曲柄销圆角强度的理论计算【毕业论文+CAD图纸全套】

课程设计说明书 曲柄销圆角强度的理论计算 吴江平 3009201302 热能与动力工程 2 班 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1. 2100T 柴油机的基本参数： 冲程数： 4； 缸径 ： 100 气缸数： 2； 冲程 ： 120 压缩比 ： 16； 额定功率 ： 额定转速 ： 2000r/ 比油耗 ： 252g/(kWh)； 排量： 曲轴旋转方式：逆时针； 活塞平均速度： 8m/s; 冷却方式：水冷； 起动方式：手起动； 润滑方式：压力与飞溅复合式； 整体尺寸： (长宽高 )555 748 486( 标定工况 (2000r/的温度：总管排气温度 520 ，机油温度100，冷取水出水温度 70 80，进出水温度 15； 2. 整体结构特点： (1) 机体组： 是发动机的支架，是曲柄连杆机构、配气机构和发动机各系统主要零部件的装配基体； 由机体、气缸盖、主轴承盖以及油底壳等组成。 机体：灰铸铁；机体的前端有正时齿轮，后端为飞轮盖和盖板，左侧中间装有配气凸轮轴。机体的拱门上有主轴承座，轴承盖同螺栓紧固在轴承座上，曲轴后部装有甩油盘、飞轮壳； 燃烧室：直喷式燃烧室； 气缸盖：灰铸铁； 气缸排列形式：直列式； 气缸套：湿式，高磷铸铁； 主轴承盖：灰铸铁； 主轴承螺栓：钢 40 油底壳：湿式，铸铁； 曲轴箱结构形式：龙门式； (2) 曲柄连杆机构 ： 是发动机的主要运动机构，其公用是将活塞的往复直线运动转换为曲轴的旋转运动，同时将作用与活塞上的力转变为曲轴对外输出的转矩，以驱动车轮转动； 由活塞组、连杆组和曲轴飞轮组组成，活塞组包括活塞、活塞环和活塞销等，连杆组包括连杆体、连杆螺栓、连杆小头衬套、连杆大头盖和连杆大头，曲轴飞轮组包括曲轴和飞轮等。 活塞：铝合金，顶部浴盆形深坑； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 活塞环：合金铸铁 ； 油环衬簧：钢 65 活塞销：中空，钢 20 连杆体：工字形断面； 连杆小头：全浮式； 连杆小头衬套：中间设有集油孔； 连杆大头：斜切口，锯齿定位； 连杆大头轴瓦：分开式，高锡铝合金； 曲轴：合金球墨铸铁，前后油封； 曲柄销：枣核型空腔； 曲轴正时齿轮：钢 45； 主轴瓦：分开式，钢背高锡铝合金，下瓦不开油槽； 飞轮：直径 140 (3) 配气机构 ： 是根据发动机每一气缸内进行的工作循环和发火次序的要求，定时的开启和关闭各气缸的进、排气门，以保证新鲜可燃混合气 (汽油机 )或空气 (柴油机 )得以及时进入气缸并 把燃烧生成的废弃及时排出； 由气门和气门传动组组成，气门组包括气门、气门导管、气门座和气门弹簧等，气门传动组包括凸轮轴、凸轮轴正时齿轮、挺住、推杆、摇臂和摇臂轴等。 气门：平顶； 气门导管：铁基粉末冶金； 气门座：锥角 45， 4 气门内弹簧：钢系 簧展开长度 616旋，有效卷数 卷数 门外弹簧：钢系 簧展开长度 734旋，有效卷数 卷数 凸轮轴：前端装有定距环 (钢 45)、止推垫片 (钢 45)，其 轴向间隙为 凸轮轴正时齿轮：钢 45； 挺柱：钢 45，； 推杆：钢 45； 摇臂：球墨铸铁； (4) 进排气系统 ： 在发动机工作过程中，一方面要吸入可燃混合气或空气，另一方面必须把燃烧做功后的废气排出； 进气系统包括空气滤清器和进气歧管，排气系统包括排气歧管和排气总管。 进气总管：直径 64铸铁； 进气歧管：直径 40 排气总管：直径 54铸铁； 无排气歧管； (5) 喷油系统 ： 根据柴油机的要求，定时、定量的产生高压油，并按要求喷入燃烧室特定买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 位置； 由低压油路和高压油路组成。低压油路包 括油箱、油水分离器、柴油滤清器和输油泵等，高压油路包括喷油泵、高压油路、调速器和喷油器等； 喷油泵：柱塞式； 喷油器：轴针式； (6) 润滑系统 减少摩擦副的摩擦和磨损；带走摩擦生成的热量，起冷却作用；冲走铁屑等杂物；密封和防漏； 由机油泵、油道、油管、集滤器、滤清器、散热器等组成。 (7) 冷却系统 使发动机在所有的工况都保持在适当的温度范围内； 由水泵、散热器、冷却风扇、节温器、补偿水桶、机体和缸盖中的水套等组成。 (8) 起 动系统 利用发动机以外的能源使发动机运转； 起动方式：手起动。 曲柄销圆角强度的理论计算 具体计算过 程 【 1】质量估算 估算方法：仔细阅读图纸，假设工件为薄壁件，利用图纸中的尺寸计算出体积，与密度相乘后得出质量数值，并与其他组所绘制的三维图形进行比较。 