【正文】 5 對連桿螺釘進(jìn)行了強(qiáng)度校核，其校核結(jié)果表明，此次設(shè)計的連桿，其螺釘部分滿足連桿設(shè)計要求。 2 根據(jù) 工作過程計算選擇了適當(dāng)?shù)目勺儏?shù)，計算出了 195 柴油機(jī)的各個過程狀態(tài)參數(shù)及其他相關(guān)參數(shù)，并計算求得了表達(dá)內(nèi)燃機(jī)性能的 各性能指標(biāo)，以及柴油機(jī)在標(biāo)定轉(zhuǎn)速下的功率和燃油消耗率，同時繪制出了發(fā)動機(jī)的 PV 圖，直觀的表示出其工作過程。 課程設(shè)計是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實(shí)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(shí)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(shí)的基礎(chǔ) 。查表可求得 s? 為 800 2/N mm 。 ) ( 1 ) ( ) ) c o s 4 5jj rwP P G G G Gig? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?22 20 00 60 52 5 5 5 1 64 52430 81 .9jjg g g ggNPP?????? ?? ???? ? ? ? ? ? ? ?????? ??????? ???? 連桿螺釘?shù)念A(yù)緊力 課 程 設(shè) 計 說 明 書 15 00 . 0 0 1 0 . 1 6 (0 . 6 )mM MM RsM P d fdd??? ? ? ? ? ? ? ????? 0 [ ( ) ]mM MMRsdfddPM? ? ? ? ? ?? Md —— 連桿螺釘螺紋外徑（ 12mm） S—— 螺距（ 88mm） f —— 摩擦系數(shù) mR —— 螺釘支撐環(huán)面平均 半 徑 （ ） 其中： S/ Md = mR / Md = f = 則 200 .2 1 0MM P d ?? ? ? ? 0 33 13750 .2 0 .1 2P ??? 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 00 0 []j sPPF ??????? 0F —— 連桿螺釘最小端面積 螺釘最小直徑 12 = 2 2 20 3 . 1 4 5 . 1 8 1 . 6 7r m mF ?? ? ? ? ? —— 基本動載荷系數(shù) 選取為 所以 0 20 0 1 3 7 5 0 . 2 2 3 0 8 1 . 9 2 5 . 1 4 /8 1 . 6 7jPP N m mF ??? ??? ? ?? ? ? 0 []s??? 則屈服強(qiáng)度滿足要求 連桿螺釘所受的拉力在 min 0PP? 和 max 0 jP P P??? 之間變化。 ) ( 1 ) ( ) ) c o s 4 5jj rwP P G G G Gig? ? ?? ? ? ? ? ? ? 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 39。 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 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 jP 按公式計算。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。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(shí)現(xiàn)的，所以連桿螺釘所承受的載荷是交變載荷。 4 連桿螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計及強(qiáng)度校核 課 程 設(shè) 計 說 明 書 14 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。據(jù)國外經(jīng)驗(yàn)，強(qiáng)韌的珠光體可鍛鑄鐵適于制造連桿。這樣硬度的珠光體鑄鐵具有 300350（ 2/mmN ）的抗彎曲疲勞強(qiáng)度，與中碳鋼差不多。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。連桿必須經(jīng)過磁力探傷檢查，以求工作可靠。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。 40MnB 鋼化學(xué)成分（ %）： C（ ～ ）， Mn（ ～ ）， Cr， P和 S≤ ， B（ ～ ），經(jīng) 850℃油淬 500℃高溫回火后強(qiáng)度極限σ b1000( 2/mmN )，屈服強(qiáng)度σ a800（ 2/mmN ），沖擊韌性 70 2/mmmN? 。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。 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。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。 4)大頭切口形式和定位方式 課 程 設(shè) 計 說 明 書 13 195 柴油機(jī)連桿所采用的斜切口，斜角為 45176。本次設(shè)計 2D =68mm， 2B =36mm。 大頭尺寸設(shè)計： 1）曲柄銷直徑 2D 、長度 2B 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。 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。連桿螺釘尺寸則根據(jù)強(qiáng)度設(shè)計。其中 D 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。 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。為了在較小重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)。 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， max min/HH值最大到 ，桿身到小頭到大頭的過度必須用足夠大的圓角半 課 程 設(shè) 計 說 明 書 12 徑。 工字行桿件的寬度 B 初步值可按以下經(jīng)驗(yàn)公式求出： 16B DS? ，其中 D、 S 分別為氣缸直徑和行程。 ）mm。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=（ ～ ） D。據(jù)統(tǒng)計，小頭的外徑一般比孔徑大20%35%，即 D1=（ ～ ） d，小頭的最小徑向厚度大于 4毫米。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 B外形尺寸 D襯套外徑 d）和潤滑方式。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 / 1 .3 5 1 .4 5ttdD ? ，全部經(jīng)過機(jī)械加工的連桿小頭，在 之間。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。 燃燒過程 （ 1） 理論所需空氣量： ?????? ???? 00 ggggL shc = Kmol/Kg燃料 （ 2）新鮮充量： 01 LM ??? = Kmol （ 3）燃燒產(chǎn)物總量： 32402 oh ggL ???? = Kmol （ 4）理論分子變更系數(shù)： 120 MMu ? = （ 5）實(shí)際分子變更系數(shù)： ???? ??? 10 = (6) 最高燃燒壓力 Pz = 75 bar (選定 ) (7) 壓力升高比 czpp??= (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) ?z? 課 程 設(shè) 計 說 明 書 9 又因?yàn)? ? ?KKmolKJTC cv ??????? ? / 3 將?v的值帶入下面所示的方程組 ,即可解出 Tz的值 : ???????? ????????? ??? ?? Tv ? ? zvcvuz TCTCM H ?????? ????????? ??? ???? 從而解得 Tz = 2165 K (9) 初期膨脹比： cz???????= 1 (1) 后期膨脹比：11( ) ( ) 19bb zZ Z ZVV VV V V?? ?? ? ? ? ? (2) 膨脹終點(diǎn)壓力： ?2nzb ??? = 2 bar (3) 膨脹終點(diǎn)溫度： ?12???? nzb = 873 K (4) 膨脹過程任意點(diǎn)壓力 2() nzbx zcxVPP V?? 指示性指標(biāo)的計算 （ 1）平均指示壓力： ? ? 2111211 1 11 1 11 1 1ci nnpp nn????? ? ?????? ? ? ??? ? ? ? ? ???? ? ? ?? ? ?? ? ? ??? i i ipp? ??? = bar = bar