配氣機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、配氣機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)第1頁，共16頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)34分，星期三連桿的組成及作用 組成：連桿體（小頭、桿身、連桿大頭），連桿蓋，連桿螺栓，軸瓦。 作用：傳遞力 改變運(yùn)動(dòng)方式第2頁，共16頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)34分，星期三第一節(jié) 連桿的設(shè)計(jì) 工作情況： 運(yùn)動(dòng)：上下橫向擺動(dòng)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)；受力：基本上是周期性變化的拉壓載荷 計(jì)算斷面的慣性載荷為第3頁，共16頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)34分，星期三設(shè)計(jì)要求 足夠的耐疲勞強(qiáng)度，能夠承受很大的交變載荷；有足夠的剛度，保證軸承潤滑及其他磨損正常；盡量減輕重量?？傇瓌t：在盡可能輕巧的結(jié)構(gòu)條件下，保證足夠的剛度和強(qiáng)度 第4頁，共1

2、6頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)34分，星期三連桿材料精選含碳量的中碳鋼（45，40）；中碳合金鋼（40Cr，40MnB，40MnVB） 鍛造后進(jìn)行調(diào)質(zhì)；機(jī)加后探傷球墨鑄鐵 鑄鋁合金（小型發(fā)動(dòng)機(jī)）第5頁，共16頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)34分，星期三主要參數(shù)的選擇 1.連桿長度 l 由總體布置確定用連桿比l 的校核：角最大時(shí)，連桿是否碰氣缸套下止點(diǎn)時(shí)，平衡重是否碰活塞裙部。連桿長度精度應(yīng)該在 來說明趨勢：緊湊 縮短連桿長度 連桿比達(dá)到1/3.2 常用范圍1/41/3.2 第6頁，共16頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)34分，星期三2. 小頭孔徑由活塞銷確定。一般襯套材料為錫青銅。

3、要進(jìn)行比壓校核 3. 連桿大頭孔 由曲柄銷直徑和長度確定 主要保證 B0D 即連桿的寬度要小于氣缸。 第7頁，共16頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)34分，星期三五、連桿的結(jié)構(gòu)分析與計(jì)算 1. 小頭 應(yīng)力分布與固定角g的關(guān)系,g大，應(yīng)力不均勻性增加，max ，gmin=90o 計(jì)算工況為最大轉(zhuǎn)速，剛度校核時(shí)應(yīng)保證徑向收縮量 12 拉深載荷引起的小頭應(yīng)力 壓縮載荷引起的小頭應(yīng)力 第8頁，共16頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)34分，星期三2. 桿身 壓應(yīng)力 Mmax工況，兼顧側(cè)彎情況結(jié)構(gòu)：工字截面，長軸在擺動(dòng)平面內(nèi)；考慮慣性力的變化，從小頭到大頭逐漸加大。強(qiáng)度計(jì)算：受力分析：拉壓的交變載荷計(jì)

4、算工況：拉應(yīng)力第9頁，共16頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)34分，星期三3. 連桿大頭 強(qiáng)度計(jì)算 一般只對大頭蓋做校核計(jì)算受力情況：交變的拉伸載荷作用，在進(jìn)氣上止點(diǎn) 計(jì)算工況：nmax ， 剛度校核 徑向收縮量軸承間隙的一半 第10頁，共16頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)34分，星期三 a b c圖 7-6 斜切口形式及斜切口螺釘 圖 7-7 連桿大頭形式及大頭蓋定位第11頁，共16頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)34分，星期三圖 7-8采用連桿大頭裂解工藝的連桿總成 目前最新的連桿大頭蓋定位方式是采用連桿大頭裂解（圖7-8）工藝，即整體加工出連桿大頭，然后利用脹斷的方式裂解開連桿大

5、頭，這樣產(chǎn)生的剖分面是凸凹不平的斷裂茬口，同時(shí)起到兩個(gè)方向的定位作用；抗剪切能力強(qiáng)；兩個(gè)連桿螺栓的距離短，使得連桿大頭寬度最小。而且節(jié)省了加工工藝過程，使得制造成本降低30%左右。第12頁，共16頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)34分，星期三第二節(jié) 連桿螺栓的設(shè)計(jì) 一、受力情況 1. 預(yù)緊力P0作用后 2. 在工作載荷作用下 動(dòng)載系數(shù)， 統(tǒng)計(jì)資料 第13頁，共16頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)34分，星期三從上式可以看出，螺栓抗拉剛度C1增加，基本動(dòng)載系數(shù)增加；即動(dòng)載荷變大，疲勞應(yīng)力變大。這從右圖也可以明顯看出來。剛度C1增加，意味著角變大，這樣動(dòng)載荷幅度增大。 連桿螺栓在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首先滿

6、足有足夠的抗拉強(qiáng)度，在預(yù)緊力和工作載荷下不產(chǎn)生塑性變形，而且要有足夠的耐疲勞載荷能力，沒有應(yīng)力集中，采用細(xì)牙螺紋，螺栓剛度要小于被連接件剛度。 第14頁，共16頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)34分，星期三第三節(jié) 提高螺栓疲勞強(qiáng)度措施 降低螺桿剛度C1 主要是通過光桿直徑d0進(jìn)行調(diào)整，一般d0（0.80.85）d1。提高被連接件的剛度C2。增加過渡圓角半徑，降低應(yīng)力集中。采用細(xì)牙滾壓螺紋。嚴(yán)格控制螺栓和被連接件的形位公差，減少附加彎矩 圖 711 內(nèi)燃機(jī)連桿螺栓和螺釘?shù)湫徒Y(jié)構(gòu) 第15頁，共16頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)34分，星期三第四節(jié) 連桿的強(qiáng)度計(jì)算方法現(xiàn)在連桿的強(qiáng)度計(jì)算都是采用有限元方法進(jìn)行。簡單計(jì)算時(shí)可以根據(jù)連桿的對稱性采用二維模型（圖7-12），利用連桿的對稱性只計(jì)算連桿的一半。如果想得到比較詳細(xì)的連桿應(yīng)力分布狀況，可以采用三維實(shí)體單元（圖7-13），如果采取有限元軟件里面的非線性功能，還可以計(jì)算大頭蓋與連桿大頭之間、連桿大頭與曲