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盐城工学院本科生毕业设计说明书2007ZH1105柴油机气缸体三面粗镗组合机床总体及夹具设计摘要：柴油机气缸体是大批量生产的零件。
为了提高生产效率，满足被加工零件的精度要求，本课题设计了一台用于ZH1105柴油机气缸体三面粗镗孔的组合机床。
本文介绍了该组合机床总体设计和夹具设计的思路，全文共分两个部分。
首先是总体设计，采用单工位三面粗镗孔组合机床，考虑的因素有刀具、切削用量、切削力、切削扭矩及切削功率等，通过计算选择主轴直径、外伸尺寸、接杆型号、滑台、动力箱等通用部件，再确定动力部件的工作循环及工作行程，完成机床总体设计。
其次是夹具设计，通过对被加工零件的全面分析，采用三面定位和固定镗模板可换导套导向；夹紧装置采用液压夹紧机构，直接夹紧与工件上；夹具体为框架式结构，有良好的刚性，使夹具能长期保持可靠的精度和稳定性。
该组合机床不仅能保证加工精度，还能提高加工效率。
整个机床布局合理，夹紧可靠，精度较高，使用操作方便，提高了工作效率，达到了设计要求。
关键词：气缸体；组合机床；粗镗；夹具ZH1105C柴油机气缸体三面粗镗组合机床设计（夹具设计）The design of the overall and jig of the modular machine-tool for drilling and boring in the body of ZH1105dieselAbstract:The cylinder body of diesel is made for large mass production. In order to enhance the production efficiency and meet the precision requested of the components processed, the topic is produced for designing a combined machine-tool, which is used to roughly bore the holes of the ZH1105 diesel engine cylinder .The design was introduced of the overall and jig of the combined machine-tool and the topic consists of two parts. The first part is overall design, adopting the combined machine-tool with single location three faces drilling and roughly bore the holes, considering such factors as tool, cutting parameter, cutting force, cutting torque and cutting power, and so on. Thus common parts such as sliding table, the power box and so on, were choused by calculating spindle diameter, and the extend sizes , the link-pole model. Then the operating cycle and the distance were determined. Thus the overall design was completed. Finally, the technological drawing was figured out of the part which need to be manufactured, the general drawing of modular machine tool, and drawing of cutter display and the efficiency card of manufacture. The second part is the jig design, having analyzed the work piece, the location plan adopted three-face