第一篇：淺析連桿螺栓折斷的主要原因

從船用柴油機(jī) 47起事故調(diào)查及處理中得知，在整個柴油機(jī)機(jī)損事故中，化瓦事故（連桿瓦、曲軸瓦）計25起，占機(jī)損事故的53.1%，機(jī)體破碎事故11起，占事故的23.4%，自然事故（在機(jī)器內(nèi)根本無法檢查）5起，占事故的10.8%，曲軸折斷4起，占事故8.5%，缸套破碎1起，占事故的2.1%，飛車事故1起，占事故的2.1%。從機(jī)體破碎的11起

事故中看，因連桿螺栓折斷事故在整個機(jī)損事故中雖說不占大的比例，但事故的后果都是極為嚴(yán)重的，甚至導(dǎo)致整機(jī)報廢。為此筆者根據(jù)多年數(shù)臺柴油機(jī)連桿螺栓折斷的主要原因，談?wù)勛约旱目捶ǎ?/p>

1、安裝時螺栓扭力過大

因連桿螺栓是細(xì)牙螺紋精制而成，桿成較長，當(dāng)螺帽扳到應(yīng)有緊固程序后，若再加力扳緊仍可扳動。所以操縱者往往因心理素質(zhì)差，怕螺栓松動，不安螺栓規(guī)定的力矩用扭力表扳手扭緊，而是憑經(jīng)驗用大扳多人一齊用力，有時為能趕上螺栓于螺母的銷孔串到一起而多擰半圈，致使螺栓承受過大的拉應(yīng)力而產(chǎn)生拉伸變形。

2、安裝前對螺栓的技術(shù)檢驗不夠

鑒別螺栓的質(zhì)量好壞，不能從單方面宏觀上檢查沒問題就可放心使用，而應(yīng)從每一個細(xì)節(jié)認(rèn)真檢查，對螺栓的質(zhì)量及能否重復(fù)使用必須具備以下條件：（1）拆修重新組裝的螺栓進(jìn)行磁力探傷檢驗，在沒有儀器檢查的情況下，螺栓也要保證表面不許有裂紋、斑痕及麻點(diǎn)。（2）因螺栓是采用細(xì)牙螺紋，所以螺紋的表面應(yīng)沒有凹痕，毛刺及擦傷。螺栓的配合表面應(yīng)保證要求的光潔度。（3）測量螺栓的拉伸變形的辦法，可用千分卡或?qū)Ｓ脴影鍦y量，螺栓支承面至尾部的長度也可用標(biāo)準(zhǔn)螺栓對照檢查，一般變形長度超過0.2%即應(yīng)換新。（4）測量螺栓是否有裂紋的簡易方法，可用繩將螺栓吊起，用錘輕輕敲擊聽其清晰程序辨認(rèn)好壞。

從螺栓折斷的事故調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，多數(shù)是因忽略了上述原因?qū)е隆?/p>

3、產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān)

連桿螺栓看起來簡單，但在工藝及材質(zhì)上要求比較嚴(yán)格。通常用優(yōu)質(zhì)碳鋼或合金鋼（根據(jù)高、中、低速柴油機(jī)而選材），實踐中往往出現(xiàn)，同種機(jī)型多家生產(chǎn)，用戶為減少途徑而就近取材，對組裝后的螺栓，在沒有達(dá)到使用的極限就出現(xiàn)問題甚至導(dǎo)致機(jī)損事故。

4、輪管人員業(yè)務(wù)素質(zhì)不過硬

主機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，無法辨認(rèn)螺栓的質(zhì)量好壞。當(dāng)螺栓在受損或折斷的瞬間會發(fā)出不正常的異響，如果對經(jīng)驗豐富的輪機(jī)管理人員而言，會采取緊急措施把事故消滅在萌芽之中。但幾起事故也證實了有的值班人員，在聽到主機(jī)發(fā)出不正常異響時，不能果斷的采取措施，而是圍繞主機(jī)徘徊查看，束手無策，當(dāng)感覺到出現(xiàn)問題時已未時過晚，致使事故發(fā)生。

第二篇：連桿心得體會

心得體會

在這次設(shè)計過程中，體現(xiàn)出連桿設(shè)計的潛力及綜合運(yùn)用知識的潛力，體現(xiàn)了學(xué)以致用，突出勞動成果的喜悅情緒。同時，也從這次課程設(shè)計中發(fā)現(xiàn)了自已平時的學(xué)習(xí)的不足與薄弱環(huán)節(jié)，而這些也將是我們今后學(xué)習(xí)與工作需加強(qiáng)的方面。

此次課設(shè)最大的收獲不是我學(xué)習(xí)到了多少知識而是這幾天設(shè)計給我的感悟：首先是心態(tài)。必須要有一個用心的心態(tài)，合作解決問題的意識，培養(yǎng)扎實基礎(chǔ)的認(rèn)識。要時刻牢記態(tài)度決定一切。其次是興趣，感覺學(xué)習(xí)工作中興趣很關(guān)鍵，只是一個引發(fā)人用心性的問題，有了興趣就自覺了，效率自然就高了。最后要不懈追求。對于機(jī)構(gòu)進(jìn)行不斷的完善，要盡可能的實現(xiàn)設(shè)計所要求的功能。當(dāng)看到桿機(jī)構(gòu)正常運(yùn)行時，興趣也會隨之而來，樂此不疲，構(gòu)成一個良性循環(huán)。

第三篇：195柴油機(jī)連桿設(shè)計及連桿螺栓強(qiáng)度校核計算課程設(shè)計說明書_百.

課程設(shè)計說明書

課 程 名 稱: 發(fā)動機(jī)設(shè)計課程設(shè)計

課 程 代 碼: 8205531

題 目: 195柴油機(jī)連桿設(shè)計及連桿螺栓強(qiáng)度校核計算

學(xué)院(直屬系 : 交通與汽車工程學(xué)院

年級/專業(yè)/班: 2009/熱能與動力工程（汽車發(fā)動機(jī)）/1班 學(xué) 生 姓 名:

學(xué) 號: 3120090805015XX

指 導(dǎo) 教 師: 曾東建、田維、暴秀超

開 題 時 間: 2012 年 6 月 28 日 完 成 時 間: 2012 年 7 月 16 日

目 錄

摘要 ……………………………………………………………………………………………2 1引言…………………………………………………………………………………………3 1.1國內(nèi)外內(nèi)燃機(jī)研究現(xiàn)狀……………………………………………………………………3 1.2任務(wù)與分析…………………………………………………………………………………5 2柴油機(jī)工作過程計算…………………………………………………………………………6 2.1 已知條件……………………………………………………………………………6

