IT6~IT8
粉末冶金成形 IT6~IT8
粉末冶金烧结 IT7~IT10
车（镗） IT7~IT11 铣
IT8~IT11
刨（插） IT10~IT11 滚压（挤压） IT10~IT11
2 尺寸公差 根据零件实际功能的要求，对加工后尺寸变动范围的限
制，即允许尺寸变动的范围称为“尺寸公差”。 3 基本尺寸
设计时给定的尺寸 4 实际尺寸 一 通过测量得到的尺寸
5 极限尺寸 允许尺寸变化的极限值（两个）。
6 尺寸偏差 某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差（上、下偏差）。
7 尺寸公差 允许尺寸的变动量。
IT16=1000i、IT17=1600i、IT18=2500i
三 基准制 （是规定配合细节的基础） 目的：为了统一基准件的极限偏差，达到减少刀具和量具的规 格数量。
1 基孔制： 基本偏差为一定的孔的
偏差带，与不同的偏差的轴
的公差形成各种配合的一种
制度。
2 基轴制： 基本偏差为一定的轴的偏
差带，与不同的偏差的孔的公 差形成各种配合的一种 制度。 3 非基准制
二 尺寸公差带与配合的构成
1 尺寸公差带的构成
公差单位： i f (D)
尺寸< 500mm i 0.453 D 0.001D
m
> 500mm i 0.004D 2.1 D ── 基本尺寸分段的计算值。
m
D1 D2 ,
D D1 D2 国标GB/T1800规定：在0~500mm内分13段，单位：mm
，加油后用手旋入，
10动配合：H 6、H 7 、H8、H 6、H 7 、H8、H8、H 9 ，手推滑进 g5 g6 g7 f 5 f 6 f 7 f 8 f 9
11动配合： H8、H8、H9、H8、H9、E8 ，手轻推进 e7 e8 e9 d8 d9 h7
第二节 形状和位置公差
一. 术语机定义： 1 要素：
被测实际要素对其理想要素的最大变动量为最小。 7 形状和位置公差带：
限制实际要素的区域。 8 形位公差带四要素：
形位公差带的形状、数值、方向和位置。 9 理论尺寸（名义尺寸）：
用于位置度标注。 10 基准要素：
确定要素间几何关系的依据。
二 形状和位置公差
1 直线度 在给定平面内、
在给定方向、在任 意方向，
，温差法装配，气缸盖与气门座圈；
2 重型压入配合：H7、H7、H6、U7 v6 u6 u5 h6
，压力机或温差，活塞销与活塞；
3 中型压入配合：H6、H7、H8、H6、H8、T7、T8、S6 ，压力机或温差，连杆与小头衬 t5 t6 t7 s5 s7 h5 h6 h5 套，连杆瓦与连杆、主轴瓦与轴承孔、曲柄与曲柄销；
压 入）。 p：与H6、H7配合是过盈配合，与H8配合是过渡配合。 r： 对铁类零件可中等打入配合，对非铁类零件可轻度打入配合。 s：对铁类零件，永久或半永久装配，产生相当大的结合力； t、u、v、x、y、z：过盈量依次增大，除u外，其它不推荐。
举例：
1
特重型压入配合：Hz67
、H 7 y6
、H 7 x6
2 平面度
3 圆度
4 圆柱度
5 线轮廓度
6 面轮廓 度
7 平行度
8 垂直度
9 倾斜度
10 同轴度
11 对称度
12 圆跳动
13 全跳动
二 公差原则
1 最大实体原则 M：被侧要素或基准要素偏离最大实体状态， 而使形状、定向、定位公差获得补偿值的一种公差原则。 轴的实效尺寸为：
上述所有的技术措施都需落实到图纸上，所以说图纸是工 程技术人员的语言。
内燃机课程设计的内容：
分成六个设计小组：CA4110柴油机曲柄连杆机构 N485柴油机曲柄连杆机构 YD490柴油机曲柄连杆机构 YD2115柴油机曲柄连杆机构 ZJ495柴油机曲柄连杆机构 YZ4105柴油机曲柄连杆机构
要求：
五 钢的表面淬火
构成零件几何特征的点、线、面。 2 形状公差：
单一实际要素的形状所允许的变动全量。 3 位置公差：
