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      06 連桿組設(shè)計(jì)[五篇范文]

      時(shí)間:2019-05-13 23:49:06下載本文作者:會(huì)員上傳
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      第一篇:06 連桿組設(shè)計(jì)

      重慶工學(xué)院畢業(yè)論文

      連桿組設(shè)計(jì) 連桿組設(shè)計(jì)

      內(nèi)燃機(jī)的連桿有整體式連桿和剖分式連桿兩種。由于連桿體的型式與曲軸的型式相匹配,而摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)上普遍采用組合式曲軸。因此,本設(shè)計(jì)中選取整體式連桿。

      6.1 連桿的設(shè)計(jì)

      6.1.1 連桿的工作條件、設(shè)計(jì)要求和材料的選擇

      1、工作條件

      連桿小頭與活塞銷相連接,與活塞一起作往復(fù)運(yùn)動(dòng),連桿大頭與曲柄相連,和曲軸一起作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。因此,連桿體除了有上下運(yùn)動(dòng)外,還有左右擺動(dòng),作復(fù)雜的平面運(yùn)動(dòng)。連桿的基本載荷是拉伸和壓縮。最大拉伸載荷出現(xiàn)在進(jìn)氣沖程開始的上止點(diǎn)附近,最大壓縮載荷出現(xiàn)在膨脹沖程開始的上止點(diǎn)附近。此外,由于連桿是一細(xì)長(zhǎng)桿件,在壓縮載荷作用下,還會(huì)引起平行和垂直于曲軸軸線平面內(nèi)的彎曲。兩種彎曲都會(huì)給桿身以附加彎曲應(yīng)力。連桿擺動(dòng)的角加速度和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量而產(chǎn)生的慣性力矩,也使連桿承受附加彎矩。

      2、設(shè)計(jì)要求

      根據(jù)以上分析可知,連桿主要承受氣體壓力和往復(fù)慣性力所產(chǎn)生的交變載荷。因此,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首先保證連桿具有足夠的疲勞強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)剛度。經(jīng)驗(yàn)表明,對(duì)強(qiáng)化不高的發(fā)動(dòng)機(jī)來說,剛度比強(qiáng)度更重要。

      很顯然,為了增加連桿的強(qiáng)度和剛度,不能簡(jiǎn)單地依靠加大結(jié)構(gòu)尺寸來達(dá)到,因?yàn)檫B桿質(zhì)量的增加使慣性力相應(yīng)增加,所以連桿設(shè)計(jì)的一個(gè)主要要求是在盡可能輕巧的結(jié)構(gòu)下保證足夠的剛度和強(qiáng)度。為此,必須選用高強(qiáng)度的材料;合理的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸;采取提高強(qiáng)度的工藝措施等。

      3、材料的選擇

      為了保證連桿在結(jié)構(gòu)輕巧的條件下有足夠的剛度和強(qiáng)度,一般多用精選含碳量的優(yōu)質(zhì)中碳結(jié)構(gòu)鋼45鋼模鍛,在機(jī)械加工前應(yīng)經(jīng)調(diào)制質(zhì)處理,以得到較高的綜合機(jī)械性能,既強(qiáng)又韌。為了提高連桿的疲勞強(qiáng)度,不經(jīng)機(jī)械加工的表面應(yīng)經(jīng)過噴丸處理。連桿還必須經(jīng)過磁力探傷檢驗(yàn),以求工作可靠。

      6.1.2 連桿長(zhǎng)度的確定

      為使發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊和輕量化,應(yīng)當(dāng)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的總體布置,保證連桿在運(yùn)動(dòng)時(shí)不與其它機(jī)件相碰的條件下具有最短長(zhǎng)度。通常連桿長(zhǎng)度l以λ=r/l來衡量,常用范圍為1/4~1/3。r=s/2=22㎜,則l=66.00~88.00㎜,取l=70㎜,則λ=0.31。

      由于連桿長(zhǎng)度的偏差直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比和裝配關(guān)系,所以

      重慶工學(xué)院畢業(yè)論文

      連桿組設(shè)計(jì)

      連桿長(zhǎng)度的制造公差要控制在±0.05~0.1㎜范圍內(nèi)。

      連桿的主要結(jié)構(gòu)尺寸如圖6-1所示。

      6.1.3 連桿小頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

      本設(shè)計(jì)采用浮式活塞銷,連桿小頭在傳力過程中相對(duì)于活塞銷往復(fù)擺動(dòng)。為了耐磨,在銷頭孔內(nèi)壓入耐磨青銅襯套。

      連桿小頭為薄壁環(huán)形結(jié)構(gòu),頂端有油孔,使?jié)櫥徒?jīng)小孔潤(rùn)滑連桿小頭軸承和活塞銷。設(shè)計(jì)連桿小頭的主要任務(wù)是確定其結(jié)構(gòu)尺寸(小頭軸承孔直徑d1和寬度B1、襯

      圖6-1 高速內(nèi)燃機(jī)的主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 套外徑d、外形尺寸D1)和潤(rùn)滑方式。

      連桿小頭結(jié)構(gòu)尺寸確定如下:

      小頭軸承孔直徑d1在活塞組中已確定,d1=15㎜;

      小頭軸承孔寬度B1: B1=(1.2~1.4)d1=18.00~21.00㎜,取B1=18㎜

      襯套外徑d:

      d=(1.05~1.15)d1=15.75~17.25㎜,取圖6-1 高速內(nèi)燃機(jī)的主要結(jié)構(gòu)參數(shù) d=16㎜

      連桿外形尺寸D1:

      D1=(1.2~1.35)d=19.2~21.6㎜,取D1=20㎜

      實(shí)踐表明,連桿小頭到桿身的過渡部分是薄弱部位,該處的應(yīng)力集中較大。為了緩和應(yīng)力集中,可采用二段或三段圓弧過渡。

      連桿小頭的平衡取重凸臺(tái)可根據(jù)加工方便,設(shè)在上面或側(cè)面。為了耐磨,小頭孔中以一定過盈量壓入耐磨襯套,襯套采用耐磨錫青銅鑄造。襯套與活塞銷的配合間隙應(yīng)盡量小,以不發(fā)生咬合為原則。一般Δ=(0.0002~0.0015)d1=0.003~0.0225㎜,取Δ=0.02㎜。

      重慶工學(xué)院畢業(yè)論文

      連桿組設(shè)計(jì)

      連桿小頭軸承由于比壓大,潤(rùn)滑速度低,一般不可能造成理想在液體潤(rùn)滑。本設(shè)計(jì)中連桿小頭采用飛濺潤(rùn)滑,這是因?yàn)檩d荷的交變性引起活塞銷相對(duì)連桿上下移動(dòng),這個(gè)泵吸作用可以促成油膜恢復(fù),故在連桿小頭合襯套上應(yīng)設(shè)有油孔或油槽。

      6.1.4 連桿桿身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

      桿身也承受交變載荷,可能產(chǎn)生疲勞破壞合變形,連桿高速擺動(dòng)時(shí)的橫向慣性力也會(huì)使連桿彎曲變形。因此連桿桿身必須有足夠的斷面積,并消除產(chǎn)生應(yīng)力集中的因素。

      連桿桿身的斷面采用“I”字形結(jié)構(gòu),這樣能在足夠的強(qiáng)度和剛度下獲得最小的質(zhì)量。桿身斷面從小頭到大頭逐漸增大,這是由桿身的受力情況決定的,而且桿身兩頭分別與小頭、大頭作圓滑過渡,這樣既可避免應(yīng)力集中,又能達(dá)到傳力均勻。

      “I”字形斷面的長(zhǎng)軸應(yīng)在連桿擺動(dòng)平面內(nèi),其平均相對(duì)高度H/D=0.2~0.3,即H=(0.2~0.3)D=10.8~16.2㎜,取H=12㎜,高寬比H/B=1.4~1.8,則B=8.33~10.71㎜,取B=9㎜。根據(jù)Hmax/Hmin=1.0~1.3,則取Hmax=13㎜,Hmin=11㎜。

      6.1.5 連桿大頭的設(shè)計(jì)

      連桿大頭聯(lián)接連桿和曲軸,要求有足夠的強(qiáng)度和剛度,否則將影響薄壁軸瓦,甚至整機(jī)工作可靠性。為了維修方便,連桿必須能從氣缸中取出,故要求大頭在擺動(dòng)平面內(nèi)的總寬必須小于氣缸直徑。在設(shè)計(jì)連桿大頭時(shí),應(yīng)在保證強(qiáng)度、剛度條件下,尺寸盡量小,重量盡量輕。

      連桿大頭有兩種形式,一種是整體式,另一種是分開式。由于摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)普遍采用組合式曲軸,且整體式連桿與組合式曲軸配套使用,所以本設(shè)計(jì)中采用整體式連桿。

      連桿大頭的結(jié)構(gòu)尺寸確定如下: 大頭孔直徑d2:

      d2=(0.55~0.63)D=29.70~34.02㎜,取d2=31㎜ 大頭孔軸承直徑D2:

      D2=(0.42~0.55)D=22.68~29.70㎜,取D2=30㎜ 大頭孔外徑D0:

      取壁厚為5㎜,則D0= D2+2×5 =40㎜ 大頭寬度B2:

      B2=(0.4~0.65)d2=12.4~20.15㎜,取B2=18㎜

      6.2 連桿組的校核 6.2.1 連桿質(zhì)量的估算

      重慶工學(xué)院畢業(yè)論文

      連桿組設(shè)計(jì)

