16V240柴油机连杆组设计毕业论文.doc

兰州交通大学毕业设计（论文）16V240柴油机连杆组设计毕业论文目 录摘 要IAbstractII目 录III1 绪论11.1 内燃机活塞连杆组的意义11.2国内外的发展趋势21.3研究的内容32内燃机的结构原理简介42.1柴油机的结构参数42.2 发动机类型42.2.1 冲程数选择42.2.2 冷却方式42.2.3 气缸数和气缸布置方式42.3 基本参数42.3.1 行程缸径比S/D选择42.3.2气缸工作容积V，缸径D的选择52.4内燃机的工作原理52.4.1 进气过程52.4.2压缩过程62.4.3燃烧过程72.4.4膨胀过程82.4.5排气过程93运动学分析计算103.1 曲柄连杆机构的类型103.2 曲柄连杆比的选择103.4 连杆运动规律114连杆组的结构设计134.1 连杆的设计134.1.1 连杆的结构类型134.1.2 连杆长度134.1.2 连杆小头134.1.3 连杆杆身144.1.4 连杆大头144.2 连杆的材料选取154.2.1 连杆衬套材料154.2.2 连杆杆身材料154.3 连杆的强度计算164.3.1 连杆小头164.3.2 连杆杆身194.3.3 连杆大头215连杆的受力分析和校核245.1连杆小头245.2 连杆大头275.3连杆杆身27结 论29致 谢30参考文献31I1 绪论凡是将燃料所释放的热能经过一些机构转换成机械功的这种装置叫做热力发动机，其中，燃料燃烧所释放的热量通过别的介质从而推动机械装置做功，这一类型的发动机都称为外燃机，而燃料燃烧后的产物是直接推动机械装置做功的这类发动机则称为内燃机。内燃机是在19世纪出现的，由于它在经济性、动力性、比质量、寿命及可靠性方面具有很多蒸汽机难以比较得优点，所以从20世纪40年代开始全面进入内燃机时代。在1860年一种大气压力式内燃机被发明，它将煤气与空气在活塞的上半个行程被吸入气缸，然后火花塞将其点燃，后半个行程叫做膨胀行程，这种发动机的热效率很低小于5%，最大的功率也很低大约4.5kw。为了克服这种热效率低、质量大的内燃机缺点，在1876年生产一种以煤气为燃料，用电火花点燃的四冲程内燃机，这种内燃机将效率提高到了12%14%，这也是内燃机发展史上的里程碑。在1890年又发明了一种二冲程的内燃机，这种内燃机具有较高的单位容积功率和比较均匀的转矩，而且结构也比较简单、使用和维修都比较方便；但由于润滑油消耗量比较高，冷却困难和耐用性较差。所以很难大规模的应用。在1892年德国的一位工程师提出了一种新型的内燃机工作原理，在压缩终了将液体燃油喷进气缸内，利用压缩终了气体的高温使燃油点燃，没有爆燃，热效率可以比其他的高将近一倍左右，1897年第一台柴油机问世。内燃机的持续改进，是基于主要零件的性能不断完善和提高与改进的，而功率和速度的提高是增强引擎的程度的基础。直喷柴油发动机活塞的工作环境恶劣，在活塞和活塞热应力分布进行设计，是对结构和活塞的性质，以预测和改进的链路的承载能力是研究的方向。1.1 内燃机活塞连杆组的意义曲柄连杆机构是在高温、高压的燃气作用下和高速运动状态下工作的，因此它要承受很大的热负荷、机械负荷，并且存在着摩擦磨损和腐蚀。它的作用是将燃烧所释放的热能转换为机械能，把活塞做的往复直线运动转换成为曲轴的旋转运动，并且向传动装置输出动力。内燃机的发明推动经济发展，让我们在距离世界上带来了极大的方便，缩短了人与人之间的距离。而活塞是发动机的心脏为内燃机的工作提供了足够的动力，电动车辆的动力，经济，环保和用于内燃机的操作，是基于活塞的改进，活塞室已经促使各种不同的燃料燃烧率，动力冲程不同内燃机的工作是不同的。该发动机是一种能量转换机制，柴油或天然气在气缸内被燃烧气体热封膨胀，推动活塞做的工作，成机械能。