毕业设计(论文)-摩托车发动机的装配工艺设计.doc
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1、台州职业技术学院机电学院毕业设计(论文)成果材料 (2010届)题 目 摩托车发动机的装配工艺 实习单位 嘉爵摩托车制造有限公司 实习岗位 维修电工 专业班级 机电0731 学生姓名 指导教师 2010年 5 月 18 日 目 录文本成果摘要 2关键词 21概述1.1本课题的来源、目的及意义 21.2 发动机的工作原理及构造 32 装配工艺基础 2.1 装配概论 42.2 装配方法及装配内容 4 2.3 制定装配工艺规程的方法和步骤 63 工艺流程3.1机油泵安装 73.2超越离合器及右箱盖安装 93.3活塞汽缸体安装 9 3.4凸轮轴、固定座的安装 103.5调整气门间隙 113.6变速箱的
2、安装 123.7试漏 123.8脚起动及无级变速机构的安装 133.9左曲轴箱盖的安装 14 3.10安装磁电机 143.11安装塑料件 153.12加机油下线 164发动机检验 17总结评价 17致谢 18参考文献 19摩托车发动机的装配工艺设计台州职业技术学院机电工程学院 机电0731 摘要:此课题主要分析发动机的构造及装配工艺,从常用零件的工艺出发,提出了保证装配精度的措施,以其提高发动机的装配效率,增强其安全性,延长其寿命。关键词:摩托车发动机;装配;构造;工艺;1 概述1.1本课题的来源、目的及意义这是我在嘉爵实习期间,根据在动力车间的实地观察而编写的装配工艺。发动机是摩托车上的重要
3、部件,是其行驶的动力来源,它通过燃料在发动机汽缸内的燃烧,将热能转变为机械能,驱动摩托车向前行驶。作为摩托车的“心脏”,其制造技术是整车制造技术的集中体现,而能否保证发动机具有良好的性能,实现可靠地运转,很大程度上取决于发动机制造过程的最后一道工序装配。在摩托车发动机的构造中,曲轴、连杆、活塞、配气机构、变速换挡机构、离合器等零部件与曲轴箱、汽缸体、汽缸盖等铸铝件,通过定位销、螺纹有序地连接在一起,并根据各部分零件的材料、功能、受力程度和密封要求,规定了不同的扭矩、轴向力和技术要求。这些因素的构成,决定了发动机的装配必须清洁、规范、合理。由于我国摩托车市场起步较晚,有相当一部分维修人员在组装发
4、动机时随意性较大,使重新组装后的发动机性能和使用寿命受到不同程度的影响。基于此,本课题系统地分析了整机总装工艺所涉及的一些层面,希望能为该零件的正确安装提供书面作业指导。1.2 发动机的工作原理及构造1.2.1发动机工作过程嘉爵摩托车的发动机为四冲程汽油发动机,它的工作原理是:曲轴旋转两周,活塞往复运动两次,完成进气、压缩、燃烧、排气4个工作过程。1)、进气冲程:进气冲程开始时,活塞在上止点,燃烧室内充满了前一工作循环残留的废气。当活塞由上止点向下止点移动时,燃烧室的容积变大,形成真空度,同时通过齿轮带动凸轮旋转,使凸轮的凸起部分顶开进气门,燃油通过化油器与空气混合形成可燃混合气进入汽缸。 2
5、)、压缩冲程:活塞自下止点向上止点移动时,凸轮的凸起部分已经转了过去,进气门关闭。由于凸轮只转了1/4周,所以排气门仍关闭着。随着活塞向上移动,燃烧室容积减小,可燃混合气被压缩。当活塞到达上止点时,燃烧室中的可燃混合气压力为(69)105pa,温度升到300度左右,压缩冲程完成。 3)、燃烧冲程:在压缩冲程接近上止点时,燃烧室中的可燃混合气被火花塞发出的电火花点燃,可燃混合气迅速爆发燃烧,气体压力急剧升高达到(3045)105pa,温度高达2000度左右。活塞受到高于气体的推动,由上止点向下运动,通过连杆带动曲轴旋转做功。此时进、排气门均关闭。 4)、排气冲程:由于飞轮的惯性,使曲轴连续转动,
