畢業(yè)設(shè)計-1p70f汽油機動力學(xué)計算和曲柄連桿機構(gòu)的強度校核-wenkub
2022-12-14 20:18:54 本頁面
【正文】 r is about 1p70F gasoline calculation of kinematics and mechanics, as understanding the basis of engine performance data. On this basis, the crankshaft connecting rod mechanism on the strength of the piston, respectively, was checked to determine whether to meet the performance requirements, and can be put into use. Key words： Gasoline。 Piston。由于這一能量轉(zhuǎn)換過 程完全是在發(fā)動機內(nèi)部完成的，所以稱為內(nèi)燃機。 活塞曲軸連桿機構(gòu)是汽油機重要的傳動力機構(gòu)。 6 第一章 緒論 課題意義 活塞 曲柄機構(gòu)是 構(gòu)成往復(fù)運動活塞式內(nèi)燃機的基礎(chǔ)機構(gòu)，他們的運動狀況是決定內(nèi)燃機性能的重要因素，當然對運動狀況的了解需要通過對各部件進行運動分析和受力分析，每一個部件的受力情況在不同的工況下是不同的，當然他的復(fù)雜性并不是無規(guī)律可循的，通過實驗的方法得出一些基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)然后再在此基礎(chǔ)上進行力學(xué)和運動學(xué)上的分析從而可以了解他們的一些工作狀況，這對內(nèi)燃機的研究，比如提出一些改進的措施是十分重要的，并且可以為后續(xù)的強度校核工作提供數(shù)據(jù)支持。 強度校核方面主要是活塞頂?shù)暮穸纫c所承受的壓力相符合，第一環(huán)岸受到的應(yīng)力滿足設(shè)計需求，活塞銷的校核等，對連桿運動件進行校核時要注意對連桿小頭，連桿大頭，連桿桿身等受力最大處進行強度校核，另外受力最頻繁的活塞銷和連桿螺栓也要進行各方面的校核以保證工作的安全性。在實際分析中，為使問題簡化，一般將連桿簡化為分別集中于連桿大頭和連桿小頭的兩個集中質(zhì)量，認為它們分別作旋轉(zhuǎn)運動 和往復(fù)運動，這樣就不8 需要對連桿的運動規(guī)律進行單獨的研究。 ，連桿擺角 β。 x=(R+l)(Rcos+lcosβ ).cm ,活塞的相對速度 v/Rω . v/Rω = ,活塞的速度 v. V=Rω [ ] m/s. ，活塞的相對加速度 a/Rω 2. a/Rω 2=[ +λ ,活塞的加速度 a. a=Rω 2[ +λ ]m/s2. 往復(fù)運動質(zhì)量的計算 活塞組總質(zhì)量 Mp= 活塞銷質(zhì)量 Mp1= 連桿質(zhì)量含連桿蓋連桿螺栓 Mc= 連桿組質(zhì)量分配：往復(fù)質(zhì)量 Mj= M， j=Mj/Fp=(kg/cm2) 旋轉(zhuǎn)質(zhì)量 Mcd= 10 曲軸質(zhì)量 ： Mr1= 活塞面積 Fp=1/4 π d2=**= 作用在活塞曲柄連桿機構(gòu)上的各種力和力矩。 3,沿氣缸中心線的總壓力 p=pg+pj. MPa. 4, p 水平方向的分力 pN=ptanβ (MPa). 方向：對曲軸旋轉(zhuǎn)中心產(chǎn)生的力矩方向與曲軸旋轉(zhuǎn)方向相反的。 7，作用在曲柄銷中心的法向力 pra= p* cos(α +β )/cosβ (MPa). 方向：朝向曲軸旋轉(zhuǎn)中心的為正。 選取旋轉(zhuǎn)不均勻度 =1/40. 查表 43 =. 又 Ne=. n=3600r/min. 飛輪部分的轉(zhuǎn)動慣量 I1=*104* Ne/ n3)=*104. 13 GfD2m≈ 4gI1=4***104 =. 其中 Gf— 飛輪輪緣的重量（ kgf），假定飛輪重量全部集中在輪緣部分。因此，必須了解活塞的變形和應(yīng)力分布情況，對改進活塞設(shè)計，提高其工作可靠性具有重要意義。 活塞強度校核 14 ，活塞頂?shù)臋C械應(yīng)力 u。故： q2=Pz/(2dl,)= MPa 在 許用范圍內(nèi)，合格。 ，橢圓變形 d=*[pz*D2*(d+do)3]/[E*l*(ddo)3]=*102mm. 許用橢圓變形 [ ]=*[100+(d1100)]/100=, 計算結(jié)果在許用范圍內(nèi)，合格。如果連桿在交變載荷下發(fā)生斷裂，則將導(dǎo)致惡性破壞事故，甚至整臺內(nèi)燃機報廢；如果連桿剛度不足，則會對曲柄連桿的工作帶來不好的影響。 連桿小頭的強度校核 ，襯套最大裝配過盈量 = ，襯套問題過盈量 c=（α +α ， ） * t*d1= 其中， α連桿材料線性膨脹系數(shù)，對于鋼材料α =*105 17 1/ α ,襯套的線性膨脹系數(shù)，對于青銅α ， =*105 1/ =連桿工作時溫升，約 100130 d1 小頭內(nèi)徑， d1=18mm ， 由總過盈量產(chǎn)生的徑向均布壓力 p=( )/d1*{[(d22+d12)/[(d22d12)+]]/E+[[(d12+d2)/(d12d2)]+ ]/E,}= 其中 d2— 小頭外徑， d2=25mm d— 襯套內(nèi)徑， d=15mm E— 連桿材料的彈性模量， E=*107kgf/cm2 E,襯套材料的彈性模量， E， =*105kgf/cm2 ，小頭外表面由 p 引起的應(yīng)力 == ,活塞組的最大慣性力 = R (1+ )= 18 ,固定角 =90 +arcos=110 ,小頭平均半徑 r= = ,小頭中心截面（ ）上的彎矩 Mo Mo= r ( )= ,小頭中心截面（ ）上的法向力 No No= ( )= ,小頭固定截面 ）上的彎矩 M2 M2=Mo+No= ,小頭固定截面上的法向力 N2 19 N2=No cos + = ,小頭壁厚 h= = ,小頭截面面積 F=( ) 2 其中 b1= ,襯套截面面積 =（ ） 2 一般 b=b1 ，系數(shù) K K= = ,小頭手拉時固定截面處外表面應(yīng)力 = ,小頭承受的最大壓縮力 20 = ,輔助參數(shù) ，查 內(nèi)燃機設(shè)計手冊 圖 836 得 : =, = ，小頭受壓時中央截面上的彎矩 Mo 和法向力 No Mo= No= = MPa ，受壓時固定截面處的彎矩 M2 和法向力 N2. M2=Mo+No r（ 1cos ） f（ ） = N2= f（ ） +Nocos（ ） = ，函數(shù) f （ ）= = ,小頭受壓時固定截面處外表面應(yīng)力 . =a ,材料機械性能 21 查表得 = 其中 抗拉強度。 其中 考慮表面加工情況的工藝系數(shù)，通常 ，小頭截面的慣性矩 J J= cm ，小頭橫向直徑減小量 = =0.0085mm,在許用范圍內(nèi)，合格。 ， 如圖 ，桿身斷面Ⅱ Ⅱ（最小橫截面
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