所有结构在发动机中都为能量转换服务，活塞是启动系统，该链路是推进系统的一部分，从而使活塞杆是内燃机的一个重要组成部分，以及通过100多年了活塞式发动机从事设计，制造，加工或在性能方面，控制有很大提高，但基本原则仍然在这个时代创新不变，发动机设计师，将继续以最新的技术与发动机发动机整合，成为一个复杂机电一体化设备，但是，活塞杆的性能达到近乎完美的程度，在世界上著名的发动机制造商是将活塞干净的表现作为比赛的亮点，现在不仅注重汽车的发动机动力，并注重能源消耗，尾气排放等相关方面和环境保护。在社会的快速发展中，人们才能呼吸更多的新鲜空气。1.2国内外的发展趋势内燃机的发展水平是由制造技术和其他因素来决定。也就是说，制造内燃机配件的技术水平，对内燃机主机的性能，寿命和可靠性具有至关重要的影响。在21世纪，科学技术的发展将成为新设备的发展极为迅速周期会越来越短，因此新世纪，内燃机制造技术将成为一个快速发展的局面。活塞内燃机是最关键的部分，交替它承受重复载荷，是被称为内燃机在高的温度和压力，连杆设置不同的要求，内燃机活塞的不同部门的心脏，它已成为限制发动机中一个突出的问题。改变活塞面和活塞销，活塞在缩短活塞高度顶部的增厚，逐渐向“粗碎块”的方向，以提高发动机的整个高度的刚性，改变为缩短“矮”是缩短的主要措施活塞裙和减少环槽的数目，这可以减少本身继续加强压缩发动机的高度，因此，活塞的必须相应地增加了性能变得“胖”，主要指的是厚度每一部分都在增加，圆角r也在增加，因为为了增加发动机转速，活塞必须减轻重量，以减少壁厚虽然惯性力增加，但在活塞的整个重量不断减小的过程中它的整个高度较短，活塞将比造成引起壁厚的增加体重增加的重量越大。由于结构改变活塞“粗碎块”，相对于整个体积的活塞的表面积缩小，这是不利于散热的活塞。以确保该活塞是不正常的润滑和烧熔，除了若干要采取在外面的设计中，为了减少热负荷的措施;活塞制造业也必须改变和提高，为活塞，铸造和机械加工的材料，以满足其热负荷需求。此外，通过一些活塞的表面处理，以改善耐油性，改进的润滑条件。联动构件的运动形式，从而使旋转，摆动平面或空间移动和复杂的运动，从而使公知的和已知的轨迹的运动。副结构低表面接触连杆机构具有如下优点：在较小的，易润滑接触表面，它减少了磨损体育副单位面积的压力;容易制造，容易获得高精确度;在两个构件之间它由接触几何关闭以维持自身，有时它不是必需的凸轮机构例如弹簧力闭合保持接触。平面连杆机构的缺点是：只能近似实现运动轨迹或一个给定的规律，设计比较复杂;当一个给定的运动需要更多的或更复杂的，需要的运动的数量和副成员的数量更多的时候，从而使复杂的机构的结构和降低的效率，自锁的可能性发生不仅增加，而且机构的运动提高到制造，安装错误的敏感性;对于复杂的运动，并通过该机构的力所产生的惯性的往复运动件是难以在高速下以平衡会引起过度的振动和动态载荷，因此，在低速应用中常用的连杆机构。随着连杆的设计方法，计算机相关设计软件的开发，设计速度和设计精密连杆机构的发展都得到了很大的提高，同时也能满足运动需求，同时还要考虑到的动态。特别是在微电子技术和自动控制技术，引入多自由度连杆机构，从而使连杆机构的结构和设计大大简化，使用更多种类的。1.3研究的内容研究的内容是：第一，内燃机分析师的原则，其目的是为了展示活塞环保工作和16v240柴油机的基础上再度遭遇力量，加大工作活塞的行程，改变球形燃烧室为v燃烧室，使动力性和经济性提高。由于增加的工作行程，余量恶化，噪音和振动，以增加其采取某些措施在设计中。它采用了缸内直喷燃烧系统。在今天的低速汽车对速度的飞速发展和方向的电力需求的线路，也让研究人员更加注重提高发动机的结构。活塞发动机作为一个高科技的心脏部件。在这种设计中考虑16v240柴油机主要用于机车中。通过工艺参数改进可以将燃油消耗率控制在245克/ kWh内，本文重点介绍活塞连杆设计要求和特点。主要任务是设计柴油机的活塞连杆，基于以上所述，柴油机性能参数的选择对柴油发动机的性能至关重要。在设计过程中，还对主要部件的设计特点进行总结，在本设计中着重对16v240柴油机的活塞连杆进行设计。