小型汽油机活塞连杆的设计与校核
?1???c??p2=224.345MPa;
?1m??c??p2?177.345MPa;
在垂直于摆动平面内 :
?2????2??z?/2?216.1MPa;
?2m???2??j?/2?169.1MPa。 该截面的抗疲劳安全序数为: n????1zK?
??a????m式中 ??1z——对称循环情况下材料的抗拉压疲劳强度,在近似计算中对于碳素钢可取:
??1z??0.7~0.9???1 ??1??0.45~0.55??B
此处,??1对称循环情况下材料的抗弯曲疲劳强度; ?B材料的强度极限。
K?——应力集中系数,可取等于1;
?——考虑零件表面粗糙度影响系数,对于结构钢来说,当表面不加工时可取等
于0.4~0.6;
??——材料疲劳循环特性系数,可取等于0.2。
根据已知条件得:
nx?1.213??nx? ,ny?1.26?ny ;
杆身合格。
3.73 连杆大头的结构尺寸及其强度校核
连杆大头必需具有足够刚度,杆身与大头之间具有平滑过渡,并尽量减小
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连杆螺栓之间的跨度,通常在连杆螺栓孔和大头孔之间留出1.0~1.5mm的很薄的壁厚,而螺栓孔外侧的壁较厚,一般不小于2mm。
在斜切口的连杆上,当连杆承受拉伸力P的作用时,沿剖分面将作用有相当大的横向力Pi。在这种情况下,为了保证工作可靠,常采用以下方法定位:
① 止口定位,这种定位方法工艺性较差,所以用的不普遍。
② 定位套定位,连杆大头与大头盖的定位孔分别加工,加工精度要求高。这种定位方法的缺点是抗剪切能力较弱和尺寸不紧凑。
③ 锯齿定位,这种定位方式抗剪切的强度大,定位可靠,尺寸紧凑,但要求加工精度高,齿的节距公差应在0.01mm以内,齿间表面的贴合应该好,否则在拧紧螺栓时大头孔会变形失圆。即便如此,这种定位方法得到了广泛的采用。
④ 销钉定位。其特点与定位套定位相似,但销钉尺寸小,可减小大头孔的横向尺寸,一般用在具有四个连杆螺栓的发动机上。
连杆大头尺寸主要取决于曲柄销直径D2、长度L2及连杆轴瓦厚度δ’和连杆螺栓直径dm0。
为使活塞连杆组能从气缸中装拆,要求大头的最大横向尺寸小于气缸直径。 根据《内燃机设计手册》《机械设计手册》知:H1/D1=H2/D1=0.41~0.58,取0.58,即平切口连杆H1和H2=19mm。
在平切口连杆中,用螺栓定位,以防止连杆和连杆盖安装时错位。 剖分形式主要有平切口和斜切口两种。平切口结构简单,刚性好,宜优先采用。当曲柄销直径大于0.65D(D为气缸直径)时,需采用斜切口连杆(剖分角一般为45°),以便于活塞连杆组件在拆装时能通过气缸孔。斜切口连杆刚度不对称,结合面有较大横向力,需有更可靠的定位。
连杆盖的定位方式有多种,平切口连杆定位销,螺栓杆和定位销套定位;斜切口连杆可采用止口或锯齿定位;轿车发动机上也有采用
连杆大头涨烈工艺形成的不规则断面来定位的方式。采用何种定位方式取决于工厂的生产工艺。目前平切口连杆大多采用螺栓杆定位,斜切口大多采用锯齿定位,优点是结合面大,贴合紧密,定位可靠,结构紧凑,拆装方便。 已知条件 :
活塞组质量m’=1.13kg,
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连杆往复部分m=1.327kg,
ω=3.14n/30=314rad/s,
连杆大头盖m3=0.58kg, 连杆组旋转部分m2=1.06kg ,
小头截面积 F??d2?d1?b1?207.2mm2 衬套截面积 F,??d2?d1?b1?74mm2 螺栓中心线间的距离 l1=45mm, 钢的弹性模量 E=2.2×106kgf/cm2; 连杆大头盖受惯性力拉伸负荷: P,,jmaxG?G32G,?G2?wR?1????2wR;
gg根据已知条件得:5.117KN;
连杆大头横向直径减小: ?1?,0.0024Pj,maxl13E(J?J),;
根据已知条件得:0.003mm;
主轴承和轴瓦之间的间隙为0~0.12mm,小于此前值一半,安全。
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感谢词
衷心感谢在此次毕业设计中给予我帮助的所有人!
首先感谢无锡开普机械有限公司和公司领导对我们此次毕业设计的关注和安排。给我们提供合适的课题,并在毕业设计过程中,给予了我们在时间安排上的许多方便,使我们能在要求时间内完成此次设计
其次感谢在设计过程中一直给予我指导和帮助的企业指导人王济平工程师,王工平日里工作繁多,但在我做毕业设计的每个阶段,从车间实习到查阅资料,设计草案的确定和修改,中期检查,后期详细设计,装配草图等整个过程中都给予了我悉心的指导。感谢王工这段时间以来在设计安排、知识讲解以及其他方面给予我的关心和指导,使我对所学知识有了更深的理解顺利完成了本次设计。我的设计较为复杂繁琐,但是王工仍然细心地纠正图纸中的错误。除了王工的专业水平外,他严谨的工作态度,也是我永远学习的榜样,并将积极影响我今后的学习和工作
同时感谢学校里的周景亮老师和郑伟老师,感谢他们对我的审们论文核和修改,以及平时对我们在公司实力的关心。感谢和我一起完成这次毕业设计的各位同学,以及给予我帮助过的人
然后我要感谢大学四年来所有的老师,为我们打下机械专业知识的基础。
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参考文献
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