二缸油泵凸轮轴材料课程设计.docVIP

二缸油泵凸轮轴材料 课程设计 机械技术学院 材料11332班 名字：范灵芝 2015年9月30日 课??程??设??计??任??务??书 ??一、课程设计工作日? 自2015年9月28日至2015年9月30日星期五? 二、同组学生：陈豪杰、陈俊、范灵芝、费强、高悦、龚海燕、顾浩问、郭成东、郭志军 1、课程设计课题——二缸油泵凸轮轴材料设计 2、课程设计的主要项目和要求 1）熟悉课题、查阅资料：要求充分熟悉本课题，并查阅大量有关本课题内容的资料。? 2）对所属零件进行受力和失效分析，提出性能要求。? 3）确定合金钢材料：要求在满足零件使用性能的前提下，兼顾经济型和工艺性，合理选择材料。? 4）确定热处理工艺方法和设备：要求选定热处理方法和热处理设备。 5)编写说明书：明确本课题设计方案的内容、确定原则和理由。 6)编制热处理工艺卡。 3、上交资料 设计说明书一套 热处理工艺卡一套? 课程设计小结一份? 目 录 一、二缸凸轮轴的受力情况及工作环境、失效分析…………4 1.1 凸轮轴的受力情况及工作环境 1.2 凸轮轴的失效分析 二、二缸凸轮轴的性能要求……………………………………7 三、材料合金元素作用分析………………………………5 3.1 材料合金元素的作用分析 3.2 材料冷加工工艺分析 3.3 材料热处理工艺分析 3.4 材料原材料价格的对比 3.5 材料加工工艺经济性成本对比 3.6 材料最终性能比较 热处理工艺方案设计……………………………………………11 4.1 二缸凸轮轴选用的热处理设备 4.2 制定工艺流程 4.3 制定热处理工艺流程 4.4 凸轮轴装炉量选取 五、结论……………………………………………………………18 附录1 热处理工艺卡…………………………………………………21 附录2参考文献………………………………………………………22 课程设计小结…………………………………………………………23 二缸油泵凸轮轴材料设计 一、凸轮轴的工作环境和失效分析 1）凸轮轴的工作环境 凸轮轴承受周期性的冲击载荷。凸轮与挺柱之间的接触应力很大，相对滑动速度也很高，因此凸轮工作表面的磨损比较严重。针对这种情况，凸轮轴轴颈和凸轮工作表面除应该有的较高的尺寸精度、较小的表面粗糙度和足够的刚度外，还应有较高的耐磨性和良好的润滑。 凸轮轴的主体是一根与气缸组长度近似相同的圆柱形棒体。上面套有若干个凸轮，用于驱动气门。凸轮轴是通过凸轮轴轴颈支撑在凸轮轴轴承孔内的，因此凸轮轴轴颈数目的多少是影响凸轮轴支撑刚度的重要因素。如果凸轮轴刚度不足，工作时将发生弯曲变形，影响配气定时。 凸轮轴是发动机配气系统中重要的部件，凸轮轴的旋转是依靠曲轴带传动的，用来保证各个气缸内进，排气门按一定的时间正常开启和关闭，保证发动机充分换气，使进、排气门持久地保燃烧室的密封性，确保发动机具有良好的可持续性和动力性。凸轮轴在工作过程中承受连杆挤压应力的作用，另外受到一定的弯曲载荷和扭矩的作用，同时又要承受周期性变化的挤压应力以及与挺杆相接触产生的滑动带滚动摩擦的作用，也受到周期性的冲击载荷和磨损。凸轮轴的损坏形式多为接触疲劳破坏、凸轮磨损、表面麻点和块状剥落等。 凸轮轴的结构简图 2）凸轮轴的失效分析 凸轮轴在工作过程中除承受一定的弯曲和扭转载荷外，主要是凸轮部分承受周期变化的挤压应力以及与挺杆体相接处产生的滑动带滚动的摩擦。 凸轮轴的主要失效方式是凸轮的粘着磨损和凸轮表面因挤压应力的反复作用而造成的麻点或表面脱落，以及凸轮尖的磨损，所以要求凸轮轴除具有相应的强度和硬度外，还应具有良好的抗擦伤性，抗接触疲劳能力和耐磨性。 其中弯曲应力按下式计算： 公式中： p------凸轮上的作用力（kgf），p=ps+pj+pg； Ps-----换算到挺柱端的气门弹簧力（kgf）； pj------换算到挺柱端的配气机构； pg-----换算到挺柱端的气缸中气体压力与进、排气管中气体的压力差与气门头部面积的乘积（kgf）； l--------两支点到凸轮之间的距离（mm）； l1，l2----由支点到凸轮之间的距离（mm）； db------凸轮轴最小直径（mm）； dn------空心凸轮轴的内径（mm）； 扭曲应力按下式计算： (kgf/mm2) 公式中： ; -------驱动其他组件的力矩（kgf/mm）; -------各个凸轮上的力矩和（kgf/mm）； 挠度按下