1、典型機械機構課程報告 姓名： 陳斯敏 班級： AP06085 學號： AP0608313 指導老師： 沛曉峰 學校： 五邑大學 時間： 2010/03/20 目錄1、典型機械機構概述2 1.1 摩托車發動機 2 1.1.1摩托車發動機工作原理 2 1.1.2摩托車發動機組成 3 1.2 軸向柱塞泵 7 1.2.1軸向柱塞泵工作原理 7 1.2.2軸向柱塞泵組成 92、典型機械機構的傳動系統12 2.1 摩托車發動機傳動系統 12 2.2 軸向柱塞泵傳動系統 143、典型機械機構的結構特點 15 3.1 摩托車發動機的結構特點 15 3.2 軸向柱塞泵的結構特點 164、關鍵零件測繪 17 4.

2、1 摩托車發動機變速花鍵軸的作用和功能 17 4.2 零件圖的繪制與要求 175、 總結 19 1、 典型機械機構概述1.1 摩托車發動機1.1.1摩托車發動機工作原理 1、發動機的分類:按照所使用燃料的不同可以分為汽油機和柴油機。汽油機與柴油機各有不同的特點:汽油機轉速高，質量小，噪音小，起動容易，制造成本低；柴油機壓縮比大，熱效率高，經濟性能和排放性能都比汽油機好。 2、發動機的工作原理:此次我們拆裝的發動機為四沖程發動機。四沖程發動機工作時分為四個行程，即：進氣行程：活塞在上止點前某一規定曲柄轉角時，進氣門開啟，可燃混合氣被吸入氣缸。當活塞由上止點向下止點運動，排氣閥則在上止點某一規定的

3、曲軸轉角時關閉，同時活塞上方的氣缸容積增大，使氣缸形成真空度可燃混合氣繼續通過進氣門吸入。當活塞行至下止點后某一規定曲柄轉角時，進氣門關閉，此時，進氣工作過程結束。壓縮行程：活塞由下止點向上止點運動，當進氣工作過程終了時，進氣門和排氣門都處于關閉狀態，此時氣缸內的可燃混合氣開始被壓縮。燃燒膨脹作功行程：在壓縮行程，當活塞向上行至上止點前某一規定曲柄轉角時，火花塞電極間發出火花，將被壓縮的可燃混合氣點燃。燃燒著的可燃混合氣使氣缸內的溫度和壓力急劇升高，活塞則在此高溫高壓氣壓作用下，再由上止點向下止點運動，且通過連桿驅使曲軸旋轉而作有用功。m排氣行程：在燃燒膨脹行程，當活塞行至下止點前某一規定曲軸

4、轉角時，排氣閥開啟，廢氣即通過排氣門開始排出。曲軸仍繼續旋轉，并推動活塞再由下止點向上止點運動。將廢氣推出氣缸。此排氣過程直到活塞行至上止點后某一規定曲軸轉角，排氣門被關閉時終止。 如下圖為四沖程發動機的四個行程：1.1.2摩托車發動機的組成1）曲柄連桿機構 曲柄連桿機構是發動機實現工作循環，完成能量轉換的主要運動零件。 它由機體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。在作功行程中，活塞承受燃氣壓力在氣缸內作直線運動，通過連桿轉換成曲軸的旋轉運動，并從曲軸對外輸出動力。而在進氣、壓縮和排氣行程中，飛輪釋放能量又把曲軸的旋轉運動轉化成活塞的直線運動。2）配氣機構配氣機構的功用是根據發動機的工作順序和工

5、作過程，定時開啟和關閉進氣門和排氣門，使可燃混合氣或空氣進入。氣缸，并使廢氣從氣缸內排出，實現換氣過程。配氣機構大多采用頂置氣門式配氣機構，一般由氣門組、氣門傳動組和氣門驅動組組成。3）燃料供給系統汽油機燃料供給系的功用是根據發動機的要求，配制出一定數量和濃度的混合氣，供入氣缸，并將燃燒后的廢氣從氣缸內排出到大氣中去。4）潤滑系統 潤滑系的功用是向作相對運動的零件表面輸送定量的清潔潤滑油，以實現液體摩擦，減小摩擦阻力，減輕機件的磨損。并對零件表面進行清洗和冷卻。潤滑系通常由潤滑油道、機油泵、機油濾清器和一些閥門等組成。5）冷卻系統冷卻系的功用是將受熱零件吸收的部分熱量及時散發出去，保證發動機在

