重要,是一个不可或缺的部件。它将活塞往复直线运动转换为曲轴的旋转运动,在活塞和曲轴之间传递作用力以输出功率。连杆由连杆体、连杆盖、连杆螺栓和连杆轴瓦等零件组成,连杆体与连杆盖分为连杆小头、杆身和连杆大头。连杆在工作中,除承受活塞传来的气体作用力外,还有活塞组和连杆小头的往复惯性力以及连杆本身绕活塞销座变速摆动的惯性力。因此,连杆在一个复杂的应力状态下工作。它既受交变的拉压应力、又受弯曲应力。连杆的主要损坏形式是疲劳断裂和过量变形。通常疲劳断裂的部位是在连杆上的三个高应力区域。连杆的工作条件要求连杆具有较高的强度和抗疲劳性能,又要求具有足够的刚性和韧性。连杆的基本载荷是拉伸和压缩。最大拉伸载荷出现在进气冲程开始的上止点附近,最大压缩载荷出现在膨胀冲程开始的上止点附近。此外,由于连杆是一细长杆件,在压缩载荷作用下,还会引起平行和垂直于曲轴轴线平面内的弯曲。两种弯曲都会给杆身以附加弯曲应力。连杆摆动的角加速度和转动惯量而产生的惯性力矩,也使连杆承受附加弯矩。连杆结构如图11所示。
图11连杆结构
f112设计要求
查《柴油机设计手册》,连杆的设计要求为:(1)结构简单,尺寸紧凑,可靠耐用;(2)在保证具有足够强度和刚度的前提下,尽可能的减轻重量,以降低惯性力;(3)尽量缩短长度,以降低发动机的总体尺寸和总重量;(4)大小头轴承工作可靠,耐磨性好;(5)连杆螺栓疲劳强度高,连接可靠;(6易于制造,成本低。连杆不仅是传力构件也是运动件,不能只靠加大尺寸来改变承载能力,要从材料选用、构形设计、热处理、表明强化等方面采取措施进行优化。
12CATIA简介
CATIA是法国达索飞机公司开发的CADCAM软件,其强大的曲面设计在飞机、汽车、轮船等领域有很高的知名度,它的曲面造型功能体现在提供了丰富的造型工具来支持用户的造型需求,能满足特殊行业对曲面光滑性的苛刻要求。CATIAV5R20作为CATIA产品系列,具有良好的开放性和协同性,其内容有:配置、二维草图的绘制、零件设计、装配设计、创成式外形设计、自由曲面设计、IMA造型设计、工程图设计、钣金设计、高级渲染、DMU电子样机、模具设计、数控加工、结构分析等。本设计将采用CATIAV5R20进行三维模型的创建和有限元分析。
13本课题研究方向及意义
内燃机是现代机械的动力源泉,现广泛用于各种交通工具上。连杆是内燃机的主要运动件之一,主要实现力和功率的传递。汽车工业的发展首先应该是内燃机r