2 内燃机的结构原理简介凡是将燃料所释放的热能经过一些机构转换成机械功的这种装置叫做热力发动机，其中，燃料燃烧所释放的热量通过别的介质从而推动机械装置做功，这一类型的发动机都称为外燃机，而燃料燃烧后的产物是直接推动机械装置做功的这类发动机则称为内燃机，发动机是将液体或气体的化学能通过燃烧后转化为热能，再把热能通过膨胀转化为机械能并对外输出动力的机构。内燃机要完成一系列的过程并且要保证工作可靠，必须要通过一些机构和系统来实现，主要有曲柄连杆机构，它的作用是将燃料的热能转换成机械能；配气机构：按时开启或关闭气门或者气口，保证新鲜的混合气进入气缸或者将废气排出气缸外；燃料供给系：柴油机是将柴油按时喷入气缸，与进入气缸的混合气组成可燃混合气；润滑系：保证不间断的将润滑油输送到内燃机所需要润滑的部位；冷却系：将受热机件的热量散发到大气中从而保证内燃机在最佳温度下工作；启动系：使内燃机由静止状态达到自行运转的状态。2.1 柴油机的结构参数额定功率：P=2650kW平均有效压力：活塞平均速度：2.2 发动机类型2.2.1 冲程数选择根据课程设计要求选择四冲程2.2.2 冷却方式采用水冷冷却的方式。水冷柴油发动机的冷却更加均匀，较低的热负荷，容积效率，活塞和气缸的间隙较小，低油耗。2.2.3 气缸数和气缸布置方式汽缸数为4缸，采用常用的直列式。柴油机采用4缸，结构紧凑。2.3 基本参数2.3.1 行程缸径比S/D选择S/D=275/240=1.1462.3.2 气缸工作容积V，缸径D的选择根据柴油机设计手册的基本公式：式中 发动机的有效功率，选择为2650kW 发动机的平均有效压力，所以取1.21MPa 气缸的工作容积 发动机的气缸数目 ， 发动机的转速 活塞的平均速度，取9.6m/s 发动机活塞行程 发动机气缸直径发动机的行程数，带入数据并计算得：D=540mm ，S=275mm， P=0.6MPa，n=1050r/min，=12.4L2.4内燃机的工作原理四冲程内燃机的工作原理，进气行程：进气门打开，排气门关闭。活塞在气缸中由曲轴通过连杆带动从上向下止点移动，使得气缸内的压力逐渐下降，由于压力差的作用新的气体进入气缸。圧缩行程：进气门排气门均关闭，气缸内气体被压缩，压力和温度不断上升直到最大。燃烧与膨胀冲程：柴油机的柴油以油雾的形式被喷入气缸。排气行程：做功的行程终了后，由于曲轴连续的转动从而推动活塞上行，将废气排入排气道。柴油发动机的操作是基于进气过程中，压缩，燃烧过程中，为了周期反复膨胀的过程中，排气的过程。发动机转速为约3000转/分，大约27KW额定功率，在与今天的低速汽车上的速度的快速发展和方向的电力需求的线，而且还允许研究者更注重提高发动机的结构。2.4.1 进气过程从进气门开启，关闭，内燃机吸入新鲜负责整个过程被称为进气过程。为了增加新鲜充量进入气缸，在抽吸进气阀上死点之前提前打开，之后在进气的死点应推迟关闭。进气门提前开启角度被称为摄入提前角。当进气进气阀打开，排气阀由活塞下死点TDC移动关闭。尽管早期的进气阀打开时，新鲜充或等到实际吸入气缸的残留气体膨胀，压力下降后转的进气压力下，则新鲜空气可以被吸入气缸，电阻由于进气系统入端的气体压力通常比环境压力以下时，克服了进气系统的阻力。因为进气系统与所述发动机和残留气体的热部件加热，进气端的温度总是比大气温度越高。进气过程中进气终点的压力00.095Mpa和温度的范范围为0.08围300430K增压压力：=1.80.1=0.18Mpa增压器出口温度为：=300（0.18/0.1）（1.4-1）/1.4=355K进气箱压力为：=0.18-0.02=0.16Mpa进气箱温度为：=355-40=315K进气终点压力为：1.10.16=0.176Mpa进气终点温度为：充量系数为：2.4.2压缩过程活塞从下止点向上运动，此时，进气和排气阀都关闭，通过气缸内的活塞，压力增加，温度升高被压缩的吸入空气。与压缩比的压缩程度的工作。压缩作用是提高工作过程之间的温度差，以获得最大膨胀比，以提高热效率，同时也创造了燃烧过程的条件。