2.2 參數(shù)選擇………………………………………………………………………………7 2.3 195柴油機(jī)額定工況工作過程計算…………………………………………………7 3 連桿設(shè)計……………………………………………………………………………………11 3.1 連桿結(jié)構(gòu)設(shè)計………………………………………………………………………11 3.2 連桿材料選擇………………………………………………………………………13 4 連桿螺釘強(qiáng)度校核…………………………………………………………………………14 4.1 連桿螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計 ……………………………………………………………14

4.2 連桿螺釘?shù)膹?qiáng)度校核………………………………………………………………14 5 結(jié)論…………………………………………………………………………………………18 致謝……………………………………………………………………………………………19 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………………19 附錄：195柴油機(jī)額定工況工作過程計算程序………………………………………………20

摘 要 世紀(jì) 90 年代以來，汽車行業(yè)的競爭已從單一的性能競爭轉(zhuǎn)向性能、環(huán)保、節(jié)能等多元綜合競爭。僅就柴油機(jī)而言，為應(yīng)對世界能源危機(jī)和減少對環(huán)境污染，其研究開發(fā)工作已側(cè)重于降低油耗、減少排放、輕質(zhì)及減少磨損等方面，在這些研究中優(yōu)化技術(shù)將得到廣泛的應(yīng)用。汽車已經(jīng)在普通民眾中得到普及，隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，汽車產(chǎn)業(yè)的未來樂觀與否一定意義決定于發(fā)動機(jī)的技術(shù)水平。因此，培養(yǎng)高素質(zhì)的汽車發(fā)動機(jī)人才對當(dāng)今社會的快速發(fā)展至關(guān)重要。

本次課程設(shè)計的既是通過對195柴油機(jī)結(jié)構(gòu)的分析研究，計算工作過程中的熱力參數(shù)繪制其工作過程的P-V圖，繪制195柴油機(jī)總成橫剖面圖，對連桿進(jìn)行設(shè)計、強(qiáng)度計算和繪制連桿零部件圖，對并對設(shè)計好的連桿大頭、小頭和螺釘進(jìn)行校核，以根據(jù)工況設(shè)計連桿小頭、桿身、大頭，合理達(dá)到要求。此次，我們就選擇了對連桿螺釘進(jìn)行校核。連桿螺釘在連桿蓋以及連桿大頭之間的聯(lián)接

發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，并且由于往復(fù)慣性力和氣體壓力的雙重作用下，使螺釘?shù)氖芰κ謬?yán)酷，所以對其進(jìn)行強(qiáng)度校核就顯得十分必要。

關(guān)鍵詞： 柴油機(jī)、連桿、設(shè)計、校核

1引 言

1.1國內(nèi)外內(nèi)燃機(jī)研究現(xiàn)狀

毫無疑問，節(jié)能、環(huán)保是當(dāng)今內(nèi)燃機(jī)研究的主題。發(fā)動機(jī)伴隨著汽車走過了100多年的歷史，無論是在設(shè)計、制造、工藝還是在性能、控制方面都有很大的提高，但其基本原理仍然沒有改變。這是一個富于創(chuàng)造的時代，那些發(fā)動機(jī)的設(shè)計者們，不斷地將最新科技與發(fā)動機(jī)融為一體，把發(fā)動機(jī)變成一個復(fù)雜的機(jī)電一體化產(chǎn)品，使發(fā)動機(jī)性能達(dá)到近乎完善的程度，各世界著名汽車廠商也將發(fā)動機(jī)的性能作為競爭亮點(diǎn)，現(xiàn)在的汽車發(fā)動機(jī)不僅注重汽車動力的體現(xiàn)，更加注重能源消耗、尾氣排放等與環(huán)境保護(hù)相關(guān)的方面，從而使人們在悠閑的享受汽車文化的同時，也能保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源。

發(fā)動機(jī)未來的發(fā)展將著重于改進(jìn)燃燒過程，提高機(jī)械效率，減少散熱損失，降低燃料消耗率；開發(fā)和利用非石油制品燃料、擴(kuò)大燃料資源；減少排氣中有害成分，降低噪聲和振動，減輕對環(huán)境的污染；采用高增壓技術(shù)，進(jìn)一步強(qiáng)化內(nèi)燃機(jī)，提高單機(jī)功率；研制復(fù)合式發(fā)動機(jī)、絕熱式渦輪復(fù)合式發(fā)動機(jī)等；采用微處理機(jī)控制內(nèi)燃機(jī)，使之在最佳工況下運(yùn)轉(zhuǎn)；加強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的研究，以提高工作可靠性和壽命，不斷創(chuàng)制新型內(nèi)燃機(jī)變氣門，變升程，變相位，甚至停掉幾個缸的技術(shù)，都沒能做到在行進(jìn)中連續(xù)變缸徑，但有等效的。

清潔燃料以及代用燃料發(fā)動機(jī)的研制。迫于環(huán)境的要求，汽車巨頭們曾預(yù)言，未來數(shù)年后汽車將使用液化氫、天然氣或電力作為動力，如果壓縮天然氣CNG技術(shù)日趨成熟，另外，內(nèi)燃機(jī)的研究領(lǐng)域也深入到了甲醇、酒精、二甲醚等代用燃料的領(lǐng)域。

采用計算機(jī)來模擬進(jìn)出燃燒室的燃料和空氣流的情況也是一項突破性的技術(shù)。燃燒室和活塞的形狀、噴油脈沖的能量和方向、活塞和發(fā)動機(jī)熱量的運(yùn)動情況都會影響油氣混合物霧滴的位置。這項技術(shù)采用了 指燃油分層噴射。燃油分層噴射技術(shù)是發(fā)動機(jī)稀燃技術(shù)的一種。稀燃，顧名思義就是發(fā)動機(jī)混合氣中的汽油含量低，汽油與空氣之比可達(dá)1：25以上。