      取ρ=7.8g/cm3,則連桿各部分的質(zhì)量計(jì)算如下: 小頭質(zhì)量m1:

      m1=ρπB1[(D1/2)2-(d1/2)2]=19.29g 大頭質(zhì)量m2:

      m2=ρπB2[(D0/2)2-(d2/2)2]=70.43g 桿身質(zhì)量m3:

      L=l-(D1/2)-(D0/2)=40㎜ m3=ρV=39.41g 連桿總質(zhì)量m:

      m=m1+m2+m3=129.13g 估計(jì)活塞組質(zhì)量:m4=150g

      6.2.2 連桿長(zhǎng)度的校核

      為了使發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊和輕量化,應(yīng)當(dāng)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的總體布置,保證連桿在運(yùn)動(dòng)時(shí),不與其它機(jī)件相碰的條件下,具有最短長(zhǎng)度。短沖程連桿的最短長(zhǎng)度必須滿足以下條件:

      平衡塊不碰活塞時(shí):

      11?2??D?2l1? ?1S滿足曲拐不碰活塞時(shí): 11?2??D?2l2? ?2S將 S=44mm,D=54mm,l1=25mm,l2=15mm代入上式可求得1/

      11λ1=4.36,1/λ2=3.90。由于≥,所以所設(shè)計(jì)的連桿長(zhǎng)度滿足

      ?1?2設(shè)計(jì)要求。

      6.2.3 連桿小頭校核

      6.2.3.1 連桿小頭的強(qiáng)度校核

      以過盈壓入連桿小頭的襯套使小頭斷面承受拉伸應(yīng)力。此外,連桿小頭在工作中,還承受活塞組慣性力的拉伸和氣壓力的壓縮,其工作載荷具有交變性。

      上述載荷的聯(lián)合作用可能使連桿小頭及其與桿身過渡處產(chǎn)生疲勞破壞,故必須進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算。顯然應(yīng)取應(yīng)力變化幅度最大的工況作為計(jì)算工況。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),取最大功率工況進(jìn)行計(jì)算。

      1、襯套過盈裝配及溫升產(chǎn)生的小頭應(yīng)力

      重慶工學(xué)院畢業(yè)論文

      連桿組設(shè)計(jì)

      ???td P?22221D1?d1d?d1[2??]?[2??’]22ED1?dE’d?d1△t=(a-a')△td1

      式中: △ — 襯套壓配過盈量;

      △t — 工作后小頭溫升,約100~1500C,取△t =1000C;

      a — 連桿材料的線膨脹系數(shù),對(duì)于鋼a=1.0×10-5(1/0C);

      a' — 襯套的線膨脹系數(shù),對(duì)于青鋼a'=1.8×10?5(1/0C);

      ? — 連桿材料的泊桑比,?=0.3;

      ?' — 襯套材料的泊桑比,?'=0.3;

      5E — 連桿材料的彈性橫量,對(duì)于鋼E=2.2×10Mpa;

      E' — 襯套材料的彈性模量,對(duì)于青銅E'=1.15×105Mpa。代入數(shù)據(jù)求得徑向均布?jí)毫=21MPa/mm2。

      由徑向均布?jí)毫引起的小頭外側(cè)及內(nèi)側(cè)纖維上的應(yīng)力,可按厚壁筒公式計(jì)算。

      內(nèi)表面:

      2d2?a0?P2?74.67MPa

      D1?d2外表面:

      D12?d2?i0?P2?95.67MPa 2D1?d2、由拉伸載荷所引起的小頭應(yīng)力

      進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算時(shí),將小頭簡(jiǎn)化為一剛性地固定于它于桿身銜接處的等截面曲梁,其固定角為:

      H/2???c?900?arccosmin?101.970D1/2??

      活塞組的最大慣性力為:

      G'Pjmax?(1??)rw2

      g式中G'為活塞組往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量。由于G'=m4·g,所以代入數(shù)據(jù)可求得 Pjmax=0.86KN。

      由拉伸載荷引起的小頭應(yīng)力的計(jì)算簡(jiǎn)化如圖6-2所示。

      圖6-2 連桿小頭受力時(shí)計(jì)算簡(jiǎn)圖 各截面上的彎矩和法向力求

      重慶工學(xué)院畢業(yè)論文

      連桿組設(shè)計(jì)

      取如下:

      在ψ=00的截面上:

      M0?Pjmaxr(0.00033?c?0.0297)

      N0?Pjmax(0.572?0.0008?c)在ψ=900時(shí):

      M1?M0?N0r(1?cos?)?0.5Pjmaxr(1?cos?)

      N1?N0cos??0.5Pjmax(sin??cos?)在ψ=ψc時(shí):

      M2?M0?N0r(1?cos?)?0.5Pjmaxr(sin??cos?)

      N2?N0cos??0.5Pjmax(sin??cos?)任意截面上的應(yīng)力為: 外表面:

      6r?h1?KN] ?aj?[2M

      h(2r?h)b1h內(nèi)表面:

      6r?h1 ?ij?[?2M ?KN]h(2r?h)b1hD?dr?14D?dh?22EF K?

      EF?E'F'F?(D1?d)b1F'?(d?d1)b式中 Pjmax — 活塞組的最大慣性力,其值為0.86KN; r — 小頭平均半徑,r=7.25㎜;

      ψc — 固定角ψc =101.970; h — 小頭壁厚,h=1.5㎜;

      b1 — 小頭寬度,b1 =18㎜; K — 考慮襯套過盈配合影響的系數(shù);

      F — 小頭截面面積;

      F' — 襯套截面面積

      E — 連桿材料彈性模量,E=2.2×105MPa;

      E' — 襯套材料的彈性模量,E'=1.15×105MPa。

      運(yùn)用上述公式計(jì)算連桿小頭在慣性力拉伸負(fù)荷作用下內(nèi)外表面的應(yīng)力分布如圖6-3所示。從圖上可以看出,應(yīng)力分布與固定角ψc的大

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      連桿組設(shè)計(jì)

      小有關(guān),但大致趨向一致。內(nèi)表面的最大應(yīng)力發(fā)生在ψ=900處,外表面的最大應(yīng)力發(fā)生在ψ=ψc的固定截面處。

      3、最大壓縮力引起的應(yīng)力 最大壓縮載荷出現(xiàn)在膨脹行程開始的上止點(diǎn)附近,其數(shù)值是爆發(fā)壓力產(chǎn)生的推力減去前述的慣性力。

      ‘’Pc?Pz?Pj

      式中 Pz — 作用在活塞上圖6-3 連桿小頭受拉后內(nèi)外表面應(yīng)力分布 的氣壓力,Pz =7.5×π×D2/4=2.12KN;

      ‘ Pj — 活塞組和計(jì)算斷面以上那部分連桿質(zhì)量的往復(fù)慣性

      ‘G’?G1(1??)rw2=1.08KN; 力,P?g‘ 代入數(shù)據(jù)可求得Pc=1.04KN。

      ‘j最大壓縮力引起的應(yīng)力計(jì)算簡(jiǎn)化如圖6-4所示。由于小頭下部與桿身相連,‘剛度大。因此,假定壓縮載荷Pc在小頭下半圓周上呈余弦分布。

      任意截面上的彎矩和法向力為: 00≤ψ≤900時(shí):

      M1?M0?N0r(1?cos?)圖6-4 連桿小頭受壓時(shí)計(jì)算簡(jiǎn)圖

      N1?N0cos?900≤ψ≤ψc時(shí):

      sin??1‘M2?M0?N0r(1?cos?)?Pr(?sin??cos?)c2??

      ?1’sin?N2?P(?sin??cos?)?N0cos?c2??式中M0、N0由《

      得:

      N

      =0.00

      重慶工學(xué)院畢業(yè)論文

      連桿組設(shè)計(jì)

      75‘Pc,有N

      0

      =0.0081KN,M

      0

      =0.0027N.m。

      將數(shù)據(jù)代入上式可求得:

      當(dāng)ψ=900時(shí):M1=0.0027N.m

      N1=0.0081KN; 當(dāng)ψ=ψc時(shí):M2=0.0618N.m

      N2=0.0042KN; 任意截面上的應(yīng)力為: 外表面:

      6r?h1?ac?[2M?KN]

      h(2r?h)b1h 內(nèi)表面:

      6r?h1?ic?[?2M?KN]

      h(2r?h)b1h

      圖6-5為計(jì)算所得到的壓縮載荷

      圖6-5 壓縮載荷引起的應(yīng)力分布

      重慶工學(xué)院畢業(yè)論文

      連桿組設(shè)計(jì)

      引起的應(yīng)力分布圖。由應(yīng)力分布圖可看出:在固定角ψc處產(chǎn)生最大應(yīng)力,外表面產(chǎn)生最大拉應(yīng)力,內(nèi)表面產(chǎn)生壓應(yīng)力。

      代入數(shù)據(jù)可求得:σac=12.36MPa,σic=-9.27MPa。

      4、小頭的安全系數(shù)計(jì)算

      ??1zn??a????m??

      ?0式中

      σ-1z — 材料在對(duì)稱循環(huán)下的拉壓疲勞極限,由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表5-4查得σ-1z =190~250MPa,取σ-1z =200MPa;

      σa

      — 應(yīng)力幅; σm —平均應(yīng)力;

      ??