活塞和活塞销： 活塞销： V 活塞销 =（ r 外径 2径 2） h 活塞销 = （ 35*10） 2 （ 18*10） 2* 84*100质量 =密度 *体积 M 活塞销 =03*0文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 活塞： V 活塞 = *（ 0） 2-（ 75*10） 2*120*10 *（ 0）2*（ *1000 0-4 m 质量 =密度 *体积 M 活塞 =03*0= M 活塞 +M 活塞销 = 杆 V 小环 = *（ 49*10） 2） （ 39*10） 2*38*1010-5 m V 大环 = *（ 49*102） （ 69*10） 2*38*1010-5 m 工字钢高 00 49/2 49=126.5 工 （ 12+15） /2*100*100-5 m V 工 22*100 27 12） *100-5 m V 连杆 = V 小环 + V 大环 + V 工字钢 =0-4 m M 连杆 =制三维模型中连杆的质量为 差为 从而得出结论：估 算较为准确。 【 2】根据曲轴的 维模型计算曲柄臂和平衡重质量，并获得质买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 心位置 曲柄臂的质量为 衡重的质量 杆的质心位置位于连杆大头上方 【 3】离心惯性力的计算： 转速 2000r/w=s 连杆旋转质量离心惯性力：（近似计算时质量取连杆大头的质量） 2/3M 连杆 *= 0） *10 1 曲柄臂的离心惯性力： w2*0衡重离心惯性力： w2*0 4】 利用 拟气缸压力的结果： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 缸内压力最大值： 应的曲轴转角为 336。 【 5】 结合图纸标注尺寸，计 算出与曲轴相关的尺寸如下： 参数 数值（ 曲柄销 直径 度 重孔直径 重孔偏心距 e 圆角半径 5 39 38 3 4 主轴颈 直径 度 重孔直径 角半径 5 39 43 4 曲柄臂 厚度 h 宽度 b 16 曲柄半径 R 轴颈重合度 a1 a2 l1 0 10 6】受力分析： 取其中一个曲柄销，利用分段法分析受力情况并计算，受力情况如图买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 所示 【 7】 利用 格，结合模拟的气缸压力结果计算气体力、惯性力、竖直合力、侧向力、连杆力、切向力、径向力等 （完整的表格附于附录中，此处仅展示部分结果） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 【 8】绘制折线图： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 【 9】曲柄销圆角强度计算 按照内燃机设计（吉林大学版）中提供的方法： 1. 支反力 Rr(1/L(l2+a2+(7*(7*(tj=l1* ). 曲柄平面内弯矩 对曲柄臂计算截面重心的弯矩 r( 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 曲柄臂抗弯断面系数 Zb= =. 圆角弯曲名义应力 n=b 04 202 . 圆角弯 曲应力幅和平均应力 a=( 2=404-( 2=404+*6=6=. 曲柄销抗扭断面系数 -(d1/d)4/16= -(38/65)4/16=. 圆角名义切应力 t=t 98060/159 kg/1270 kg/. 圆角切应力幅和平均应力 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2=4189-(2=4189+(： 方法： = f1*f2*f3*f4*f5*f6*f7 r/h=4/柴油机设计手册 9 = /d=10/65=h/d=5=柴油机设计手册 9b/d=116/65= /d=10/65=柴油机设计手册 9d1/d=28/65=查柴油机设计手册 9e/d=3/65=查柴油机设计手 册 9由于 /d=10/65=l*/r= r=4 所以 l*=6 l/ l*= 所以查图 9到 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 =*1=1. 弯曲有效应力集中系数： r/d=4/65=d1/d=38/65=查柴油机设计手册 9 1= b=60; 查柴 油机设计手册 9(q) b= s=40; s/ b=40/60=(q) b+(q)( s/ b)/2=(2=k=1+q ( 11+2. 弯曲有效总不均匀度系数： / 1=3. 圆角扭转形状系数： t= t*q1*q2*q3*q4*q5 r/d=4/65=d1/d=38/65=查柴油机设计手册 9 t=1.7 b/d=116/65=柴油机设计手册 9h/d=5=柴油机设计手册 9 /(dp+2*10/(65+75)=q1* 查柴油机设计手册 9文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 e/d=3/65=d1/d=38/65=柴油机 设计手册 9 t=4. 扭曲有效应力集中系数： r/d=4/65=d1/d=38/65=查柴油机设计手册 9 r=40查柴油机设计手册 9合公式 9 q) ( s/ b)得： + 1+5.