VVT（Variable Valve Timing的縮寫可變氣門正時技術(shù)，它是汽油發(fā)動機(jī)技術(shù)發(fā)展的一個里程碑。其主要設(shè)計思想是發(fā)動機(jī)氣門升程和配氣相位定時可以根據(jù)發(fā)動機(jī)工況作實時的調(diào)節(jié)。而我們常見的CVVT，就是在這個原理上增加了連續(xù)性的概念，即Continue。CVVT的主要設(shè)計原理是通過電子控制系統(tǒng)改變凸輪軸打開進(jìn)氣門的時間早晚，從而控制所需的氣門重疊角。這項技術(shù)著重于第一個字母C(Continue連續(xù)，強(qiáng)調(diào)根據(jù)發(fā)動機(jī)的工作狀況連續(xù)變化，時時控制氣門重疊角的大小，從而改變氣缸進(jìn)氣量。當(dāng)發(fā)動機(jī)低速小負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時，如怠速狀態(tài)，這時應(yīng)延遲進(jìn)氣門打開時間，減小氣門重疊角，以穩(wěn)定燃燒狀態(tài)。當(dāng)發(fā)動機(jī)低速大負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時，如起步、加速、爬坡時，應(yīng)使進(jìn)氣門打開時間提前，增大氣門重疊角，以獲得更大的扭矩。當(dāng)發(fā)動機(jī)高速大負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時，如高速行駛時，也應(yīng)延遲進(jìn)氣門打開時間，減小氣門重疊角，從而提高發(fā)動機(jī)工作效率。當(dāng)發(fā)動機(jī)處于中等工況時，如中速勻速行駛時，CVVT也會相對延遲進(jìn)氣門打開時間，減小氣門重疊角，此時的目的是減少燃油消耗，降低污染排放。FSI是Fuel Stratified Injection的詞頭縮寫，意指燃油分層直噴技術(shù)。該技術(shù)利用一個高壓泵，使汽油通過一個分流軌道(共軌到達(dá)電磁控制的高壓噴射氣門。它的特點(diǎn)是在進(jìn)氣道中已經(jīng)產(chǎn)生可變渦流，使進(jìn)氣流形成最佳的渦流形態(tài)進(jìn)入燃燒室內(nèi)，以分層填充的方式推動，使混合氣體集中在位于燃燒室中央的火花塞周圍。如果稀燃技術(shù)的混合比達(dá)到25：1以上，按照常規(guī)是無法點(diǎn)燃的，因此必須采用由濃至稀的分層燃燒方式。通過缸內(nèi)空氣的運(yùn)動在火花塞周圍形成易于點(diǎn)火的濃混合

氣，混合比達(dá)到12：1左右，外層逐漸稀薄。濃混合氣點(diǎn)燃后，燃燒迅速波及外層。

FSI發(fā)動機(jī)與傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)相比擁有更低的油耗、更好的環(huán)保和更大的輸出功率和扭力。燃油分層噴射技術(shù)是發(fā)動機(jī)稀燃技術(shù)的一種，可以讓每一滴燃油都能更加充分的燃燒，從而節(jié)省汽車的燃油消耗量。1.2任務(wù)與分析

1.2.1熱計算

1）目的

促進(jìn)學(xué)生復(fù)習(xí)和總結(jié)已學(xué)知識，提高發(fā)動機(jī)工作過程中熱力參數(shù)與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系；熟悉各參數(shù)對發(fā)動機(jī)工作指標(biāo)的影響，結(jié)合對各參考發(fā)動機(jī)及其工況的分析，培養(yǎng)學(xué)生的分析能力，從而達(dá)到能正確選擇參數(shù)的目的。（1）掌握了不同參數(shù)的選取、確定，掌握了過量空氣系數(shù)：α，最高燃燒壓力：Pz，熱量利用系數(shù)：ξz，殘余廢氣系數(shù)：γ，排氣中點(diǎn)溫度：Tr，示功圖豐滿系數(shù)：Φi，機(jī)械效率：ηm，等參數(shù)對計算結(jié)果的影響和變化規(guī)律。

(2學(xué)生對發(fā)動機(jī)的工作過程的各個過程相互的影響有一個清晰的認(rèn)識，了解了汽油機(jī)與柴油機(jī)工作過程計算的差異。通過P-V圖的繪制，使學(xué)生掌握了如何利用示功圖進(jìn)行發(fā)動機(jī)的工作過程分析。掌握了汽油機(jī)、柴油機(jī)在同一工作過程的不同的曲線的變化趨勢。

(3由于要求計算過程必須采用VB編程進(jìn)行，因此，使學(xué)生更進(jìn)一步了解如何使用計算機(jī)，進(jìn)行具體的設(shè)計計算工作，更進(jìn)一步熟悉計算機(jī)編程。

1.2.2縱、橫剖面圖

1）訓(xùn)練的目的

繪制發(fā)動機(jī)縱橫剖面圖，在課程設(shè)計中占很重要的地位。設(shè)計的發(fā)動機(jī)是否合理？能否達(dá)到熱計算中所確定的參數(shù)指標(biāo)？都將在圖上得到不同程度的反映，同時它還能表達(dá)所設(shè)計發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，零部件的主要形狀，相互關(guān)系，附件的布置和各系統(tǒng)、機(jī)構(gòu)的安排。通過繪制發(fā)動機(jī)縱、橫剖面圖，能培養(yǎng)學(xué)生的識圖和繪圖能力，以及對已學(xué)知識的綜合運(yùn)用能力，為畢業(yè)設(shè)計奠定一定的基礎(chǔ)。要求學(xué)生對發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計指標(biāo)進(jìn)行深入全面的了解，作出分析評價，將其優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用到設(shè)計的發(fā)動機(jī)上，并認(rèn)真負(fù)責(zé)地對待自己畫的每一條線，和貫徹有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)。2）訓(xùn)練效果分析

195柴油機(jī)從結(jié)構(gòu)上來講，是最簡單的發(fā)動機(jī)，通過195柴油機(jī)縱橫剖面圖繪制的訓(xùn)練，使學(xué)生全都掌握了：

（1）發(fā)動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，零部件的主要形狀，相互關(guān)系，附件的布置和各系統(tǒng)、機(jī)構(gòu)的安排。

（2）通過繪制發(fā)動機(jī)縱、橫剖面圖，培養(yǎng)了學(xué)生的識圖和繪圖能力，以及對已學(xué)知識的綜合運(yùn)用能力，為畢業(yè)設(shè)計奠定一定的基礎(chǔ)。

（3）學(xué)生對發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計指標(biāo)進(jìn)行了深入全面的了解，作出分析評價，將其優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用到設(shè)計的發(fā)動機(jī)上，并認(rèn)真負(fù)責(zé)地對待自己畫的每一條線。（4）熟悉了有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)。

1.2.3連桿設(shè)計、強(qiáng)度計算和繪制連桿零部件圖 1）目的

（1）校核零件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，繪制零件圖，促使學(xué)生復(fù)習(xí)和掌握所學(xué)知識，進(jìn)行工程師必備的基本功訓(xùn)練。

（2）分析發(fā)動機(jī)連桿的運(yùn)動規(guī)律與受力情況，作為強(qiáng)度，設(shè)計連桿。培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生設(shè)計、繪圖、分析和計算能力。2）訓(xùn)練效果分析