      — 考慮表面加工情況的工藝系數(shù),??=0.4~0.6,??=0.5;

      ?? — 角系數(shù);

      σ-1 — 材料在對(duì)稱循環(huán)下的彎曲疲勞極限,σ-1 =269.1MPa; σ0

      — 材料在脈沖循環(huán)下的彎曲疲勞極限,對(duì)于鋼σ0=(1.4~1.6)σ-1=376.74~430.56MPa。

      代入數(shù)據(jù)可求得角系數(shù)ψσ=0.32。小頭應(yīng)力按不對(duì)稱循環(huán)變化,在固定角ψc截面的外表面處變化較大,通常只計(jì)算該處的安全系數(shù),此時(shí)有:

      循環(huán)最大應(yīng)力:σmax=σa0+σaj=101.87MPa 循環(huán)最小應(yīng)力:σmin=σa0+σac=72.46MPa

      ???min應(yīng)力幅:

      σa=max=14.71MPa

      2???min平均應(yīng)力:

      σm=max=87.17MPa

      2將數(shù)據(jù)代入可求得小頭安全系數(shù)為:n=1.91>1.5。所以所設(shè)計(jì)的連桿小頭安全。

      6.2.3.2 連桿小頭剛度的校核

      當(dāng)連桿小頭與活塞銷相配時(shí),小頭必須要有足夠的剛度,以免因小頭變形過大影響軸承間隙,使活塞銷與襯套互相咬死。根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn),由拉伸載荷引起的小頭橫向直徑收縮量δ應(yīng)比間隙小一半以上。

      δ可按以下半經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算:

      3Pjdm(??900)2?? 610EI式中

      dm — 小頭的平均直徑,dm =2r=15㎜;

      ???2??1??0 重慶工學(xué)院畢業(yè)論文

      連桿組設(shè)計(jì)

      B1h3I — 小頭截面慣性矩I?=4.37㎜4。

      12將數(shù)據(jù)代入上式得:δ=0.0005㎜<<0.0075㎜。所以所設(shè)計(jì)的連桿小頭滿足剛度要求。

      6.2.4 連桿桿身的強(qiáng)度校核

      連桿桿身在不對(duì)稱的交變循環(huán)載荷下工作,它受到位于計(jì)算斷面以上作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量的慣性力的拉伸。在爆發(fā)行程,則受燃?xì)鈮毫蛻T性力差值的壓縮,桿身的應(yīng)力幅σa只決定于氣壓力Pz,而慣性力只影響平均應(yīng)力σm,所以其計(jì)算工況應(yīng)為最大扭矩工況。

      連桿桿身計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖6-6所‘示。由Pj引起的拉伸應(yīng)力在桿身中間截面Ⅰ-Ⅰ處的計(jì)算如下:

      ‘Pj ?j?

      F‘由Pc壓縮和縱彎曲引起的合成應(yīng)力擺動(dòng)平面內(nèi):

      ’Pcl2‘?1??CPc

      FJx在垂直于擺動(dòng)平面內(nèi):

      ‘Pl’‘c?2??cPcF4Jx

      圖6-6 連桿桿身的計(jì)算簡(jiǎn)圖

      ?E?2E1Jx??BH3??B?t?h3?

      121Jy??B3(H?h)?ht3?

      12式中 F — 桿身中間截面面積,F(xiàn)=B(H-h)+ht=53㎜2; c

      — 系數(shù),對(duì)于各種鋼材,c=0.0002~0.0005,取c=0.0003;

      ?E — 材料彈性極限;

      Jx — 桿身中間截面對(duì)其垂直于擺動(dòng)平面的慣性矩,Jx= 921.87㎜4;

      Jy — 桿身中間截面對(duì)其擺動(dòng)平面的慣性矩,Jy=759.51㎜c?4;

      代入數(shù)據(jù)求得:σj=15.39MPa,σ1=123.34MPa, σ2=119.85MPa。應(yīng)力幅和平均應(yīng)力在擺動(dòng)平面內(nèi)為:

      重慶工學(xué)院畢業(yè)論文

      連桿組設(shè)計(jì)

      ?a??m??1??j2?1??j?553.98MPa

      ?69.37MPa2在垂直于擺動(dòng)平面內(nèi)

      ?2??j?a??51.98MPa2 ?1??j?m??67.62MPa2所以在擺動(dòng)平面內(nèi)的安全系數(shù)

      ?1.86?1.5

      ?a????m,??在垂直于擺動(dòng)平面內(nèi)

      ??1zn??1.95?1.5

      ?a????m,??所以所設(shè)計(jì)的連桿桿身的Ⅰ-Ⅰ處安全。在桿身最小截面Ⅱ-Ⅱ處的應(yīng)力計(jì)算如下:

      Pj'拉應(yīng)力:?j?=20.37MPa

      Fminn???1z壓應(yīng)力:?c?應(yīng)力幅:?a?Pj'?PzFmin?c??j=147.14MPa =63.39MPa

      2=83.76MPa 2此處的安全系數(shù)n=1.6>1.5,所以該截面安全。綜上所述,本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的桿身安全。

      6.2.5 連桿大頭校核

      6.2.5.1 連桿大頭的強(qiáng)度校核

      目前還沒有比較合理的驗(yàn)算連桿大頭強(qiáng)度的公式。在此把整個(gè)連桿看成是一個(gè)兩端固定的圓環(huán),固定端的位置用圖中的角度表示,通常這個(gè)角度假設(shè)為400。圓環(huán)的曲率半徑取內(nèi)外圓半徑之和的一半。環(huán)的截面面積取A-A截面的面積。同時(shí)假定作用在連桿大頭上的力按余弦分布。

      平均應(yīng)力:?m??c??j重慶工學(xué)院畢業(yè)論文

      連桿組設(shè)計(jì)

      連桿大頭所受慣性力拉伸載荷:

      G?G3G'?G''pjmax?(1??)r?2?2r?2?1.76KN

      gg連桿大頭中央截面A-A上的應(yīng)力為:

      ???l(0.0127?0.00083?)0.522?0.003??''00??Pjmax?1??''JF?F?? 2Z(1?)??J??式中

      l1 — 計(jì)算圓環(huán)的曲率半徑,l1=17.5㎜;@

      J — 大頭中央截面的慣性矩,J=104mm4;

      13=4.80× BD01213=2.03×104mm4; BD2122F — 大頭中央截面面積,F(xiàn)=B(D0-d2)=81㎜;

      2F' — 軸承中央截面面積,F(xiàn)'=B(d2-D2)=9㎜;

      Z

      — 計(jì)算斷面的抗彎斷面模數(shù),由《材料力學(xué)》附錄Ⅱ表

      534查得Z=1.14×10㎜。

      取?0?40?,公式可簡(jiǎn)化為: J' — 軸承中央截面的慣性矩,J'=

      ???0.023l0.4?''1??Pjmax????3.86MPa ''JF?F?Z(1?)???J??

      由于σ<<[σ]=60~200MPa,所以所設(shè)計(jì)的連桿大頭滿足強(qiáng)度要求。

      6.2.5.2 連桿大頭的剛度校核

      連桿大頭橫向直徑收縮量可按下式進(jìn)行計(jì)算。

      0.0024Pj''maxl13?6???0.89?10mm 'E(J?J)

      由于δ遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于軸承間隙的一半,所以所設(shè)計(jì)的連桿大頭滿足剛度要求。

      綜上所述,所設(shè)計(jì)連桿滿足強(qiáng)度、剛度的要求,故該連桿結(jié)構(gòu)安全。

      第二篇:信息化教學(xué)設(shè)計(jì)說課稿活塞連桿組

      活塞連桿組的結(jié)構(gòu)與拆裝說課稿

      尊敬的各位老師,評(píng)委大家好,今天我說課的課題是活塞連桿組的結(jié)構(gòu)與拆裝,本教學(xué)設(shè)計(jì)基于做中學(xué)的教學(xué)理念,根據(jù)企業(yè)人才培養(yǎng)模式,依托景格教學(xué)平臺(tái),通過微課,思維導(dǎo)圖xmin軟件等手段,助推學(xué)生學(xué)習(xí),讓他們邊做邊學(xué)培養(yǎng)學(xué)生,分析解決問題的能力。

      下面我將從教學(xué)分析、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)過程、教學(xué)反思等4方面進(jìn)行說課,本教材選至覃有森主編,電工電子出版社出版社出版的,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造與維修,節(jié)選第二章第二節(jié),活塞連桿組的結(jié)構(gòu)與拆裝,活塞連桿組的結(jié)構(gòu)與拆裝分為以下三個(gè)部分進(jìn)行學(xué)習(xí),整個(gè)學(xué)習(xí)的過程循序漸進(jìn),只有掌握了工作原理,才能夠進(jìn)行故障診斷,所以本次課起到了承上啟下的作用。

      此次教學(xué)對(duì)象為,中職汽修專業(yè)一年級(jí)學(xué)生十六人,能利用學(xué)校的教學(xué)平臺(tái)自主學(xué)習(xí),但是學(xué)生對(duì)于掌握技能的遷移運(yùn)用能力不足,在前段時(shí)間的學(xué)習(xí)中,學(xué)生已掌握了發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理,并且已經(jīng)學(xué)會(huì)用拆裝發(fā)動(dòng)機(jī)的工具,根據(jù)以上教學(xué)內(nèi)容和學(xué)情分析,制定了以下教學(xué)目標(biāo)。

