凸轮轴的主体部分就是一根轴,轴上附带有数个凸轮,正是这些凸轮的转动实现
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f其进气排气的功能。轴的两端分别作为轴承支撑点以及与驱动轮相连接,而凸轮侧面呈鸡蛋状,鸡蛋形状的凸轮有利于实现汽缸充分的进气和排气,具体来说就是在尽可能短的时间内尽可能的吸纳新鲜的可燃混合气,并尽可能地把燃烧后的废气排出汽缸。另外基于发动机的使用寿命和运转稳定性的考虐,气门需要避免开闭动作中的加减速过程所带来的额外冲击,否则会造成气门的不可逆转的损坏、持续的噪声问题或是其它问题的生产。
由于凸轮轴工作时的转动速度高,因此凸轮轴需要有很高的强度,同时又因为凸轮轴需要承受的转矩加大,所以对其可靠支撑发面要求也很高。而凸轮轴的材质主要有铸铁跟碳钢两大类。为了降低凸轮轴的质量,并提高凸轮轴的承受载荷能力,凸轮轴通常采用中空结构。凸轮轴上加工有润滑油道,为凸轮轴,摇臂轴以及摇臂等部件提供润滑。
24凸轮轴的主要技术要求分析
图23凸轮轴主要尺寸图
1支撑轴颈尺寸为Φ
,尺寸精度为IT6,表面粗糙度小于Ra060μm,径向
圆跳动小于004mm,圆柱度小于0006mm,凸轮轴的长度公差为IT10,与中间轴颈相邻
的两轴颈的颈向跳动小于002。
2凸轮基圆尺寸为φ328±005,表面粗糙度为Ra04μm,凸轮基圆相对于基准
轴线的径向圆跳动小于004mm。
3键槽的尺寸宽
,深4mm,对称度003mm;键槽平面相对于前后端轴颈的基
准轴线的平行度允许公差为002mm;键槽侧面表面粗糙度Rz32μm,工作面表面粗
糙度Rz63μm。
4两端螺纹孔螺纹孔为M12,采用基孔制;螺纹孔面轴线相对于支撑轴颈面的基
准轴线的同轴度允许公差为Φ01mm。(见A3图纸)
5止推面Φ40±01,表面粗糙度Rz63μm。
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f25凸轮轴的材料和毛坯的确定
凸轮轴比较常用材料有铸铁、碳钢、合金钢等。铸铁主要有球墨铸铁、合金铸铁、冷激铸铁;碳钢主要有中碳钢、40钢、45钢、合金钢40Cr等等。球墨铸铁一般用于单缸凸轮轴,合金铸铁一般用于高速凸轮轴。冷激铸铁取消热处理,节约能源,加工余量较小,常用于轿车发动机或汽油机凸轮轴。对于少量生产或试制时,也可利用相应的棒料切削加工成型,但这样材料的利用率很低。
凸轮轴对材料的要求较多,首先要有一定的弯曲疲劳强度和足够的韧性,能承受一定的扭转载荷,确保凸轮轴在工作中受力后无明显的变形。其次是工作表面特别是凸轮表面要有较高的粗糙度、中等强度和硬度以及较好的耐磨性,避免凸轮轴在工作过程中产生磨损、刮伤、断裂等严重缺陷。然后材料r