通過對連桿設(shè)計，使學(xué)生掌握了：

（1）如何分析零件的運(yùn)動規(guī)律和受力，如何進(jìn)行計算和校核。

（2）如何確定設(shè)計要求，建立完整的零件的設(shè)計步驟、思維。1.2.4發(fā)動機(jī)課程設(shè)計說明書編制

按《西華大學(xué)本科課程設(shè)計說明書規(guī)范化要求》的格式要求進(jìn)行撰寫，通過訓(xùn)練，使學(xué)生們掌握了：

1設(shè)計說明書的編制格式，為畢業(yè)設(shè)計打下基礎(chǔ)。

2對整個發(fā)動機(jī)設(shè)計課程設(shè)計的工作內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，訓(xùn)練學(xué)生收集資料，分析資料，利用資料，組織資料的能力。3訓(xùn)練文字編輯能力。

2柴油機(jī)工作過程計算

2.1 已知條件

195柴油機(jī)已知條件 表2-1 缸 徑： D=95 mm

氣缸數(shù)： i=1 標(biāo)定功率： Ne=8.8kw 有效油耗 ge =235g/Kw.h 標(biāo)定轉(zhuǎn)速： N=2000r/m 壓縮比： 19~21 每缸工作容積： V=0.815(L 曲柄半徑和連桿長度比： R/L=1/4 大氣狀態(tài)： PO=1bar、TO=288K 燃燒室形式，分隔式燃燒室

冷卻方式等。

2.2參數(shù)選擇

開式蒸發(fā)冷卻

過量空氣系數(shù)：α=1.65； 最高燃燒壓力：Pz=75bar；

殘余廢棄系數(shù)：γ=0.04； 排氣終點(diǎn)溫度：Tr=850K； 示功圖豐滿系數(shù)：Φi=0.93； 機(jī)械效率：ηm=0.80； 進(jìn)氣加熱溫升：△T=20℃；平均多變壓縮指數(shù)：n1=1.36；平均多變膨脹指數(shù)：n2=1.25。P0 = 1bar；T0 =288k 2.3 195柴油機(jī)額定工況工作過程計算 2.3.1 排氣沖程

（1）終點(diǎn)壓力：

=1.08 bar

（2 終點(diǎn)溫度：2.3.2 進(jìn)氣沖程

選擇殘余廢棄收縮系數(shù) δ=0.5

=794

終點(diǎn)壓力：= 0.95bar

終點(diǎn)溫度： =325.86 K

充氣效率：2.3.3 壓縮沖程

= 0.89

壓縮終點(diǎn)壓力：壓縮終點(diǎn)溫度：2.3.4 燃燒過程

= 52.673bar

= 958.58 K

（1）理論所需空氣量： = 0.4875 Kmol/Kg

（2）新鮮充量：

= 0.813 Kmol

（3）燃燒產(chǎn)物總量： = 0.833 Kmol

（4）理論分子變更系數(shù)： = 1.232

（5）實際分子變更系數(shù)：(6 最高燃燒壓力 Pz = 75 bar

= 1.228

(7 壓力升高比 = 1.35

(8 燃燒重點(diǎn)溫度Tz的計算 燃料的低熱值:Hu = 42500(KJ/Kg 熱量利用系數(shù)

因為 將的值帶入下面所示的方程組,即可解出Tz的值:

從而解得 Tz = 2035 K

(9 初期膨脹比：2.3.5膨脹過程

= 1

(1 后期膨脹比：

=9

(2 膨脹終點(diǎn)壓力：

= 1.85 bar

(3 膨脹終點(diǎn)溫度：2.3.6 指示性指標(biāo)的計算

= 883 K

（1）平均指示壓力：

=7.2 bar

=6.4 bar

（2）指示熱效率：

=0.42

（3）指示燃油消耗率：

（4）有效熱效率：

=0.35

（5）有效燃油消耗率：

=241.52 g/KW.h

（6）平均有效壓力：

=6.356bar

（7）有效功率：

=8.6

2.3.7 P-V示功圖 連桿設(shè)計

3.1 連桿結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.1.1 連桿小頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計

連桿小頭與活塞銷相連，工作時，連桿小頭與活塞銷之間有相對轉(zhuǎn)動，因此連桿小頭孔中一般壓入減摩的青銅襯套。同時，為了潤滑活塞銷和襯套，在小頭和襯套上鉆出集油孔或銑出集油槽，用來收集發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程時被激濺上來的機(jī)油，以便潤滑活塞銷和襯套。有的發(fā)動機(jī)連桿小頭采用壓力潤滑，在連桿桿身內(nèi)鉆有縱向的壓力油通道。

連桿小頭位于活塞銷內(nèi)腔，特點(diǎn)是：尺寸小、軸承比壓高、溫度較高；軸承表面相對運(yùn)動速度較低，擺動運(yùn)動，不利于形成油鍥或者承載油膜。連桿徑向尺寸和外表面是否加工有關(guān)，外表面不加工的連桿小頭，其的連桿小頭，在之間。，全部經(jīng)過機(jī)械加工

為了耐磨，在小頭孔內(nèi)還壓有耐磨襯套。設(shè)計連桿小頭的任務(wù)是確定其結(jié)構(gòu)尺寸（小頭軸承孔直徑d1和寬度B1、外形尺寸D1、襯套外徑d）和潤滑方式。其中d1、B1已在活塞組設(shè)計中確定，一般柴油機(jī)B1≈d1。據(jù)統(tǒng)計，小頭的外徑一般比孔徑大20%-35%，即D1=（1.2～1.35）d，小頭的最小徑向厚度大于4毫米。該尺寸可按強(qiáng)度、剛度條件確定。有的連桿小頭，外徑中心向上下各偏差e，以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，并相對減輕了重量，一般e=（0.02～0.04）D。

綜上所述，得出本次設(shè)計的連桿小頭的尺寸為：D1=Φ50 mm, d=Φ40（0±0.025）mm。

3.1.2 連桿桿身的結(jié)構(gòu)設(shè)計

工字型斷面的平均相對高度H/D=0.3～0.4(柴油機(jī)，高度比H/B=1.4～1.8。工字行桿件的寬度B初步值可按以下經(jīng)驗公式求出：分別為氣缸直徑和行程。

桿身也承受交變載荷，可能產(chǎn)生疲勞破壞和變形，連桿高速擺動時的橫向慣性也會使連桿彎曲變形，因此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。

為使連桿從小頭到大頭傳力比較均勻，一般把桿身斷面H從小頭到大頭逐漸加大，大的圓角半徑。

對工作可靠的發(fā)動機(jī)的統(tǒng)計表明，現(xiàn)代汽油機(jī)連桿桿身平均斷面積fm與活塞面積Fp之比fm/Fp=0.02～0.035，柴油機(jī)為0.03～0.05。為了在較小重，其中D、S

值最大到1.3左右，桿身到小頭到大頭的過度必須用足夠

量下得到較大的剛度，高速內(nèi)燃機(jī)的連桿桿身斷面都是“工”字型的，而且其長軸應(yīng)在連桿擺動平面內(nèi)。計算選取，R=60mm，取L=210mm；取