      其中知識(shí)與技能目標(biāo)為能夠準(zhǔn)確說出活塞連桿組的零件名稱及作用,掌握活塞連桿組的拆裝的方法。過程與方法目標(biāo)為通過小組合作學(xué)習(xí)活塞連桿組,培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維,提高了學(xué)生觀察、操作、探究的能力。其中培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)和一絲不茍的工匠精神,作為本節(jié)課情感態(tài)度及價(jià)值觀目標(biāo)。

      本次課的教學(xué)重點(diǎn)為:

      (1).掌握活塞連桿組的作用、組成、工作原理。(2).學(xué)會(huì)正確使用工具對(duì)活塞連桿組進(jìn)行拆裝。

      學(xué)會(huì)正確使用工作對(duì)活塞連桿組進(jìn)行拆裝也是本節(jié)課的教學(xué)難點(diǎn),所以本次課才用微課,思維導(dǎo)圖軟件,教學(xué)平臺(tái)軟件等,來落實(shí)重點(diǎn),突破難點(diǎn)。

      在教學(xué)方法的選擇上,主要采用于基于理實(shí)一體的任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法,學(xué)生學(xué)法為任務(wù)探究。

      本次課分為預(yù),導(dǎo),思,操,評(píng),拓六個(gè)環(huán)節(jié)共一課時(shí)。預(yù),微課助學(xué)前置轉(zhuǎn)換學(xué)習(xí)方式,為了讓學(xué)生事先鞏固曲柄連桿機(jī)構(gòu)的工作原理,因此在課前下發(fā)任務(wù)單,要求學(xué)生登錄景格教學(xué)平臺(tái),進(jìn)行自主學(xué)習(xí)交流討論,觀看活塞連桿組的拆裝視頻,并完成相應(yīng)的測(cè)驗(yàn)。

      導(dǎo),創(chuàng)情境中感受激發(fā)學(xué)習(xí)興趣使學(xué)生快速進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。為了鞏固曲柄連桿機(jī)構(gòu)的工作原理,教師抽測(cè)學(xué)生上來進(jìn)行零件功能講解,同時(shí)為了搭建學(xué)生從理論學(xué)習(xí)到實(shí)踐操作的橋梁,提高其學(xué)習(xí)效率,設(shè)置了環(huán)節(jié)三

      思,借導(dǎo)圖,成方案改善思維方式,學(xué)生以小組合作的方式,操作思維導(dǎo)圖Xmin軟件,在操作的過程中,根據(jù)拆裝過程的方法不同,教師則對(duì)每組的方案進(jìn)行評(píng)價(jià),確保方案在操作中安全有效,此環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題的能力,落實(shí)了教學(xué)重點(diǎn),并改善了學(xué)生的思維方式。

      操,是將預(yù)習(xí)結(jié)果運(yùn)用到實(shí)操檢測(cè),關(guān)鍵在于對(duì)活塞連桿工作原理的理解,及零件在實(shí)物的位置一一對(duì)應(yīng)。才能快速準(zhǔn)確的,對(duì)活塞連桿組進(jìn)行拆裝檢查。學(xué)生按各自的方案分別扮演、操作員、協(xié)助員、登記員、監(jiān)督員、記錄員、分工合作輪崗實(shí)訓(xùn)。整個(gè)檢測(cè)過程中實(shí)施7s管理,并在拆裝的過程中進(jìn)行監(jiān)控錄像。確保每組都能操作正確,實(shí)現(xiàn)了由抽象相具象的轉(zhuǎn)換。學(xué)生在實(shí)操中體驗(yàn)到了探究帶來的樂趣,從而突破了本節(jié)課的難點(diǎn)。

      評(píng),同評(píng)價(jià)共反思,促進(jìn)學(xué)習(xí)延伸教師對(duì)每組的具體表現(xiàn)作出評(píng)價(jià)。同時(shí)學(xué)生掃描二維碼進(jìn)行在線課堂評(píng)價(jià)。教師根據(jù)后臺(tái)數(shù)據(jù)證實(shí)了學(xué)生能達(dá)到預(yù)期教學(xué)目標(biāo),這為下一節(jié)課的故障分析打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。

      評(píng),同評(píng)價(jià)共反思,促進(jìn)學(xué)習(xí)延伸,教師對(duì)每組的工作業(yè)做出結(jié)果評(píng)價(jià),百分之百的學(xué)生都能完成檢測(cè)任務(wù),同時(shí)學(xué)生少搖掃描二維碼進(jìn)行,在線課堂評(píng)價(jià),教師根據(jù)后臺(tái)數(shù)據(jù)證實(shí)了學(xué)生能達(dá)到預(yù)期目標(biāo),這為下一節(jié)課的故障分析打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)

      在課的最后,布置課后拓展作業(yè),使學(xué)生能夠利用信息化手段,進(jìn)行知識(shí)延伸的學(xué)習(xí),當(dāng)整個(gè)項(xiàng)目完成后,依托校企合作平臺(tái),安排進(jìn)行工作站學(xué)習(xí),與企業(yè)零距離接觸,不斷提高其專業(yè)能力,實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)與企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐相對(duì)接,能夠?qū)W有所用,學(xué)有所思,學(xué)有所成,這也是本堂課對(duì)學(xué)生的技能要求

      上完這次課來談一下我的教學(xué)反思,課堂為學(xué)而創(chuàng),因創(chuàng)而新,本次課我用了微課助學(xué),提高了課堂實(shí)效,搭建了理虛實(shí)一體的教學(xué)模式,探索了有效的學(xué)習(xí)路徑,校企一體,打造多維立體課堂,我的說課到此結(jié)束,懇請(qǐng)?jiān)u委老師批評(píng)指正!

      第三篇:連桿設(shè)計(jì)說明書

      連桿設(shè)計(jì)說明書

      課程設(shè)計(jì)要求:

      1.了解活塞、連桿、曲軸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、和加工基準(zhǔn)。2.正確的表達(dá)零件的形狀,合理布置試圖。3.正確理解和標(biāo)注尺寸公差和形位公差。4.能讀懂圖樣上的技術(shù)要求。5.正確編寫課程設(shè)計(jì)說明書。

      6.熟練掌握AutoCAD繪制工程圖紙。連桿的作用

      連桿的作用是將活塞承受的力傳給曲軸,并使活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。連桿由連桿體、連桿蓋、連桿螺栓和連桿軸瓦等零件組成,連桿體與連桿蓋分為連桿小頭、桿身和連桿大頭。連桿小頭用來安裝活塞銷,以連接活塞。連桿大頭與曲軸的連桿軸頸相連。一般做成分開式,與桿身切開的一半稱為連桿蓋,二者靠連桿螺栓連接為一體。連桿軸瓦安裝在連桿大頭孔座中,與曲軸上的連桿軸頸裝和在一起,是發(fā)動(dòng)機(jī)中最重要的配合副之一。常用的減磨合金主要有白合金、銅鉛合金和鋁基合金。

      連桿機(jī)構(gòu)中兩端分別與主動(dòng)和從動(dòng)構(gòu)件鉸接以傳遞運(yùn)動(dòng)和力的桿件。例如在往復(fù)活塞式動(dòng)力機(jī)械和壓縮機(jī)中,用連桿來連接活塞與曲柄。連桿多為鋼件,其主體部分的截面多為圓形或工字形,兩端有孔,孔內(nèi)裝有青銅襯套或滾針軸承,供裝入軸銷而構(gòu)成鉸接。連桿是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的重要零件,它連接著活塞和曲軸,其作用是將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),并把作用在活塞上的力傳給曲軸以輸出功率。連桿在工作中,除承受燃燒室燃?xì)猱a(chǎn)生的壓力外,還要承受縱向和橫向的慣性力。因此,連桿在一個(gè)復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)下工作。它既受交變的拉壓應(yīng)力、又受彎曲應(yīng)力。連桿的主要損壞形式是疲勞斷裂和過量變形。通常疲勞斷裂的部位是在連桿上的三個(gè)高應(yīng)力區(qū)域。連桿的工作條件要求連桿具有較高的強(qiáng)度和抗疲勞性能;又要求具有足夠的鋼性和韌性。傳統(tǒng)連桿加工工藝中其材料一般采用45鋼、40Cr或40MnB等調(diào)質(zhì)鋼。

      連桿組

      連桿組包括連桿體、連桿蓋、小頭襯套、連桿瓦、連桿螺栓、連桿螺母等。在三維造型時(shí),可以將連桿體、蓋、螺栓等作為一體,因小頭襯套材料為銅鉛合金,可以分開造型,然后組裝成一體進(jìn)行分析。

      一般認(rèn)為連桿小頭隨活塞組作往復(fù)運(yùn)動(dòng),連桿大頭作隨曲拐作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),連桿桿身作復(fù)雜的平面運(yùn)動(dòng)。

      將連桿組件的質(zhì)量轉(zhuǎn)換成集中于活塞銷中心的往復(fù)質(zhì)量m1和集中于曲柄銷的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量m2。根據(jù)力學(xué)原理:質(zhì)量轉(zhuǎn)換必須滿足下列3個(gè)條件: ① 質(zhì)量不變:簡(jiǎn)化前后的質(zhì)量不變; ② 質(zhì)心位置不變:系統(tǒng)質(zhì)心與連桿組質(zhì)心重合。

      ③ 系統(tǒng)對(duì)質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不變:簡(jiǎn)化的質(zhì)量對(duì)質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量之和應(yīng)等于原來的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量; 連桿的受力

