XT2110C15船用柴油機(jī)連桿設(shè)計(jì)論文

1、. . . . 1 / 29目目 錄錄第一章緒論第一章緒論 5 51.1 選題的依據(jù)與意義 51.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)（含文獻(xiàn)綜述）61.3 本課題研究容 7第二章第二章 XT2110C-15XT2110C-15 船用柴油機(jī)連桿研究方案船用柴油機(jī)連桿研究方案 7 72.1 連桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)分析 82.1.1 連桿的運(yùn)動(dòng)分析 82.1.2 連桿的受力分析 92.1.3 連桿的結(jié)構(gòu)分析 92.2 連桿的工作條件和設(shè)計(jì)要點(diǎn) 102.3 連桿的材料性能與特點(diǎn) 102.4 連桿的詳細(xì)設(shè)計(jì) 112.4.1 連桿材料 112.4.2 連桿主要尺寸 122.4.3 連桿螺栓 142.4.4 連桿軸瓦

2、142.4.5 連桿小頭的強(qiáng)度計(jì)算 142.4.6 連桿桿身的強(qiáng)度設(shè)計(jì) 202.4.7 連桿大頭蓋的強(qiáng)度計(jì)算 232.4.8 連桿螺栓的強(qiáng)度計(jì)算 25第三章設(shè)計(jì)總結(jié)第三章設(shè)計(jì)總結(jié) 2828第四章致第四章致 2929第五章參考文獻(xiàn)第五章參考文獻(xiàn) 2929. . . . 2 / 29XT2110C-15XT2110C-15船用柴油機(jī)連桿設(shè)計(jì)船用柴油機(jī)連桿設(shè)計(jì)摘要：摘要：連桿作為一種最重要的部件被廣泛運(yùn)用于各種發(fā)動(dòng)機(jī)。隨著船舶與艦艇產(chǎn)業(yè)對(duì)幾何尺寸精度和在質(zhì)量的需求不斷增加，新的緊密制造技術(shù)和設(shè)備隨之被引進(jìn)中國(guó)，從而改進(jìn)連桿的生產(chǎn)。對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能與可靠性要求越來(lái)越高，而連桿的強(qiáng)度、剛度對(duì)提高發(fā)動(dòng)

3、機(jī)的動(dòng)力性與可靠性至關(guān)重要，因此國(guó)外各大發(fā)動(dòng)機(jī)研制公司對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)連桿用材料與制造技術(shù)的研究都非常重視。 雖然連桿加工本身所包括的工藝容并不復(fù)雜，但由于材質(zhì)、外形尺寸以與要求的加工精度，經(jīng)常給加工帶來(lái)不少困難。鍛造毛坯的精度與剛性差、孔加工的精度低、連續(xù)帶狀切屑的斷屑、平面加工的毛刺、因夾壓和應(yīng)力的重新分布而產(chǎn)生的幾何變形等，是加工工藝長(zhǎng)期以來(lái)需要研究和解決的主要技術(shù)問(wèn)題。所以，連桿的工藝設(shè)計(jì)只有通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的不斷改善，才能最終達(dá)到設(shè)計(jì)的目標(biāo)。關(guān)鍵詞：連桿；材料；高強(qiáng)度；設(shè)計(jì)目標(biāo). . . . 3 / 29ABSTRACTABSTRACT：The connecting rod is among the

4、 most important parts used widely in various engines. With the increasing demands from the ships and watercraft industries for geometrical dimensional accuracy and internal quality, new precision forging technologies and equipmenthave been introduced recently to China to improve the production of co

5、nnecting rods.For the power of the engine performance and reliability requirements of increasingly high, and the linkage of the strength, stiffness to improve engine power and reliability is essential, therefore the domestic and international major engine development company on engine connecting rod

6、 material and manufacturing technology have attached great importance to the study.High strength, light weight, low cost is the development trend of engine connecting rodAlthough the connecting rod processing itself includes process is not complicated, but due to material, shape size and requirement

7、s of the processing precision, often bring many difficulties for processingRough forging precision and poor rigidity, the hole processing accuracy is low, continuous chip breaking chip, graphic processing of burr, due to pressure and stress redistribution and the geometric deformation, is the proces

8、sing technology has long needed to study and solve technical problems. Therefore, the connecting rod design only through the field of continuous improvement, to ultimately achieve the design goalKeywords:connecting rod；matirals；high strength；design goal. . . . 4 / 29第一章第一章 緒論緒論1.11.1 選題的依據(jù)與意義選題的依據(jù)與意

9、義：近百年來(lái)，柴油機(jī)因其功率圍大、效率高、能耗低，在各型民用船舶和中小型艦艇推進(jìn)裝置中確立了其主導(dǎo)地位。新材料、新工藝、新技術(shù)的不斷開(kāi)發(fā)使用，為柴油機(jī)注入了新的活力，使其在動(dòng)力機(jī)械，尤其在船舶動(dòng)力方面依然發(fā)揮著無(wú)法替代的作用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在 2000 噸以上的船舶中， 柴油機(jī)作為動(dòng)力的超過(guò) 95，預(yù)計(jì)這一情況仍將持續(xù)下。1去受油價(jià)的影響，以與一些柴油機(jī)的缺點(diǎn)（比如煙度和噪聲）被一一克服，現(xiàn)在在乘用車(chē)市場(chǎng)，柴油動(dòng)力開(kāi)始漸漸顯示其獨(dú)特魅力。但是，由于受各種因素的影響，我國(guó)的柴油機(jī)研究還是落后于世界先進(jìn)水平。經(jīng)歷多年的市場(chǎng)實(shí)踐，國(guó)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)已不再滿(mǎn)足于憑借引進(jìn)產(chǎn)品獲得市場(chǎng)上的暫時(shí)領(lǐng)先，而認(rèn)識(shí)到核