=33mm。

3.1.3 連桿大頭的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計

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、連桿螺栓，甚至整機(jī)工作可靠性。為了便于維修，高速內(nèi)燃機(jī)的連桿必須能從氣缸中取出，連桿大頭的結(jié)構(gòu)與尺寸的基本上決定于曲柄銷直徑D2、長度B2，連桿軸瓦厚度

和連桿螺釘?shù)闹睆絛m。其中D2、B2是根據(jù)曲軸強(qiáng)度、剛度和軸承的承壓能力，在曲軸

設(shè)計中確定。為了結(jié)構(gòu)緊湊，軸瓦厚度=1.5~3毫

米。連桿螺釘尺寸則根據(jù)強(qiáng)度設(shè)計。因此，本處所謂大頭設(shè)計，實際上是確定連桿大頭在擺動平面內(nèi)某些主用尺寸，連桿大頭剖分型式、定位方式，及大頭蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

連桿大頭連接連桿和曲軸，要求有足夠的強(qiáng)度和剛度，否則將影響薄壁軸瓦，連桿螺釘，甚至整機(jī)工作可靠性。為了便于維修，內(nèi)燃機(jī)的連桿必須能從氣缸中取出，故要求大頭在擺動平面內(nèi)的總寬度必須小于氣缸直徑；大頭重量產(chǎn)生的離心力會使連桿軸承、主軸承負(fù)荷增大，磨損加劇，于是還為此不得不增大平衡重，給曲軸設(shè)計帶來困難，因此在設(shè)計連桿大頭時，應(yīng)在保證強(qiáng)度、剛度條件下，尺寸盡量小，重量盡量輕。

大頭尺寸設(shè)計：

1）曲柄銷直徑、長度

趨于減薄，汽車拖拉機(jī)用軸瓦

這兩個尺寸是根據(jù)曲軸強(qiáng)度、剛度和軸承的承壓力，在曲軸設(shè)計中確定的。也可根據(jù)=36mm。2連桿軸瓦厚度=1.3～3mm，取

=2mm ，來初步確定。本次設(shè)計

=68mm，3）螺栓距離C，C取88mm,螺栓孔外側(cè)壁厚不得小于2毫米。4大頭切口形式和定位方式

195柴油機(jī)連桿所采用的斜切口，斜角為45°，端面則采用止口定位，其工藝簡單，成本低。但不能防止大頭蓋止口向外變形，連桿體止口向內(nèi)變形，這種蓋與體都是單向定位，定位不可靠；止口易變形；止口因加工誤差或裝拆變形對大頭孔影響較大。

5）連桿大頭各處的形狀應(yīng)采用圓滑過渡。

3.2 連桿材料選擇

為了保證連桿在機(jī)構(gòu)輕巧的條件下有足夠的剛度，一般多用精選含碳量的優(yōu)質(zhì)中碳機(jī)構(gòu)鋼，只有在特別強(qiáng)化且產(chǎn)量不大的汽油機(jī)中用40Cr等合金鋼。合金鋼有較高的綜合機(jī)械性能，但當(dāng)存在產(chǎn)生應(yīng)力集中的因素時，它的耐勞能力急劇下降，甚至低到與碳素鋼不相上下。所以合金鋼連桿的形狀設(shè)計、過度圓滑性、毛坯表面質(zhì)量下降等，必須給以更多的注意，才能充分發(fā)揮優(yōu)質(zhì)材料的潛力。40MnB,40MnVB等硼鋼作為高負(fù)荷的大量生產(chǎn)連桿的材料，顯示了良好的使用性能。40MnB鋼化學(xué)成分（%）：C（0.37～0.45），Mn（1.1～1.4），Cr<0.3，P和S≤0.04，B（0.001～0.005），經(jīng)850℃油淬500℃高溫回火

后強(qiáng)度極限σb>1000(性>70。，屈服強(qiáng)度σa>800（），沖擊韌連桿縱向端面內(nèi)宏觀金相組織要求金屬纖維方向與連桿外形相符，纖維無環(huán)曲及中斷現(xiàn)象。連桿一般用剛鍛造，在機(jī)械加工前應(yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理（淬火后高溫回火），以得到較好的綜合機(jī)械加工性能，既強(qiáng)又韌。為了連桿的疲勞強(qiáng)度，不經(jīng)機(jī)械加工的表面應(yīng)經(jīng)過噴丸處理。連桿必須經(jīng)過磁力探傷檢查，以求工作可靠。

我國已研究成功連桿輥段工藝，輥段工藝不僅不需要大型鍛造設(shè)備，而且還改善了工人的勞動條件。為了節(jié)約優(yōu)質(zhì)鋼材，降低產(chǎn)品成本，我國還成功地試用了一稀有鎂球墨鑄鐵制造高速汽油機(jī)連桿。試驗證明，鑄造連桿的強(qiáng)度應(yīng)在HB210-250之間，上限是為了保證有足夠的強(qiáng)度，下線是為了保證良好的韌性。這樣硬度的珠光體鑄鐵具有300-350（）的抗彎曲疲勞強(qiáng)度，與中碳鋼差不多。在大批量生產(chǎn)鑄造連桿時為了保證制造質(zhì)量穩(wěn)定，要求對爐料、熱處理等工藝規(guī)程嚴(yán)加控制，并仔細(xì)的在內(nèi)在質(zhì)量檢查，例如超聲波或X線無損探傷等。據(jù)國外經(jīng)驗，強(qiáng)韌的珠光體可鍛鑄鐵適于制造連桿。本次設(shè)計選用材料40Cr。連桿螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計及強(qiáng)度校核

4.1 連桿螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計

發(fā)動機(jī)連桿組的功能是將活塞的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，并把作用在活塞上氣體的作用力傳遞給曲軸，以輸出功率。連桿組在工作時作平面運(yùn)動，承受了大小和方向均按周期性變化的氣體作用力和慣性力的作用，并作往復(fù)和擺動的復(fù)合運(yùn)動。發(fā)動機(jī)的連桿大頭與曲軸連桿軸頸的聯(lián)接是靠連桿螺釘來實現(xiàn)的，所以連桿螺釘所承受的載荷是交變載荷。為了保證連桿大頭結(jié)合面

在工作時不分離，連桿螺釘在裝配時應(yīng)有足夠的預(yù)緊力（P0）。此力由兩個部分組成：一部分為使連桿軸瓦緊貼軸承瓦座所需的預(yù)緊力；另一部分為防止連桿體和連桿軸承瓦座結(jié)合面在工作載荷作用下脫開所需的預(yù)緊力。這兩部分力對連桿螺釘都造成扭力。