      連桿是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的重要零件,它連接著活塞和曲軸,其作用是將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),并把作用在活塞上的力傳給曲軸以輸出功率。連桿在工作中,除承受燃燒室燃?xì)猱a(chǎn)生的壓力外,還要承受縱向和橫向的慣性力。因此,連桿在一個(gè)復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)下工作。它既受交變的拉壓應(yīng)力、又受彎曲應(yīng)力。

      連桿螺栓

      連桿螺栓是連接連桿大端與軸承座的至關(guān)重要的連接螺栓。連桿螺栓的受力:

      二沖程柴油機(jī)的連桿螺栓:預(yù)緊力。

      四沖程柴油機(jī)的連桿螺栓:預(yù)緊力,慣性力拉伸,大端變形產(chǎn)生附加彎矩; 材料:選用韌性好,強(qiáng)度高的優(yōu)質(zhì)碳鋼或合金鋼;

      結(jié)構(gòu):耐疲勞的柔性結(jié)構(gòu)(增加螺栓長(zhǎng)度,減小螺栓桿部直徑以增加螺栓柔 度);精細(xì)加工螺栓螺紋;斷面變化處及螺紋處采用大圓角過渡;保證螺 栓 頭與螺母支承平面與螺紋中心線垂直。

      連桿螺栓的類型:用螺帽連接與不用螺帽連接兩類。

      連桿螺栓的安裝:必須嚴(yán)格按照說明書規(guī)定(安裝預(yù)緊力的大小、預(yù)緊方法、預(yù)緊次序等)。

      連桿損壞形式

      連桿的主要損壞形式是疲勞斷裂和過量變形。通常疲勞斷裂的部位是在連桿上的三個(gè)高應(yīng)力區(qū)域。連桿的工作條件要求連桿具有較高的強(qiáng)度和抗疲勞性能;又要求具有足夠的鋼性和韌性。傳統(tǒng)連桿加工工藝中其材料一般采用45鋼、40Cr或40MnB等調(diào)質(zhì)鋼,但現(xiàn)在國(guó)外所廣泛采用的先進(jìn)連桿裂解(conrod fracture splitting)的加工技術(shù)要求其脆性較大,硬度更高,因此,德國(guó)汽車企業(yè)生產(chǎn)的新型連桿材料多為C70S6高碳微合金非調(diào)質(zhì)鋼、SPLITASCO系列鍛鋼、frACTIM鍛鋼和S53CV-FS鍛鋼等(以上均為德國(guó)din標(biāo)準(zhǔn))。合金鋼雖具有很高強(qiáng)度,但對(duì)應(yīng)力集中很敏感。所以,在連桿外形、過渡圓角等方面需嚴(yán)格要求,還應(yīng)注意表面加工質(zhì)量以提高疲勞強(qiáng)度,否則高強(qiáng)度合金鋼的應(yīng)用并不能達(dá)到預(yù)期果。

      對(duì)連桿的要求:

      ①連桿應(yīng)耐疲勞、抗沖擊,具有足夠的強(qiáng)度和剛度。②連桿長(zhǎng)度應(yīng)盡量短,以降低發(fā)動(dòng)機(jī)的高度和總重量。

      ③要求連桿軸承工可靠壽命長(zhǎng)重量加工容易拆裝維修方便。

      連桿的工藝特點(diǎn)

      (1)連桿體和蓋厚度不一樣,改善了加工工藝性。連桿蓋厚度為31mm,比連桿桿厚度單邊小3.8mm,蓋兩端面精度產(chǎn)品要求不高,可一次加工而成。由于加工面小,冷卻條件好,使加工振動(dòng)和磨削燒傷不易產(chǎn)生。連桿桿和蓋裝配后不存在端面不一致的問題,故連桿兩端面的精磨不需要在裝配后進(jìn)行,可在螺栓孔加工之前。螺栓孔、軸瓦對(duì)端面的位置精度可由加工精度直接保證,而不會(huì)受精磨加工精度的影響。

      (2)連桿小頭兩端面由斜面和一段窄平面組成。這種楔形結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可增大其承壓面積,以提高活塞的強(qiáng)度和剛性。在加工方面,與一般連桿相比,增加了斜面加工和小頭孔兩斜面上倒角工序;用提高零件定位及壓頭導(dǎo)向精度來避免襯套壓偏現(xiàn)象的發(fā)生,但卻增加了壓襯套工序加工的難度。

      (3)帶止口斜結(jié)合面。連桿結(jié)合面結(jié)構(gòu)種類較多,有平切口和斜切口,還有鍵槽形、鋸齒形和帶止口的。該連桿為帶止口斜結(jié)合面。

      精加工基準(zhǔn)采用了無間隙定位方法,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)出定位基準(zhǔn)面。在連桿桿和總成的加工中,采用桿端面、小頭頂面和側(cè)面、大頭側(cè)面的加工定位方式;在螺栓孔至止口斜結(jié)合面加工工序的連桿蓋加工中,采用了以其端面、螺栓兩座面、一螺栓座面的側(cè)面的加工定位方法。這種重復(fù)定位精度高且穩(wěn)定可靠的定位、夾緊方法,可使零件變形小,操作方便,能通用于從粗加工到精加工中的各道工序。由于定位基準(zhǔn)統(tǒng)一,使各工序中定位點(diǎn)的大小及位置也保持相同。這些都為穩(wěn)定工藝、保證加工精度提供了良好的條件。

      連桿加工的工藝流程

      連桿加工的工藝流程是:拉大小頭兩端面——粗磨大小頭兩端面→拉連桿大小頭側(cè)定位面→拉連桿蓋兩端面及桿兩端面倒角→拉小頭兩斜面→粗拉螺栓座面,拉配對(duì)打字面、去重凸臺(tái)面及蓋定位側(cè)面→粗鏜桿身下半圓、倒角及小頭孔→粗鏜桿身上半圓、小頭孔及大小頭孔倒角→清洗零件→零件探傷、退磁→精銑螺栓座面及R5圓弧→銑斷桿、蓋→小頭孔兩斜端面上倒角→精磨連桿桿身兩端面→加工螺栓孔→拉桿、蓋結(jié)合面及倒角→去配對(duì)桿蓋毛刺→清洗配對(duì)桿蓋→檢測(cè)配對(duì)桿蓋結(jié)合面精度→人工裝配→扭緊螺栓→打印桿蓋配對(duì)標(biāo)記號(hào)→粗鏜大頭孔及兩側(cè)倒角→半精鏜大頭孔及精鏜小頭襯套底孔→檢查大頭孔及精鏜小頭襯套底孔精度→壓入小頭孔襯套→稱重去重→精鏜大頭孔、小頭襯套孔→清洗→最終檢查→成品防銹。

      設(shè)計(jì)小結(jié)

      本次設(shè)計(jì)是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。它在我們大學(xué)四年的大學(xué)生活中占有重要的地位,因此,我對(duì)本次課程設(shè)計(jì)非常重視。

      我們這次的設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)是分階段進(jìn)行的,還不能做到全局把握,面面俱到,因而不可避免地會(huì)出現(xiàn)一些問題和缺點(diǎn)。通過對(duì)本次課程設(shè)計(jì)過程及老師指點(diǎn)的回顧和總結(jié),可以系統(tǒng)地分析一下整個(gè)設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)過程中所存在的問題。通過總結(jié),還可以把平時(shí)聽課時(shí)還沒有弄懂、弄透的問題加以學(xué)習(xí)鞏固,以獲得更多的收獲,更好的達(dá)到課程設(shè)計(jì)的預(yù)期目的和意義。

      此次課程設(shè)計(jì)對(duì)給定的零件圖分析并進(jìn)行CAD繪圖,考查了我們對(duì)零件圖的讀圖能力以及CAD的使用能力,利用近兩個(gè)星期的課程設(shè)計(jì),加深了對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解,有助于今后工作。本次課程設(shè)計(jì)使我更加熟練的掌握了AUTOCAD的使用方法,并獲得了很多以前沒有學(xué)到的使用技巧。

      第四篇:發(fā)動(dòng)機(jī)連桿設(shè)計(jì)說明書

      發(fā)動(dòng)機(jī)連桿設(shè)計(jì)說明書

      學(xué)

      院:

      機(jī)電工程學(xué)院

      專業(yè)年級(jí):

      交通班

      名:

      學(xué)

      號(hào):

      指導(dǎo)教師:

      2011

      年X月

      X日

      連桿的設(shè)計(jì)

      1.1

      連桿的工作情況、設(shè)計(jì)要求和材料選用

      1、工作情況

      連桿小頭與活塞銷相連接,與活塞一起做往復(fù)運(yùn)動(dòng),連桿大頭與曲柄銷相連和曲軸一起做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。因此,連桿體除有上下運(yùn)動(dòng)外,還左右擺動(dòng),做復(fù)雜的平面運(yùn)動(dòng)。

      2、設(shè)計(jì)要求

      連桿主要承受氣體壓力和往復(fù)慣性力所產(chǎn)生的交變載荷,因此,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首先保證連桿具有在足夠的疲勞強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)鋼度。如果強(qiáng)度不足,就會(huì)發(fā)生連桿螺栓、大頭蓋或桿身的斷裂,造成嚴(yán)重事故。

      所以設(shè)計(jì)連桿的一個(gè)主要要求是在盡可能輕巧的結(jié)構(gòu)下保證足夠的剛度和強(qiáng)度。為此,必須選用高強(qiáng)度的材料;合理的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。