在柴油发动机中，压缩气体温度是必要的，以确保防火的燃烧。工程热力学，满足等式是称为改变发动机的压缩过程实际上是变化的一个复杂的过程的过程的持续不断的过程。压缩开始，新鲜的空气和下部气缸壁加热受气温度， K，随着工作温度的升高，在时间和在相同温度下的气缸壁，= K，此后，温度比气缸更高墙下气缸壁传热K。因此，在压缩过程中，多方指数是不断变化的。但在近似的实际过程，通常以恒定的使用，而不是平均的，只要改变该指数，计算并获得早期工作状态和实际的开始和压缩过程的末尾，最后的状态的过程中相顺应。成为平均压缩多变指数。通过热交换和工作与气缸壁之间的工作泄漏主要影响。增压柴油机的范围为1.351.37，压缩终了的压力和温度可用下式计算，取=8.63Mpa式中是压缩终了的压力;是压缩终了的温度；是进气终了的压力；是压缩比；是进气终了的温度；是平均压缩多变指数表2.3 P和V的关系气缸容积(L)气缸压力(Mpa)0.6560.1760.640.160.750.1850.450.250.30.440.151.120.0494.770.0328.632.4.3燃烧过程当压缩活塞上止点，燃料喷射到柴油机的燃烧室中喷入雾，薄雾与空气混合，形成高温高压的气体，并开始自动点火燃烧，混合蒸汽膨胀工作，推活塞向下运动，从而推动曲轴旋转，外功输出。燃烧过程是将燃料的化学能的作用转化为热能，从而使工作的压力，温度升高。通过燃烧释放热量，越靠近顶端温度越高，热效率更高。柴油TDC注射，快速蒸发喷入与空气混合的汽缸柴油之前应该开始，并已进入热能在气缸中的空气高压缩和自然。开始迅速燃烧，但在气缸的体积变化不大，所以工作压力，温度偏差，靠近卷过程，随后注入侧，侧烧伤，烫伤减速，并与活塞下死的运动中心，以提高气缸的容量，气缸压力是基本上恒定的，而温度继续上升，接近等压过程的处理。燃烧的最高爆发压力取值范围4.514.0(Mpa)及最高温度取值范围18002200（K)。燃烧爆发压力：=1=1.58.63=12.95Mpa理论空气量：实际空气量：L=1.70.49=0.84(kmol/kg)理论分子变化系数：分子变化系数：空气的定容比热：=19.259+0.0025=19.259+0.0025961=21.662kmol/kg燃烧终点爆发温度：=2000K燃烧产物定容比热：=20.47+19.259(a-1)/a+36+25(a-1)/a =20.47+19.259(1.7-1)/1.7+36+25(1.7-1)2000/1.7 =26.264kmol/kg初期膨胀比：P=1.442.4.4膨胀过程当膨胀过程中，进排气门关闭时，高温和高压气体推动活塞，从死点和膨胀作功，气体压力移动时，温度则急剧下降。膨胀过程的热交换损失，泄漏损耗和加力现象，因此，膨胀过程的初始膨胀过程是不断变化的过程中，改变索引是不断变化的，由于加力 K。然而，由于压缩过程中，为简单起见，在计算的平均扩张使用恒定的，而不是可变指数，只要改变该指数计算的过程中，它的起点和终点的状态，并且实际开始膨胀过程中，最终地位相似。柴油机的范围为1.151.28。取=1.2后膨胀比：=27.51.44=12.15膨胀终点的压力和温度可用下式计算：=12.95=0.647Mpak式中：是膨胀终点的压力（Mpa);是最高爆发压力（Mpa)；是膨胀终点的温度（K);是最高爆发压力是对应点的温度（K);是平均膨胀多变指数。2.4.5排气过程当附近的膨胀过程结束时，排气阀打开时，废气压力开始依靠自己的自由排气，在膨胀过程结束时，在活塞通过下止点TDC移动，内部的废气返回缸排出。因为有阻力的排气系统，排气结束压力大于环境压力时，压力差 - 克服了排气系统的阻力。排气终了的压力(Mpa)范围为0.1030.108，温度（K）范围为700900排气终了压力：=0.105Mpa排气终了温度：=800K四冲程循环的柴油发动机由于压力，改变温度直接影响活塞的功能和寿命，因此，活塞杆组进行分析，以确定。