根據(jù)螺釘受力情況設(shè)計出螺釘?shù)膮?shù)：

螺紋規(guī)格d=M12；公稱長度為L=59mm；性能等級為8級

4.2 連桿螺釘?shù)膹?qiáng)度校核

四沖程發(fā)動機(jī)工作時，連桿螺釘承受的最大拉伸載荷口連桿來說，連桿螺釘所承受的拉伸載荷為：

按公式計算。對斜切

式中ψ——連桿體與連桿蓋結(jié)合面與垂直連桿縱軸的平面間的夾角 ——活塞組的重量 G1——連桿組往復(fù)部分的重量 G2——旋轉(zhuǎn)部分的重量 G3——連桿大頭蓋的重量

λ——曲柄連桿比

G=1.75kg G1=0.55kg G2=1.164 G3=0.25kg λ=0.25 則

連桿螺釘?shù)念A(yù)緊力

——連桿螺釘螺紋外徑（12mm）S——螺距（88mm）——摩擦系數(shù)

——螺釘支撐環(huán)面平均半徑（7.2mm）

其中： S/則 =0.1 /=0.6 =0.15

連桿螺釘?shù)念A(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屈服，最后仍會使連接松弛，因此必須校核屈服的可能性

——連桿螺釘最小端面積

螺釘最小直徑12×0.85=10.2mm

——基本動載荷系數(shù) 選取為0.22 所以

則屈服強(qiáng)度滿足要求

連桿螺釘所受的拉力在則螺紋桿部名義應(yīng)力： 螺桿部的直徑d=12mm

和 之間變化。

對螺紋根部名義應(yīng)力：

螺紋根部的直徑d=12×0.85=10.2mm

對螺桿進(jìn)行疲勞安全系數(shù)計算：

式中：——為材料在對稱循環(huán)下的拉壓疲勞極限，此處取

——工藝系數(shù) 此處取0.5 ——角系數(shù) 此處取0.2 所以螺桿的疲勞安全系數(shù)計算：

對螺紋根部進(jìn)行疲勞安全系數(shù)計算：

由于選用具有較高的屈服極限的中碳合金鋼40Cr制造，在調(diào)質(zhì)處理后硬度達(dá)到HRC29~39，屈服極限在800為800。

以上。查表可求得則許用應(yīng)力：

則：連桿螺釘?shù)那?qiáng)度和疲勞強(qiáng)度符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 5 結(jié) 論

在這次設(shè)計過程中，體現(xiàn)出自己單獨(dú)設(shè)計的能力，以及綜合運(yùn)用知識的能力，體會了學(xué)以致用、突出自己勞動成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補(bǔ)。課程設(shè)計是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程．“千里之行始于足下”，通過這次課程設(shè)計，我深深體會到這句千古名言的真正含義．我今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計，學(xué)會腳

踏實地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎(chǔ)。

致 謝

值在本報告完成之際，首先感謝辛勤傳授我知識的交通與汽車工程學(xué)院。

在此也感謝我們的曾老師.，老師嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；老師循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪；這次發(fā)動機(jī)設(shè)計的每個細(xì)節(jié)和每個數(shù)據(jù)，都離不開老師您的細(xì)心指導(dǎo)。而您開朗的個性和寬容的態(tài)度，幫助我能夠很順利的完成了這次課程設(shè)計。

其次，我也十分感謝在整個課程設(shè)計實驗中給予我?guī)椭耐瑢W(xué)和室友，感謝他們在學(xué)習(xí)中給我的幫助。

最后感謝我的父母，他們的鼓勵是我完成這次報告的動力，感謝他們無私的奉獻(xiàn)。

【參考文獻(xiàn)】

［1］曾東建.汽車發(fā)動機(jī)設(shè)計.西華大學(xué)，2009.［2］魏遠(yuǎn)文.發(fā)動機(jī)工作過程計算.西華大學(xué)，2009 ［3］周龍保，高宗英.內(nèi)燃機(jī)學(xué)［M］.機(jī)械工業(yè)出版社，2003 ［4］楊寶剛.開展企業(yè)管理信息化工作的步驟［J］，企業(yè)管理，2002（11）：12～15 ［5］Islamabad.Software tools for forgery detection［J］.Business line.2001.(5）.29～32 ［6］何華，曾馨.發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)［M］.北京：北京理工大學(xué)出版社，2006.［7］西華大學(xué)交通與汽車工程學(xué)院.內(nèi)燃機(jī)課程設(shè)計指導(dǎo)書

［8］臧杰，閻巖.汽車構(gòu)造［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008

附錄：195柴油機(jī)額定工況工作過程計算程序

程序核心代碼 Option Explicit Dim n, nn, pr, po As Single Dim tr, pa, Va, s, d, vh, kkk As Single Dim pab, e, paa, pad, pac As Single Dim tt, t, yy, fa, ta As Single Dim nv, n1, tc, pc, fx As Single Dim l, Vc, gc, gh, g0 As Single Dim Vcx, r, lo, a, mt, m1, m2, u0, u As Single Dim khu, cv1, cv2, tz, ccc, hu, qq, aaa, bbb As Single Dim l8, n2, pz, tb, pi1, pi, p As Single Dim fi, pm, nm, ni, gi, ne, pe, ge, nne, i, v, pb As Double Dim ylsgb As Single Dim P0, Pcx, Tcx, Pbx, Tbx, Vbx As Single Dim x, y As Integer Dim φx, Vb1

Private Sub Command2_Click(Picture1.Cls End Sub Private Sub Command3_Click(End End Sub

Private Sub Command4_Click(Picture1.Cls Picture1.Scale(-0.1, 120-(1.1,-10 Picture1.ForeColor = vbBlack Picture1.Line(0, 0-(1.3, 0 '畫X軸 Picture1.Line(0, 0-(0, 115 '畫Y軸

Picture1.CurrentX = 0.95: Picture1.CurrentY =-0.02: Picture1.Print “V(L” Picture1.CurrentX = 0.02: Picture1.CurrentY = 115: Picture1.Print “P(bar” For y = 0 To 110 Step 5 '畫刻度 Picture1.Line(0, y-(0.02, y Picture1.CurrentX =-0.08: Picture1.CurrentY = y + 1.5: Picture1.Print y Next y Picture1.Line(0, 115-(-0.01, 113.5 '畫箭頭 Picture1.Line(0, 115-(0.01, 113.5 For x = 0.1 To 1 Step 0.1 '畫刻度 Picture1.Line(x, 0-(x, 0.2 Picture1.CurrentX = x1 Picture1.ForeColor = vbBlue Picture1.CurrentX = Vc + 0.01: Picture1.CurrentY = 10: Picture1.Print “Vc” Picture1.Line(Vc, 120-(Vc, 0 '畫Vc線 Picture1.ForeColor = vbRed