      3、材料的選擇

      為了保證連桿在結(jié)構(gòu)輕巧的條件下有足夠的剛度和強(qiáng)度,采用精選含碳量的優(yōu)質(zhì)中碳結(jié)構(gòu)鋼45模鍛,表面噴丸強(qiáng)化處理,提高強(qiáng)度。

      1.2

      連桿長(zhǎng)度的確定

      設(shè)計(jì)連桿時(shí)首先要確定連桿大小頭孔間的距離,即連桿長(zhǎng)度它通常是用連桿比來說明的,通常0.3125,取,則。

      1.3

      連桿小頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度、剛度計(jì)算

      1、連桿小頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

      連桿小頭主要結(jié)構(gòu)尺寸如圖1所示。

      為了改善磨損,小頭孔中以一定過盈量壓入耐磨襯套,襯套大多用耐磨錫青銅鑄造,這種襯套的厚度一般為,取,則小頭孔直徑,小頭外徑,取。

      2、連桿小頭的強(qiáng)度校核

      以過盈壓入連桿小頭的襯套,使小頭斷面承受拉伸壓力。若襯套材料的膨脹系數(shù)比連桿材料的大,則隨工作時(shí)溫度升高,過盈增大,小頭斷面中的應(yīng)力也增大。此外,連桿小頭在工作中還承受活塞組慣性力的拉伸和扣除慣性力后氣壓力的壓縮,可見工作載荷具有交變性。上述載荷的聯(lián)合作用可能使連桿小頭及其桿身過渡處產(chǎn)生疲勞破壞,故必須進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算。

      圖1

      連桿小頭主要結(jié)果尺寸

      (1)襯套過盈配合的預(yù)緊力及溫度升高引起的應(yīng)力

      計(jì)算時(shí)把連桿小頭和襯套當(dāng)作兩個(gè)過盈配合的圓筒,則在兩零件的配合表面,由于壓入過盈及受熱膨脹,小頭所受的徑向壓力為:

      (1)

      式中:—襯套壓入時(shí)的過盈,;

      一般青銅襯套,取,其中:—工作后小頭溫升,約;

      —連桿材料的線膨脹系數(shù),對(duì)于鋼;

      —襯套材料的線膨脹系數(shù),對(duì)于青銅;、—連桿材料與襯套材料的伯桑系數(shù),可??;

      —連桿材料的彈性模數(shù),鋼[10];

      —襯套材料的彈性模數(shù),青銅;

      計(jì)算小頭承受的徑向壓力為:

      由徑向均布力引起小頭外側(cè)及內(nèi)側(cè)纖維上的應(yīng)力,可按厚壁筒公式計(jì)算,外表面應(yīng)力

      (2)

      內(nèi)表面應(yīng)力

      (3)的允許值一般為,校核合格。

      (2)連桿小頭的疲勞安全系數(shù)

      連桿小頭的應(yīng)力變化為非對(duì)稱循環(huán),最小安全系數(shù)在桿身到連桿小頭的過渡處的外表面上為:

      (4)

      式中:—材料在對(duì)稱循環(huán)下的拉壓疲勞極限,(合金鋼),?。?/p>

      —材料對(duì)應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱的敏感系數(shù),取=0.2;

      —應(yīng)力幅,;

      —平均應(yīng)力,;

      —工藝系數(shù),取0.5;

      連桿小頭的疲勞強(qiáng)度的安全系數(shù),一般約在范圍之內(nèi)[4]。

      3、連桿小頭的剛度計(jì)算

      當(dāng)采用浮動(dòng)式活塞銷時(shí),必須計(jì)算連桿小頭在水平方向由于往復(fù)慣性力而引起的直徑變形,其經(jīng)驗(yàn)公式為:

      (5)

      式中:—連桿小頭直徑變形量,;

      —連桿小頭的平均直徑,;

      —連桿小頭斷面積的慣性矩,則

      對(duì)于一般發(fā)動(dòng)機(jī),此變形量的許可值應(yīng)小于直徑方向間隙的一半,標(biāo)準(zhǔn)間隙一般為,則校核合格。

      1.4

      連桿桿身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度計(jì)算

      1、連桿桿身結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

      連桿桿身從彎曲剛度和鍛造工藝性考慮,采用工字形斷面,桿身截面寬度約等于(為氣缸直徑),取,截面高度,取。

      為使連桿從小頭到大頭傳力均勻,在桿身到小頭和大頭的過渡處用足夠大的圓角半徑。

      2、連桿桿身的強(qiáng)度校核

      連桿桿身在不對(duì)稱的交變循環(huán)載荷下工作,它受到位于計(jì)算斷面以上做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量的慣性力的拉伸,在爆發(fā)行程,則受燃?xì)鈮毫蛻T性力差值的壓縮,為了計(jì)算疲勞強(qiáng)度安全系數(shù),必須現(xiàn)求出計(jì)算斷面的最大拉伸、壓縮應(yīng)力。

      (1)最大拉伸應(yīng)力

      由最大拉伸力引起的拉伸應(yīng)力為:

      (6)

      式中:—連桿桿身的斷面面積,汽油機(jī),為活塞投影面積,取。

      則最大拉伸應(yīng)力為:

      (2)桿身的壓縮與縱向彎曲應(yīng)力

      桿身承受的壓縮力最大值發(fā)生在做功行程中最大燃?xì)庾饔昧r(shí),并可認(rèn)為是在上止點(diǎn),最大壓縮力為:

      (7)

      連桿承受最大壓縮力時(shí),桿身中間斷面產(chǎn)生縱向彎曲。此時(shí)連桿在擺動(dòng)平面內(nèi)的彎曲,可認(rèn)為連桿兩端為鉸支,長(zhǎng)度為;在垂直擺動(dòng)平面內(nèi)的彎曲可認(rèn)為桿身兩端為固定支點(diǎn),長(zhǎng)度為,因此在擺動(dòng)平面內(nèi)的合成應(yīng)力為:

      (8)

      式中:—系數(shù),對(duì)于常用鋼材,??;

      —計(jì)算斷面對(duì)垂直于擺動(dòng)平面的軸線的慣性矩。;

      將式(8)改為:

      (9)

      式中

      —連桿系數(shù),;

      則擺動(dòng)平面內(nèi)的合成應(yīng)力為:

      同理,在垂直于擺動(dòng)平面內(nèi)的合成應(yīng)力為:

      (10)

      將式(10)改成(11)

      式中:—連桿系數(shù)。

      則在垂直于擺動(dòng)平面內(nèi)的合成應(yīng)力為:

      和的許用值為,所以校核合格。

      (3)連桿桿身的安全系數(shù)

      連桿桿身所受的是非對(duì)稱的交變循環(huán)載荷,把或看作循環(huán)中的最大應(yīng)力,看作是循環(huán)中的最小應(yīng)力,即可求得桿身的疲勞安全系數(shù)。

      循環(huán)的應(yīng)力幅和平均應(yīng)力,在連桿擺動(dòng)平面為:

      (12)

      (13)

      在垂直擺動(dòng)平面內(nèi)為:

      (14)

      連桿桿身的安全系數(shù)為:

      (15)

      式中:—材料在對(duì)稱循環(huán)下的拉壓疲勞極限,(合金鋼),??;

      —材料對(duì)應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱的敏感系數(shù),取=0.2;

      —工藝系數(shù),取0.45。

      則在連桿擺動(dòng)平面內(nèi)連桿桿身的安全系數(shù)為:

      在垂直擺動(dòng)平面內(nèi)連桿桿身的安全系數(shù)為:

      桿身安全系數(shù)許用值在的范圍內(nèi),則校核合格。

      1.5

      連桿大頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度、剛度計(jì)算

      1、連桿大頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與主要尺寸

      連桿大頭的結(jié)構(gòu)與尺寸基本上決定于曲柄銷直徑、長(zhǎng)度、連桿軸瓦厚度和連桿螺栓直徑。其中大頭寬度,軸瓦厚度,取,大頭孔直徑。

      連桿大頭與連桿蓋的分開面采用平切口,大頭凸臺(tái)高度,取,取,為了提高連桿大頭結(jié)構(gòu)剛度和緊湊性,連桿螺栓孔間距離,取,一般螺栓孔外側(cè)壁厚不小于2毫米,取3毫米,螺栓頭支承面到桿身或大頭蓋的過渡采用盡可能大的圓角。

      2、連桿大頭的強(qiáng)度校核

      假設(shè)通過螺栓的緊固連接,把大頭與大頭蓋近似視為一個(gè)整體,彈性的大頭蓋支承在剛性的連桿體上,固定角為,通常取,作用力通過曲柄銷作用在大頭蓋上按余弦規(guī)律分布,大頭蓋的斷面假定是不變的,且其大小與中間斷面一致,大頭的曲率半徑為。

      連桿蓋的最大載荷是在進(jìn)氣沖程開始的,計(jì)算得:

      作用在危險(xiǎn)斷面上的彎矩和法向力由經(jīng)驗(yàn)公式求得:

      (16)

      由此求得作用于大頭蓋中間斷面的彎矩為:

      (17)

      作用于大頭蓋中間斷面的法向力為:

      (18)

      式中:,—大頭蓋及軸瓦的慣性矩,,—大頭蓋及軸瓦的斷面面積,,在中間斷面的應(yīng)力為:

      式中:—大頭蓋斷面的抗彎斷面系數(shù),計(jì)算連桿大頭蓋的應(yīng)力為:

      一般發(fā)動(dòng)機(jī)連桿大頭蓋的應(yīng)力許用值為,則校核合格。

      連桿螺栓的設(shè)計(jì)