location; the guiding equipment used the fixed bore plate with replaceable bore bush; the clamp uses the hydraulic pressure device, it directly presses on the work piece，the jig-body utilize the frame structure, possess fine rigidity, causes the jig to maintain good long-term precision. This combined machine-tool not only has guaranteed the drill hole precision efficiency. The laying out of the machine-tool is reasonable, the location of work piece is reliably, the accuracy is high, the operation is easy, enhanced the working efficiency, and meet with the design request well.Key words：The cylinder body; Modular machine tool;Rough bore the holes; Jig1盐城工学院本科生毕业设计说明书2007目录1前言 (1)2 组合机床总体设计 (3)2.1组合机床工艺方案的制定 (3)2.1.1工艺基准面的分析 (3)2.1.2加工工艺的分析 (3)2.1.3 确定机床完成工艺时的一些限制 (3)2.2组合机床配置型式的选择 (3)2.2.1组合机床配置型式 (3)2.2.2 选择机床配置型式和结构方案的一些问题 (3)2.3确定切削用量及选择刀具 (4)2.3.1选择切削用量 (4)2.3.2 计算切削力、切削扭矩及切削功率 (6)2.3.3选择刀具结构 (10)2.4组合机床总体设计－－三图一卡 (10)2.4.1被加工零件工序图 (10)2.4.2 加工示意图 (11)2.4.3机床尺寸联系图 (13)2.4.4机床生产率计算卡 (16)3 夹具设计 (18)3.1夹具设计的基本要求和步骤 (18)3.1.1夹具设计的基本要求 (18)3.1.2夹具设计的步骤 (18)3.2定位方案的确定 (19)3.2.1零件的工艺性分析 (19)3.2.2定位方案的论证 (19)3.2.3误差分析 (20)3.2.4导向装置 (22)3.3夹紧方案的确定 (22)3.3.1夹紧装置的确定 (22)3.3.2夹紧力的确定 (24)3.3.3 油缸的选择 (25)3.4夹具体的设计 (26)4结论 (27)参考文献 (28)致谢 (29)附录 (30)2ZH1105C柴油机气缸体三面粗镗组合机床设计（夹具设计）1前言组合机床是根据加工需要，以大量通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效专用机床。
第三章各系统的设计及主要零部件的结构特点3．1活塞组活塞组包括活塞，活塞销和活塞环。
它们在气缸里做往复惯性运动，活塞主要作用是承受气缸的气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆，以次推动曲轴旋转。
它还和气缸壁面一起活动构成密封装置，保证燃烧室的良好密封，这个功能是通过装在活塞头部环槽的一系列带开口的弹性活塞实现的。
在高温，高负荷，高速和少量的机油消耗的情况下，它一方面要保证漏气量少，另一方面又要使摩擦损失不大，同时还要保证足够的耐久性。
因此设计时要选用热强度好，耐磨，比重小，热膨胀系数小，导热性好，具有良好减磨性，工艺性的材料。
目前制造活塞常用的材料有共晶铝硅合金，过晶铝硅合金和铝铜合金。
设计选用共晶铝硅合金材料。
1、活塞设计的主要尺寸[4]（1）活塞高度H：根据《柴油机设计手册》，对于中小型柴油机而言，H/D范围在，而D=110mm，取H=113.5mm。
在选择活塞高度时要注意在合理布置的情况下尽量选择小的活塞高度，如果转速越高，要使H 越小，尽量减轻活塞重量，从而控制由于转速高而应引的惯性力的增大。
（2）压缩高度H1：根据《柴油机设计手册》，H1/D范围在，取H1=67mm。