Picture1.Line(0, 1-(0.95, 1 '畫P0線

Picture1.CurrentX = 0.95: Picture1.CurrentY = 4: Picture1.Print “P0” Va = vh + vh /(e1 Picture1.ForeColor = vbGreen '===================================畫壓縮曲線========================= For φx = 0 To 3.14 Step 0.0001

Vcx = vh / 2 *((1Cos(2 * φx * 1 / 4 / 4 + Vc Pcx = pa *(Va / Vcx ^ n1 Picture1.PSet(Vcx, Pcx Next φx

Picture1.Line(Vc, pc-(Vc, pz '===================================畫膨脹曲線========================= For φx = 3.14 To 6.28 Step 0.0001

Vbx = vh / 2 *((1Cos(2 * φx * 1 / 4 / 4 + Vc Pbx = pb *(Va / Vbx ^ n2 If Pbx <= pz Then Picture1.PSet(Vbx, Pbx Else: Picture1.Line(Vc, pz-(Vbx, pz End If Next φx

Vb1 = vh / 2 *((1Cos(2 * 6.4 * 1 / 4 + Vc Picture1.Line(Va, pa-(Va, pb '畫放熱線 Picture1.Line(Va, pc-(Va, pz '畫加熱線

End Sub Private Sub Command1_Click(s = Val(Text2.Text: d = Val(Text4.Text n = Val(Text1.Text: po = Val(Text15.Text / 10: e = Val(Text5.Text: tt = Val(Text17.Text: fa = Val(Text18.Text: r = Val(Text2.Text l = Val(Text31.Text / 3.14 /((d / 2 ^ 2 gc = Val(Text11.Text: gh = Val(Text12.Text: g0 = Val(Text8.Text a = Val(Text19.Text: mt = Val(Text20.Text: fi = Val(Text9.Text: i = Val(Text3.Text n1 = Val(Text14.Text: n2 = Val(Text33.Text '================================排氣過程=========================== pr = Int(1000 * 10.8 * po / 1000: tr = 350 /(1.2 / Log(n * Log(10 + 0.005 *(e1: hu = 42500 '柴油機(jī) 暫時先賦的值

'================================進(jìn)氣過程=========================== 'kkk = 2.4 * nn / n 'pab =(10 / kkk ^ 2 paa = n ^ 2 / 520000000 pac =((e1 ^ 2 '殘余廢氣收縮系數(shù) 暫時取的0.5 ' pad = 10.0125 * n /(110pr ' 殘余廢氣系數(shù) yy ' ta =(t + tt + yy * fa * tr *(pa / pr ^((npr /(tt + t /(10 * po /(e0.05 * nn / n '平均壓縮多變指數(shù) pc = Int(100 *(pa * e ^(n1 / 100 '壓縮終點(diǎn)壓力 tc = Int(10 * ta * e ^(n1g0 / 32 m1 = a * lo: m2 = a * lo + gh / 4 + g0 / 32 u0 = m2 / m1 u =(u0 + yy /(1 + yy '實際分子變更系數(shù) 'khu = 58000 *(1khu / m1 /(1 + yy + cv1 * tc / u aaa =(3.3 / a + 3.7 * 4.1868 / 10000 '柴油機(jī) bbb =(4.8 + 2.2 / a * 4.1868 tz = Int((-bbb +(bbb ^ 2 + 4 * aaa * ccc ^ 0.5 / 2 / aaa '燃燒終點(diǎn)溫度 ' l8 = u * tz / tc '壓力升高比

ylsgb = Val(Text29.Text p = u * tz / ylsgb / tc '----柴油機(jī)預(yù)期膨脹比----pz = Int(100 *(ylsgb * pc / 100 '最高燃燒壓力

'=================================膨脹=========================================== 'n2 = 1.2 + 0.03 * nn / n pb = Int(100 *(pz /(e ^ n2 / 100 '膨脹終點(diǎn)壓力 tb = Int(tz /(e ^(n21 *(ylsgb * p /(n21 / e ^(n21 /(n11 / e ^(n1pm / pi ' 機(jī)械效率

ni = Int(10000 * 8.314 * m1 * tt * pi / hu / 10 / po / nv / 10000 '指示熱效率 gi = 3600000 / hu / ni '指示燃油消耗率 ne = nm * ni '有效熱效率 pe = pi * nm '平均有效壓力

ge = 3600000 / hu / ne '有效燃油消耗率

vh = Int(10000 * 3.14 *(d / 2 ^ 2 * r / 10 ^ 6 / 10000 v = Int(10000 *(vh / e + vh / 10000 '--------------------汽缸容積 nne = i * v * pe * n / 1224 '--------------------有效功率 Text7(1.Text = “0” & Int(10000 * ni / 10000 Text7(3.Text = Int(100 * gi / 100 Text7(4.Text = “0” & Int(10000 * ne / 10000 Text7(5.Text = Int(1000 * pe / 1000 Text7(6.Text = Int(100 * ge / 100

Text7(7.Text = Int(100 * nne / 100 Text10.Text = pr: Text13.Text = Int(10 * tr / 10: Text21.Text = “0” & Int(100 * pa / 100: Text22.Text = Int(ta * 10 / 10 Text23.Text = pz: Text24.Text = tz: Text25.Text = tb: Text26.Text = pb Text27.Text = pc: Text28.Text = tc eee: End Sub 程序運(yùn)行結(jié)果

圖2-1 195柴油機(jī)工作過程計算及P-V圖顯示

第四篇：連桿加工工藝流程

中南林業(yè)科技大學(xué)

學(xué)

院：

專

業(yè)：

班

級：

姓

名：

學(xué)

號：

指導(dǎo)老師：

6105QA發(fā)動機(jī)連桿加工工藝流程設(shè)計

1分析連桿的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求

（1）結(jié)構(gòu)

連桿是較細(xì)長的變截面非圓形桿件，其桿身截面從大頭到小頭逐步變小，以適應(yīng)在工作中承受的急劇變化的動載荷。

連桿是由連桿大頭、桿身和連桿小頭三部分組成，連桿大頭是分開的，一半與桿身為一體，一半為連桿蓋，連桿蓋用螺栓和螺母與曲軸主軸頸裝配在一起。為了減少磨損和磨損后便于修理，在連桿小頭孔中壓人青銅材套，大頭孔中裝有薄壁金屬軸瓦。