关联实际要素的位置对基准所允许的变动全量。 4 形状误差：
被测实际要素对其理想要素的变动，理想要素的位置应符合 最小条件。
5 位置误差： 被测实际要素对其理想要素的变动，理想要素的方向和
位置由基准确定。 6 最小条件：
IT 2

IT
1(
IT
5
)
1 4
、
IT 3

IT
1(
IT
5
)
1 2
、
IT 4

IT
1(
IT
5
)
3 4
IT1
IT1
IT1
IT5=7i、IT6=10i、IT7=16i、IT8=25i、IT9=40i、IT10=64i、
IT11=100i、IT12=160i、IT13=250i、IT14=400i、IT15=640i、
钻孔 冲压
IT10~IT13 IT10~IT14
压铸
IT11~IT14 锻造
IT15
砂型铸造（气割） IT16
六 基本偏差
基孔制与基 轴制各分成28种 基本偏差。
英大写为基 孔制，小写为基 轴制。
其中：a、b ┄┄ g、h为上偏 差。
j（js）、k ┄┄ za、zb、zc 为下偏差。
轴的基本偏差的用途： a、b： 应用较少； c： 可得到更多间隙，用于缓慢配合，工作条件差。 d：用于精度为IT7~11级的松动转动配合，如密封盖。 e：用于精度为IT7~9级的有明显间隙，易于转动的支承配合，内
4
轻型压入配合：Hr67
、H 6 p5
、H 7 p6
、R7 h6
、P6 h5
、P7 h6
，凸轮轴瓦与轴孔；
5
过渡配合：H8、H 6、H 7、H8、N6、N7 ，压力机压入， p7 n5 n6 n7 h5 h6
6 过渡配合：H6、H7、H8、M 6、M 7、M8，铁锤打入；连杆与衬套、活塞销 m5 m6 m7 h5 h6 h7
的配合间隙，它与机体、轴承盖、曲轴、连杆的刚度有关，是在
试验中确定的配合间隙，
四 公差等级的应用
IT01、IT0、IT1 用于精密量块的尺寸公差
IT1~IT7
用于一般量块的尺寸公差
IT5~IT13
用于配合尺寸
IT2~IT5
IT12~IT18 IT14~IT18
用于特别精密零件的配合尺寸，高压油泵、喷 油嘴的偶件
输出。
二. 工作条件：
1 高的热负荷 2 复杂的机械负荷（拉、压、弯曲、扭转） 3 高的运动速度（线速度与旋转角速度）
三. 要求：
1 强度与热强度要求 2 刚度要求 3 耐磨损、耐腐蚀
4 提高机械效率 5 压缩比的散差要小
四 技术措施
1 合理地选用材料 2 合理的热处理工艺 3 合理的结构设计 4 合理的尺寸公差和形位公差的确定 5 合理的工艺方案的制定
当基孔制与基轴制都不能 满足需求时，可采用非基准制。
注意： ① 一般首先选用基孔制，优先选用带´的配合，如
② 当轴的基本尺寸一定时，要和若干个孔配合时，采用基轴制， 如活塞销与活塞的配合为过盈配合F6/h4，而与连杆小头衬套孔为 间隙配合M5/h4。
③ 尽量不要用非基准制配合，除主轴颈与轴瓦、连杆轴颈与轴瓦
凸轮轴孔Ф35H7与衬套需中度过盈，但当 孔的上偏差为+0.025mm，若衬套外圆的 下偏差为+0.034mm，过盈量仅为0.009， 偏小，故采用包容原则。
在最大实体边界孔径为35.025mm， 衬套最大实体边界为35.05mm，过盈量为 0.025mm；当孔径小于35.025，仍要保证 过盈量为0.025mm，即可选用较小的衬套 外径。
与活塞。
7 过渡配合：H6、H7、H8、K6、K7、K8 ，手锤打入， k5 k6 k7 h5 h6 h7
8 过渡配合：H 6、H 7、H8、Js6、Js7 、Js8 ，手或木锤装卸， js5 js6 js7 h5 h6 h7
9
动配合：H 6、H 7 、H8、H8、H9、H10 h5 h6 h7 h8 h9 h10
内燃机课程设计
发动机曲柄连杆机构设计
第一节 极限与配合 第二节 形状和位置公差