10、心技術(shù)是最關(guān)鍵的，只有通過(guò)引進(jìn)、消化、吸收的途徑，自己掌握了核心技術(shù)，企業(yè)才會(huì)有發(fā)展后勁并獲得可持續(xù)發(fā)展的條件。隨著我國(guó)造船事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，作為船舶配套中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，柴油機(jī)技術(shù)的發(fā)展瓶頸已日益凸顯。因此，必須研發(fā)具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的柴油機(jī)，以提高我國(guó)船舶制造的國(guó)產(chǎn)率。發(fā)動(dòng)機(jī)是船舶的心臟，而發(fā)動(dòng)機(jī)連桿則是承受強(qiáng)烈沖擊力和動(dòng)態(tài)應(yīng)力最高的動(dòng)力學(xué)負(fù)荷部件，其在工作中承受著急劇變化的動(dòng)載荷，再加上連桿的高頻擺動(dòng)產(chǎn)生的慣性力,會(huì)使連桿桿身發(fā)生形變，輕則會(huì)影響曲柄連桿機(jī)構(gòu)的正常工作,使機(jī)械效率下降。重則會(huì)破壞活塞的密封性能，使排放惡化，甚至造成活塞拉缸、拉瓦，使發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)常工作。因此對(duì)其剛度和強(qiáng)度提

11、出了很高的要求。以往，連桿的的制造以鑄造法和鍛造法為主；20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)，由于采用粉末鍛造法大批量生產(chǎn)的粉鍛連桿具有力學(xué)性能優(yōu)、尺寸精度高、質(zhì)量較輕與質(zhì)量偏差很小等特. . . . 5 / 29點(diǎn)，因而相繼在發(fā)達(dá)國(guó)家快速發(fā)展，逐漸取代鑄造和鍛造連桿。而高密度燒結(jié)法制造連 2桿也快速發(fā)展，并具有良好的力學(xué)性能。1.21.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)（含文獻(xiàn)綜述）國(guó)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)（含文獻(xiàn)綜述）：國(guó)船用柴油機(jī)研究現(xiàn)狀近年來(lái)，我國(guó)船用柴油機(jī)的技術(shù)水平獲得較大發(fā)展，通過(guò)技術(shù)引進(jìn)，不但使我們掌握了國(guó)外柴油機(jī)先進(jìn)技術(shù)，同時(shí)對(duì)我國(guó)柴油機(jī)制造工廠(chǎng)進(jìn)行了相應(yīng)的技術(shù)改造，補(bǔ)充和更新了一批關(guān)鍵工藝裝備，

12、健全了工廠(chǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施，加強(qiáng)了質(zhì)保管理系統(tǒng)，相應(yīng)培養(yǎng)了一批專(zhuān)業(yè)人才，積累了他們對(duì)先進(jìn)柴油機(jī)的制造和試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)，在消化、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)同時(shí)，給我國(guó)自行研制柴油機(jī)奠定了良好的基礎(chǔ)。與此同時(shí)，在各研究所、高等院校和制造企業(yè)通力合作下，我國(guó)也研制了不少新一代船用柴油機(jī)產(chǎn)品，通過(guò)大量研究和試 制工作，也取得 了不少豐碩成果。80 年代初以來(lái)，我國(guó)陸續(xù)引進(jìn)了一些較先進(jìn)機(jī) 型的生產(chǎn)許可證，如 Deutz MwM604B和 234，$20， ATL25，DL22，SEMT Pielstiek PA6 和 PC2，MTU331396 等，1991 年又引進(jìn)了 MTU956116302。其中，有的機(jī)型已投產(chǎn)，有的

13、正在準(zhǔn)備投產(chǎn)，這些對(duì)我國(guó)柴油機(jī)的發(fā)展起到了積極作用。在吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，我國(guó)對(duì)老機(jī)型作了改進(jìn)提高，如 12VE230 柴 油 機(jī) 將 功 率 從 1618kW 提高到 2426kW，同時(shí)也開(kāi)發(fā)了一些新機(jī)型。但總的說(shuō)來(lái)， 我國(guó)現(xiàn)有的船用柴油機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)如強(qiáng)載度、可靠性和燃油消耗率等與國(guó)外先進(jìn)機(jī)型相比，尚存在不少差距。 1我國(guó)船用中高速柴油機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀是：設(shè)計(jì)、研究和生產(chǎn)體系初具規(guī)模，總體水平不高，關(guān)鍵零部件制造工藝落后，達(dá)不到高質(zhì)量水平。國(guó)外船用柴油機(jī)研究現(xiàn)狀國(guó)外如日本、國(guó)、英國(guó)、美國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、丹麥等主要造船國(guó)家中，政府對(duì)造船業(yè)都采取扶持政策，國(guó)家提供的政策有信貸、稅收、產(chǎn)品進(jìn)出口

14、、企業(yè)改組、科技投入等方面的優(yōu)惠政策給予造船業(yè)扶持，推動(dòng)造船業(yè)的發(fā)展E 。作為造船業(yè)中間產(chǎn)品的船用柴油機(jī)產(chǎn)業(yè)與造船業(yè)同步發(fā)展，并形成了一大批世界著名的船用柴油機(jī)生產(chǎn)企業(yè)，如法國(guó)的 Pielstick,瑞士的 New Sulzer，德國(guó)的 MAN B&W，MTU，Deutz MWM，芬蘭的 Wartsila，美國(guó)的Caterpillar 等。目前，國(guó)際上占有一定市場(chǎng)率的生產(chǎn)中速機(jī)的公司主要有：MAN B&W，Wartsila-New Sulzer，Pielstick，Mak 和阪神。盡管中速機(jī)的市場(chǎng)占有情況每年有些波動(dòng)，但所列幾家公司始終處于世界前列。高速機(jī)一直以 MTU 公司、Deutz MW

15、M 公司、Caterpillar 公司和 Paxman 公司的產(chǎn)品占有重要地位。國(guó)外柴油機(jī)制造業(yè)的發(fā)展具有以下共同特征：（1）超大量的投入。柴油機(jī)發(fā)展到如此綜合性，一般的投入已不能適應(yīng)迅速發(fā)展的市場(chǎng)需求。以 New Sulzer 為例，90 年代策略總投資 6000 萬(wàn)瑞士法郎這筆資金是 1993 年凈收入的兩倍。產(chǎn)生的效益則是每年以 20%以上的速度遞增。. . . . 6 / 29（2）資本的集中。超大量的投入要依靠雄厚的資本，這不是一般或者單個(gè)勤業(yè)可以承受的。因此柴油機(jī)企業(yè)的集團(tuán)化發(fā)展趨勢(shì)有增無(wú)減。80 年代初，MAN 和 B&W 組成了心的集團(tuán)公司，1992 年又與 MTU 公司取得了

