飞轮的设计与校核
姓名
学号
专业
目 录
前言 ----------------------------------------------------3
2100T型柴油机的技术规格-----------------------------3
关键零部件主要特点----------------------------------4
设计原则--------------------------------------------6
不均匀度定义----------------------------------------8
求取转动惯量----------------------------------------7
螺栓校核------------------------------------------10
飞轮边缘强度校核----------------------------------10
优化设计-------------------------------------------11
参考文献 -----------------------------------------------11
前言：内燃机运转时曲轴发出的扭矩是一个周期变化的量，它时而大于阻力矩，时而小于阻力矩。这就使得曲轴的瞬时转速也周期性地时而高于又时而低于给定的额定转速，即产生转速波动。发动机转速波动会产生一系列后果，如发动机驱动件与被它带动的从动件之间产生冲击，影响工作可靠性降低使用寿命，产生噪音；同时使测试仪器的工作不稳定；曲轴的回转不均匀性还会引起曲轴的振动。所以曲轴的回转不均匀性必须控制在一定范围内。
减小这种转速波动的措施主要有：一是增加内燃机气缸数；二是在曲轴上装飞轮。当输出扭矩大于阻力距时，飞轮就将多余的功吸收而使速度略减；当阻力矩大于输出扭矩时，飞轮释放能量使曲轴转速略增。可见飞轮是一种动能储存器，它起着调节曲轴转速变化、稳定转速的作用。
飞轮设计时需要多大的转动惯量，需要根据对转速不均匀性的要求来决定；在此基础上，飞轮的质量应该尽量远离曲轴以减小飞轮的质量。飞轮与曲轴采用螺栓连接，若螺栓可靠性不高可能导致飞轮偏离中心位置甚至脱落，十分危险，有必要对螺栓强度进行校核。另外，曲轴高速转动时，由于材料本身离心力的作用会产生拉伸应力,飞轮边缘处容易产生应力过大的情况,导致破损，因此需要对应力状况进行校核。这些正是本文所做的工作。
技术规格:
型号：2100T2
型式：立式、水冷、四冲程、直接喷射式燃烧室
气缸数：二缸
直径： 100毫米
活塞行程：120毫米
标定功率：18.4 kW
标定转速n：1500转/分
最大扭矩：11.8公斤·米
最大扭矩数：1200转/分
标定功率燃油消耗率: ≤185克/马力·小时
标定功率机油消耗率：≤ 3克/马力·小时
压缩比：16:1
活塞总排量；1.88升
平均有效压力：7.03公斤/厘米2
活塞平均速度: 6米/秒
曲轴旋转方式：逆时针
2、主要特点
活塞连杆组: 2100柴油机活塞顶部有一浴盆形深坑，活塞头部加工有安装活塞环的活塞环槽，活塞裙部较长和受侧向里，活塞呈椭圆形；活塞环包括三道气环及一道油环；采用圆柱形中空活塞销，利于减少离心惯性力的影响；连杆的材料采用40或45号钢，优质中碳钢，主坯用模锻处理或滚压成形，并经调质处理；连杆大头轴瓦做成分开式：并带有厚度为1～3毫米的钢带和厚度为0.3～0.7毫米的减磨合金组成；在2100T型柴油机的轴瓦上钻有小孔或铣出环形油槽以便主轴承向连杆轴承输送润滑油，或由连杆小头衬套送油。
曲轴飞轮组：曲轴飞轮组是由曲轴、飞轮、齿圈、曲轴正时齿轮、三角皮带轮组成。曲轴主轴颈与连杆轴颈之间有润滑油孔相通。曲轴的材料采用高优质的球墨铸铁，制造方便，成本低。曲轴由前端、曲拐、曲轴后端及平衡重组成，主轴颈直径粗而短，以提高刚度，主轴颈为空心，曲柄销也是空心，既可以减少重量，又可以减少离心力。2100型是枣核型空腔。
配气机构：凸轮轴上的凸轮通过气门挺柱、气门推杆和摇臂驱动进、排气门，控制进、排气门得开闭时间。机体和凸轮轴前端装有定距环和止推片。凸轮轴和喷油泵均由曲轴前端的正时齿轮经过中间惰轮驱动。机油泵则由曲轴正时齿轮通过其下过机油泵上的中间齿轮驱动。气门的材料选耐热、耐磨，耐腐蚀的齿轮。进气门工作温度低，一般采用合金钢。排气门则用耐热合金钢如4CrSi2等。
机体组：机体内嵌有高磷铸铁制成的湿式汽缸套，其上部的缸套凸缘的下端面边缘在机体缸孔的肩胛上，下部以两只橡胶做的防水圈密封。在机体右侧面有检查窗口，为拆装活塞连杆和检视曲轴连杆机构及轴承。机体上平面除了气缸孔和气门推杆孔外，还有一个通向气缸摇臂轴的润滑油孔及以下与气缸盖相同的冷却水孔。