HI=H5（换带高度）+H4（上裙高度）+h （顶岸高度）。
在保证气环良好良好工作情况下，宜缩短H1高度，以便降低整机的高度尺寸。
（3）顶岸高度h（第一活塞环至活塞顶部距离）：根据《柴油机设计手册》，对铝活塞h/D范围在，取h=13.4mm。
在保证第一道环可靠工作下，也要使h尽量小，降低活塞重量和高度，但h越小，会使第一道环的热负荷越高，。
一般第一道环的温度不应该超过240度，否则润滑油可能粘结甚至结碳，易使活塞环在活塞中失去活动性，散失了密封和传热的功能（4）活塞环数目及排列：根据《柴油机设计手册》，中速机气环3-4道，油环1-2道，取气环2道，油环一道。
2道气环在上面，1道油环在气环下面。
为了降低活塞和整台发动机的高度，减少惯性力和摩擦功率损耗，应该减少环数。
发动机内部结构图引言发动机是现代机动车辆中不可或缺的关键部件之一，它负责将燃料转化为能量，驱动车辆行驶。
发动机的内部结构决定了其性能和效率，了解发动机内部结构对于维护和修理发动机至关重要。
本文将介绍发动机的常见内部结构并提供相应的结构图。
缸体和缸盖发动机的缸体是发动机的主体结构，它用于容纳活塞、气缸和气门等关键部件。
缸体通常由铸铁或铝合金制成，以提供足够的强度和耐热性。
缸盖则位于缸体的顶部，密封并承载发动机的气缸盖、凸轮轴和气门等部件。
活塞和连杆活塞是发动机中起着压缩和传递力量作用的关键部件。
它由铝合金制成，具有较低的重量和较高的强度。
活塞通过连杆与曲轴相连，将活塞的上下往复运动转化为曲轴的旋转运动。
连杆一端连接活塞，另一端连接曲轴，起到连接与传递力量的作用。
曲轴和凸轮轴曲轴是发动机中最重要的部件之一，它通过连杆的传动将活塞上下往复运动转化为旋转运动。
曲轴通常由钢铁或铸铁制成，具有高强度和耐磨性。
凸轮轴则用于控制发动机气门的开启和关闭过程，它通过凸轮的形状实现气门的运动。
气门和气门机构气门是控制发动机进气和排气的关键部件，它位于缸体上方的气门座中。
发动机通常具有进气气门和排气气门，它们由气门机构控制开启和关闭。
气门机构通常由凸轮轴、齿轮、摇臂和弹簧组成，通过凸轮的旋转推动摇臂，进而控制气门的运动。
节气门和喷油器节气门用于控制发动机的油气混合物进入气缸的量，通过调节节气门的开度可以控制发动机的功率输出。
喷油器则用于将燃油喷射到气缸内，以完成燃烧过程。
节气门和喷油器一般通过发动机控制单元（ECU）来实现精确的控制。
总结发动机的内部结构是复杂而精密的，各个组件协调工作以提供动力和效率。
本文介绍了发动机的常见内部结构，包括缸体和缸盖、活塞和连杆、曲轴和凸轮轴、气门和气门机构、节气门和喷油器。
了解这些结构对于维护和修理发动机具有重要意义，帮助我们更好地理解发动机的工作原理。
机械机床毕业设计7485柴油机缸体螺栓底孔加⼯组合机床设计（多轴箱）中⽂摘要组合机床的研制和推⼴，是加速机械⼯业技术⾰命的有效途径之⼀，是机械⼯业，特别是汽车、拖拉机、电机、仪表等⽣产部门进⾏机床⾰新，推动⽣产发展的重要设备。
⽽多轴箱是组合机床的重要部件之⼀。
钻Φ12孔的组合机床多轴箱是根据485柴油机缸体具体零件设计。
设计此机床可以⼤⼤提⾼⽣产效率和加⼯质量。
在此设计中⼤量使⽤了机械设计⽅⾯的知识，并且参考了许多资料。
关键词：多轴箱；485柴油机缸体；主轴；传动轴；齿轮Abstract⽬录摘要-----------------------------------------------------------1 第⼀章零件⼯艺的分析及加⼯⼯艺1.1 ⼯艺路线卡⽚-------------------------------------------51.2 组合机床⼯艺分析---------------------------------------61.3 影响⼯艺⽅案的主要因素---------------------------------1.4 ⼯序间余量的确定---------------------------------------1.5 ⼑具结构的选择----------------------------------------- 第⼆章钻Φ12孔专⽤组合机床的整体配置形式及各主要部件的选择2.1 原理部分-----------------------------------------------2.2 计算部分-----------------------------------------------2.2.1 