16、 Pielstick公司的剩余股份。New Sulzer 公司 1991 年新組建，而 Wartsila 已使幾個(gè)頗有名的柴油公司，如法國(guó)的 SACM，荷蘭的 Stork 等加入了自己的集團(tuán)。1996 年，New Sulzer 又與其合并。同年，美國(guó) Caterpillar 與德國(guó)Mak 兩家公司聯(lián)合。新的集團(tuán)組合，相應(yīng)的產(chǎn)品綱領(lǐng)也隨著進(jìn)行調(diào)整、取舍，老的產(chǎn)品淘汰，新的產(chǎn)品誕生。（3）柴油機(jī)技術(shù)的發(fā)展早已不是依靠個(gè)人的專(zhuān)利發(fā)明進(jìn)行重要改進(jìn)的時(shí)代，科研集體在現(xiàn)代柴油機(jī)的發(fā)展中起了主導(dǎo)作用。除大企業(yè)的開(kāi)發(fā)中心以外，獨(dú)立的柴油機(jī)研究機(jī)構(gòu)的開(kāi)發(fā)活動(dòng)也相當(dāng)活躍。較早的有英國(guó)的 Ricardo研究所，奧地

17、利的 Lister 研究所，德國(guó)的 FEV 是后起之秀，美國(guó)的西南研究所更具實(shí)力。這些機(jī)構(gòu)根據(jù)自己對(duì)市場(chǎng)的預(yù)測(cè)或接受企業(yè)的委托，以自己的各宗先進(jìn)手段和技術(shù)，單獨(dú)或者合作開(kāi)發(fā)新的產(chǎn)品。（4）重視質(zhì)量。1992 年日本洋馬公司就通過(guò)了 ISO9001 質(zhì)量體系認(rèn)證：MAN B&W 則聲稱(chēng)把自己的工作重點(diǎn)放在質(zhì)量上。（5）轉(zhuǎn)讓與擴(kuò)散生產(chǎn)。許多大企業(yè)的柴油機(jī)是以許可證貿(mào)易方式轉(zhuǎn)讓生產(chǎn)的。以 1995 年為例，世界三大柴油機(jī)企業(yè)的近 80%的臺(tái)數(shù)是由許可證買(mǎi)方生產(chǎn)。零部件的擴(kuò)散生產(chǎn)也同樣。為提高部件的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力，現(xiàn)在他們正努力尋求海外的價(jià)格低廉廠(chǎng)家，轉(zhuǎn)讓零部件生產(chǎn)。 1.31.3 本課題研究容本課題研究

18、容（一）XT2110C-15 船用柴油機(jī)主要性能參數(shù)： 柴油機(jī)型式：直列四沖程水冷直噴式 汽缸數(shù)-缸徑行程（mm）：2-110130 壓縮比：16.4 總排量（L）：2.47 功率轉(zhuǎn)速（kw/r/min）：24.2/1545 燃油消耗率（g/kw.h）：208 機(jī)油消耗率（g/kw.h）：1 冷卻方式：淡水、海水雙循環(huán)冷卻系統(tǒng)（二）滿(mǎn)足上述性能指標(biāo)的前提下進(jìn)行柴油機(jī)的連桿設(shè)計(jì)第二章第二章 XT2110C-15XT2110C-15 船用柴油機(jī)連桿研究方案船用柴油機(jī)連桿研究方案連桿設(shè)計(jì)制造的現(xiàn)狀與特點(diǎn)隨著汽車(chē)、船舶等工業(yè)制造技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能與可靠性要求越來(lái)越高，而連桿的強(qiáng)度、剛度對(duì)

19、提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性與可靠性至關(guān)重要，因此國(guó)外各大發(fā)動(dòng)機(jī)研制公司對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)連桿用材料與制造技術(shù)的研究都非常重視。. . . . 7 / 29目前，碳素鋼和合金鋼連桿、非調(diào)質(zhì)鋼連桿、粉末冶金連桿、鈦合金連桿等都有很廣泛的應(yīng)用，但在力學(xué)性能、生產(chǎn)成本等各個(gè)方面又各有優(yōu)劣。非調(diào)質(zhì)鋼由于其材料的成本不高，作為一種廉價(jià)的節(jié)能鋼種，非調(diào)質(zhì)鋼正在逐步地取代調(diào)質(zhì)鋼，國(guó)外幾乎完全采用非調(diào)質(zhì)鋼生產(chǎn)連桿。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)輕量化的要求，連桿的設(shè)計(jì)應(yīng)力提高，中碳錳釩系列非調(diào)質(zhì)鋼的強(qiáng)度無(wú)法滿(mǎn)足要求，目前德國(guó)在該鋼種的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了強(qiáng)度級(jí)別更高的鋼種，正在推廣應(yīng)用。粉末燒結(jié)鍛造連桿的特點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)效益顯著，一般認(rèn)為粉末燒結(jié)鍛造連桿與鍛鋼連

20、桿相比，材料可節(jié)約40%，生產(chǎn)成本可降低10%，能源消耗可節(jié)；但前些年由于金屬粉末的種類(lèi)極少，又受到成本的限制，發(fā)展不快。鈦合金連桿可大幅度地降低連桿的質(zhì)量，但金屬鈦的抗拉強(qiáng)度比較低。 2高強(qiáng)度、輕量化、低成本是發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的發(fā)展趨勢(shì)，我國(guó)的發(fā)動(dòng)機(jī)鍛鋼連桿制造技術(shù)與國(guó)外差距不大，但在連桿輕量化方面還相當(dāng)落后。我國(guó)的鈦合金連桿、纖維強(qiáng)化鋁合金連桿、粉末冶金鍛造連桿的研究才剛剛起步。雖然連桿加工本身所包括的工藝容并不復(fù)雜，但由于材質(zhì)、外形尺寸以與要求的加工精度，經(jīng)常給加工帶來(lái)不少困難。鍛造毛坯的精度與剛性差、孔加工的精度低、連續(xù)帶狀切屑的斷屑、平面加工的毛刺、因夾壓和應(yīng)力的重新分布而產(chǎn)生的幾何變形等

