4105连杆机构设计.doc

4105连杆机构设计.doc、设计要求和材料选用1、 工作情况连杆小头与活塞销相连接,与活塞一起做往复运动,连杆大头与曲柄销相连和曲轴一起做旋转运动。因此,连杆体除有上下运动外,还左右摆动,做复杂的平面运动。2、 设计要求(1) 结构简单,尺寸紧凑,可靠耐用。(2) 在保证具有足够强度和刚度的前提下,尽可能减轻重量,以降低惯性力。(3) 尽量缩短长度,以降低发动机的总体尺寸和总重量。(4) 大小头轴承工作可靠,耐磨性好。(5) 连杆螺栓疲劳强度高,连接可靠。(6) 易丁制造,成本低。连杆主耍承受气体圧力和往复惯性力所产生的交变载荷,因此,在设计时应首先保证连杆具有在足够的疲劳强度和结构钢度。如果强度不足,就会发生连杆螺栓、大头盖或杆身的断裂,造成严重事故,同样,如果连杆组刚度不足,也会对曲柄连杆机构的丁作带来不好的影响。所以设计连杆的一个主耍耍求是在尽可能轻巧的结构下保证足够的刚度和强度。为此,必须选用高强度的材料;合理的结构形状和尺寸。3、 材料的选择为了保证连杆在结构轻巧的条件下有足够的刚度和强度,采用精选含碳量的优质中碳结构钢45模锻,表面喷丸强化处理,提高强度。,为使发动机结构紧凑,最适合的连杆长度应该是,在保证连杆及相关机件在运动不与其他机件相碰的情况下,选取最小的连杆长度。连杆长度/与结构参数a斗(R为曲柄半径)有关,此次设计选取2=。•连杆衬套内径dcl—==38/n/=〃==•小头内径%d、=d+23=38+=43/nm小头宽度勺h}=〃==40mm小头外径乩d,===,采用工字形截面。杆身截面高度HH===34mm杆身截面宽度BB===22mm3•杆身截面中间宽度/Z===5mm为使连杆从小头到大头传力比较均匀,在杆身到小头和大头的过渡处用足够大的圆角半径。,切口角肖=45°1•大头孔直径D©!===$b2=,==45mm3•连杆轴瓦厚度5’6==/)==14血血5•连杆螺栓孔中心距厶Z1===92/nm螺栓孔外侧壁厚不小丁2毫术,取3亳米,螺栓头支承面到杆身或大头盖的过渡采用尽可能大的圆角。大头高度H、,H?耳二(0」9~)Q H}==\6mmH2=(〜)0 取°・50 H?==38/nm定位方式定位方式采用锯齿定位,齿形角为60°,•连杆小头计算由衬套过盈配合和受热膨胀产生的应力衬套最大装配过盈量A=8xl0-4x38=△/={a-a)&d|=(-)x10^x120x43=\mm式中a为连杆材料线膨胀系数,对丁钢a=-5l/°CQ为衬套材料线膨胀系数,对于青铜«=-5l/°C由总过盈量产生的径向均布压力+d2小石有+“普二厂"+-+ „_ +[- ,-- =\,对丁•钢E='/cm2F为衬套材料的弹性模量,对于青铜E=lA5xl06kgf/cm2小头外表而由〃引起的应力2x432丈F—.(W•曲(2)由惯性力拉伸引起的小头应力活塞组的最大惯性力—6O2/?(1+Z)=^-x!(1+)=49狄妙式中G为活塞组重量e为角速度—+502 二118°26+50固定加O 7 ocp=90+os =90+os乙+P小头平均半径仏+cLr= L=4严「(0=0°)上的弯矩M。二號丿(()33化-)=(-)=\'-cm小头中心截面(0=0)上的法向力心=匕讣(^.)=494x(!18)=(0=代)上的弯矩M2=Mq+NQr(l-cos(p