性能的提高和改善,其建立在内燃机各部件性能和使用寿命不断提高的基础上的。当前工业发展要求内燃机在有足够的强化程度上,转速和功率有较大提高,可以预见各部件特别是连杆的工作坏境将变得更加恶劣。连杆工作情况将直接影响内燃机整体性能,由其“蝴蝶效应”带来的经济损失是不可估量的。在追求利益最大化、产品结构最优化的今天,连杆面临的最大问题是结构和稳定性的问题,本课题的研究方向在于采用CATIA软件对连杆进行有限元分
f析,得出如应力分布、最大应力点等连杆工况的信息,对其进行力学分析,从而进一步完成优化设计。优化设计的意义在于在满足连杆基本的强度刚度的基础上,对其进行改型设计,从而使连杆可靠性、经济性等方面获得提升,自身质量更小,使其工作更加高效,满足工业发展的日益需求。
14本章小结
本章内容为绪论内容,对连杆、课题意义和有限元软件CATIA等内容进行了简单介绍,为连杆参数的设计做铺垫,并指明了本课题大致内容。
2连杆参数设计及校核
本课题所设计的6108柴油机基本参数如表21所示。缸径×行程(mm活塞总排量(L)压缩比标定功率转速(kwrmi
外形尺寸(长×宽×高)(mm108×12568711751922200
1139×800×1334
表216108型柴油机基本参数
21材料选择及强化处理
211连杆材料的选择
由于连杆的工作环境恶劣,连杆材料的选择就是在保证结构轻巧的条件下有较高强度和疲劳强度,有足够的刚性和韧性。连杆材料一般采用中碳钢和中碳合金钢,如45钢、40CRr等。本设计发动机为中小功率发动机,结合实际情况,连杆材料采用45钢即符合要求。
212强化处理工艺
f连杆模锻,在机械加工前应经调制质处理,以得到较高的综合机械性能,既强又韧。为了提高连杆的疲劳强度,不经机械加工的表面应经过喷丸处理。喷丸强化是提高连杆抗疲劳性能的有效方法,该技术在国外早已得到广泛的应用,国内一些军工企业和先进厂家也得到逐步采用,喷完处理后连杆表层会产生剧烈塑性变形,使晶体点阵发生畸变,表层行成高密度的位错缠结从而达到强化的目的。另外连杆还必须进行磁力探伤检验,以求工作可靠。
22连杆主要尺寸参数的设计
221连杆长度L
查《柴油机设计手册》,目前常用的值在范围内。曲柄连杆比一般较大,这样可以使柴油机机体高度降低,质量减小,而且越大意味着连杆长度越小,可以节约材料,降低成本。但是过大的曲柄连杆比会引起活塞侧压力增加,导致摩擦损失增大,加速活塞、活塞环、气缸套的磨损,影响其可靠r