21、，是加工工藝長(zhǎng)期以來(lái)需要研究和解決的主要技術(shù)問(wèn)題。所以，連桿的工藝設(shè)計(jì)只有通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的不斷改善，才能最終達(dá)到設(shè)計(jì)的目標(biāo)。2.12.1 連桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)分析連桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)分析在分析連桿的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)之前,應(yīng)充分了解連桿的運(yùn)動(dòng)情況和受力情況。2.1.12.1.1 連桿的運(yùn)動(dòng)分析連桿的運(yùn)動(dòng)分析連桿是柴油機(jī)傳遞動(dòng)力的主要運(yùn)動(dòng)件,在機(jī)體中作復(fù)雜的平面運(yùn)動(dòng),連桿小頭隨活塞作上下運(yùn)動(dòng),連桿大頭隨曲軸作高速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。連桿桿身在大、小頭孔運(yùn)動(dòng)的合成下作復(fù)雜的擺動(dòng)。其作用是將活塞頂?shù)臍怏w壓力傳給曲軸。又受曲軸驅(qū)動(dòng)而帶動(dòng)活塞壓縮氣缸中的氣體。 4. . . . 8 / 292.1.22.1.2 連桿的受力分析連桿的

22、受力分析連桿組在工作時(shí)工作條件惡劣承受著三方面的作用力；(1) 氣缸的燃?xì)鈮毫Γ?2) 活塞連桿組的往復(fù)運(yùn)動(dòng)慣性力；(3) 連桿高速擺動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的橫向慣性力。這三種力的大小和方向隨著曲軸轉(zhuǎn)角的變化而不斷地變化。綜合起來(lái)的結(jié)果使連桿 4處于一種交變的復(fù)雜受力狀態(tài)。由于連桿為一細(xì)長(zhǎng)桿件，當(dāng)受壓縮和橫向慣性力作用時(shí)，若連桿桿身剛度不足，則會(huì)產(chǎn)生彎曲變形。若在垂直于擺動(dòng)平面發(fā)生彎曲，則危害更大，造成軸承不均勻磨損，甚至燒瓦。2.1.32.1.3 連桿的結(jié)構(gòu)分析連桿的結(jié)構(gòu)分析連桿組一般由連桿體、大頭蓋、連桿螺栓、軸瓦和連桿小頭襯套等組成。連桿體包括連桿小頭、桿身和連桿大頭的上部。連桿大頭的上部與連桿大頭

23、蓋一起組成連桿大頭。連桿結(jié)構(gòu)如圖 2-1 所示： 31- 連桿襯套2- 連桿小頭3- 連桿桿身4- 連桿螺釘5- 連桿大頭6- 連桿軸瓦7- 連桿端蓋8- 連桿軸瓦凸鍵9- 連桿軸瓦定位槽圖 2-1 連桿結(jié)構(gòu)圖連桿把活塞和曲軸連接起來(lái)，連桿小頭與活塞銷(xiāo)相連接，并與活塞一起作往復(fù)運(yùn)動(dòng)；. . . . 9 / 29連桿大頭與曲柄銷(xiāo)相連接，和曲軸一起作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；連桿的其余部分則作復(fù)雜的平面運(yùn)動(dòng)。作用于活塞上的力經(jīng)連桿傳給曲軸。連桿必須具有足夠的結(jié)構(gòu)剛度和疲勞強(qiáng)度。在力的作用下，桿身應(yīng)該不致被顯著壓彎，連桿大小頭也應(yīng)該不致顯著失圓。桿身彎曲會(huì)使活塞相對(duì)于氣缸、軸承相對(duì)于軸頸發(fā)生歪斜；也的失圓會(huì)使軸承失

24、去正常配合。如果強(qiáng)度不足，在發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)轉(zhuǎn)過(guò)程中一旦發(fā)生連 3桿桿身、大頭蓋和連桿螺栓斷裂，就會(huì)使機(jī)器受到嚴(yán)重的破壞。2.22.2 連桿的工作條件和設(shè)計(jì)要點(diǎn)連桿的工作條件和設(shè)計(jì)要點(diǎn)連桿在高速運(yùn)動(dòng)中承受由活塞組傳遞的氣缸壓力和往復(fù)慣性力的反復(fù)壓縮和拉伸，由此可能產(chǎn)生疲勞破壞，是燃機(jī)主要受力運(yùn)動(dòng)件之一。連桿大小頭軸承的潤(rùn)滑條件苛刻，工作中反復(fù)受到擠壓和沖擊。 3“小體積、大功率、低油耗”是高性能柴油機(jī)對(duì)連桿提出的基本要求，其設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：(1) 在確保足夠強(qiáng)度和剛度的條件下盡可能減輕外形尺寸和質(zhì)量；(2) 注意過(guò)渡圓角與細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)，特別是連桿小頭與桿身的過(guò)渡圓角與連桿大頭蓋的螺栓支承面的過(guò)渡圓角設(shè)計(jì)，

25、防止應(yīng)力集中；(3) 必須根據(jù)總體設(shè)計(jì)的要求合理確定結(jié)構(gòu)參數(shù)和連桿體與連桿蓋的剖分形式。2.32.3 連桿的材料性能與特點(diǎn)連桿的材料性能與特點(diǎn)柴油機(jī)連桿在整個(gè)工作過(guò)程中受拉伸、壓縮以與慣性力和連桿力矩所生成的交變的載荷，尤其是大功率柴油機(jī)的工作條件更差，因此必須保證連桿具有足夠的疲勞強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)剛度。這就要求在連桿材料的選擇上針對(duì)具體的柴油機(jī)而采用高強(qiáng)度材料并輔以綜合措施。目前用于連桿的材料多為中碳鋼，而對(duì)大功率柴油機(jī)連桿則多采用高強(qiáng)度合金鋼。柴油機(jī)連桿選用中碳合金優(yōu)質(zhì)鋼，選用中碳合金鋼是因?yàn)樗?jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)熱處理之后能夠發(fā)揮良好的機(jī)械性能加進(jìn)少許合金元素是為了再提高其機(jī)械性能在鋼中加入錳元素使鋼具有

