汽車發(fā)動機(jī)課程說明195柴油機(jī)連桿及連桿螺栓強(qiáng)度校核計(jì)算

汽車發(fā)動機(jī)課程說明195柴油機(jī)連桿及連桿螺栓強(qiáng)度校核計(jì)算汽車工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書汽車發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)8205531課程名稱：汽車發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)8205531課程代碼：題 目：195柴油機(jī)連桿設(shè)計(jì)及連桿螺栓強(qiáng)度校核計(jì)算年級/專業(yè)/班：2008級/熱能與動力工程(汽車發(fā)動機(jī))/2班磊學(xué)生姓名：號：時(shí)間：機(jī))/2班磊學(xué)生姓名：號：時(shí)間：2011年6學(xué)開日宀

完日課程設(shè)計(jì)成績:312008080501516月27時(shí)間：2011年7月15學(xué)習(xí)態(tài)度及平時(shí)成績(30)技術(shù)水平與實(shí)際能力(20)創(chuàng)新(5)說明書(計(jì)算書、圖紙、分析報(bào)告)撰寫質(zhì)量(45)總分(100)指導(dǎo)教師簽名： 年—月—日摘要 TOC\o"1-5"\h\z2 1 引言 31?1國內(nèi)外內(nèi)燃機(jī)研究現(xiàn)狀 31.2 任 務(wù) 與 分析 32 柴 油 機(jī) 工 作 過 程 計(jì)算 52^1 已 知 條件 52 . 2 參 數(shù) 選擇 62.3195柴油機(jī)額定工況工作過程計(jì)算?…63連桿設(shè)計(jì) 9TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"3.1連桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 93.2連桿材料選擇 \o"CurrentDocument"1 14連桿螺釘強(qiáng)度校核 \o"CurrentDocument"1 24.1連桿螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) \o"CurrentDocument"1 24.2連桿螺釘?shù)膹?qiáng)度校核TOC\o"1-5"\h\z1 35結(jié)論 1 5致謝 1 7參考文獻(xiàn) 1 8附錄:195柴油機(jī)額定工況工作過程計(jì)算程序 \o"CurrentDocument"1 9摘要汽車已經(jīng)在普通民眾中得到普及，隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，越來越多的新技術(shù)出現(xiàn)在汽車的心臟一發(fā)動機(jī)上面。越來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。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上50家最大的公司中，汽車公司就占了近20%，而內(nèi)燃機(jī)作為汽車的核心部件，由于其技術(shù)含量高，在國民經(jīng)濟(jì)中仍占有較高位置，因此，對內(nèi)燃機(jī)研究人員的培養(yǎng)就顯得十分重要。此次課程設(shè)計(jì)就是集合這樣的時(shí)代背景和劃時(shí)代的教育意義開設(shè)的，通過對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)識了195柴油機(jī)內(nèi)部各零部件的結(jié)構(gòu)及裝配關(guān)系。此次還設(shè)計(jì)了連桿，并繪制了所設(shè)計(jì)的連桿零件圖。并就195柴油機(jī)個(gè)各設(shè)計(jì)參數(shù)運(yùn)用VisualBasic6.0進(jìn)行工作過程計(jì)算，繪制其工作過程的P-V圖。連桿螺釘在連桿蓋以及連桿大頭之間的聯(lián)接發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，并且由于往復(fù)慣性課程設(shè)計(jì)說明書力和氣體壓力的雙重作用下，使螺釘?shù)氖芰κ謬?yán)酷，所以對其進(jìn)行強(qiáng)度校核就顯得十分必要。此次，我們就選擇了對連桿螺釘進(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。關(guān)鍵詞：柴油機(jī)，連桿，設(shè)計(jì)，校核1.1國內(nèi)外內(nèi)燃機(jī)研究現(xiàn)狀近年來，內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展已經(jīng)不再是單方面只是滿足功率需求，而是在滿足動力性要求的前提下，力求節(jié)能環(huán)保。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。自1968年世界上第一個(gè)汽車排放法規(guī)在美國加州出臺后，一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家相繼制定了有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，并每隔4?5年就要修訂強(qiáng)化一次，其控制內(nèi)容也不斷增加。誠然，這也推動了內(nèi)燃機(jī)工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)的革新。高壓噴射燃燒系統(tǒng)，高平均有效壓力的燃燒技術(shù)是當(dāng)今柴油機(jī)性能研究的基本方向。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。增壓及增壓中冷技術(shù)的進(jìn)一步普及，增壓器及增壓系統(tǒng)的研制達(dá)到新的水平,高增壓仍是內(nèi)燃機(jī)發(fā)展強(qiáng)化的重要手段，增壓中冷是降低NOx排放的重要措施。當(dāng)前徑流式增壓器最高轉(zhuǎn)速達(dá)2.6105r/min,壓氣機(jī)最小直徑達(dá)34mm，總效率已達(dá)65%。當(dāng)前的中大功率柴油機(jī)，可謂是“無機(jī)不增壓”電控系統(tǒng)的實(shí)用化。電控燃油噴射正逐步取代化油器。目前，除了在少數(shù)小功率發(fā)動機(jī)上還沿用化油器外，排量超過1.0的已幾乎全部釆用電控燃油噴射。