      2.1

      連桿螺栓的工作負(fù)荷與預(yù)緊力

      根據(jù)氣缸直徑初選連桿螺紋直徑,根據(jù)統(tǒng)計(jì),取。

      發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)連桿螺栓受到兩種力的作用:預(yù)緊力和最大拉伸載荷,預(yù)緊力由兩部分組成:一是保證連桿軸瓦過盈度所必須具有的預(yù)緊力;二是保證發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),連桿大頭與大頭蓋之間的結(jié)合面不致因慣性力而分開所必須具有的預(yù)緊力[15]。

      連桿上的螺栓數(shù)目為2,則每個(gè)螺栓承受的最大拉伸載荷為往復(fù)慣性力和旋轉(zhuǎn)慣性力在氣缸中心線上的分力之和,即

      (19)

      軸瓦過盈量所必須具有的預(yù)緊力由軸瓦最小應(yīng)力,由實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)可得一般為,取30,由于發(fā)動(dòng)機(jī)可能超速,也可能發(fā)生活塞拉缸,應(yīng)較理論計(jì)算值大些,一般取,取。

      2.2

      連桿螺栓的屈服強(qiáng)度校核和疲勞計(jì)算

      連桿螺栓預(yù)緊力不足不能保證連接的可靠性,但預(yù)緊力過大則可能引起材料超出屈服極限,則應(yīng)校核屈服強(qiáng)度,滿足

      (20)

      式中:—螺栓最小截面積,;

      —螺栓的總預(yù)緊力,;

      —安全系數(shù),取1.7;

      —材料的屈服極限,一般在800以上[16]。

      那么連桿螺栓的屈服強(qiáng)度為:

      則校核合格。

      小結(jié)

      本文在設(shè)計(jì)連桿的過程中,首先分析了連桿的工作情況,設(shè)計(jì)要求,并選擇了適當(dāng)?shù)牟牧希缓蠓謩e確定了連桿小頭、連桿桿身、連桿大頭的主要結(jié)構(gòu)參數(shù),并進(jìn)行了強(qiáng)度了剛度的校核,使其滿足實(shí)際加工的要求,最后根據(jù)工作負(fù)荷和預(yù)緊力選擇了連桿螺栓,并行檢驗(yàn)校核。

      第五篇:連桿加工夾具設(shè)計(jì)說明書

      目錄

      1、前言···································································· 2

      2、設(shè)計(jì)任務(wù)及工況要求················································ 2

      3、連桿零件分析························································ 2

      4、設(shè)計(jì)條件······························································ 3

      5、專用夾具的設(shè)計(jì)······················································ 4

      5.1、本夾具的功用······················································· 4

      5.2、設(shè)計(jì)方案分析比較·················································· 4

      5.3、夾具工作原理······················································· 6

      6、定位誤差計(jì)算························································ 6

      7、夾緊力的計(jì)算與強(qiáng)度校核············································ 7

      7.1、夾緊力的計(jì)算······················································ 7

      7.2、強(qiáng)度校核··························································

      8、夾具特點(diǎn)及使用說明················································ 8

      9、心得體會(huì)····························································· 9

      10、參考文獻(xiàn)···························································· 9

      銑連桿小頭油槽夾具設(shè)計(jì)說明書

      1、前言

      連桿在工作過程中,連桿小頭油槽收集飛濺的潤(rùn)滑油,并通過連桿小頭孔襯套上的小孔將潤(rùn)滑油引導(dǎo)到活塞銷上,起到潤(rùn)滑、冷卻活塞銷和活塞小頭孔襯套的作用。因此要求連桿小頭油槽不僅要位于連桿小頭頂部并銑穿,而且要有一定的對(duì)稱度;但在整個(gè)連桿加工過程中,銑連桿小頭油槽并不是一道非常重要的工序。連桿小頭油槽加工后形成的表面,在后續(xù)的工序中,不會(huì)用其做定位或夾緊使用,所以銑連桿小頭油槽的加工精度要求不高。

      2、設(shè)計(jì)任務(wù)及工況要求

      運(yùn)用所學(xué)機(jī)械制造工程學(xué)等基本理論知識(shí),正確解決連桿在加工時(shí)的定位和夾緊問題,選擇合理的方案,進(jìn)行必要的計(jì)算,為492Q汽油機(jī)連桿的機(jī)械加工中的“銑連桿小頭油槽”這一工序設(shè)計(jì)一套專用夾具,努力做到使其具有質(zhì)優(yōu)、高效、低成本的特點(diǎn)。

      連桿作為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵零部件,使用量很大,在連桿加工工廠通常采用中批量或大批量生產(chǎn),實(shí)行生產(chǎn)流水線作業(yè)。因此加工連桿小頭油槽可以選用臥式銑床X51,液壓夾緊。

      3、連桿零件分析

      連桿是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的主要傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之一,在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體內(nèi)將活塞與曲軸連接起來,實(shí)現(xiàn)活塞與曲軸之間力的傳遞,將活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)可逆地轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),并實(shí)現(xiàn)功率的輸出。

      連桿通常是一種細(xì)長(zhǎng)的變截面非圓桿件,由從大頭到小頭逐步變小的工字型截面的連桿體、連桿蓋、螺栓及螺母等組成。不同結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī),連桿的結(jié)構(gòu)略有差異,但基本上都是由活塞銷孔端(小頭)、連桿身、曲柄銷孔端(大頭)三部分組成。連桿大頭孔套在曲軸連桿軸徑上,為了便于安裝,連桿一般自大頭孔處分開成連桿體和連桿蓋兩部分,然后用連桿螺栓連接。為了減少磨損,大頭孔內(nèi)裝有上下兩片軸瓦;連桿小頭孔與活塞銷相連,小頭孔內(nèi)壓入銅襯套,孔內(nèi)設(shè)有油槽,小頭頂部設(shè)有油孔,通過飛濺潤(rùn)滑實(shí)現(xiàn)。為了減少慣性力,并有一定的剛度,連桿身采用工字型斷面。因此連桿工藝特點(diǎn):外形復(fù)雜,不易定位;連桿的大、小頭是由細(xì)長(zhǎng)的桿身相連,故剛性差,易彎曲、變形;尺寸精度、形位精度和表面質(zhì)量要求高。

      連桿在工作過程中主要受三個(gè)方向的作用力:活塞頂上壓縮氣體力、活塞桿 2 組的往復(fù)運(yùn)動(dòng)慣性力,連桿高速擺動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的橫向慣性力

      連桿的主要加工表面:連桿大、小頭孔;連桿大、小頭端面;連桿大頭剖分面及連桿螺栓孔等。

      (1)大小端孔的精度要求:為了使大端孔與軸瓦及曲軸、小端孔與活塞銷能密切配合,減少?zèng)_擊的不良影響和便于傳熱,采用分組裝配法。(2)大小端孔中心線在兩個(gè)互相垂直方向的平行度:兩孔軸心線在連桿軸線方向的平行度誤差會(huì)使活塞在汽缸中傾斜,增加活塞與汽缸的摩擦力,從而造成汽缸壁損加劇。

      (3)大小端孔的中心距:大小端孔的中心距影響汽缸的壓縮比,所以對(duì)其要求很高。

      (4)大端孔兩端面對(duì)大端孔軸線的垂直度:此參數(shù)影響軸瓦的安裝和磨

      損。

      (5)連接螺栓孔:螺栓孔中心線對(duì)蓋體結(jié)合面與螺栓及螺母坐面的不垂直,會(huì)增加連桿螺栓的彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形,并影響螺栓伸長(zhǎng)量而削弱螺栓強(qiáng)度。

      (6)連桿螺栓預(yù)緊力要求:連桿螺栓裝配時(shí)的預(yù)緊力如果過小,工作時(shí)一旦脫開,則交變載荷能迅速導(dǎo)致螺栓斷裂。

      (7)對(duì)連桿重量的要求:為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),連桿大、小頭重量和整臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)上的一組連桿的重量按圖紙的規(guī)定嚴(yán)格要求。

      (8)軸瓦槽:對(duì)槽頭的要求非常高。

      由于連桿在工作中承受多種急劇變化的動(dòng)載荷,所以要求其材料具有足夠的疲勞強(qiáng)度及剛度要求,而且還要使其縱剖面的金屬宏觀組織纖維方向應(yīng)沿連桿中心線并與連桿外形相符合,不得有裂紋、斷裂、疏松、扭曲、氣泡、氣孔、分層和雜質(zhì)等缺陷。

      連桿成品的金相顯微組織應(yīng)為均勻的細(xì)晶結(jié)構(gòu),不允許有片狀鐵素體。

      4、設(shè)計(jì)條件

      加工工序中,在“銑連桿小頭油槽”工序之前,已經(jīng)完成了對(duì)連桿雙端面和側(cè)面的精加工,并且完成了連桿鉆擴(kuò)小頭孔的加工工藝,因此在定位夾緊時(shí)可以選擇已加工表面作為定位基準(zhǔn)。

      而連桿的加工在工廠實(shí)行生產(chǎn)流水線作業(yè),進(jìn)行大批量的生產(chǎn),要求生產(chǎn)效率高,并且盡量降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本。通用機(jī)床X51可以滿足本工序的加工要求,因此可設(shè)計(jì)與X51工作臺(tái)配套使用的夾具,并選用液壓自動(dòng)夾緊的方式以降低勞動(dòng)強(qiáng)度,提高生產(chǎn)效率。

      5、專用夾具的設(shè)計(jì)