26、較高的拉伸強(qiáng)度極限、較高的硬度與較好的韌性；加入少量鉻不但能大幅度提高拉伸強(qiáng)度極限和硬度，還能增加鋼在熱處理時(shí)的穩(wěn)定性；鉬加入鋼中能使鋼具有較大的強(qiáng)度極限、屈服. . . . 10 / 29極限和很好的塑性。這種鋼經(jīng)過(guò)熱處理后具有纖維斷面,這對(duì)受沖擊、受交變載荷的連 4桿特別有用。連桿是發(fā)動(dòng)機(jī)最重要的零件之一，近代中小型高速柴油機(jī)，為使發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，最合適的連桿長(zhǎng)度應(yīng)該是，在保證連桿與相關(guān)機(jī)件運(yùn)動(dòng)時(shí)不與其他機(jī)件相碰的情況下，選取小的連桿長(zhǎng)度，而大缸徑的中低速柴油機(jī)，為減少側(cè)壓力，可適當(dāng)加長(zhǎng)連桿。連桿的結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，且連桿大頭、小頭尺寸主要取決于曲軸與活塞組的設(shè)計(jì)。在連桿的設(shè)計(jì)中，主要考慮的是

27、連桿中心距以與大、小頭的結(jié)構(gòu)形式。 。連桿的運(yùn)動(dòng)情況和受力狀態(tài)都比較復(fù)雜。在燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，連桿小頭中心與活塞一起作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，承受活塞組產(chǎn)生的往復(fù)慣性力；大頭中心與曲軸的連桿軸頸一起作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，承受活塞連桿組往復(fù)慣性力和不包括連桿大頭蓋在的連桿組旋轉(zhuǎn)質(zhì)量慣性力；桿身作復(fù)合平面運(yùn)動(dòng)，承受氣體壓力和往復(fù)慣性力所產(chǎn)生的拉伸.壓縮交變應(yīng)力，以與壓縮載荷和本身擺動(dòng)慣性力矩所產(chǎn)生的附加彎曲應(yīng)力。為了順應(yīng)燃機(jī)高速化趨勢(shì)，在發(fā)展連桿新材料、新工藝和新結(jié)構(gòu)方面都必須既有利于提高剛度和疲勞強(qiáng)度，有能減輕質(zhì)量，縮小尺寸。對(duì)連桿的要求：1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸緊湊，可靠耐用；2、在保證具有足夠強(qiáng)度和剛度的前提下，盡可能的減

28、輕重量，以降低慣性力；3、盡量縮短長(zhǎng)度，以降低發(fā)動(dòng)機(jī)的總體尺寸和總重量；4、大小頭軸承工作可靠，耐磨性好；5、連桿螺栓疲勞強(qiáng)度高，連接可靠。但由于本設(shè)計(jì)是改型設(shè)計(jì)，故良好的繼承性也是一個(gè)考慮的方面。. . . . 11 / 292.42.4 連桿的詳細(xì)設(shè)計(jì)連桿的詳細(xì)設(shè)計(jì)2.4.12.4.1 連桿材料連桿材料結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)工作特性,發(fā)動(dòng)機(jī)連桿材料應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作所需要的要求。應(yīng)具有較高的疲勞強(qiáng)度和沖擊韌性，一般選用中碳鋼或中碳合金鋼，如 45、40Cr 等，本設(shè)計(jì)中發(fā)動(dòng)機(jī)為中小功率發(fā)動(dòng)機(jī)，故選用一般的 45 鋼材料基本可以滿(mǎn)足使用要求。2.4.22.4.2 連桿主要尺寸連桿主要尺寸1連桿長(zhǎng)度l

29、曲柄連桿比一般均大于 0.3，這樣可以使柴油機(jī)的機(jī)體高度降低，凈質(zhì)量減少，而且連桿長(zhǎng)度減小后，其材料也相應(yīng)減少，從而成本降低。但是，過(guò)小的曲柄連桿比會(huì)引起活塞側(cè)壓力增加，從而導(dǎo)致柴油機(jī)摩擦損失的增加，加速活塞、活塞環(huán)、氣缸套的磨損，影響可靠性。高速柴油機(jī)概念設(shè)計(jì)與實(shí)踐中指出：當(dāng)曲柄連桿比左右時(shí)，對(duì)柴油機(jī)壽31. 0命與可靠性影響不大。參照原機(jī)與總體布置，選擇曲柄連桿比為：。29. 0260/65/,260lrmml2連桿的結(jié)構(gòu)尺寸小頭主要尺寸為連桿襯套徑 d 和小頭寬度。 柴油機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)中介紹的各個(gè)尺寸1b圍為：由 查 柴油機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)29. 0260/65/lr 毫米 36. 0Dd40d 毫

30、米 小頭徑 毫米0625. 0d5 . 24521dd 小頭外徑 毫米 大頭徑 毫米36. 112dd612d736. 01DD811D 小頭厚度 取 毫米1 . 11db401b. . . . 12 / 29 大頭厚度 取 毫米 65. 012Db532b 取 毫米 螺栓直徑毫米113 . 12 . 1Dl 981l12. 0DdM14Md327. 0DH78. 0HB17. 0Ht取毫米 毫米 毫米 36H28B6t校核小頭軸承的比壓：bardbpqx5336251074.493104010401011010052.80柴油機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)中給出，q 許用值為 630bar,可見(jiàn)是在安全圍之的。

31、注：式中 ；24,DpPPzzz最高燃?xì)庾饔昧?襯套支承長(zhǎng)度襯套內(nèi)徑bd3連桿桿身連桿桿身采用典型的工字形截面。尺寸如圖 4-1 所示。4連桿大頭定位方式連桿大頭定位方式為舌槽定位。這種定位方式定位可靠，貼面緊密，抗剪切能力強(qiáng)尺寸緊湊。但要注意舌槽部位要減小應(yīng)力集中，以防疲勞損壞。圖 4-2 襯套承壓面段面圖圖 4-1 連桿桿身斷面示意圖. . . . 13 / 295連桿大頭、小頭的結(jié)構(gòu)形式連桿大頭的剖面形式：從上面選取的參數(shù)，所以采用斜切口。70. 065. 069. 0Dd連桿蓋的定位方式：斜切口連桿蓋一般采用止口定位、鋸齒定位。在本設(shè)計(jì)中采用止口定位連桿小頭的結(jié)構(gòu)形式：由于活塞銷(xiāo)的大小

