【正文】 ，隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的新技術(shù)出現(xiàn)在汽車的心臟 —— 發(fā)動(dòng)機(jī)上面。 越來(lái)越多的汽車像滾雪球般地形成一股能量強(qiáng)大的沖擊波，沖擊出一片現(xiàn)代化的肥沃土壤，造就了人類歷史上最宏大的物質(zhì)財(cái)富。 此次課程設(shè)計(jì)就是集合這樣的時(shí)代背景和劃時(shí)代的教育意義開(kāi)設(shè)的， 通過(guò)對(duì) 195 柴油機(jī)的分析研究，繪制了 195 柴油機(jī) 總成縱剖面圖，充分認(rèn)識(shí)了 195 柴油機(jī)內(nèi)部各零部件的結(jié)構(gòu)及裝配關(guān)系。并就 195 柴油機(jī)個(gè)各設(shè)計(jì)參數(shù)運(yùn)用 Visual Basic 進(jìn)行工作過(guò)程計(jì)算，繪制其工作過(guò)程的 PV 圖。此次，我們就選擇了對(duì)連桿螺釘進(jìn)行校核，分析其載荷的分布及變化情況，最終選擇合理的螺釘規(guī)格。由于環(huán)境法規(guī)的不斷嚴(yán)格，迫使內(nèi)燃機(jī)將降低排放、控制噪聲置于優(yōu)先考慮的因素。誠(chéng)然，這也推動(dòng)了內(nèi)燃機(jī)工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)的革新。高平均有效 壓力是提高熱效率、降低油耗最直接的有效措施之一。當(dāng)前徑流式增壓器最高轉(zhuǎn)速達(dá) ? r/min， 壓氣機(jī)最小直徑達(dá) 34mm，總效率已達(dá) 65%。 電控系統(tǒng)的實(shí)用化。目前，除了在少數(shù)小功率發(fā)動(dòng)機(jī)上還沿用化油器外，排量超過(guò) 已幾乎全部采用電控燃油噴射。 清潔燃料以及代用燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的研制。 任務(wù)與分析 熱計(jì)算 1）目的 促進(jìn)自己復(fù)習(xí)和總結(jié)已學(xué)知識(shí)，提高發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中熱力參數(shù)與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系；熟悉各參數(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī) 工作指標(biāo)的影響，結(jié)合對(duì)各參考發(fā)動(dòng)機(jī)及其工況的分析，培養(yǎng)學(xué)生的分析能力，從而達(dá)到能正確選擇參數(shù)的目的。 （ 2） 使對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程的各個(gè)過(guò)程相互的影響有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)， 了解汽油機(jī)與柴油機(jī)工作過(guò)程計(jì)算的差異。掌握汽油機(jī)、柴 油機(jī)在同一工作過(guò)程的不同的曲線的變化趨勢(shì)。 縱、橫剖面圖 1）訓(xùn)練的目的 繪制發(fā)動(dòng)機(jī)縱橫剖面圖，在課程設(shè)計(jì)中占很重要的地位。通過(guò)繪制發(fā)動(dòng)機(jī)縱、橫剖面圖，能培養(yǎng)自 己的識(shí)圖和繪圖能力，以及對(duì)已學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力，為畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定一定的基礎(chǔ)。 2）訓(xùn)練效果分析 195 柴油機(jī)從結(jié)構(gòu)上來(lái)講，是最簡(jiǎn)單的發(fā)動(dòng)機(jī)，通過(guò) 195 柴油機(jī)縱橫剖面圖繪制的訓(xùn)練，使自己全都掌握了： （ 1） 發(fā)動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，零部件的主要形狀，相互關(guān)系，附件的布置和各系統(tǒng)、機(jī)構(gòu)的安排。 （ 3） 自己對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行了深入全面的了解，作出分析評(píng)價(jià)，將其優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用到設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)上，并認(rèn)真負(fù)責(zé)地對(duì)待自己畫的每一條線。 連桿設(shè)計(jì)、強(qiáng)度計(jì)算和繪制連桿零部件圖 1）目的 （ 1）校核零件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，繪制零件圖，促使自己復(fù)習(xí)和掌握所學(xué)知識(shí)，進(jìn)行工程師必備的基本功訓(xùn)練。培養(yǎng)和鍛煉自己設(shè)計(jì)、繪圖、分析和計(jì)算能力。 （ 2）如何確定設(shè)計(jì)要求，建立完整的零件的設(shè)計(jì)步驟、思維。 2)對(duì)整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的工作內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，訓(xùn)練自己收集資料，分析資料，利用資料，組織資料的能力。 