6、带动活塞由下止点向上移动,这时,凸轮顶开排气门,废气通过排气门排出,直到活塞运动到上止点为止,完成了一个工作循环。 在全部4个冲程中,进、排气门开启和关闭各一次,曲轴旋转两周,活塞往复运动各两次。在所有4个冲程中,只有第三冲程是做功冲程,其余都是辅助冲程。发动机的运转,首先需要有外力将曲轴转动,以便进行进气和压缩。当可燃混合气爆发燃烧推动活塞做功后,由于曲轴和飞轮的惯性,其他两个冲程才得以继续运行。1.2.2 发动机的总体结构 四冲程汽油发动机的总体结构大致分为:机体组件、曲柄连杆机构、配气机构、燃油供给系统、进排气系统、润滑系统、冷却系统、点火系统等。 1)、机体组件:机体主要由曲轴箱、汽缸
7、体、汽缸盖、汽缸头等组成。曲轴箱的作用是支撑和安装整个发动机的其他零部件、承受发动机工作时产生的各种冲击力和扭矩;汽缸体是发动机完成工作循环的场所,也是活塞运动的轨道,它承受着高温高压的作用,由于外表铸有若干散热片,还起散发热量的作用;汽缸盖的作用是用来封闭汽缸的上盖,与汽缸体及活塞顶部共同构成发动机的燃烧室,汽缸盖上也铸有很多散热片,起散热作用;汽缸头的作用是用来固定进排气门与汽缸体及活塞顶部组成燃烧室,外表也铸有散热片,起散热作用。 2)、曲轴连杆机构:它的主要作用是将活塞的直线往复运动变为曲轴的旋转运动,从而对外输出做功,带动其他部件工作。曲轴连杆机构主要包括活塞、活塞环、活塞销、连杆、
8、连杆大小头轴承、曲轴等。 3)、配气机构:它的作用是及时准确地将可燃混合气吸入气缸,或将废气从气缸中排出,以保证发动机正常运转。它主要包括凸轮轴、气门、气门座、气门弹簧、气门导管、正时齿轮、气门挺杆、挺杆导管、摇臂、摇臂轴等零件。 4)、燃油供给系统:其作用是按发动机的工况,供给适当浓度的可燃混合气。它主要有燃油箱、油箱开关、燃油滤清器、化油器等部件组成。 5)、进排气系统:其作用是引导并滤清空气,控制进入汽缸的可燃混合气。排气系统的作用是排出废气并降低排气噪声。进气系统主要有滤清器、进气阀、进气管等部件组成。排气系统主要有消声器和排气管等部件组成。 6)、润滑系统:其作用是润滑发动机各回转副
9、和移动副,减少各运动副的摩擦力,并能通过润滑油的循环,带走热量,降低工作温度,冲洗各接触表面,减轻磨损,延长各零件的使用寿命。 7)、冷却系统:其作用是对发动机进行散热冷却,以保证发动机的正常工作。 8)、点火系统:其作用是及时准确地跳火,点燃气缸内的可燃混合气。它主要包括磁电机、断电器、点火线圈、电容器、高压导线和火花塞组成。2 装配工艺基础2.1装配概论 1.装配的定义装配是按规定的技术要求,将零件或部件进行配合和联接,并对其进行调试和检测,使之成为半成品或成品的工艺过程。整机装配是生产过程中的最后一个阶段,它包括装配、调整、检验和试验等工作,且产品的最终质量由装配保证。 2装配精度装配精
10、度是指产品装配后几何参数实际达到的精度,它包括以下几个方面:(1) 尺寸精度 指装配后零部件件应保证的距离和间隙。如卧式车床前后两顶尖对床身导轨的等高度。(2) 位置精度 指装配后零部件间应保证的平行度、垂直度和同轴度等。如台式钻床主轴对工作台台面的垂直度。(3) 运动精度 指装配后有相对运动的零部件间在运动方向和运动准确性上应保证的要求。如滚齿机滚刀与工作台的传动精度。(4) 接触精度 指两配合表面、接触表面和连接表面间达到规定的接触面积和接触点分布的情况。如齿轮啮合、锥体配合及导轨之间的接触精度。不难看出,各装配精度之间有着密切的关系,如位置精度是运动精度的基础,它对于保证尺寸精度、接触精