主轴、齿轮的确定和动⼒计算-----------------------2.2.2 多轴箱传动设计-----------------------------------2.2.3 多轴箱坐标计算、绘制坐标检查图------------------- 第三章传动系统的设计及校核3.1 齿轮的计算---------------------------------------------3.1.1 组合机床切削⽤量选择的特点、⽅法及注意问题-------3.1.2 确定切削⼒、切削转矩、切削功率及⼑具耐⽤度-------3.1.3 选择切削⽤量、⼑具-------------------------------3.1.4 选择动⼒部件-------------------------------------3.2 齿轮的校核--------------------------------------------- 第四章钻Φ12孔专⽤组合机床的主要组成零件及其选择依据4.1 多轴箱总图设计-----------------------------------------4.2 加⼯⽰意图设计-----------------------------------------4.3 机床联系尺⼨图设计------------------------------------- 致谢------------------------------------------------------- 参考⽂献--------------------------------------------------- 附录-------------------------------------------------------第⼀章零件⼯艺的分析及加⼯⼯艺本次课程设计的题⽬是“485柴油机缸体螺栓底孔加⼯组合机床设计(多轴箱)”，需要设计的多轴箱是⽤来⽣产汽缸体的。
柴油设计方案
柴油发动机设计方案
柴油发动机是一种以柴油为燃料的内燃机，具有高效能、高可靠性和高功率输出的特点。
在设计柴油发动机时，应注重以下几个方面。
首先，要考虑柴油发动机的结构和排列。
柴油发动机通常采用直列式或V型结构。
直列式结构简单、紧凑，适合安装在狭
小空间内；V型结构则更注重功率输出和平衡性。
在选择结构时，要根据使用环境和要求来确定，确保发动机具有良好的可靠性和适用性。
其次，要关注柴油发动机的燃烧过程和燃料喷射系统。
柴油发动机的燃烧过程是通过将柴油喷射到燃烧室中，然后由高压气缸产生的高温高压空气自燃燃烧。
为了提高燃烧效率，可以采用预喷射、多点喷射等技术，以适应不同的运行负载和环境条件。
同时，还要关注柴油发动机的降噪和减震技术。
柴油发动机的振动和噪声较大，会对车辆的乘坐舒适性和使用寿命产生负面影响。
因此，在设计中要注重减震和隔音措施，采用优质材料和隔音结构，减少发动机的振动和噪音。
最后，要注重柴油发动机的环保性能。
柴油发动机在燃烧过程中会产生一些有害气体和颗粒物，对环境和人体健康造成危害。
因此，在设计时要考虑减少有害气体排放和净化颗粒物的技术
措施，如采用高效过滤器和废气处理系统等。
综上所述，设计一台高性能的柴油发动机需要考虑结构和排列、燃烧过程和燃料喷射系统、降噪和减震技术以及环保性能等方面的因素。
只有综合考虑这些因素，才能设计出一台高效、可靠、安全和环保的柴油发动机。
柴油发动机缸体加工工艺设计研究摘要：随着我国当今社会的快速发展，国家在社会整体发展过程当中，越来越重视当今制造产业发展现状，制造产业的发展情况将会大大影响当今社会经济的发展情况。
尤其近年来，城市进程化的加快，在一定程度上促进了我国非道路移动机械产业的发展。
非道路移动机械，主要包括推土机、挖掘机、起重机和装卸搬运机械等，无论是在城市形象建设还是在建筑施工中，均可得到广泛应用。
为了能够更好的满足当今人们的使用需求，开始运用全新的非道路移动机械缸体加工工艺，对非道路移动机械结构性能均有所改善。
在此基础上，本文主要从非道路移动机械角度，对柴油发动机缸体加工车间工艺进行分析。
关键词：柴油发动机；缸体加工车间；工艺设计随着当今城市进程的快速发展，非道路移动机械也在不断发展。
在整体发展过程当中，不仅对自身的生产工艺进行了创新，而且有关于非道路移动机械系列的产品制造工艺和生产工艺，也呈现出明显的变化与革新。
尤其是柴油发动机产品系列的多样化和升级换代，也产生了一定的变化。