6、最適宜的溫度狀態下工作。水冷發動機的冷卻系通常由冷卻水套、水泵、風扇、水箱、節溫器等組成。6）點火系統在汽油機中，氣缸內的可燃混合氣是靠電火花點燃的，為此在汽油機的氣缸蓋上裝有火花塞，火花塞頭部伸入燃燒室內。能夠按時在火花塞電極間產生電火花的全部設備稱為點火系，點火系通常由蓄電池、發電機、分電器、點火線圈和火花塞等組成。7）起動系統要使發動機由靜止狀態過渡到工作狀態，必須先用外力轉動發動機的曲軸，使活塞作往復運動，氣缸內的可燃混合氣燃燒膨脹作功，推動活塞向下運動使曲軸旋轉。發動機才能自行運轉，工作循環才能自動進行。因此，曲軸在外力作用下開始轉動到發動機開始自動地怠速運轉的全過程，稱為發動機的起

7、動。完成起動過程所需的裝置，稱為發動機的起動系。 1.2 軸向柱塞泵1.2.1軸向柱塞泵工作原理 軸向柱塞泵是將多個柱塞配置在一個共同缸體的圓周上,并使柱塞中心線和缸體中心線平行的一種泵。軸向柱塞泵有兩種形式,直軸式(斜盤式)和斜軸式(擺缸式),如圖3-23所示為直軸式軸向柱塞泵的工作原理,這種泵主體由缸體1、配油盤2、柱塞3和斜盤4組成。柱塞沿圓周均勻分布在缸體內。斜盤軸線與缸體軸線傾斜一角度,柱塞靠機械裝置或在低壓油作用下壓緊在斜盤上(圖中為彈簧),配油盤2和斜盤4固定不轉,當原動機通過傳動軸使缸體轉動時,由于斜盤的作用,迫使柱塞在缸體內作往復運動,并通過配油盤的配油窗口進行吸油和壓油。如

8、圖3-23中所示回轉方向,當缸體轉角在2范圍內,柱塞向外伸出,柱塞底部缸孔的密封工作容積增大,通過配油盤的吸油窗口吸油;在0范圍內,柱塞被斜盤推入缸體,使缸孔容積減小,通過配油盤的壓油窗口壓油。缸體每轉一周,每個柱塞各完成吸、壓油一次,如改變斜盤傾角,就能改變柱塞行程的長度,即改變液壓泵的排量,改變斜盤傾角方向,就能改變吸油和壓油的方向,即成為雙向變量泵。 圖215 軸向柱塞泵的工作原理1缸體2配油盤3柱塞4斜盤5傳動軸6彈簧軸向柱塞泵的優點是: 結構緊湊、徑向尺寸小,慣性小,容積效率高,目前最高壓力可達40.0MPa,甚至更高,一般用于工程機械、壓力機等高壓系統中,但其軸向尺寸較大,軸向作用

9、力也較大,結構比較復雜。 1.2.2軸向柱塞泵組成 圖2-15直軸式向柱塞泵結構 1轉動手輪2斜盤3回程盤4滑履5柱塞6缸體7配油盤8傳動軸圖2-15所示為一種直軸式軸向柱塞泵的結構。柱塞的球狀頭部裝在滑履4內，以缸體作為支撐的彈簧9通過鋼球推壓回程盤3，回程盤和柱塞滑履一同轉動。在排油過程中借助斜盤2推動柱塞作軸向運動；在吸油時依靠回程盤、鋼球和彈簧組成的回程裝置將滑履緊緊壓在斜盤表面上滑動,彈簧9一般稱之為回程彈簧,這樣的泵具有自吸能力。在滑履與斜盤相接觸的部分有一油室,它通過柱塞中間的小孔與缸體中的工作腔相連,壓力油進入油室后在滑履與斜盤的接觸面間形成了一層油膜,起著靜壓支承的作用,使滑

10、履作用在斜盤上的力大大減小,因而磨損也減小。傳動軸8通過左邊的花鍵帶動缸體6旋轉,由于滑履4貼緊在斜盤表面上,柱塞在隨缸體旋轉的同時在缸體中作往復運動。缸體中柱塞底部的密封工作容積是通過配油盤7與泵的進出口相通的。隨著傳動軸的轉動,液壓泵就連續地吸油和排油。 缸體 配流盤 柱塞滑履組 2、典型機械機構的傳動系統2.1 摩托車發動機傳動系統 摩托車發動機傳動系統主要由離合器、變速器 、二次傳動裝置等零部件組成。（1）離合器： 離合器是設在發動機與變速箱之間的一個裝置，它的主要作用就是用來傳遞或切斷發動機的動力。傳遞動力的目的是讓車輛前進；切斷動力的目的通常是為了便于換檔，因為如果不切斷動力，變速