11、度也会产生较大的影响。2.2 装配方法及装配内容2.2.1.装配方法 在长期的装配实践中,人们根据不同的机械、不同的生产类型条件,创造了许多巧妙的装配工艺方法,归纳起来有:互换装配法、分组装配法、修配装配法和调整装配法。下面介绍各装配方法的特点及它们的应用范围。 (1)互换装配法 在装配时各配合零件不经修理、选择和调整即可达到装配精度的方法。其特点是装配质量稳定可靠,装配工作简单、经济、生产效率高,零部件有互换性,便于组织流水装配和自动化装配,是一种比较理想和先进装配方法。因此,只要各零件的加工在技术上经济合理,就应优先采用。尤其在大批量生产中广泛采用。 (2)分组装配法 在成批或大量生产中,
12、将产品各配合副的零件按实测尺寸大小分组,装配时按组进行互换装配以达到装配精度的方法。分组装配法既可降低对零件加工精度的要求,又能保证装配精度,在相关零件较少时是很方便的。但是由于增加了测量、分组等工作,当相关零件较多时就显得比较麻烦。另外在单件小批生产中可以直接进行选配或修配而没有必要再来分组。所以分组装配法仅适用于大批大量生产中装配精度要求很严,而影响装配精度的相关零件很少的情况下。如活塞销和孔的装配等。 (3)修配装配法 装配时修去指定零件上预留的修配量以达到装配精度的方法。修配法的尺寸链中各组成环的尺寸均按经济精度加工,装配时封闭环的误差会超过规定的允许范围。为补偿超差部分的误差,必须修
13、配加工尺寸链中的某一组成环。被修配的零件尺寸叫修配环。一般应选形状比较简单,修配面小,便于修配加工,便于装卸,并对其他尺寸链没有影响的零件尺寸作修配环。修配环在零件加工时应留有一定的修配量。采用修配装配法时,不管影响装配精度的相关零件有多少,均可以将其制造公差放大,按经济精度来加工,装配时修配某个零件来消除累积误差,达到装配精度的要求。因为是逐个修配,所以它没有互换性,而且增加了装配时的修配工作量,所以修配装配法一般用在单件小批生产中装配精度要求较高的场合。如车床总装配时用修刮尾座底板的方法来保证车床主轴和尾座两顶尖的等高度。(4)调整装配法 在装配时用改变产品中可调整零件的相对位置或选用合适
14、的调整件以达到装配精度的方法。前者称为可动调整法,后者称为固定调整法。调整法有很多优点:除了能按经济精度加工零件外,装配比较方便,可以获得较高的位置精度,所以应用比较广泛。如在机床主轴装配时,常常调整前后轴承使其径向圆跳动方向一致,使得主轴前端的径向圆跳动在规定的要求内。 调整装配法与修配法的区别是:调整装配法不是靠去除金属,而是靠改变补偿件的位置或更换补偿件的方法来保证装配精度。2.2.2.装配内容 装配过程是一项复杂的工艺过程,它不仅仅是将合格零、部件简单的连接在一起,而且要根据装配的技术要求,通过调整、配作、检验等许多工作,最终保证产品的装配质量。常见的装配工作有以下几项: (1) 清洗
15、 目的是去除零件表面或部件中的油污及机械杂质。清洗作业包括清洗液、清洗方法和清洗设备三大要素。常用的清洗液有煤油、碱液和各种水基化学清洗液等。常用的清洗方法有擦洗、浸洗、喷洗、超声波清洗以及综合应用各种清洗方法,组成连续清洗作业的多步清洗生产线等。清洗后一般用压缩空气吹干或加热烘干。 (2)连接 连接是装配过程中最基本的工作之一,连接方式一般有两种:可拆连接和不可拆连接。可拆连接在装配后可以很容易拆卸而不致损坏任何零件,且拆卸后可重新装配在一起,如螺纹连接、键连接等。不可拆连接,装配后一般不再拆卸,如果拆卸就会损坏其中的某些零件,如焊接、铆接、胶结和过盈配合等。 (3)调整 包括校正、配作、平
16、衡等。校正是指产品中相关零、部件间相互位置找正,并通过各种调节方法,保证达到装配精度要求等。配作是指两个零件装配后确定其相互位置的加工,如配钻、配铰,配作使装配时的劳动量增大,且无互换性,在大批大量生产中应尽量避免。平衡指为防止使用中出现振动,装配时应对其旋转零、部件进行平衡。包括静平衡和动平衡两种方法。直径较大厚度较小的零部件采用静平衡,长径比较大的零部件则采用动平衡。然后用补焊、螺纹连接的方法加配质量或者用铣、钻等方法去除金属,以达到平衡的目的。 (4)密封性及强度试验 对于在使用过程中经受各种介质(液体或气体)压力作用的零件和部件,装配时必须进行密封性及强度试验。强度试验用的介质一般为液