比如，当今柴油发动机产品整体的生产周期开始短期化，而且为了能够更好的提高采用发动机产品质量，我国大部分的非道路移动机械在加工工艺中，开始根据柴油发动机的生产标准，制定相应的生产线，运用自动化技术以及数控技术，提高柴油发动机的生产质量。
随着柴油发动机生产周期不断减小，我国大部分的非道路移动机械在对柴油发动机进行生产过程当中，采用了加工中心组建柔性生产线，单独用来生产发动机的缸体以及缸盖。
本文在进行整体分析过程当中，首先会就目前我国非道路移动机械发展现状以及非道路移动机械发动机生产现状进行详细的探讨，然后通过加工中心组建铸铁生产线的多种方案进行仔细的对比，从而探究出目前最适合柴油发动机缸体加工车间的工艺。
1缸体工艺性分析1.1缸体加工工艺的特点分析。
非道路移动机械的缸体加工中，要求加工的表面相对较多。
平面加工精度与孔加工精度相比，是更加容易保证的。
因而，缸体中主轴孔和孔隙的加工精度，就成为了缸体加工工艺中重点关注的问题。
2020年第9期/第69卷工艺技术FO U N D R V im977 4G33V16柴油机缸体的工艺优化宋阳1,江超2，刘宇1,唐中权1,徐小辉1,彭朗1(1.中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司，江苏常州213011; 2.常柴股份有限公司，江苏常州213002 )摘要：介绍了4G33V16缸体的铸件结构及原铸造工艺，分析了气孔和砂眼产生的原因。
通过将浇注系统类型更改为封闭开放式，增加最小截面积缩短充型时间，增加横浇道长度，设置铁液缓流区，增设砂芯排气通道等措施可有效消除气孔缺陷。
改善端面芯完整性增加砂芯强度，优化横浇道设计避免铁液对端面芯持续冲蚀等措施可有效解决砂眼缺陷。
优化后，铸件综合成品率由不足80%提升至94%以上。
关键词：缸体；气孔；砂眼；工艺优化4G33V I6柴油机是4G33系列柴油机的主力机型之一，适用于收割机、拖拉机、工程机械等配套领域。
其缸体（图l a)为四缸、干式缸套，铸件轮廓尺寸为475 mm x275 mm x288 mm,质量73.8 kg。
该缸体为典型的薄壁复杂件，最小壁厚为5 mm,材料牌号为HT250。
对金相组织、力学性能和尺寸精度要求均较高，而且要求水道、油道不得存在渗漏现象。
1原铸造工艺德国KW静压线造型，一箱2件，5少箱尺寸1 380 mm x丨000 mm x350/300 mm。
共12个砂芯，其中四个曲轴箱芯和两个端面芯采用锁芯工艺由Loramendi制芯中心生产（图l b),整体浸涂。
盖板芯为普通三乙胺冷芯。
挺杆孔芯和水套芯为覆膜砂芯，手工浸涂。
缸体水平分型，卧浇，采用中注+阶梯式浇注系统，轴承座上、下端面入水。
放置一片陶瓷过滤网，尺寸为100 mm x75 mm x22 mm。
浇注时进行瞬时孕育，浇注温度1 420丈± 10丈。
为加强排气和均匀温度场，在上型模样缸筒顶面位置设置4个溢流冒口，并在冒口上设置明通气针。
作者简介：宋阳（1987-),男，工 程师，硕士，主要从事轨 道交通零部件铸造工艺设 计。
柴油机机体设计说明柴油机，听着是不是有点儿沉甸甸的感觉？其实它就是咱们平时常说的“大功率引擎”。
如果你曾经开过大卡车，或者坐过轰鸣的船，估计对它一点不陌生。
柴油机呢，大家都知道是个“不怕事”的家伙，啥脏活儿都能干，什么重载、长时间运转，它都能顶住。
但是说到设计柴油机的机体，可就不是件轻松的事了。
就像是给一头猛虎做衣服，既得保证它穿得舒服，又得确保它能随时随地撒开腿撒开爪。
简单点说，就是既要坚固耐用，又要能适应各种“考验”。
先说说机体的外壳吧，咱们常常形容一台柴油机就是一块铁疙瘩，哪里有金属，哪里就有力量。
柴油机的机体设计，第一要务就是结实，得像个硬汉。
你想象一下，要是机体外壳一不小心就变形了，那里面的精密部件也就成了废品。
对，柴油机里面可不是什么玩具，里面的每一根螺栓、每个缸体、甚至每个油路通道都要精确到位。
就像做菜要把火候控制好，柴油机设计也要保证每个细节不出差错。
为了让机体能够承受高速旋转和巨大的压力，设计师得给它加上一层“盔甲”——强化铸铁。
这不就是汽车和飞机发动机那种重而坚固的设计嘛。
不过光是结实可不够，得确保它能运作自如。
想象一下，你把一辆重型卡车从山顶开到山脚，刹车、加速、转弯，甚至有时候你得拼命踩油门。
这个时候柴油机的机体可得给你“撑腰”，不能让它一不小心就卡壳儿了。
为了避免这个问题，机体设计师就得精细地安排好每个散热口的位置。
