连杆强度的校核

1、连杆强度的校核校核连杆端头的强度剪切机构中，连杆承受着将活塞杆的往复直线运动进一步转化成两个位置的 同步的往复运动的全部工作载荷。其材料常用铸钢（ ZG35 ZG40M几 还有45 锻钢。大端头、小端头还有连杆本体三部分组成了连杆。 由剪切力产生的作用力为校核连杆端头的强度连杆的端头属于曲杆类零件，它的强度计算与圆环状零件类似，连杆端头如 下图所示，为一个环形力学模型，求出静不定力矩后，然后进行强度计算。N” . W2图4-7连杆端头受力图.确定定力矩做如下假设，方便之后的计算：（1）将原均布载荷的作用力简化为两个集中载荷N,假设力N的作用点位于与水平轴线成70的位置；参考工厂文献取，N =

2、38.23 i（N）（2）层半径是一个平均半径r。、r。是断面I - I中性层半径r?和断面H - II中 性层半径r?之和的一半，即n =（一+一） （）8=00 45范围内，各个断面的惯性矩都与断面I -I的惯性矩I ?相等, 而8=450 90范围内，各个断面的惯性矩都和断面H - II的惯性矩I ?相等。由以上假设，可以通过断面I - I处的转角为零的变形条件，求出静不定力矩M2断面I - I转角a ?为零的变形条件，可用下式表示为:（）式中：M 作用的弯曲力矩:一断面的惯性矩；弯曲力矩对静不定力矩的导数，即.-()Si 一对应的断面角9的弧长;E 一材料的弹性模量;由于各区段的惯性力

3、矩I和弯曲力矩不同，式（）要分为三段进行积分，即o4M1Mo1rdI1I27府 M1MoJod472 M1Mo2od218式中:M1 断面角在0 7。区域内的弯曲力矩。()M2 断面角在70 90区域内的弯曲力矩M2 MaN 1 cos 2N cos70 2cosr。()M01 -弯曲力矩M1对静不定力矩Ma的导数。M01M1Ma a()M。2 一弯曲力矩M2对静不定力矩Ma的导数。M2M022Ma()将式（）至（）代入式子（）中进行积分处理后，静不定力矩M a的计算公式便可得出，如下I10.078 0.43- r0NI2I10.785 1 -()12.计算连杆的应力求出静不定力矩Ma后，再计

4、算各断面的应力考虑曲率修正系数和,用直梁公式计算，如下:()()N Ml FWlN My F Wy式中：M 一断面上垂直作用力；Wl-抗拉伸截面系数；M 一断面上弯曲力矩，由断面角9 ,按照式子（）的计算；F 一断面的面积;l 一承受拉伸应力的断面系数；Wy 一抗压缩截面的系数；y-承受压缩应力的断面系数；一拉伸纤维曲率的修正系数；根据中性层平均半径Q和断面高度h的比值在参考文献3图11-40上查出;一压缩纤维曲率的修正系数，根据比值黄在参考文献3图11-40上查1、2、3、5、6、7杆的端头直径，都做成大小一样，经过受力分析，连杆1和连杆7承受的作用力最大。因此，只要杆件1和杆件7满足了强度

5、要求，其他杆件就可以满足强度要求。断面 I的惯性矩和断面IIII的惯性矩相同，因为设计的连杆端头具有相同的截面面积。式()可以写成0.078 0.43 r0 00.162Nr00.7851 1()由式()得1=式 65 + 40) = 525MaaMa由式()得0. 162 38 23 52 5 325断面I I承受拉力，M1由式子()得M1 312N m 断面II II承受压力，M2由式子()得 TOC o 1-5 h z 38.2338.232335.3 N m325 52.5 cos70 cos90 52.52一 23976.6 mmbh 50 25Wi Wy- 32321由式子()可得

6、38. 231032 250010 61. c32512976. 6 10 9380 Mpa由()得0 0.9335.2一 一 一 一 9976.56 10 9 =309Mpao- =-=1Q = SlSMpa n 2-式中：一材料的许用应力b 一材料的强度极限由文献4 表3-1-9得b=1030n 安全系数取n 2 iy综上，杆件满足极限强度要求校核连杆的本体强度在不考虑摩擦的影响时，连杆承受的主要压力(拉力)还有因为大、小端头的长度不相等所导致的偏心载荷。连杆本身最大应力A如下：N NeA FA WA()式中己一连杆上的断面系数；瓜2 65 50 6500询小N 一连杆上的作用力e 一大端头和小端头长度不同而引起的偏心，如果作用力均匀分布，偏心距 TOC o 1-5 h z 1e L2 L1130 50402()L1 一连杆小端头的长度L1 50 mmL2 一连杆大端头的长度L2 130 mm TOC o 1-5 h z 24220312.5() bh 65