基于汽车发动机飞轮的设计与制造

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1、目录一摘要…………………………………………………………………………………3二正文…………………………………………………………………………………31绪论………………………………………………………………………………31.1选题的意义与目的……………………………………………………………31.2飞轮的发展史…………………………………………………………………42飞轮工作的原理及………………………………………………………………52.1飞轮的组成和材料的…………………………………………………………52.3飞轮原理及在发动机中的作用……………………………………………52.3飞轮的结构、功能及应力分析……………

2、…………………………………73飞轮的动态优化设计……………………………………………………………113.1飞轮的动态优化设计的意义………………………………………………113.2模型简化与方案选择………………………………………………………123.3飞轮的动态有限元分析………………………………………………………133.4飞轮的动态优化………………………………………………………………154飞轮浇铸工艺的设计……………………………………………………………184.1无冒口铸造方案的确定……………………………………………………184.2无冒口方案的设计与实施…………………………………………………185、飞轮

3、的加工工艺及流程………………………………………………………195.1飞轮主要加工技术要求分析…………………………………………………195.2工艺方案分析…………………………………………………………………215.3飞轮机械加工工艺路线的制定………………………………………………216结论………………………………………………………………………………237结束语……………………………………………………………………………23三参考文献………………………………………………………………………25-24-基于汽车发动机飞轮的设计与制造学号：09131050701265姓名：王江专业：机械设计制造及其自动化摘要

4、目的通过对汽车发动机飞轮的设计模拟的计算了飞轮的飞轮的质量和设计的合理性，使飞轮性能和质量得到了很好的保障。对飞轮浇铸工艺的设计和加工技术要求、工艺方案的分析，有利于提高飞轮的产品质量、工作性能，节约了制造和加工的成本，为企业赢得了时间和效益。方法利用相关理论知识和参数化建模，利用ANSYS软件进行动态有限元分析得出相应优化结果。结合工作生产实际，明确了飞轮浇铸工艺和加工工艺。结果在参数化建模、动态有限元分析和制定浇铸及加工工艺中制定多种不同的方案，在优化设计中，通过数据对比，方案二优于方案一。结论基于有限元法的参数化建模可以快速动态的修改模型动态得到各种分析结果。关键词：发动机飞轮，有限元分

5、析，参数化建模，无冒口铸造，机械加工飞轮是汽车发动机中有重要作用但结构相对简单的零件之一，本文主要介绍了汽车发动机飞轮的发展史，工作原理，应力分析，动态优化设计，浇铸工艺的设计，机械加工流程等。为了保证飞轮又足够的转动惯量、刚度和强度，并使飞轮在满足设计要求的前提下质量尽可能小，这里利用有限元分析软件ANSYS对某飞轮进行参数化建模，动态的分析了飞轮的应力场与位移场。实践证明，利用数化建模可以大大地提高效率，并且可以在设计阶段的合理范围内任意取值进行分析，有利于缩短设计周期，降低制造成本。从工作生产实际出发，研究了飞轮的无冒口铸造工艺及机械加工工艺规程，分析了飞轮在加工过程中的注意事项，并完成

6、加工工序设计。1绪论1.1选题的意义与目的-24-发动机后端带齿圈的金属圆盘称为飞轮。飞轮用铸钢制成，具有一定的重量（汽车工程称为质量），用螺栓固定在曲轴后端面上，其齿圈镶嵌在飞轮外圆。发动机启动是，飞轮齿圈与启动齿轮啮合，带动曲轴旋转起动。许多人认为，飞轮仅是在起动时才其作用，其实飞轮不但在发动机起动时起作用，还在发动机启动后贮存和释放能量来提高发动机运转的均匀性，同时将发动机动力传递至离合器。飞轮是发动机的关键安全件，其功能是调节发动机曲轴转速变化，其稳定转速的作用。发动机在任何工况下，既使是稳定工况，由于负荷的突变，发动机输出扭矩与其所带动的阻力矩之间不相等，二产生曲轴转动角速度的波动，

7、引起曲轴回转的不均匀性。这会产生一系列不良后果：对由曲轴驱动的另部件产生冲击，影响工作可靠性。降低使用寿命，产生噪音曲轴振动等。因此必须控制曲轴回转的不均匀性在允许范围之内。飞轮正是在利用其具有较大的转动微量，在曲轴加减速过程中吸收或释放其动能，稳定曲轴加速度得变化，从而稳定转速。我们知道，四冲程发动机只有作冲程产生动力，其他进气、压缩、排气冲程是消耗动力，多缸发动机是间隔地轮流作功，扭矩呈脉冲输