32、一般由活塞設(shè)計(jì)所決定，所以在連桿的設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡可能加桿小頭襯套的承壓面積以降低比壓，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖 4-2 所示。2.4.32.4.3 連桿螺栓連桿螺栓連桿螺栓將連桿蓋和連桿大頭連在一起，它在工作中承受很大的沖擊力，如果折斷或松脫，將造成嚴(yán)重事故。因此，連桿螺栓為 M14 采用標(biāo)準(zhǔn)細(xì)牙螺紋,都采用優(yōu)質(zhì)合金鋼40Cr 制造，并精加工和熱處理特制而成。安裝連桿蓋擰緊連桿螺栓螺母時(shí)，要用扭力板手分 23 次交替均勻地?cái)Q緊到規(guī)定的扭矩，擰緊后為了防止連桿螺栓松動(dòng),還應(yīng)可靠的鎖緊。連桿螺栓損壞后絕不能用其它螺栓來(lái)代替。連桿螺栓必須用中碳合金鋼制造，經(jīng)調(diào)質(zhì)以保證高強(qiáng)度。2.4.42.4.4 連桿軸瓦連桿軸瓦

33、為了減小摩擦阻力和曲軸連桿軸頸的磨損，連桿大頭孔裝有瓦片式滑動(dòng)軸承，簡(jiǎn)稱(chēng)連桿軸瓦。軸瓦分上、下兩個(gè)半片。連桿軸瓦上制有定位凸鍵，供安裝時(shí)嵌入連桿大頭和連桿蓋的定位槽中，以防軸瓦前后移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，有的軸瓦上還制有油孔，安裝時(shí)應(yīng)與連桿上相應(yīng)的油孔對(duì)齊。目前多采用薄壁鋼背軸瓦，在其表面澆鑄有耐磨合金層。耐磨合金層具有質(zhì)軟，容易保持油膜，磨合性好，摩擦阻力小，不易磨損等特點(diǎn)。連桿軸瓦的背面有很高的光潔度。半個(gè)軸瓦在自由狀態(tài)下不是半圓形，當(dāng)它們裝入連桿大頭孔時(shí)，又有過(guò)盈，故能均勻地緊貼在大頭孔壁上，具有很好的承受載荷和導(dǎo)熱的能力，并可以提高工作可靠性和延長(zhǎng)使用壽命。軸瓦厚度和寬度根據(jù)柴油機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)上提供的

34、圍分別別取 2.5mm和 38mm。. . . . 14 / 292.4.52.4.5 連桿小頭的強(qiáng)度計(jì)算連桿小頭的強(qiáng)度計(jì)算4.5.1 連桿小頭承受的作用力1.連桿小頭在進(jìn)氣和排氣沖程中承受活塞組往復(fù)慣性力的拉伸，在上止點(diǎn)附近之值jnP為最大。-2.050.065162.1 (1+)-4585.3 NjnP )1 (2rm221065式中：為活塞組件的質(zhì)量，其數(shù)值為 2.05 千克。m為曲柄半徑，其值為 65 毫米。r為曲柄半徑與連桿長(zhǎng)之比值31. 0Lr2.連桿小頭在膨脹行程開(kāi)始點(diǎn)所承受的壓縮力 N3 .705403 .458510110410) 1052.80(625jnFckPPP 式中

35、：為最高燃?xì)庾饔昧P3.由于溫度過(guò)盈和壓配襯套而產(chǎn)生的力（1）溫度過(guò)盈量 小頭襯套有青銅，也可用粉末冶金代之?，F(xiàn)以青銅襯套進(jìn)行計(jì)算。 毫米0492. 015041101108 . 155dtTB式中： 為青銅襯套材料的熱膨脹系數(shù)=1.810BB5為鋼的小頭材料熱膨脹系數(shù) 5101為連桿小頭的溫升 推薦 tCt200100 取 Ct150為小頭襯套的外徑 d=41 毫米d. . . . 15 / 29（2）襯套與小頭配合面上由總過(guò)盈量所決定的單位壓力 PaBTMPEddddEdDdDdp5.191017.13.05.38415.38411024.23.041604160410492.0068.

36、05222252222212212222222 式中： D 小頭外徑 D =60 毫米22D 小頭徑 d=41 毫米 襯套徑 =38.5 毫米1d1d 泊桑系數(shù) 3 . 0 連桿材料的抗拉彈性模數(shù) =2.2410 MPEE5a 青銅襯套的抗拉彈性模數(shù) =1.1710 MPBEBE5a 襯套裝配過(guò)盈為 毫米，可取 毫米。068. 0016. 0068. 04.5.2 由于裝配過(guò)盈與溫度過(guò)盈所產(chǎn)生的應(yīng)力1、外表面的應(yīng)力 MP15.3441604125 .1922222222dDdpaa2、表面的應(yīng)力 MP65.53416041605 .192222222222dDdDpia許用值和在 MP 故屬安

37、全。 a i150100a4.5.3 由活塞的慣性力在連桿小頭中引起的拉應(yīng)力1、當(dāng)活塞在上止點(diǎn)時(shí) MP27. 24025.2523 .458522ArPFPcpjnjnpa. . . . 16 / 29式中：小頭平均半徑 毫米25.254416042dDrcp 小頭寬度 A=40 毫米 MP 故安全 5829pa2、按小曲率曲桿公式計(jì)算彎矩和法向力計(jì)算可作下述假定： 曲桿固定于小頭和桿身的銜接處。即在連桿小頭外圓和過(guò)度圓半徑 R 相切的位置； 連桿小頭下部支承在剛性很大的桿身上，因而不變形； 小頭沿連桿的縱向?qū)ΨQ(chēng)線(xiàn)切開(kāi)，用彎矩 和反向力 N 代替的小頭右半部的作用。0M 小頭剖面彎矩 M 和法

38、向力 N（圖 4-3） 。mNrPrNMMcpjncp359. 410)119cos119(sin25.253 .45855 . 010)119cos1 (25.253 .2186108. 1)cos(sin5 . 0)cos1 (3300式中： 、為當(dāng)斷面上的軸力和彎矩。0N0M 0和值有下列經(jīng)驗(yàn)公式求得：0N0M圖 4-3 連桿小頭剖面圖. . . . 17 / 29 N3 .2186)1190008. 0572. 0(3 .4585)0008. 0572. 0(0jnPNmNrPMcpjn108. 110)0297. 011900033. 0(25.253 .4585)0297. 000

39、033. 0(30式中：11975307517cos9022cos90121RDRH毫米 毫米 毫米25.25cpr41d602DNPNNjn6 .2057)119cos119(sin3 .45855 . 0119cos3 .2186)cos(sin5 . 0cos0（3）外側(cè)纖維應(yīng)力acpcpajMPAhKNhrhhrM55.11105 . 94016 .2057936. 0)5 . 925.252(5 . 95 . 925.25610359. 421)2(6263 式中： h 為小頭計(jì)算壁厚 毫米5 . 92416022dDh系數(shù)（4）側(cè)936. 0405 . 21017. 140)406