排气冲程柴油发动机的完成，曲轴飞轮组件的惯性力的作用下，重复工作循环，柴油发动机的输出功率的连续操作之后。3运动学分析计算3.1 曲柄连杆机构的类型曲柄连杆机构主要类型有：中心式曲柄连杆机构，偏心式曲柄连杆机构，主副连杆机构。其中中心式曲柄连杆机构结构简单，所以本设计选择中心曲柄连杆机构。3.2 曲柄连杆比的选择根据柴油机设计手册得：高速柴油机S0.28。初选=0.3。3.3 活塞运动规律活塞位移：活塞位移曲线图x-图如图3-1所示。图3.1 活塞位移曲线图活塞速度：活塞速度曲线图v-图如图3-2所示。图3.2 活塞速度曲线图活塞加速度为：活塞加速度曲线图j-图如图3-3所示。图3.3 活塞加速度曲线图3.4 连杆运动规律连杆运动为复合平面运动，其运动是由随活塞的往复运动和绕活塞销的摆动合成的。连杆相对于气缸中心的摆角：连杆摆角的变化规律如图3.4所示。图3.4 连杆摆角变化规律4连杆组的结构设计4.1 连杆的设计4.1.1 连杆的结构类型根据大头的结构一般可分为平切口连杆，斜切口连杆以及分体式连杆。平切口连杆易于加工，大头刚度大，连杆螺栓不受剪切作用，变形小，结构简单，成本低，所以本设计采用平切口连杆结构。4.1.2 连杆长度根据汽车发动机设计得：高速柴油机时，=0.270.30，且直列式柴油机。初选。代入数据得：4.1.2 连杆小头（1） 连杆小头的结构型式连杆小头的结构型式一般有圆环形小头、椭圆形小头、斜面或阶梯形小头、球形小头等。由于圆环形小头构形简单，制造方便，材料能充分利用，在中小型高速柴油机上应用广泛。故选择圆环形小头。（2）小头结构尺寸由柴油机设计手册得：1）销座与连杆小头的端面间隙：取 2）销座间隔：普通销座 取 得3）小头厚度：代入数据得：4）连杆衬套内径：d=（0.280.42）D取d=42mm5）衬套壁厚：取 6）连杆小头内径：代入数据得7）连杆小头外径：，取 8）衬套和小头孔的配合4.1.3 连杆杆身杆身结构为：高速柴油机连杆杆身采用工字形截面。杆身尺寸： 代入数据得：,，4.1.4 连杆大头（1）连杆大头尺寸 1）曲柄销直径：，取 2）曲柄销长度： ， 取 3）连杆轴瓦厚度：，取 合金厚度取0.10mm4）连杆大头高度和内径：，取 ， 代入数据得：，5）连杆螺栓直径：，取 6）连杆螺栓间距：代入数据得：7）连杆大头与端面的间隙：，取 8）连杆大头厚度：代入数据得： （2）大头定位方式大头定位方式一般有：螺栓定位，止口定位，销套定位，锯齿定位。用螺栓定位以防止连杆体和连杆盖安装时错位，连杆螺栓不承受剪切作用，通常用于平切口连杆，所以定位方式采用螺栓定位。4.2 连杆的材料选取4.2.1 连杆衬套材料连杆衬套材料采用锡青铜，中小型柴油机应用广泛。4.2.2 连杆杆身材料连杆材料应具有较高的疲劳强度和冲击韧性。一般连杆采用中碳钢或中碳合金钢，如45、40Cr、40MnB等。根据柴油机设计手册连杆材料的机械性能查得：40钢具有良好的机械性能，故连杆材料采用40钢。40钢的性能参数如下：抗拉强度：，屈服点：，冲击韧性：伸长率：，收缩率：，。 4.3 连杆的强度计算4.3.1 连杆小头由衬套过盈配合及受热膨胀产生的应力： 式中 衬套压配过盈量；衬套与小头热膨胀不一致产生的过盈量，；连杆材料线膨胀系数，对于钢；衬套的线膨胀系数，对于青铜；连杆工作时温升，约100130；泊桑比，；连杆材料的弹性模量，对于钢；衬套材料的弹性模量，对于青铜；衬套内径；代入数据得：由引起的小头应力内表面：外表面：代入数据得：，满足强度要求。由惯性力拉伸引起的小头应力时时时外表面：内表面：式中 活塞组的最大惯性力，； 小头平均半径，； 固定角，； 小头壁厚，； 小头宽厚； 考虑衬套过盈配合影响的系数，； 小头截面积，； 衬套截面积，一般； 连杆材料弹性模量； 衬套材料弹性模量。由上式公式计算连杆小头内表面最大应力发生在，外表面最大应力发生在的固定截面处。