連桿強(qiáng)度的校核（精編版）

1、連桿強(qiáng)度的校核校核連桿端頭的強(qiáng)度剪切機(jī)構(gòu)中，連桿承受著將活塞桿的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成兩個(gè)位置的同步的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的全部工作載荷。其材料常用鑄鋼（zg35 、zg40mn ） ，還有 45鍛鋼。大端頭、小端頭還有連桿本體三部分組成了連桿。由剪切力產(chǎn)生的作用力為連桿承受的主要載荷。所以，其強(qiáng)度計(jì)算要對(duì)端頭和連桿本體兩部分進(jìn)行校核。校核連桿端頭的強(qiáng)度連桿的端頭屬于曲桿類零件，它的強(qiáng)度計(jì)算與圓環(huán)狀零件類似，連桿端頭如下圖所示，為一個(gè)環(huán)形力學(xué)模型，求出靜不定力矩后，然后進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。圖 4-7 連桿端頭受力圖1. 確定定力矩做如下假設(shè)，方便之后的計(jì)算：（1）將原均布載荷的作用力簡(jiǎn)化為兩個(gè)集中載荷n2，假

2、設(shè)力n2的作用點(diǎn)位于與水平軸線成 70的位置 ; 參考工廠文獻(xiàn)取，（2）層半徑是一個(gè)平均半徑r 。 、r 。是斷面 - 中性層半徑 r ? 和斷面 - 中性層半徑 r ? 之和的一半，即（）（3）=045范圍內(nèi)，各個(gè)斷面的慣性矩都與斷面-的慣性矩 ? 相等，而 =4590范圍內(nèi)，各個(gè)斷面的慣性矩都和斷面- 的慣性矩 ? 相等。由以上假設(shè)，可以通過斷面 - 處的轉(zhuǎn)角為零的變形條件， 求出靜不定力矩 ma ，斷面 - 轉(zhuǎn)角 ? 為零的變形條件，可用下式表示為：（）式中： m 作用的彎曲力矩：斷面的慣性矩；彎曲力矩對(duì)靜不定力矩的導(dǎo)數(shù)，即；（）ls 對(duì)應(yīng)的斷面角的弧長(zhǎng)； e 材料的彈性模量；由于各區(qū)段

3、的慣性力矩i 和彎曲力矩不同，式（）要分為三段進(jìn)行積分，即0drmmiidrmmiidrmmei1401874218700212100112100111式中：1m 斷面角在700區(qū)域內(nèi)的彎曲力矩。cos12n-mma1（）2m 斷面角在9070區(qū)域內(nèi)的彎曲力矩。0a2rcos70cos2ncos12nmm（）01m 彎曲力矩1m對(duì)靜不定力矩am的導(dǎo)數(shù)。a101mmm（）02m 彎曲力矩2m對(duì)靜不定力矩am的導(dǎo)數(shù)。a202mmm（）將式（）至（）代入式子（）中進(jìn)行積分處理后，靜不定力矩am的計(jì)算公式便可得出，如下21021aii1785.0rii43.0078.02nm（）2. 計(jì)算連桿的應(yīng)力求

4、出靜不定力矩am后，再計(jì)算各斷面的應(yīng)力?？紤]曲率修正系數(shù)和，用直梁公式計(jì)算，如下：llwmfn（）ywmfny（）式中：n 斷面上垂直作用力；lw抗拉伸截面系數(shù)； m 斷面上彎曲力矩，由斷面角，按照式子（）的m ? 或（）的 m ? 進(jìn)行計(jì)算； f 斷面的面積；l 承受拉伸應(yīng)力的斷面系數(shù)；yw 抗壓縮截面的系數(shù)；y 承受壓縮應(yīng)力的斷面系數(shù)； 拉伸纖維曲率的修正系數(shù)；根據(jù)中性層平均半徑和斷面高度 h的比值在參考文獻(xiàn) 3 圖 11-40 上查出； 壓縮纖維曲率的修正系數(shù)， 根據(jù)比值在參考文獻(xiàn) 3 圖 11-40 上查出。1、2、3、5、6、7 桿的端頭直徑，都做成大小一樣，經(jīng)過受力分析，連桿1 和

5、連桿 7 承受的作用力最大。因此，只要桿件1 和桿件 7 滿足了強(qiáng)度要求，其他桿件就可以滿足強(qiáng)度要求。斷面i的慣性矩和斷面iiii的慣性矩相同，因?yàn)樵O(shè)計(jì)的連桿端頭具有相同的截面面積。式（）可以寫成00anr162.011785.0r43.0078.02nm（）0r由式（）得am由式（）得斷面ii承受拉力，1m由式子（）得mn312m1斷面iiii承受壓力，2m由式子（）得5.5290cos70cos223.385 .52223.38325m2mn3.335322ylmm6 .97632255032bhwwl由式子（）可得963l106.97632512.110250021023.38mpa38

6、0y由（）得9y1056.9762 .3359.00 =309mpa3255.5223.38162. 0ma = =式中： 材料的許用應(yīng)力b 材料的強(qiáng)度極限由文獻(xiàn) 4 表 3-1-9 得b=1030n 安全系數(shù)取2nl, y綜上，桿件滿足極限強(qiáng)度要求校核連桿的本體強(qiáng)度在不考慮摩擦的影響時(shí)，連桿承受的主要壓力（拉力）還有因?yàn)榇?、小端頭的長(zhǎng)度不相等所導(dǎo)致的偏心載荷。連桿本身最大應(yīng)力a如下：aaawnefn（）式中af 連桿上的斷面系數(shù)；af650050652n連桿上的作用力e 大端頭和小端頭長(zhǎng)度不同而引起的偏心，如果作用力均勻分布，偏心距405013021ll21e12（）1l 連桿小端頭的長(zhǎng)度mm50l12l 連桿大端頭的長(zhǎng)度mm130l