40、0(1024. 240)4160(1024. 255522BBFEFEFEK纖維應(yīng)力acpcpijMPAhKNhrhhrM296. 3105 . 94016 .2057936. 0)5 . 925.252(5 . 95 . 925.25610359. 421)2(62634.5.4 由壓縮力引起的應(yīng)力計(jì)算假定載荷在連桿小頭下部成正弦分布1、-剖面上的彎矩和法向力. . . . 18 / 29)cossin2sin()cos1 (00cpckcprPrNMM式中和由曲線(xiàn)查得 0M0N0012. 00cpckrPMmNM14. 21025.253 .705400012. 030 N0035. 00

41、ckPN9 .2463 .705400035. 00N彎矩)cossin2sin()cos1 (00cpckcprPrNMMmN 59.1971.2626. 914. 2)119cos119sin07. 22119sin(1025.253 .7054010)119cos1 (25.259 .24614. 233法向力NNPNcK1 .1058)119cos119sin07. 22119sin(3 .70540cos)cossin2sin(02、外側(cè)纖維應(yīng)力acpcpacMPAhKNhrhhrM52.26105 . 9401 1 .1058936. 0)5 . 925.252(5 . 95 .

42、925.2561059.1921)2(62633、側(cè)纖維應(yīng)力AhKNhrhhrMcpcpic1)2(62aMP195.40105 . 9401 1 .1058936. 0) 5 . 925.252( 5 . 95 . 925.2561059.192634.5.5 連桿小頭的安全系數(shù). . . . 19 / 29)2(212aacajacajn連桿小頭應(yīng)力按不對(duì)稱(chēng)循環(huán)變化，在小頭和桿身銜接處（即固定角 R 處）的外側(cè)纖維上安全系數(shù)最小。式中： 為材料拉伸與壓縮疲勞極限（材料 45 鋼）12 取aMP25019012aMP24012角系數(shù) 取 33. 062. 8)15.34252.2655.11

43、(33. 052.2655.112402)2(212aacajacajn小頭的安全系數(shù)一般取 故安全 n55 . 24.5.6 連桿小頭橫向直徑的減少量毫米000776. 0109 .28571024. 2295 .503 .458510)90(6523623EJdPcpjnd式中：9 .28575 . 9401211233AhJ2毫米2.4.62.4.6 連桿桿身的強(qiáng)度設(shè)計(jì)連桿桿身的強(qiáng)度設(shè)計(jì)1、連桿桿身最小截面（-） （1）連桿桿身在不對(duì)稱(chēng)交變循環(huán)載荷下工作，它受到位于計(jì)算截面（-）以上往復(fù)慣性質(zhì)量力的拉伸與氣體壓力的壓縮。則最大工況時(shí)的往復(fù)慣性力為：圖 4-4 連桿桿身圖. . . . 2

44、0 / 29NrmmPpjm9 .6038)210651 (1 .162065. 0)65. 005. 2()1 ()(22式中：為截面（-）以上連桿小頭質(zhì)量pm（2）桿身（-）計(jì)算斷面的應(yīng)力 由于慣性力拉伸（-）計(jì)算斷面處引起的應(yīng)力ajmMPFP32.12109 . 49 .60384minmin 由于壓縮力在（-）斷面處所引起的應(yīng)力NPPPjmFck7 .690869 .603810110410) 1052.80(6251ackMPFP0 .141109 . 47 .690864min1max 桿身（-）斷面處的安全系數(shù)：681. 2)32.120 .141(2 . 032.120 .14

45、12402)(2minmaxminmax12an式中：取系數(shù)2 . 0a為材料拉伸與壓縮疲勞極限（材料 45 鋼）12190250MPa 取240MPa1212由燃機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)推薦, 所以設(shè)計(jì)安全。 5 . 25 . 1n2、桿身中間斷面的強(qiáng)度計(jì)算（1）桿身中間斷面的受力 往復(fù)慣性力 壓縮力NrmmPmj7 .10347)210651 (1 .162065. 0)5756. 205. 2()1 ()(22NPPPJZCK9 .647777 .10347101104101052.8025. . . . 21 / 29（2）桿身-斷面應(yīng)力的計(jì)算 由慣性力引起的拉應(yīng)力 acpjMPFP12.21109

46、 . 47 .103474min由壓縮力引起的應(yīng)力(a) 在擺動(dòng)平面彎曲時(shí)由壓縮和縱向彎曲所引起的合成應(yīng)力按納維-蘭金公式計(jì)算(如圖 4-5 所示) )1 (22maxcpcpckxFxLcFP式中：L 為連桿長(zhǎng)度，為系數(shù)。c 取=0.00035。0005. 00002. 02Ecc3 .6399920)628(3628121)(1213333hbBBHxaxMP82.147)109 . 43 .6399921000035. 01 (10109 . 49 .647772262max(b)垂直于擺動(dòng)平面方向的應(yīng)力（圖 4-6）)41 (212maxcpcpckyFyLcFP 式中：為對(duì) Y 軸的

47、慣性矩y8 .26284)628(202836121)(1213333bBhHBy 為連桿長(zhǎng)度減去連桿大小頭孔半徑之和。1L圖 4-5 桿身橫截面圖 3628圖 4-6 桿身縱截面圖. . . . 22 / 29ayMP14.189)109 . 48 .2628445 .15100035. 01 (10109 . 49 .647772262max（3）中間斷面處的安全系數(shù)47. 2)12.2182.147(2 . 012.2182.1472402)(2minmaxminmax12xxxn97. 1)12.2114.189(2 . 012.2114.1892402)(2minmaxminmax1

48、2yyyn而 故屬安全 5 . 25 . 1n2.4.72.4.7 連桿大頭蓋的強(qiáng)度計(jì)算連桿大頭蓋的強(qiáng)度計(jì)算4.7.1 連桿大頭蓋之受力 連桿大頭蓋在進(jìn)氣沖程開(kāi)始即當(dāng)活塞在上止點(diǎn)時(shí)承受往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量和連桿大頭的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力。NrmmmmPkpkpj6 .82741 .162065. 0)6155. 0929. 1 ()3095. 01)(6466. 005. 2(1(22）（）（式中：為活塞組的質(zhì)量，=2.05 千克。mm=0.6466Kg為連桿作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量 kmlllmmmmlcc)(2km為曲拐幾集中在曲柄銷(xiāo)中心的當(dāng)量質(zhì)量；且=，是曲拐各單元的質(zhì)cmcmiirmr1im量；是各單元的