11、箱內主動齒輪和被動齒輪就很難同步，也就不容易換檔。（2） 變速器 ： 實現變速的關鍵部件是套在輸出軸上的滑套，它通過花鍵與輸出軸連接，帶動軸體旋轉。駕駛者通過拔叉控制滑套與旋轉齒輪的接合。滑套上面有凸塊，滑套的凸塊插入齒輪的凹位，把滑套與齒輪固連在一起，使齒輪帶動滑套，滑套帶動輸出軸，將動力從輸入軸傳送至輸出軸。擺動撥叉可以控制滑套與不同齒輪的結合與分離，達到換檔的目的。摩托車起動扭矩小，它沒有液力變扭器那一套東西，主要依靠離心式離合器進行變速。（3） 傳動系統可用三種基本方式將發動機功率傳遞給摩托車后輪：鏈條、皮帶或軸。鏈條主減速器系統是目前最常用的方式。在此系統中，將安裝在輸出軸上的鏈輪（

12、即變速器中的軸）連接到通過金屬鏈附加在摩托車后輪的鏈輪上。變速器轉動較小的前部鏈輪時，沿著鏈條將功率傳遞給更大的后部鏈輪，然后轉動后輪。這類系統必須潤滑和調整，且由于鏈條伸長和鏈輪磨損，還需定期更換。（4） 發動機中的摩擦副和轉動副曲柄與連桿組成一轉動副，活塞與氣缸組成一摩擦副，軸套與花鍵軸組成摩擦副，花鍵齒輪與與花鍵軸組成一摩擦副，活塞與連桿組成一轉動副。2.2 軸向柱塞泵傳動系統 軸向柱塞泵是利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內往復運動所產生的容積變化來進行工作的。滑靴在旋轉過程中，由于離心力的作用，滑靴對于斜盤產生的壓緊力將偏離滑靴的軸線。在此力所引起的摩擦力的作用下，滑靴、柱塞在運動中會產

13、生繞自身軸線的旋轉運動，轉動的快慢取決于旋轉摩擦力的大小。但這一自旋可以改善滑靴底部的潤滑，對減小摩擦、改善磨損和提高效率均有利。滑靴除承受來自柱塞球頭中心的壓力、彈簧力和斜盤的垂直反力外，還要承受離心力和摩擦力。軸向液壓柱塞泵在工作中，主傳動軸帶動缸體轉動。由于斜盤具有傾角，當柱塞泵缸體轉動時柱塞就在缸體的柱塞孔內作往復運動，完成液壓泵的吸油壓油過程。軸向柱塞泵中的轉動副與摩擦副 滑履與軸孔組成一摩擦副，滑履與斜盤組成一轉動副。 3、典型機械機構的結構特點 3.1 摩托車發動機的結構特點發動機為四沖程汽油機；采用風冷冷卻，有自然風冷與強制風冷兩種。發動機的轉速高，一般在5000轉/分以上；升

14、功率大，一般在60千瓦/升左右；發動機曲軸箱與離合器、變速箱設計一體，結構緊湊。 一、單氣缸單氣缸是所有發動機的基本起點，也是發明摩托車發動機時采用的排列方式。不同型式的發動機都是由不同數量的單缸布置而成。由于曲軸需要旋轉兩周才會燃燒做功一次，因此工作的流暢感不佳，駕駛者會很清楚地感受到氣缸內的活塞上下運動的振動。從表面上看，在性能上是缺點，但在主觀情感上有的車迷卻偏愛這種感受。二、并列(平行)雙缸簡單來說，并列雙缸發動機可以想象為把兩個單氣缸發動機連接在一個180º的曲軸上。當一個活塞在上止點時，另一個活塞則在下止點位置(少數發動機如本田CD250除外)。由于兩氣缸活塞上下

15、運動慣性差不多，可以互相抵消，因此運動零件引起的震蕩較單缸三、V型雙缸氣缸呈V型布置的發動機，可以從簡單的V2發動機說起。不同的氣缸V型夾角，可使發動機產生很大的變化。夾角越小，工作越不流暢，這也是美式巡航車營造強烈節奏感的源頭。四、水平對置雙氣缸水平對置的雙氣缸發動機夾角為180º，兩個活塞連桿分別裝在兩個相位角差180º的曲柄銷上，形成一個絕佳的活塞慣性抵消作用。由于兩個活塞猶如拳擊手搏擊般運動，因此，人們都習慣稱這種發動機為Boxer(意譯為拳師)發動機，也稱拳擊手。五、并列3氣缸可以想象，為把3個單氣缸發動機連接在一個120º的曲軸