第三节 表面粗糙度 第四节 材料热处理 第五节 尺寸标注 第六节 举例 第七节 CAD绘图
曲柄连杆机构是发动机的主要部件之一。
一. 功能：
1 将活塞的往复运动转换成曲轴的旋转运动， 2 将活塞顶部燃烧室中燃料的化学能转换成曲轴对外的功率
1 绘制曲柄连杆机构的所有图样。 2 了解活塞、连杆、曲轴的设计基准、工艺基准和加工基 准。
3 正确地表达零件的形状，合理地布置视图。 4 正确理解和标注尺寸公差与形位公差。 5 能读懂图样上的技术要求。
第一节 极限与配合
一 基本概念
1 尺寸误差 加工设备的误差 夹具的误差 刀具的磨损 环境温度引起的误差 铸造残余应力引起的误差 加工人员的素质引起的误差
（不）完全退火（细化组织，降低硬度） 等温退火 （细化组织，降低硬度，防止产生白点） 球化退火 （降低硬度，提高塑性） 再结晶退火 （消除加工硬化） 去应力退火 （消除内应力）
二 钢的正火
目的：调整硬度，细化晶粒，消除网状碳化物，为淬火左准 备。
三 钢的淬火
目的：获得较高的强度与硬度。 淬火后再经高、中温回火，可获得良好的综合性能。
4 延伸公差：P
在气缸盖螺栓的标注中要用到。
5 在基准标注中要注意：
有些字母不能用（E、I、J、M、O、P、R）。
第三节 表面粗糙度
表面微观结构 (粗糙度）
Ra 1 n n i 1
yi
第四节 材料热处理
一 钢的退火
目的：降低硬度，消除内应力，使成分均匀化，细化钢的组织。 分类：扩散退火 （成分均匀化）
0~3, >3~6, >6~10, >10~18, >18~30, >30~50,
>50~80, >80~120, >120~180,
>180~250,
>250~315, >315~400, >400~500
2 公差等级：IT01、IT0、IT1、IT2┄┄IT17、IT18 。
IT01=0.3+0.008D 、IT0=0.5+0.012D 、IT1=0.8+0.02D
燃机的主要轴承、凸轮轴、摇臂轴支承。 f： 多用于精度为IT6~8级的一般转动配合，当温差不大，普通润
滑的支承，如齿轮箱、小电机、泵的转轴。 g：多用于精度为IT5~7级的配合间隙很小，制造成本高，无转动
或轻负荷精密装置，如活塞销与活塞、连杆小头孔。 h：多用于精度为IT4~11级的无相对转动的配合，如定位销。
Φ20+Φ0.015=Φ20.015 轴的局部实际尺寸必须
在19.97~20之间，当轴的直 径为最大实体尺寸20时，轴 线必须位于Φ0.015的公差带 范围内，当轴的直径为最小 实体尺寸19.97时，轴线必须位于Φ0.045的公差带范围内。
2 基础要素采用最大实体原则：
当基准要素本身遵守包容原则时，则被测要素的位置公
差值是在该基准要素处于最大实体状态是给定的。如基准要 素偏离最大实体状态，则被测要素的定向或定位公差值允许 增大。
3 包容原则：E 用于必须保证配合性能的要素。 以最大实体边界来控制零件要素的尺寸误差和形位误差。
如 70 H 7(00.03) / h6(00.019 ) 的精密配合，在最大实体状态时间隙为零， 为了保证有配合间隙，可用包容原则 E。
8 零线 在公差与配合图解中确
定偏差的一条水平线。 9 尺寸公差带
由上下偏差所限定的一个区域。 10 配合
基本尺寸相同，相互接合的孔和轴公差带之间的关系。 11 间隙配合
具有间隙的配合（包括间隙为零） 12 过盈配合
具有过盈的配合。
13 过度配合 具有间隙或过盈的配合。
14 配合公差 允许间隙或过盈的配合量。
滑的支承，如齿轮箱、小电机、泵的转轴。 js：为完全对称偏差，用于IT4~7级的有过渡配合，如连轴节、
齿圈与轮毂。
k：适用于精度为IT4~7级的轻微过渡的定位配合。 m: 适用于精度为IT4~7级的轻微偏大过渡的定位配合（需用木锤
敲击装配）。 n: 适用于精度为IT4~7级的有较大过渡的定位配合(但需用压力机