发动机曲轴设计开题报告.doc

毕业设计开题报告 学 生 姓 名： 学 号： 学 院、系： 专 业： 设 计 题 目： 发动机曲轴设计 指导教师: 2008年 04月08日 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述： 文 献 综 述 1.本课题研究的意义 解放前，我国没有汽车制造工业，所使用的汽车全靠进口。解放后，1956年我国建成第一汽车制造厂，开始生产解放牌汽车。随后又建成第二汽车制造厂，生产东风EQl40型汽车。目前我国生产和组装汽车的工厂已达120多家，年产各种汽车45万多辆。20世纪90年代以来，我国汽车产量实现两次突破，第一次是1992年突破百万辆大关【1】。到了1999年和2000年，汽车产量的增长率分别达到12.3%和13%，出现第二次突破，即2000年跨过200万辆。经过几十年来的努力，特别是近几年来，中国汽车工业一直处在高速发展之中，现今已成为国际汽车市场最热的地区【2】。然而在加入WTO之后，中国汽车工业不仅要面对国内汽车企业的竞争，更多的是要承受国外先进汽车企业在技术、理念、管理、营销等方面的强烈冲击。这种冲击表面上是质量和设计理念的冲击，但实质上，技术创新才是这种冲击的核心力量，也是赢得市场竞争的关键【3】。 当前，随着能源日趋紧张、环境压力加剧，我国汽车工业的可持续发展遭遇挑战，作为有效的节能手段，汽车轻量化已成为汽车工业发展中的重要研究课题之一。汽车轻量化源于燃油消耗、降低排放方面的需求。所谓汽车轻量化，就是减轻汽车自身重量的意思。轻量化和小型化不同，它是指同一台车在同样尺寸或同一种车型在同样的汽缸容量的前提下重量的减轻【4】。欧洲铝协材料表明：汽车重量每降低100千克，每百公里可节约0.6升燃油。大量使用铝合金的汽车，平均每辆汽车可降低重量300千克（从1400千克到1100千克），寿命期内排放可降低20％【5】。从驾驶方面来讲：汽车轻量化后加速性提高，稳定性和噪音、振动方面也均有改善。从安全性考虑：碰撞时惯性小，制动距离减小，另外发生碰撞时，塑性材料对人的冲击小得多，所以更加安全。实现汽车轻量化的途径有：1）.小型化，发展小排量汽车；2）.结构的合理化，汽车及零部件的优化设计；3）.轻量化材料的应用，目前来讲这是实现轻量化的主要方法【6】。 发动机作为汽车的心脏发动机是全车最重要的部分，一直是各大车厂研发的重中之重，而且在环保要求、经济要求、动力要求都在不断提高的现代社会，对发动机技术的要求也是越来越苛刻，发动机的性能在一定程度上决定着整车性能的好坏。 曲轴是发动机的关键零件，其尺寸大小在很大程度上影响着发动机的外形尺寸和重量，以及工作可靠性和寿命。曲轴的破坏事故可能引起其它零件的严重损坏。随着内燃机的发展与强化，曲轴的工作条件愈加严酷了，必须在设计上正确选择曲轴的结构形式与尺寸、材料与工艺，以求获得满意的技术经济效果。曲轴的基本工作载荷是弯曲载荷和扭转载荷；对内不平衡的发动机曲轴还承受内弯矩和剪力；未采取扭转振动减振措施的曲轴还可能作用着幅值较大的扭转振动弹性力矩。这些载荷都是交变性的，可能引起曲轴疲劳失效。实践表明，弯曲载荷具有决定性作用，弯曲疲劳失效是主要破坏形式【7】。因此．曲轴结构强度的研究重点是弯曲疲劳强度，曲轴设计上要致力于提高曲轴的疲劳强度。曲轴是内燃机曲柄连杆机构的主要组成部分、三大运动件之一，是主要传力件。它的功用是把气缸中所作的功，通过活塞连杆汇总后以旋转运动形式输出。此外，曲轴还传动保证内燃机正常工作需要的机构和系统附件(如配气机构、燃油泵、水泵、润滑油泵等)，因此曲轴工作的可靠性和寿命在很大程度上影响内燃机工作的可靠性和寿命。曲轴的尺寸与内燃机整体尺寸和重量有很大关系，如曲柄销直径直接影响连杆大端尺寸和重量，后者又影响曲轴箱宽度，曲轴单位曲柄长度影响内燃机总长度，因此曲轴设计必须与内燃机总体设计一起考虑。曲轴又是一根连续曲梁，结构形状复杂，刚性差，材质要求严，制造要求高，是内燃机造价最贵的机件【8】。由以上所述可以看出曲轴设计的重要性。本课题主要通过471汽油机曲轴的设计研究，设计出合理的曲轴。 2.曲轴设计计算的发展 曲轴设计在过去的几十年中得到了飞速的发展。在曲轴的设计初期一般是按照已有的经验公式计算或者与已有的曲轴进行类比设计。在进行了初步的设计后造出曲轴样品再进行试验，通过实验数据进行适当的改进。曲轴设计发展到今天已经有了很大的发展。随着内燃机向高可靠性、高紧凑性、高经济性的不断发展，传统的以经验、试凑、定性为主要设计内容的设计方法已经不能满足要求，而随着电子计算机技术的不断发展，内燃机及其零部件的设计已经发展到采用包括有限元法、优化设计、动态设计等现代先进设计技术在内的计算机