49、旋轉(zhuǎn)半徑。做平面運(yùn)動(dòng)的連桿組，根據(jù)動(dòng)力學(xué)等效性的質(zhì)量，質(zhì)心和轉(zhuǎn)ir動(dòng)慣量守恒三原則進(jìn)行質(zhì)量換算。實(shí)際計(jì)算結(jié)果表明，與，相比很小，為簡(jiǎn)化受3m2m1m力分析，常用集中在連桿小頭和大頭的 2 個(gè)質(zhì)量，近似代替連桿，從動(dòng)力學(xué)等效的2m1m頭兩個(gè)條件（即忽略轉(zhuǎn)動(dòng)慣量守恒）可得=，= 式中，是連桿組1mlllml)(2mllmllm質(zhì)量；是連桿組質(zhì)心到小頭孔中心的距離。 為連桿大頭蓋的質(zhì)量,lkpm. . . . 23 / 29=0.6155Kg。kpm4.7.2 連桿大頭蓋的強(qiáng)度計(jì)算 1、強(qiáng)度計(jì)算的假定（1） 以一定過(guò)盈安裝在大頭中的軸瓦和大頭一起變形，這樣彎矩在軸瓦和大頭蓋之間的分配就與二者的斷面的

50、慣性矩成正比。（2）大頭上部和大頭蓋沿剖分面緊密貼合,以至可將它們看成是一個(gè)整體。以大頭蓋中間斷面（即為斜切口與軸線(xiàn)成角的斷面）作為計(jì)算斷面。而以二螺栓軸線(xiàn)間距的一半45C/2 作為彎曲梁的曲率半徑。（3）慣性力對(duì)大頭蓋的壓力按余弦規(guī)律分布。這時(shí)計(jì)算應(yīng)力與實(shí)測(cè)應(yīng)力最符合。jp2、由慣性力在大頭蓋中引起的壓力（如圖 4-7 所示）4 . 0)1 (023. 0BBjFFWIICP式中：I 和大頭蓋和軸瓦橫斷面的慣性矩BIF 和大頭蓋和軸瓦的橫斷面積BFW 大頭蓋計(jì)算斷面的抗彎斷面模數(shù)C 螺栓中心線(xiàn)間的距離。 C= 84 毫米 按大頭蓋截面的簡(jiǎn)化圖形求得形心軸，按公式 CY由 ， 得CIiFYYF

51、CY9 .77017104)12310410(105 . 01122442mmYC31. 99 .7709 .7178圖 4-7 大頭蓋尺寸結(jié)構(gòu)圖. . . . 24 / 2942242333204.10962)31. 922(102810)31. 912(10431043)31. 922(4431. 94431mmYFJIiii W=3max8 .86331. 92204.5210962. 1mmLI為軸瓦斷面慣性矩BI=BI4333 .252)644(121121mmLt軸瓦寬度 L=44-6=38 毫米軸瓦厚度 厘米5 . 2taMp4 .252389 .7704 . 08 .863)0

52、3.109623 .251 (98023. 06 .8274許用值推薦 為 60200 故屬安全。aMp3、連桿大頭橫向的直徑變形 變形值不應(yīng)超過(guò)連桿軸徑之間的間隙mmIIECPBj00759. 0)3 .2504.10962(1024. 2988 .82740024. 0)(0024. 0533根據(jù) A奧爾林推薦。C毫米2 . 006. 02.4.82.4.8 連桿螺栓的強(qiáng)度計(jì)算連桿螺栓的強(qiáng)度計(jì)算4.8.1 連桿螺栓的受力由于連桿打頭是斜切口,連桿螺栓在工作中除承受予緊力外,在上止點(diǎn)時(shí)還承受往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量慣性力和連桿旋轉(zhuǎn)質(zhì)量離心力沿螺栓軸線(xiàn)分量之拉伸。1、每只螺栓所受的慣性力. . . . 2

53、5 / 29NPPjj5 .2925245sin6 .8274245sin式中：切口與軸線(xiàn)夾角45i=2 - 螺栓數(shù)連桿大頭所受慣性力NrmmmmPkpkkj6 .82741(2）（）（2、螺栓應(yīng)加的予緊力pP據(jù)奧爾林所著“燃機(jī)”第二卷推薦=24 現(xiàn)取=4 =11702.1NpPjPpPjP3、每只螺栓所受的拉力P=+X=12433.5N 式中: X=0.25基本負(fù)荷系數(shù)PpPjP4.8.2 螺栓所受拉應(yīng)力1、螺栓桿身的最大拉應(yīng)力=80.77 式中：d=14 毫米螺栓直徑22max1445 .124334dPaMp2、螺栓桿身的最小拉應(yīng)力4.8.3 螺紋所受拉應(yīng)力1、最大拉應(yīng)力 式中：=12

54、毫米螺紋徑aMpdP94.1091245 .124334221max1d2、最小拉應(yīng)力apMpdp02.761441 .11702422min. . . . 26 / 29=min47.1031241 .117024221dPaMp4.8.4 螺栓安全系數(shù)1、 動(dòng)載安全系數(shù) =nmaaK12式中：拉伸強(qiáng)度極限； 對(duì) 40取BrCaBMp980靜載疲勞極限； =0.5=49011BaMp對(duì)稱(chēng)循環(huán)拉伸強(qiáng)度極限=0.70.9 取12121aMp39281. 0112應(yīng)力集中系數(shù)； 螺栓桿身取=4.0， 螺紋取=4.5。KKK工藝系數(shù)； 81. 09 . 09 . 0尺寸系數(shù)；表面質(zhì)量系數(shù)； 角系數(shù)； = =0.33，aa0012（1）螺栓桿身安全系數(shù) nmaaK1254.1040.7833. 0375. 281. 04392式中： 375. 2202.7677.802minmaxaaMp40.78202.7677.802minmaxmaMp（2）螺栓安全系數(shù) nmaaK1266. 7705.10633. 0235. 381. 04392. . . . 27 / 29式中： 235. 3247.10394.1092minmaxaaMp705