由最大压缩力引起的应力时时式中可以查表得在固定截面处产生最大应力，外表面产生最大拉应力，内表面产生最大压应力。代入数据得：；满足要求。小头的安全系数式中 材料的对称循环下的拉压疲劳极限； 应力幅； 平均应力； 考虑表面加工情况的工艺参数，可查有关图表；角系数（敏感系数），；材料在对称循环下的弯曲疲劳极限；材料在脉冲循环下的弯曲疲劳极限，对于钢，。循环最大应力 循环最小应力 应力幅 平均应力 代入数据得：小头安全系数的许用值不小于1.5，所以符合要求。小头横向直径减小量：式中 小头平均直径，； 小头截面的惯性矩，代入数据得：；为保证活塞销与连杆衬套不致咬死，应使，所以符合要求。4.3.2 连杆杆身杆身计算力：最大拉伸力 最大压缩力 式中 m为活塞组重量和位于计算截面以上那一部分连杆重量杆身中间截面I-I处的应力和安全系数由引起的拉伸应力由压缩和纵弯曲引起的合成应力式中 杆身中间截面积； 系数，对于各种钢材；材料弹性极限；杆身中间截面对其垂直于摆动平面的轴线的惯性矩；杆身中间截面对其位于摆动平面的轴线的惯性矩。应力幅和平均应力在摆动平面内，在垂直于摆动平面内，在摆动平面和垂直于摆动平面内的安全系数、：代入数据得：在杆身最小截面处II-II处的应力和安全系数 拉应力 压应力 按照与上述2步骤相同的算法，代入数据得：；杆身安全系数许用值在1.53.0范围内，所以校核合格。4.3.3 连杆大头连杆大头盖受惯性力拉伸负荷式中 螺栓中心线之间的距离； 、连杆盖与轴瓦中央截面的惯性矩； 、连杆盖和轴瓦的中央截面积； 连杆盖计算截面的抗弯断面模数； 、分别为活塞组、连杆组往复部分、连杆组旋转部分、连杆大头盖的重量。 连杆大头横向直径减小值代入数据得：应小于轴承间隙的一半，故满足要求。.螺栓所受的总拉力：式中 轴瓦宽度 螺栓数量杆部最大应力： 杆部最小应力： 螺栓部分最大应力： 螺栓部分最大应力： 应力幅：平均应力：杆部的应力循环代入数据得：杆部： 螺纹部分：强度条件：，所以符合要求。式中 、分别为螺栓所受的总拉力和预紧力； 、分别为螺栓杆最小截面积和螺纹根部截面积； 有效应力集中系数； 工艺尺寸系数，差得取值为0.65； 角系数（敏感系数），。5连杆的受力分析和校核由于连杆小头与活塞连接，活塞的上下运动促使连杆做摆动、移动，使连杆受力不同。经分析计算受力情况5.1连杆小头最大过盈量：=0.06工作温度下过盈量的增加： =td1(a-a1)=11037(1.0-1.8 =-0.0325mm由衬套过盈配合说热膨胀产生的径向均布压力： P=(+)/d() =(-0.06-0.0325)/38(+0.3）/ （2.2）+38(-0.3）/（1.15） =-107.4kgf/=-10.5Mpa有P引起的小头外表面的应力： =2/（-） =2/（-） =242kgf/=23.7Mpa活塞组最大惯性力： =/gR(1+) =1.6/9.80.09(1+0.3) =967kgf=98.6N固定角：=小头平均半径：r1=(+)/4=（37+50）/4=2.175cm小头中心截面的弯矩： Mo1=r10.0325sin =9672.1750.0325sin =59kgf/=5.79Mpa小头固定截面上的法向力： No1=(0.572-008cos) =967(0,572-0.08cos) =591kgf/=58Mpa小头固定截面上的弯矩：M2=Mo1+No1r1(1-cos)-0.5r1(sin-cos) =59+5912.175(1-cos)-0.59672.175(sin-cos) =550.6kgf.