发动机气门弹簧的参数测定发动机气门弹簧的参数测定.doc

关于发动机气门弹簧的调研报告 根据初试会议所提出的任务二和车队提供的原气门弹簧，作出以下报告内容。本报告主要内容提纲如下： 劲度系数 测定过程 原气门弹簧 测定结果 其他参数 线径、中径等 劲度系数计算公式 另四组气门弹簧 给出新弹簧的注意事项 给出结果 意识 调研心得 成功经验总结 技能 自身不足和解决计划 相关文献列表 一．原气门弹簧的劲度系数测定 1. 外观检验:观察弹簧无裂纹，用直角尺检查弹簧无弯曲变形。（有裂纹和严重变形的弹簧应该报废处理，不能作参数测定） 2.弹簧精度系数测定： 实验地点：基础实验楼力学实验室 使用仪器：电子万能试验机 物理原理： 人员：李超、李楠、孙浩（力学老师指导） 获得结果：如数据处理所附的照片 3.后期数据处理：给出两种方法 方法一：李楠学长提供 利用matlab软件整合数据，选取具有代表性的五组数据： F /KN 0.010 0.020 0.030 0.040 0.050 ΔL /mm 0.989 1.839 2.589 3.489 4.289 上述五组数据用Matlab生成图像如下：图像近似为一条直线，说 明所选取的数据在正常的弹性限度内，可以进行后续计算。 利用逐差法可得：Δ =0.825 mm 由胡克定律： 可求得K=12121.21 N/m 方法二：我自己的方案 在EXCEL中的对上述五组数据进行XY散点图整合得出下表。 如图所示的表达式中，系数即为劲度系数。 =12115N/m， ≈0.05% 可以说数据结果与方法一的结果非常接近，此方法作为方法一结果正确性的一个验证，后续计算将使用方法一的结果。 4.原气门弹簧的其余参数一览 自由高度 H0 /mm 簧丝直径 d/mm 中径 D/mm 内径 D1/mm 外径 D2/mm 旋向 有效圈数 支撑圈数 是否等距 36.3 2,2 20.0 18.0 22.0 右旋 6 1.5 否 注：簧丝直径即为线径，有关上述的参数表达参看了《机械工程图学》有关弹簧内容。 另外四组气门弹簧参数的给出 1.弹簧的劲度系数计算公式： 或者 K——弹簧的劲度系数 N/m G——切变弹性模量 N/ d——弹簧丝直径 mm n—— 有效圈数 D——中径 mm C——旋绕比（C=） 附：关于推断原弹簧材料的可行性猜想方案 根据 ，在已知原弹簧劲度系数，有效线圈，中径，弹簧丝直径的前提下，可以算出原弹簧的切变弹性模量G。然后比对不同合金钢切变弹性模量资料表，可以得出原弹簧材料的几种可能情况。（切变弹性模量表见下一页） 2.给出新弹簧的注意事项： 新弹簧的劲度系数原弹簧劲度的0.6~0.9倍，即在7272.726~10909.089之间即可。 因为要替换原来的弹簧，所以内径和外径（中径）要与原弹簧基本保持一致，不宜有过大的变动，但弹簧丝的直径可以有变化。 弹簧的总圈数与工作圈数之差应大于等于2圈。 弹簧材料一般采用表一所列的弹簧丝制造。 弹簧钢丝直径d按表二的规定，优先选用第一系列。 国标中对于弹簧材料的要求：50CrVA，60Si2MnA，65Mn，60Si2Mn四种推荐材料。 表一 标准号 材料名称 牌号 GB-4358 琴钢丝G1组，G2组，F组 60,70,80,60Mn，70Mn，MnA GB-4359 阀门用油淬火碳素弹簧钢丝 65Mn，70 GB-5220 阀门用合金弹簧钢丝 50CrVA GB-2271 阀门用油淬火铬钒合金弹簧钢丝 50CrVA GB-4362 阀门用油淬火铬硅合金弹簧钢丝 55CrSi 表二（单