柴油机缸体设计

目录

1 引言 (2)

1.1 发动机简介 (2)

1.2 发动机缸体上料机构设计的目的与意义 (2)

1.3 主要设计内容 (3)

2 缸体上料机构总体方案设计及方案的选择 (4)

2.1 缸体上料机构的主要设计参数 (4)

2.2 总体方案设计及选择 (4)

3 翻转滚笼及支撑架设计 (7)

3.1 滚笼筐架设计 (7)

3.2 支撑架设计 (7)

3.3 滚笼体设计 (8)

3.4 滚笼体的传动设计 (9)

4 液压设计 (12)

4.1 液压缸设计 (12)

4.2 液压控制回路设计 (15)

4.3 液压缸的工作环境 (16)

5 齿轮齿圈设计及校核 (17)

5.1 齿轮齿圈设计 (17)

5、2 齿轮齿圈的强度校核 (18)

6 托辊轴的校核 (25)

6.1 滚笼内托辊轴校核 (25)

6.2 支撑架上的托辊轴校核 (26)

7 电动机、减速器、联轴器的选择 (28)

7.1 电动机的选择及控制电路设计 (28)

7.2 减速器的选择 (29)

7.3 联轴器的选择 (29)

8 系统总控制说明及三维仿真设计 (31)

8.1 系统总控制说明 (31)

8.2 三维仿真设计 (32)

结论 (33)

致谢............................................... 错误！未定义书签。

参考文献 (35)

1 引言

1.1 发动机简介

发动机（英文：Engine），又称为引擎，是一种能够把一种形式的能转化为另一种更有用的能的机器，有时它既适用于动力发生装置，也可指包括动力装置的整个机器.比如汽油发动机，航空发动机。缸体是发动机的基础零件。发动机各机构和系统的零、部件都安装在它的内部或外部。缸体是发动机的基础零件，发动机各机构和系统的零、部件都安装在它的内部或外部。

1.2 发动机缸体上料机构设计的目的与意义

随着我国经济的快速发展，作为经济发展基础的交通行业，汽车行业也有了飞速的发展。尽管如此，目前我国的汽车生产技术跟国外一些发达国家仍存在着明显的差距，如加工方面自动化程度不高，加工方法相对落后等。这对于我国的汽车生产行业来说，技术的革新仍是一个巨大的挑战。

在加工发动机缸体时，由于缸体上下两平面均需加工，当加工完上平面时，需将缸体翻转180度进行加工下平面。此时如果采用人工翻转，既费力又费时，所以我所设计的发动机缸体上料机构将自动完成此动作（自动将缸体推进翻转机构、自动翻转、自动将缸体推出翻转机构）。我的设计属于典型的机电一体化产品，本次设计采用机电一体化技术改变了传统半自动化翻转，即人工将缸体推进、推出翻转机构的方法，对于进行批量生产具有无可比拟的优越性。

按机电一体化思想，凡是由各种现代高新技术与机械和电子技术相结合而形成的各种技术、产品或系统，均属于机电一体化范畴。其目的是不断提高劳动生产率，减轻人们的体力劳动，逐步代替部分脑力劳动。通过这种技术生产出来的是种类繁多的机电一体化产品，这些产品广泛的应用到国民经济、科技活动、国防建设和人民生活的各个领域。同时还可以扩大机电产品的出口，促进对外贸易和交流，因而对于振兴我国的机械工业

具有重大的作用，对于推动我国科学技术的进步和国民经济的发展也具有极为深远的战略意义。

1.3 主要设计内容

根据设计任务，缸体上料机构设计及仿真要求综合运用过去所学过的全部课程进行发动机缸体上料机构结构设计，并由仿真来检验上料机构设计的正确性和可行性。重点解决的问题是如何实现缸体自动进入翻转滚笼，滚笼自动翻转180度，最后自动将缸体推出滚笼。

2 缸体上料机构总体方案设计及方案的选择

2.1 缸体上料机构的主要设计参数

1、发动机缸体主要外形尺寸：820mm ⨯350mm ⨯650mm ；

2、发动机缸体重量：

缸m = ρ铸铁⨯V 缸 = 7.2⨯103kg/m 3 ⨯0.187m 3 ⨯50%=673.2kg ；

（缸体重量以50%为实心计算）

3、生产纲领为年产10万台。

2.2 总体方案设计及选择

方案1

滚道传动齿轮

液压缸1液压缸2翻转滚笼

缸体齿圈

图2-1 设计方案一

方案1示意图中采用液压传动即两个液压缸及液压推杆实现发动机缸体的进出翻转滚笼。此处采用液压传动主要有以下几个优点：

1、液压传动能很方便地实现无级调速，调速范围大，且可在系统运行过程中调

速。

2、 在相同功率条件下，液压传动装置体积小、重量轻、结构紧凑。液压元件之间可采用管道连接或采用集成式连接，其布局、安装有很大的灵活性，可以构成用其它传动方式难以组成的复杂统。

3、 液压传动能使执行元件的运动十分均匀稳定，可使运动部件换向时无换向冲击。而且由于其反应速度快，故可实现频繁换向。

4、 操作简单，调整控制方便,易于实现自动化。特别是和机、电联合使用，能方便地实现复杂的自动工作循环。

5、 液压系统便于实现过载保护，使用安全、可靠。由于各液压元件中的运动件均在油液中工作，能自行润滑，故元件的使用寿命长。

6、 液压元件易于实现系列化、标准化和通用化，便于设计、制造、维修和推广使用。

滚笼的翻转采用齿轮齿圈传动，动力由三相异步电动机提供。在三相异步电动的正反转控制中，根据三相异步电动机的工作原理，电源反接可以改变旋转磁场的方向，使磁转矩方向与转速方向相反。实现三相异步电动机正反转，同时可实现滚笼正反转。滚笼翻转180度后，由两个挡块实现滚笼的准确定位。

方案2 滚道传动带轮液压缸1液压缸2翻转滚笼

缸体大带轮

图2-2 设计方案二

方案2与方案1唯一不同的地方就是方案2中的翻转滚笼采用带传动，采用带传动主要有以下几个优点：①、带具有弹性，能缓冲、吸振，传动平稳，噪声小；②、过载时，带在带轮上打滑，从而防止其他重要零件损坏，起到安全保护作用；③、适用于中心距离较大的场合；④、结构简单，装拆方便，成本低。但