=54.03Mpa小头固定截面上的法向力： No2=No1cos+0.5r1(sin-cos) =591cos+0.59672.175(sin-cos) =961kgf=98.02N小头壁厚：h1=(-)/2=(50-37)/2=0.65cm小头截面积：S1=(-)b1=(50-37)32=4.16衬套截面积：So1=(-d)b=(37-32)2=0.1系数: K=E1S1/(E1S1-Eo1So1) =24.16/(24.16+10.1) =0.5小头受拉时固定截面外表面应力： =2M2+KNo21/(b1h1) =2550.6+0.59611/(320.65) =246.2kgf/=24.16Mpa 小头承受的最大压缩力： Pc=/4+ =753.149595/4+967 =5323.13kgf=542.96N 辅助参数：Mo1/（Pcr1）=0.005 No1/Pc=0.111 小头受压时中截面上的弯矩和法向力： =-0.005Pcr1 =-0,0055323.132.175 =-57.8kgf.cm 小头固定截面外的f()=0.013 小头受压时固定截面处的弯矩和法向力： Mo3=Mo1+No1r1(1-cos)-Pcr1f() =59+5912.175(1-cos)-5323.132.1750.013 =183.6kgm.cm No3=Pcf()+No1cos =5323.130.013+591cos =-226.3kgf=23.08N 小头受压时固定截面处外表面应力： =2Mo3+KNo31/(b1h1) =2183.6+0.5-226.31/(320.65) =69kgf/=6.77Mpa 材料的机械性能 由于材料是39Cr5,取=65kgf/，则： =（0.450.55）=0.51=33.15kgf/=3.25Mpa =（0.70.9）=0.8=26.52kgf/=2.6Mpa =（1.41.6）=1.5=49.73kgf/=4.88Mpa 角系数： =（2-）=（233.15-49.73）=0.333 在固定角界面的外表面：应力幅： =（-）/2 =（246.2-69）/2 =88.6kgf/=8.69Mpa平均应力： =（+2）/2 =（246.2+69+288.6）/2 =246.2kgf/=24.16Mpa 小头安全系数: n=/(/+) =26.52/(88.6/0.5+0.333246.2) =10 因为n=101.5，所以是安全的。 小头截面积惯性矩： J=b1/12=3.2/12=0.073 小头横向直径减小量： =cos()/(EJ) =967cos/(20.073) =9.3cm5.2 连杆大头大头盖所受惯性力 =（+G)/g(1+)+(G2-G3)/gR =(1.6+0.704)/9.8(1+0.3)+(1.04-0.35)/9.80.09 =1713.3kgf=174.76N5.3连杆杆身 杆身中间截面处的最大拉伸力 Pj2=（+G)/gR =(1.6+0.704)/9.8(1+)0.09 =1366.8kgf=139.4N 最大压缩力： Pc2=P2-Pj2 =753.149.59.54-1366.8 =3946.6kgf=402.5N 引起的拉伸应力：=Pj2/F=1366.8/4.06=336.6kgf/=33.03Mpa 杆身中间截面的惯性矩： Jx=1/12B-(B-t) =1/122-(2-0.8) =5.86 Jy=1/12(H-h)+h =1/12(34-19)+19 =10.8计算并检查分析后，活塞的设计和连杆能够满足发动机的工作要求。发动机活塞起着进气，压缩，动力，排气重要的作用，它不仅要经受的吸入空气温度，而且数千度爆发后承受高温，因此，活塞上有更高的测试材料，正常的活塞被用来将不燃烧的顶部，但也有许多车辆发生发动机故障活塞燃烧的顶部。结 论连续九周的毕业设计终于完成了，在这段时间中我所做毕业设计并不是那么顺利。从论文的设计计算到绘制零件图都遭遇到了很多的麻烦，设计的题目16v240柴油机连杆组设计。由于连接杆一般在确定是在相同一组的过程中需要考虑到设计的一些零部件，只有在良好的条件下工作的发动机中的合理大小的那些部分的尺寸来确定其大小，因此有时需要不止一次的来确定尺寸，以使在其它部位的情况下，而且还使图中的适当的更改。许多部件的大小，很繁琐，这是在