2 柴油機(jī)工作過(guò)程計(jì)算 已知條件： 表 21 195 柴油機(jī)已知條件 缸 徑： D = 95 mm 氣缸數(shù)： I = 1 標(biāo)定功率： Ne = kW 標(biāo)定轉(zhuǎn)速： N = 2021 r/m 壓縮比： ε = 19 每缸工作容積： V = （ L） 曲柄半徑和連桿長(zhǎng)度比： R/L = 1/4 大氣狀態(tài)： P0 = 1 bar 、 T0 = 288 K 燃燒室形式： 分 隔 式燃燒室 冷卻方式： 開(kāi)式蒸發(fā)冷卻 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 5 參數(shù)選擇 過(guò)量空氣系數(shù)：α =；最高燃燒壓力： Pz=75bar；殘余廢棄系數(shù)：γ =；排氣終點(diǎn)溫度： Tr=850K；示功圖豐滿系數(shù)：Φ i=；機(jī)械效率：η m=；進(jìn)氣加熱溫升：△T=20℃；平均多變壓縮指數(shù)： n1=；平均多變膨脹指數(shù)： n2=。現(xiàn)代高速發(fā)動(dòng)機(jī)上連桿小頭一般采用薄壁圓環(huán)形結(jié)構(gòu)。制造方便、工作時(shí)應(yīng)力分布均勻。為了耐磨，在小頭孔內(nèi)還壓有耐磨襯套。其中 d B1 已在活塞組設(shè)計(jì)中確定，一般柴油機(jī) B1≈ d1。該尺寸可按強(qiáng)度、剛度條件確定。綜上所述，得出本 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 9 次設(shè)計(jì)的連桿小頭的尺寸為： D1=Φ 48 mm, d=Φ 39（ 0177。 其小頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，見(jiàn)圖 31. 圖 31 連桿小頭剖面圖 連桿桿身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 桿身也承受交變載荷，可能產(chǎn)生疲勞破壞和變形，連桿高速擺動(dòng)時(shí)的橫向慣性力也會(huì)使連桿彎曲變形，因此桿身必須有足夠的斷面積，并消除產(chǎn)生應(yīng)力集中的因素。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(zhǎng)軸應(yīng)在連桿擺動(dòng)平面內(nèi)。 本次設(shè)計(jì)， R=，取 L=230mm；取 Hmin=30mm。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(jì)中確定。連桿 螺釘 尺寸則根據(jù)強(qiáng)度設(shè)計(jì)。 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。 連桿大頭尺寸設(shè)計(jì)： 1）曲柄銷直徑 2D 、長(zhǎng)度 2B 這兩個(gè)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(jì)中確定的。本次設(shè)計(jì) 2D =65mm， 2B =38mm。端面 則 采用止口定位，其工藝簡(jiǎn)單，成本低。 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。所以合金鋼連桿的形狀設(shè)計(jì)、過(guò)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。 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 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 11 性 70 2/mmmN? 。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。連桿必須經(jīng)過(guò)磁力探傷檢查，以求工作可靠。為了節(jié)約優(yōu)質(zhì)鋼材，降低 產(chǎn)品成本，我國(guó)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。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。據(jù)國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，強(qiáng)韌的珠光體可鍛鑄鐵適于制造連桿。 4 連桿 螺 釘 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及 強(qiáng)度校核 連桿螺 釘 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 發(fā)動(dòng)機(jī)連桿組的功能是將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并把作用在活塞上氣體的作用力傳遞給曲軸，以輸出功率。發(fā)動(dòng)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(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以連桿 螺釘 所承受的載荷是交變載荷。此力由兩個(gè)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(kāi)所需的預(yù)緊力。 根據(jù) 螺釘 受力情況設(shè)計(jì)出 螺釘 的參數(shù)： 螺紋規(guī)格 d=M10；公稱長(zhǎng)度為 L=35mm；性能等級(jí)為 級(jí) 連桿 螺釘 的 強(qiáng)度校核 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，