为什么？因为柴油机工作时会发热，你不能让它就这么热乎乎地呆着，得给它一个“排气通道”，让它可以快速散热。
特别是在长时间运转的情况下，散热非常关键，要让机体温度保持在合适的范围，不然发动机一热，没准就会“撑破肚皮”，搞得“冒烟不止”。
再说柴油机的密封性，咱们得考虑到内部的燃油、空气和气体的密封效果。
要是密封不好，那柴油机就会漏油、漏气，或者干脆一开机就给你“喷一脸油”。
听着是不是有点儿吓人？所以在设计上，密封圈、垫片、油封这些东西就像是柴油机的“安全带”，没有它们，你连启动都不敢启动。
柴油机的构造柴油机是一种利用压缩燃油混合气使其自燃的内燃机。
相对于汽油发动机而言，柴油机更加高效、经济和耐用。
以下是柴油机的构造及其各个部分的功能和特点。
（1）缸体：柴油机的缸体通常由经过铸造和机加工的铸铁或铝合金制成，其内部有多个缸孔，内径大约在40 mm到140 mm之间不等。
（2）活塞：柴油机的活塞通常由铸铁或铝合金制成，通过活塞环密封缸体并转换传输到连杆。
（3）连杆：连杆由锻造钢材制成，其一头连接活塞，另一头连接曲轴。
（4）曲轴：曲轴由锻造钢材制成，可进行平移和回转运动，其一头连接连杆，另一头连接驱动装置，如变速箱、差速器和通用联轴器。
（5）汽门：柴油机的汽门有进气门和排气门两种类型，其开启和关闭通过凸轮轴和气门机构实现。
（6）燃油系统：柴油机的燃油系统由供油泵、滤清器、喷油器、油箱和油管等部分组成。
其主要功能是将燃油从油箱中引入供油泵，压缩并送入喷油器的喷管中，使燃油喷入缸中进行燃烧。
（7）润滑系统：柴油机的润滑系统由润滑油泵、滤清器、油道、油标和油箱等部分组成。
其主要功能是对柴油机各个部分提供润滑，确保柴油机的正常运行。
2. 各部分的特点和功能（1）缸体柴油机的缸体要求高强度、高刚性、高耐磨性和良好的散热性能。
缸体内的气缸深度和内径比汽油发动机大，以适应柴油机高压下的燃烧工作。
（2）活塞柴油机活塞的密封性能要求高，因为柴油机的压缩比较高。
活塞还需要耐高温、耐磨和刚性好。
（3）连杆（4）曲轴（5）汽门柴油机的汽门要求耐高温、耐磨、耐腐蚀和密封性好。
由于柴油机的燃油喷射压力高，进气门必须能承受高压气体进入缸内。
（6）燃油系统柴油机的燃油系统要求供油稳定、喷嘴分布均匀、压力稳定和燃油和发动机的配合度高。
柴油机的燃油喷射压力普遍较高，因此燃油泵的供油压力要足够大。
（7）润滑系统柴油机的润滑系统需要对柴油机各个部分进行充分润滑，以确保柴油机正常工作。
润滑油质量好，有良好的抗磨性能和耐高温性能，才能达到良好的润滑效果。
柴油机缸体生产工艺流程
一、材料准备阶段
1.采购原材料：选购高品质铸造铁、铝合金等
2.材料检验：对原材料进行化学成分及物理性能检测
3.切割与预处理：根据要求切割和加工原材料
二、模具制造
1.设计模具结构：根据缸体设计图纸制定模具结构
2.制造模具：加工成型模具，确保精度和表面光洁度
三、浇铸
1.熔化金属：将铸造铁或铝合金加热至液态状态
2.浇注模具：将熔化金属注入模具，进行浇铸
四、冷却与固化
1.模具冷却：让铸件在模具内自然冷却
2.铸件固化：待铸件完全凝固，脱模后进行处理
五、后处理
1.砂芯去除：清除铸件表面和内部的砂芯
2.精密加工：对铸件进行精密加工，如铣削、车削等
六、检测与质量控制
1.外观检验：检查铸件表面是否平整、无裂纹等
2.尺寸检测：测量铸件尺寸是否符合要求
七、表面处理
1.清洗处理：清洗铸件表面，去除表面杂质
2.防腐处理：进行防锈处理或喷涂底漆
八、成品入库
1.合格品入库：通过质检合格的铸件存入仓库
2.标识包装：对铸件进行标识和包装，方便管理和运输。
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。
但带传动也存在着一些缺点：①、带在带轮上有相对滑动，传动比不恒定；②、传动效率低，带的寿命短；③、传动的外廓尺寸大；④、需要张紧，轴和轴承受力较大；⑤、不宜用于高温、易燃等场合。
方案3滚道传动齿轮液压缸1翻转滚笼缸体齿圈液压缸2图2-3 设计方案三方案3的翻转滚笼仍采用齿轮齿圈传动，不同的是当发动机缸体翻转180度后，由液压缸2动作将其拉出。
此方案与方案1相比，不足之处就是液压缸2上的活塞杆需伸出的长度过长，刚度要求较高。
综合以上三种方案，决定选择第一种方案进行详细设计。
3 翻转滚笼及支撑架设计3.1 滚笼筐架设计能实现箱体类物件正反翻转180度的机构很多，但对于发动机缸体这样既大又笨重的物件，要能实现其自动、准确、平稳翻转180度确有难度。