16、上，它需要糅合單缸和多缸發動機的優點，在重量和運動性能方面提供一個中間的落腳點。六、并列4氣缸 顧名思義，4氣缸發動機可以說是把4個單氣缸發動機并列在一起。第一和第四活塞平衡了第二和第三活塞的運動慣性，這是250ml以上的街車或跑車最樂意采用的標準布局。七、V4氣缸V4發動機，簡單來說是把兩臺V2發動機結合在一起而得來的。當然，這種結構在進氣系統和排氣系統的布置上將更為復雜。8、 水平對向6氣缸水平對向6氣缸發動機可以想象是三臺Boxer發動機前、中、后排在一起再 塞入車架中。在摩托車的世界里屬于極為罕見的品種。這是因為發動機寵大的體積和沉重的重量，非一般摩托車能把它容納。近代仍然采用水平對向

17、6氣缸發動機的摩托車，是廣為人知的本田金翼1800，它裝有全球定位巡航系統等世界最尖端技術的儀器，是所有車迷朝思暮想的超級豪華摩托車。 由于上述特點，單缸摩托車給人一種沖勁和節奏感。而從工作圓滑角度來看，單缸機肯定不如雙缸機好，特別是在低轉速時，單缸發動機工作不平穩，轉速波動大，而且一旦失火，二次燃燒時間間隔較長，很容易使發動機熄火停機。在相同排量條件下，和雙缸相比，單缸發動機的運動件慣性力不能互相抵消，因此，單缸機的振動大，特別是高轉速時，這個問題表現得尤為突出。此外，在相同排量的條件下，單缸機缸徑較大，燃燒室尺寸大，因此混合氣的燃燒相對較差。當然各運動件的尺寸也較大，譬如活塞、連桿等。這些

18、因素不利于發動機提高轉速，也不利于提高功率。上述這種傾向會隨著發動機的排量增加而明顯。所以單缸機排量越大，升功率越小，但是單缸機的脈動感卻越強。 在摩托車上，發動機是最重要的裝置，由于單缸機重量輕，結構尺寸小，它的寬度比雙缸機窄，因此單缸機對整車布置十分有利，便于實現整車造型的苗條化。同時，由于單缸機有利于減輕整車的重量，也提高了方向把的靈活性。這是由于單缸機曲軸短而輕，尤其是橫置發動機，曲軸旋轉的陀螺效應阻礙摩托車側傾轉彎，而且曲軸越重轉速越高，陀螺效應也越大。在這一點上，單缸機比較好，陀螺效應低，因此，車輛左右側傾十分輕便，再加上單缸機尺寸短，不會妨礙摩托車的側傾。此外，單缸機尺寸小，風阻

19、也較小。單缸機的另一個特點是，在同一排量條件下，構成單缸機的零部件數量也較少，且不需要進行左右氣缸的平衡調整，故障點少。同時，較小的結構又決定了單缸機具有制造和裝配工藝簡單、技術難度小等特點，因而單缸機制造成本低，使用維護簡便，具有很好的經濟性3.2 軸向柱塞泵的結構特點 軸向柱塞泵一般都由缸體、配油盤、柱塞和斜盤等主要零件組成。改變傾斜元件的角度，就可以改變柱塞在泵缸內的行程長度，即可改變泵的流量。傾斜角度固定的稱為定量泵，傾斜角度可以改變的便稱為變量泵。斜盤式是斜盤相對回轉的缸體有一傾斜角度，而引起柱塞在泵缸中往復運動。傳動軸軸線和缸體軸線是一致的。這種結構較簡單，轉速較高，但工作條件要求

20、高，柱塞端部與斜盤的接觸部往往是薄弱環節。斜軸式的斜盤軸線與傳動軸軸線是一致的。它是由于柱塞缸體相對傳動軸傾斜一角度而使柱塞作往復運動。流量調節依靠擺動柱塞缸體的角度來實現，故有的又稱擺缸式。它與斜盤式相比，工作可靠，流量大，但結構復雜。 軸向柱塞泵與徑向柱塞泵比較，排出壓力高，它一般可在2050MPa范圍內工作，效率也高，徑向尺寸小、結構緊湊、體積小、重量輕。但結構較徑向柱塞泵復雜，加工制造要求高，價格較貴。4、 關鍵零件測繪4.1 摩托車發動機變速花鍵軸的作用和功能發動機變速花鍵軸主要用于變速箱里面的動力傳動系統，起到傳遞動力和扭矩的作用。齒輪和花鍵軸是由套筒來連接的，套筒可以隨著花鍵軸轉動，同時也可以在花鍵軸上左右自由滑動來嚙合齒輪。 輸入軸帶動中間軸，中間軸帶動右邊的齒輪，齒輪通過套筒和花鍵軸相連，傳遞能量至驅動軸上。齒輪上的錐形凸出剛好卡進套筒的錐形缺口，兩者之間的摩擦力使得套筒和齒輪同步，套筒的外部滑動，和齒輪嚙合。