小型汽油机活塞连杆的设计与校核
衬套内径d 衬套支撑长度d/D=0.28-0.42 0.28 1.1 19mm 20.9mm b1/d=0.9-0.12 lx σ
已知可得：
连杆工作温度： ?t?100~130℃
衬套内径d=19mm，小头内径d1=23mm，小头外径dx=36mm；
d2?d1?14.75mm； 4d?d1?6.5mm； 小头壁厚 Sx?222-4mm 2mm 2mm 小头平均直径 r?小头截面积 F??d2?d1?/b1?271.7mm2； 衬套截面积 F,??d1?d0?/b1?83.6mm2
衬套和小头热膨胀不一致的过盈量 ?t????，?td1?0.002mm； 材料在脉冲循环下的弯曲疲劳极限?0??1.4?1.6???1?37.5kgf/mm2 衬套过盈配合影响系数K?EF?0.843； ,,EF?EF??衬套压配过盈量??0.016?0.062mm；
11选择KG160最高燃烧压力Pz?10MPa， ???， D=68mm, 角系数
35???2??1???0?0.33；
小头安全系数使用【n】=1.5。
连杆小头地强度，通常只简单的按在活组的往复惯性力pjh作用下截面上的拉应力?p来计算的。
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?p?pjh2lxSx
式中，pjh——在最大可能转速下由活塞组质量产生最大惯性力； lx——小头宽度； Sx——小头壁厚。 根据已知条件得：
在这里刚的许用应力为30~50MPa，其中碳钢取较小值，合金钢取较大值。 假设压配表面间互相压紧的压力p是均匀分布的，则压力p可按下式计算：
P?
???t2?dx2?d12?d1?d2?????2? 222d?dd?d1?d1?x?1,??EE??????式中，dx——小头外径； d1——小头内径； d——衬套内径；
?——泊松比，可取等于0.3；
E——连杆材料的弹性模量，等于钢E?2.24?105MPa； EC——衬套材料的弹性模量，等于青铜EC?1.17?105MPa。 根据已知条件得：4.812KN； 内表面压力
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?1?dx?d1dx?d12222P,
根据已知条件得:1.145?104MP; 外边面压力：
2d ???212P
dx?d1根据已知条件得：6.637?103MPa； 活塞组最大惯性力： Pjmax2G,2?wR?1???； g根据已知条件得：4.178KN； 外表面是任意截面的应力：
??16r?h ??j??2M； ?KN???h2r?hbh??1根据已知条件得：45.3MPa； 内表面上任意截面上的应力：
??16r?h ?ij???2M； ?KN???h2r?hbh??1根据已知条件得：-13.6MPa； 最大压缩力：
Pc?Pz?P,jmax?Pz?D2G,2?wR?1???； 4g根据已知条件得:26.908KN; 小头安全系数： n???1z??????m??；
根据已知条件得：2.19??n?, 合格.
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3.72 连杆杆身的结构尺寸及其强度校核
连杆杆身长度取决于总体尺寸。原则上尽可能取短值以减小机器总高和增强连杆刚度。短连杆的主要问题是活塞侧向力大和平衡块可能碰到活塞裙部。目前的趋势是采用短连杆，曲柄连杆比（??R/L）在0.27-0.30之间。
根据《内燃机设计手册》《机械设计手册》知：λ的一般范围在0.27-0.30，
R可知，l=118mm。 l连杆杆身一般采用工字形截面，工字形截面的长轴位于连杆摆动平面。对于抗压稳定性号的连杆，其杆身也可以采用四角倒圆的矩形截面。连杆杆身截面的
可取0.288，根据??高度H一般大约是截面宽B的1.5~1.8倍，而B大约等于?0.26~0.3?D（D为气缸直径）。杆身的最小截面积与活塞面积之比，对于钢制连杆来说大约为范围内。 有此可知：
B?0.288?68?19.5mm； H?1.65?19.5?32.3mm。
ω=3.14n/30=314rad/s；
钢材系数C=0.0002-0.0005，杆身中间截面积fmin=107.92mm2 ； 杆身安全系数: ?nx??1.03；ny?1.09； 角系数 ?0?11~的2530??2??1??0?0?0.33； ??1z?245MPa。
连杆杆身所承受的拉伸作用力pc和压缩作用力pp可分别按下式计算：
G,r?G2wR?1??? Pc?pzAh?pj?g Pp?pj???mh?ml?w2R?1???
式中，pz——气体最高爆发压力； Ah——活塞面积；
pj——在上止点处，包括连杆杆身计算截面以上部分的质量在内的全部
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往复惯性力；
mh——连杆组质量为1.527kg；
ml——计算截面以上部分的连杆质量1.13kg； 根据已知条件得：pc=9.82KN；pp=40.91MPa。
对于靠近小头的杆身截面面积最小处fmin的截面Π—Π来说，由pc引起的拉伸力：
?pcc?f=47MPa； min杆身最小截面对其垂直于摆动平面的轴线的惯性矩： J1X??BH3??B?t?h312? 根据已知条件得：5.784?103mm4
杆身中间截面对其位于摆动平面的轴线的惯性矩： Jy?112??H?h?B3?ht3? 根据已知条件得：3012mm4； 由Pe压缩和纵弯曲引起的合成应力、 在摆动平面内：
?P2?el1F?cJPe
x根据已知条件得：401.69MPa； 在垂直摆动平面内 ：
?P,2elj?F?cJPe；
y根据已知条件得：385.2MPa；
则在内燃机运转过程中该截面中应力变化的振幅等于：
在摆动平面内：
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