17、体,压力为额定工作压力的125150 。 (5)检验和试车 机器装配后应根据有关技术标准和产品验收条件进行逐项检验。对其不合格项目进行补充调整,最后进行空运转试车和有载试车,并逐项检查和调试直至其性能完全符合要求为止。2.3 制定装配工艺规程的方法和步骤 1)研究产品装配图及验收技术标准 在研究过程中熟悉了解产品及部件的具体结构、装配精度要求和检查验收的内容及方法,审查产品的结构工艺性,研究设计人员已确定的装配方法等。 2)确定装配方法和装配组织形式 设计人员在产品设计阶段已经初步确定了产品各部分的装配方法,并据此制订了有关零件的制造公差。但是装配方法随生产纲领和现有生产条件可能会有不同的变化
18、,所以在制订装配工艺规程时,在充分研究了已定装配方法的基础上,还要根据具体情况综合考虑已定的装配方法是否合适,如不合适则提出修改意见,并与设计人员一起把装配方法最终确定下来。然后根据产品的结构特点(如质量、尺寸、复杂程度等)、生产纲领和现有的生产条件确定装配的组织形式。一般单件小批生产和重型产品多采用固定式装配;大批大量生产多采用移动式装配流水线;成批生产则介于两者之间。多品种平行投产时采用变节奏流水装配形式是非常合适的。 3)划分装配单元确定装配顺序 (1)机器的组成 任何机械产品都是由零件、合件、组件和部件组成的。零件是组成机器的最基本的单元。若干零件永久连接或连接后再加工便成为一个合件,
19、如镶了衬套的连杆、焊接成的支架等。若干零件与合件(也可以无合件)组合在一起成为一个组件,它没有独立完整的功能,如主轴和装在其上的齿轮、轴、套等构成的主轴组件。若干组件、合件和零件装配在一起,成为一个具有独立、完整功能的装配单元,称为部件。如车床主轴箱、溜板箱、进给箱等。 将产品划分为上述可以独立进行装配的单元是制订装配工艺规程时最关键的一个步骤,对于大批大量生产中结构复杂的产品尤其重要。 (2)选择装配的基准件 基准件应当体积(或质量)较大,有足够的支承面以保证装配时的稳定性。如主轴是主轴组件的装配基准件,主轴箱是主轴箱部件的装配基准件,床身部件又是整台机床的装配基准件等。 (3)安排装配顺序
20、的原则 划分好装配单元并选定装配基准后,就可安排装配顺序。安排装配顺序的原则是: a)先安排工件的处理,如倒角、去毛刺、清洗、涂漆等。 b)先难后易、先内后外、先下后上,以保证装配顺利进行。 c)位于基准件同一方位的装配工作和使用同一工装的工作尽量集中进行。 (4)易燃、易爆等有危险性的工作,尽量放在最后进行。 4)划分装配工序,设计工序内容 装配顺序确定以后,根据工序集中与分散的程度将装配工艺过程划分为若干工序,并进行工序内容的设计。工序内容设计包括以下工作: (1)制订工序的操作规范,如过盈配合所需的压力、紧固件的预紧扭矩等。 (2) 确定设备和工艺装备,如需专用设备和工装,提出设计任务书
21、。 (3)确定工序时间定额,平衡工序节拍等。 5)填写工艺文件 单件小批生产时,通常只绘制装配单元系统图。成批生产时,除装配单元系统图外,还要编制装配工艺卡,在其上写明工序次序、工序内容、设备和工装名称、工人技术等级和时间定额等。大批大量生产中,不仅要编制装配工艺卡,而且要编制装配工序卡,以便直接指导工人进行装配。3 工艺流程3.1机油泵安装此机油泵为齿轮式,它能保证瞬时传动比的恒定,传动平稳性好,传递运动准确可靠,传动效率高,结构紧凑,工作可靠,寿命长,但同时也容易出现齿圈径向跳动,产生较大的运动误差,为保证正确的传动比,达到规定的运动精度。装配时首先要将齿轮正确地安装到轴颈上,不允许出现偏
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