為方便加工連桿，可以在連桿的大頭側(cè)面或小頭側(cè)面設(shè)置工藝凸臺或工藝側(cè)面。

（2）連桿的主要技術(shù)要求

技術(shù)要求項目具體要求或數(shù)值滿足的主要性能大、小頭孔精度尺寸公差I(lǐng)T6級，圓度、柱度0.004～0.006保證與軸瓦的良好配合兩孔中心距±0.03~0.05氣缸的壓縮比兩孔軸線在同一個平面內(nèi)在連桿軸線平面內(nèi)：0.02~0.04：100在垂直連桿軸線平面內(nèi)：0.04~0.06：100減少氣缸壁和曲軸頸磨損大孔兩端對軸線的垂直度0.1:100減少曲軸頸邊緣磨損兩螺孔子（定位孔）的位置精度在兩個垂直方向上的平行度：0.02~0.04/100對結(jié)合面的垂直度：0.1~0.3/100保證正常承載和軸頸與軸瓦的良好配合同一組內(nèi)的重量差±2%保證運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)（3）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、軸瓦對端面的位置精度可由加工精度直接保證，而不會受精磨加工精度的影響

1)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 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。

2)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。從使用性能上看，重復(fù)定位精度高，在擰緊螺釘時，可自動滑移消除止口間隙。從工藝性上看，定位可靠，連桿成品經(jīng)拆裝后大頭孔徑圓度變化小。由于連桿由多面組成且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度要求較高，所以加工難度增大；結(jié)合面和螺孔不垂直，呈72°角，螺栓孔只好在切斷工序后、拉結(jié)合面工序前加工。螺栓孔和結(jié)合面分別先后加工，為達(dá)到互換性裝配要求，加工精度相應(yīng)提高。

機(jī)械加工輔助設(shè)備工具一宗，主要有:切割機(jī)、拋光機(jī)、磨光機(jī)、小鉆床、卡尺、電纜、配電箱、自作可轉(zhuǎn)動工裝 擬定工藝路線；

連桿的尺寸精度、形狀精度和位置精度的要求都很高，但剛度又較差，容易產(chǎn)生變形。連桿的主要加工表面為大小頭孔、兩端面、連桿蓋與連桿體的接合面和螺栓等。次要表面為油孔、鎖口槽、供作工藝基準(zhǔn)的工藝凸臺等。還有稱重去重、檢驗、清洗和去毛刺等工序。（1）加工階段的劃分和加工順序的安排

連桿本身的剛度比較低，在外力作用下容易變形；連桿是模鍛件，孔的加工余量較大，切削加工時易產(chǎn)生殘余應(yīng)力。因此，在安排工藝過程時，應(yīng)把各主要表面的粗、精加工工序分開。這樣，粗加工產(chǎn)生的變形就可以在半精加工中得到修正；半精加工中產(chǎn)生的變形可以在精加工中得到修正，最后達(dá)到零件的技術(shù)要求，同時在工序安排上先加工定位基準(zhǔn)。

連桿工藝過程可分為以下三個階段。１）粗加工階段

粗加工階段也是連桿體和蓋合并前的加工階段：

主要是基準(zhǔn)面的加工，包括輔助基準(zhǔn)面加工；準(zhǔn)備連桿體及蓋合并所進(jìn)行的加工，如兩者對口面的銑、磨等。２）半精加工階段

半精加工階段也是連桿體和蓋合并后的加工，如精磨兩平面，半精樓大頭孔及孔口倒角等?？傊?，是為精加工大、小頭孔作準(zhǔn)備的階段。３）精加工階段

精加工階段主要是最終保證連桿主要表面——大、小頭孔全部達(dá)到圖紙要求的階段，如珩磨大頭孔、精鏜小頭軸承孔等。

（1）定位及夾緊 1）粗基準(zhǔn)的選擇

粗基準(zhǔn)的正確選擇和初定位夾具的合理設(shè)計是加工工藝中至關(guān)重要的問題。在拉連桿大小頭側(cè)定位面時，采用連桿的基準(zhǔn)端面及小頭毛坯外圓三點(diǎn)和大頭毛坯外圓二點(diǎn)粗基準(zhǔn)定位方式。這樣保證了大小頭孔和蓋上各加工面加工余量均勻，保證了連桿大頭稱重去重均勻，保證了零件總成最終形狀及位置。

2）精加工基準(zhǔn)采用了無間隙定位方法，在產(chǎn)品設(shè)計出定位基準(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。（2）連桿加工的工藝流程

連桿的加工順序大致如下：粗磨上下端面——鉆、拉小頭孔——拉側(cè)面——切開——拉半圓孔、接合面、螺栓孔——配對加工螺栓孔——裝成合件——精加工合件——大小頭孔光整加工一去重分組、檢驗。還有另一種常用的工藝流程是：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，拉配對打字面、去重凸臺面及蓋定位側(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→去配對桿蓋毛刺→清洗配對桿蓋→檢測配對桿蓋結(jié)合面精度→人工裝配→扭緊螺栓→打印桿蓋配對標(biāo)記號→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。

第五篇：連桿設(shè)計說明書

連桿設(shè)計說明書

課程設(shè)計要求：

1.了解活塞、連桿、曲軸的設(shè)計基準(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)動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。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)中兩端分別與主動和從動構(gòu)件鉸接以傳遞運(yùn)動和力的桿件。例如在往復(fù)活塞式動力機(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)動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，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，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，連桿大頭作隨曲拐作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，連桿桿身作復(fù)雜的平面運(yùn)動。

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個條件： ① 質(zhì)量不變：簡化前后的質(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)對質(zhì)心的轉(zhuǎn)動慣量不變：簡化的質(zhì)量對質(zhì)心的轉(zhuǎn)動慣量之和應(yīng)等于原來的轉(zhuǎn)動慣量； 連桿的受力

連桿是汽車發(fā)動機(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)動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，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din標(biāo)準(zhǔn))。合金鋼雖具有很高強(qiáng)度，但對應(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連桿長度應(yīng)盡量短，以降低發(fā)動機(jī)的高度和總重量。

③要求連桿軸承工可靠壽命長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、軸瓦對端面的位置精度可由加工精度直接保證，而不會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，拉配對打字面、去重凸臺面及蓋定位側(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→去配對桿蓋毛刺→清洗配對桿蓋→檢測配對桿蓋結(jié)合面精度→人工裝配→扭緊螺栓→打印桿蓋配對標(biāo)記號→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)計小結(jié)

本次設(shè)計是我們學(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。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(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，我對本次課程設(shè)計非常重視。

我們這次的設(shè)計、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，因而不可避免地會出現(xiàn)一些問題和缺點(diǎn)。通過對本次課程設(shè)計過程及老師指點(diǎn)的回顧和總結(jié)，可以系統(tǒng)地分析一下整個設(shè)計、學(xué)習(xí)過程中所存在的問題。通過總結(jié)，還可以把平時聽課時還沒有弄懂、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)計的預(yù)期目的和意義。

此次課程設(shè)計對給定的零件圖分析并進(jìn)行CAD繪圖，考查了我們對零件圖的讀圖能力以及CAD的使用能力，利用近兩個星期的課程設(shè)計，加深了對所學(xué)知識的理解，有助于今后工作。本次課程設(shè)計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。