目前国内的翻转机构大多采用液压翻转或者电动机带动翻转，相对落后的甚至用人工进行翻转。
在此我设计的翻转机构为一个滚笼体翻转机构，两边采用两个大钢轮，中间用四根方钢并用螺栓将其连接成一整体，这样便构成滚笼筐架。
此结构简单、轻便、维护方便、运行可靠、加工方便。
滚笼正反翻转180度后可用两挡块进行准确定位。
如下图所示：图3-1 滚笼筐架3.2 支撑架设计为能较好地支撑翻转滚笼，很好地实现其准确、稳定翻转，在此采用四脚支撑进行对滚笼的支撑。
在四个支撑脚上各安装一个托辊，安装托辊的好处可以大大减小滚笼钢轮与支撑架的摩擦阻力。
支撑架用空心方钢焊接而成，其结构简单，加工、维护方便。
其结构如下图所示：图3-2 支撑架3.3 滚笼体设计滚笼上下两端横跨四跟横梁，上面安装小托辊，这样可在滚笼内形成上下两个滚道，缸体可在滚笼内顺利进出，而且托辊可大大减小与缸体上下底面的摩擦阻力。
其结构如下图所示：图3-3 滚笼体考虑到托辊在滚笼内只起水平支撑作用和减少与发动机缸体的摩擦阻力，所以将滚笼内托滚两端均安装有两个轴承，滚筒壁跟随两轴承一起转动，托辊的基本结构简单设计如下：图3-4 托辊3.4 滚笼体的传动设计滚笼翻转的传动方式很多，可以采用带传动、链传动、液压传动等。
在此我采用的是齿轮传动。
齿轮传动具有传动比准确、使用的范围甚广，而且效率特别的高，结构紧凑，使用寿命长等优点。
由于滚笼直径较大，固要求大齿轮也比较大，这对加工造成一定的困难。
为解决这一问题，采用齿轮齿圈传动，齿圈用螺栓固定在大钢轮上，齿圈均分成四部分加工，然后再拼接成一完整齿圈。
这样便很好地解决了齿圈太大而造成难以加工的问题。
齿圈的基本结构和齿圈与大钢轮的连接方式如下图所示：图3-5 传动滚笼体一个完整的翻转滚笼便出来了，此滚笼配合一个小齿轮便能很好地实现发动机缸体的180o翻转。
因为滚笼翻转180o度后，需反转108o进行下一缸体翻转，所以动力源方面，我选择的是三相异步电动机，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。
准确定位方面由两块挡块来实现。
由于异步电动机的转速较高，为减少发动机缸体在滚笼内翻转时的剧烈碰撞，要求滚笼的翻转转速不能过高，因此电动机不能直接与小齿轮连接，其间应加一减速器进行减速来达到要求。
电动机与减速器、减速器与小齿轮之间用联轴器联接。
如下图所示：图3-6 翻转机构4 液压设计4.1 液压缸设计（以下设计计算均参照 《液压气动速查手册》 张利平主编 第一版） 1、 液压缸设计需满足的条件①、缸体在滚笼滚道上受到的摩擦阻力F =μG = 0.004⨯32⨯6732 = 861.7 N（μ为滚动轴承摩擦系数；32为轴承数；G 为发动机缸体重量；）则a = 32μg = 32⨯0.004⨯10 =1.28 m/s 2②、缸体完全进入滚笼所需的最小速度V = as 2 = 8.028.12⨯⨯ = 1.43 m/s2、 缸筒内径D 的确定按作用力大小和预选的工作压力计算缸筒内径D ：D =P F π4 = 610114.37.8614⨯⨯⨯ = 33.13 mm 查液压气动技术速查手册取标准缸径 D = 50 mm ( F 为液压缸作用力；P 为预选定的工作压力，P a ) 在此预选定的工作压力为1MP a 3、 缸筒壁厚的确定对于低压系统，缸筒壁厚δ可按薄壁筒计算：δ = ][2σDp y = ][25.1σPD = 6610105250105.1⨯⨯⨯⨯ = 0.36 mm 取δ= 3 mmy p — 试验应力，MP a ，工作压力P ≤16 MP a 时，y p = 1.5P ，D — 液压缸内径，][σ — 缸体材料的许用应力，MP a ，对于钢管][σ = 100～110 MP a ，在这里取105 MP a4、 缸底、缸头厚度h 1、h 2的确定当缸底有油孔时 h = 0.4333D)]([0d D D p y -σ = 0.4333⨯50⨯)850(1010550105.166-⨯⨯⨯ = 2.83 mm取h 1 = 25 mm h 2 取30 mm 缸底、缸头的结构如下图所示：图4-1 液压缸底图4-2 液压缸头5、 活塞与活塞杆活塞杆直径d 的确定按液压缸的速度比已给定并以此来计算活塞杆的直径dd = Dϕϕ1- = 50 ⨯ 33.1133.1- = 24.9 mm 圆整d 取25mm式中ϕ—液压缸的往复运动的速度比，根据工作压力，按下表选取。