      5.1、本夾具的功用

      在機(jī)床上進(jìn)行加工工件工程中,為了使工件的表面以及各項(xiàng)指標(biāo)能夠達(dá)到圖紙規(guī)定的尺寸、幾何形狀以及與其他表面的相互位置精度等技術(shù)要求,在加工前必須將工件定位、夾緊。本夾具主要用于銑連桿小頭油槽,它采用通用的定位元件,使被加工的連桿在夾具的安裝過程能夠迅速實(shí)現(xiàn)定位夾緊。夾具只有安裝到機(jī)床的工作臺(tái)上才能實(shí)現(xiàn)被加工工件的加工工序,因此本夾具的另一功用是連接安裝到臥式銑床X51的工作臺(tái)上。

      5.2、設(shè)計(jì)方案比較分析

      根據(jù)本工序“銑連桿小頭油槽”的加工工藝要求,選用臥式銑床X51,3mm盤狀銑刀進(jìn)行銑削加工。故被加工零件——連桿的定位夾緊,根據(jù)加工工藝方法,可以有多種方案。方案

      一、定位元件:支撐板、圓柱銷、削邊銷;

      夾緊裝置:液壓自動(dòng)夾緊,直壓板;

      定位夾緊原理如下圖:

      1、小頭支撐板

      2、削邊銷

      3、加緊壓板

      4、大頭支撐板

      5、圓柱銷

      方案

      二、定位元件:支撐板、圓柱銷、定位塊;

      夾緊裝置:液壓自動(dòng)夾緊,直壓板;

      定位夾緊原理圖如下:

      1、小頭支撐板

      2、可換定位銷

      3、夾緊壓板

      4、定位塊

      5、大頭支撐板

      方案一中采用“一面雙銷”的定位方式,能夠限制使得夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但由于在本道工序之前,連桿大頭孔還是毛坯面,沒有進(jìn)行加工,因此基準(zhǔn)精度很低;且考慮到鍛造連桿時(shí)的模型錐度,用圓柱銷定位連桿大頭孔,還存在定位可靠性差的缺點(diǎn)。

      方案二采用大小頭支撐板、定位銷和定位塊作為定位元件。在本道工序之前,連桿大小頭雙端面和側(cè)面及連桿小頭孔已經(jīng)進(jìn)行了精加工,選用上述已加工表面為定位面,基準(zhǔn)精度較高,定位準(zhǔn)確,可靠性高且安裝方便,只是夾具夾具結(jié)構(gòu)與方案一相比稍顯復(fù)雜。

      綜上所述,方案二優(yōu)點(diǎn)明顯,好于方案一,故選用方案二作為本道工序“銑連桿小頭油槽”的夾具設(shè)計(jì)方案。

      5.3、夾具工作原理

      本工序“銑連桿小頭油槽”夾具設(shè)計(jì)原理方案如下圖所示。大小頭的支撐板支撐連桿端面,限制連桿的3個(gè)自由度;可換定位銷套在連桿小頭孔內(nèi),限制2個(gè)自由度;定位塊與連桿大頭側(cè)面相連,限制1個(gè)自由度;因此本夾具可以實(shí)現(xiàn)“銑連桿小頭油槽”工藝的完全定位。

      1、小頭支撐板

      2、可換定位銷

      3、夾緊壓板

      4、定位塊

      5、大頭支撐板

      6、定位誤差計(jì)算

      由于位于小頭頂部的定位面的定位尺寸為6.2±0.05,因此基準(zhǔn)不重合誤差ΔB為δ差

      D/2。定位孔與軸可以在任意方向上接觸,此種情況下,定位基準(zhǔn)可以在任意方向上變動(dòng),其最大變動(dòng)量為孔徑最大與軸頸最小時(shí)的間隙,所以基準(zhǔn)位移誤

      ?Y?Dmax?dmin??D??d??式中,δD、δd、Δ分別為定位孔、軸的尺寸公差和孔軸配合的最小間隙。

      由于ΔB和ΔY變化方向相反,所以定位誤差 ?D??Y??B??D??d??2 6 帶入數(shù)據(jù):δD=0.012,δd=0.03,Δ=0.01,得到:ΔD=0.046mm。

      7、夾緊力的計(jì)算和強(qiáng)度校核

      7.1、夾緊力的計(jì)算

      由【1】知:銑削切削力計(jì)算公式為:

      P = Cp·t 0.86·Sz

      0.7

      2·D

      -0.86

      ·B·z·kp

      由于本工序“銑連桿小頭油槽”使用臥式銑床X51,盤狀銑刀,直徑D為75mm,寬度B為3mm,模數(shù)m 為3.50;連桿材料為40Cr,屬于中碳合金結(jié)構(gòu)鋼,σ為980MPa;

      故由【1】知:

      bCp = 808 N Sz = 0.01 mm D = 75 mm

      0.8B = 3 mm z =12 kp =(σb/736)由連桿加工工藝圖可知:t = 8.3 mm 所以可以得出:

      P = Cp·t·Sz·D·B·z·kp

      0.860.72-0.860.8 = 808×8.3×0.01×75×3×12×(980/736)N

      = 200 N

      由【2】知:鋼與鋼的摩擦因數(shù)μ=0.3,理論夾緊力F: 0.860.72-0.86F = F·μ 即 F = P/μ

      所以可以得出:

      F = P/μ = 200/0.3 = 667 N

      由【1】知:夾緊力計(jì)算公式為:

      Fk = F·K K = Ko·K1·K2·K3·K4·K5·K6

      由工藝規(guī)程可知Ko = 1.4 K1=1.2 K3 = 1.0 K4 = 1.0 K5 = 1.0 K6 = 1.0

      故可知實(shí)際所需夾緊力Fk:

      Fk = F·K = F·Ko·K1·K2·K3·K4·K5·K6 = 667×1.4×1.2×1×1×1×1 = 1120 N 7.2、強(qiáng)度校核

      壓板強(qiáng)度校核:

      由理論力學(xué)知識(shí),對(duì)壓板受力分析可知,壓板所受的最大力矩M

      M = Fk·L = 1120×0.86 N·m = 963.2 N·m

      由于壓板厚度厚度H 為20mm,壓板寬度B2為50mm。所以彎曲應(yīng)力σp為:

      σp = M/S = M/(H·B2)= 963.2÷0.2÷0.5 = 9632 Pa

      而壓板材料為45鋼材,【σp】 為600 MPa,故壓板強(qiáng)度足夠。

      壓板螺釘強(qiáng)度校核:

      有理論力學(xué)知識(shí)可知,壓板螺釘為M16,所受的拉力同為5880 N ,所以壓板螺釘所受的拉應(yīng)力σp為:

      σp = Fk /(πr)= 1120÷π÷0.16 = 13926 Pa

      而壓板螺釘?shù)牟牧?Q235 的【σb】為375—500 MPa,故壓板螺釘?shù)膹?qiáng)度足夠。228、夾具特點(diǎn)及其使用說明

      本工序“銑連桿小頭油槽”所用的夾具,定位元件由大小頭支撐板、可換定位銷、大頭定位塊組成,定位精確可靠,結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,安裝使用方便;且由于使用液壓自動(dòng)夾緊,降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了生產(chǎn)效率。夾具在使用過程中,要注意定期維護(hù)檢測(cè)

      9、心得體會(huì)

      伴隨著機(jī)械制造工程學(xué)課程設(shè)計(jì)的開始,我們也踏入了大學(xué)的最后一年。雖然我們進(jìn)入了大四,雖然我們?cè)陂_學(xué)時(shí)僅僅有這一項(xiàng)學(xué)習(xí)任務(wù),雖然我們課程設(shè)計(jì)的要求不如機(jī)械設(shè)計(jì)制作系的高,但由于種種的原因,我還是感覺到時(shí)間的緊迫。還好這一切幾乎都在計(jì)劃中進(jìn)行,雖不能說是忙而不亂,有條不紊,但還是漸漸地完成了各項(xiàng)任務(wù)。而這其中機(jī)械制造工程學(xué)課程設(shè)計(jì)則是其中一項(xiàng)比較有意義的收獲。

      我課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是“銑連桿小頭油槽”加工工序的夾具設(shè)計(jì),雖然是較為簡(jiǎn)單的一項(xiàng),但麻雀雖小,五臟俱全。從方案的設(shè)計(jì)制定,到定位元件、夾緊機(jī)構(gòu)的選用,再到定位誤差與夾緊力的計(jì)算與校核,每一個(gè)步驟都認(rèn)真地查閱資料,從中收獲頗豐。

      這次課程設(shè)計(jì)不僅是對(duì)學(xué)過知識(shí)的復(fù)習(xí)與鞏固,也是一種實(shí)踐的檢查和聯(lián)系,更是一種對(duì)設(shè)計(jì)研究的探索和嘗試。我們的大學(xué)生活,快要結(jié)束了,很快就要走上工作崗位或從事研究工作。我相信經(jīng)過大學(xué)這樣一次又一次的課程設(shè)計(jì),未來的路雖然很漫長(zhǎng),但我們有能力克服前進(jìn)路上的一切困難,迎來勝利的曙光!

      10、參考文獻(xiàn)

      【1】 《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造系

      【2】 《機(jī)械零件手冊(cè)》 周開勤 主編 高等教育出版社 【3】 《機(jī)械制造工程學(xué)》 李偉、譚豫之 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 【4】 《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》 艾興、肖詩 主編 機(jī)械工業(yè)出版社

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