近年來，柴油機(jī)電控技術(shù)也得到進(jìn)一步的發(fā)展，已包括噴油定時(shí)、噴油規(guī)律、怠速進(jìn)排氣系統(tǒng)、近期渦流及自診斷系統(tǒng)和巡航控制系統(tǒng)。清潔燃料以及代用燃料發(fā)動機(jī)的研制。迫于環(huán)境的要求，汽車巨頭們曾預(yù)言,未來數(shù)年后汽車將使用液化氫、天然氣或電力作為動力，如果壓縮天然氣CNG技術(shù)日趨成熟，另外，內(nèi)燃機(jī)的研究領(lǐng)域也深入到了甲醇、酒精、二甲醚等代用燃料的領(lǐng)域。1.2任務(wù)與分析1.2.1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，提高發(fā)動機(jī)工作過程中熱力參數(shù)與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系；熟悉各參數(shù)對發(fā)動機(jī)工作指標(biāo)的影響，結(jié)合對各參考發(fā)動機(jī)及其工況的課程設(shè)計(jì)說明書分析，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。掌握了不同參數(shù)的選取、確定，掌握了過量空氣系數(shù)：a最高燃燒壓力：Pz,熱量利用系數(shù)：紐殘余廢氣系數(shù)：y排氣中點(diǎn)溫度：Tr示功圖豐滿系數(shù)：①i,機(jī)械效率：nm，等參數(shù)對計(jì)算結(jié)果的影響和變化規(guī)律。使對發(fā)動機(jī)的工作過程的各個(gè)過程相互的影響有一個(gè)清晰的認(rèn)識，了解汽油機(jī)與柴油機(jī)工作過程計(jì)算的差異。通過P-V圖的繪制，使自己掌握如何利用示功圖進(jìn)行發(fā)動機(jī)的工作過程分析。掌握汽油機(jī)、柴油機(jī)在同一工作過程的不同的曲線的變化趨勢。由于要求計(jì)算過程必須釆用VB編程進(jìn)行，因此，使自己更進(jìn)一步了解如何使用計(jì)算機(jī)，進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)計(jì)算工作，更進(jìn)一步熟悉計(jì)算機(jī)編程。1.2.2縱、橫剖面圖1)訓(xùn)練的目的繪制發(fā)動機(jī)縱橫剖面圖，在課程設(shè)計(jì)中占很重要的地位。設(shè)計(jì)的發(fā)動機(jī)是否合理？能否達(dá)到熱計(jì)算中所確定的參數(shù)指標(biāo)？都將在圖上得到不同程度的反映，同時(shí)它還能表達(dá)所設(shè)計(jì)發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，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。通過繪制發(fā)動機(jī)縱、橫剖面圖，能培養(yǎng)自己的識圖和繪圖能力，以及對已學(xué)知識的綜合運(yùn)用能力，為畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定一定的基礎(chǔ)。要求自己對發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行深入全面的了解，作出分析評價(jià)，將其優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用到設(shè)計(jì)的發(fā)動機(jī)上，并認(rèn)真負(fù)責(zé)地對待自己畫的每一條線，和貫徹有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)。訓(xùn)練效果分析195柴油機(jī)從結(jié)構(gòu)上來講，是最簡單的發(fā)動機(jī)，通過195柴油機(jī)縱橫剖面圖繪制的訓(xùn)練，使自己全都掌握了：發(fā)動機(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。通過繪制發(fā)動機(jī)縱、橫剖面圖，培養(yǎng)了識圖和繪圖能力，以及對已學(xué)知識的綜合運(yùn)用能力，為畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定一定的基礎(chǔ)。自己對發(fā)動機(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，作出分析評價(jià)，將其優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用到設(shè)計(jì)的發(fā)動機(jī)上，并認(rèn)真負(fù)責(zé)地對待自己畫的每一條線。熟悉了有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)。課程設(shè)計(jì)說明書1.2.3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，進(jìn)行工程師必備的基本功訓(xùn)練。（2） 分析發(fā)動機(jī)連桿的運(yùn)動規(guī)律與受力情況，作為強(qiáng)度，設(shè)計(jì)連桿。培養(yǎng)和鍛煉自己設(shè)計(jì)、繪圖、分析和計(jì)算能力。2） 訓(xùn)練效果分析通過對連桿設(shè)計(jì)，使自己掌握了：（1） 如何分析零件的運(yùn)動規(guī)律和受力，如何進(jìn)行計(jì)算和校核。（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。1.2.4發(fā)動機(jī)課程設(shè)計(jì)說明書編制按《西華大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)說明書規(guī)范化要求》的格式要求進(jìn)行撰寫，通過訓(xùn)練，使學(xué)生們掌握了：1）設(shè)計(jì)說明書的編制格式，為畢業(yè)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。2） 對整個(gè)發(fā)動機(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。3） 訓(xùn)練文字編輯能力。2柴油機(jī)工作過程計(jì)算2.1已知條件：表2-1195柴油機(jī)已知條件缸徑：D=95mm氣缸數(shù)：I=1標(biāo)定功率：Ne=8.8kW標(biāo)定轉(zhuǎn)速：N=2000r/m壓縮比：e=19每缸工作容積：V=0.815(L)曲柄半徑和連桿長度R/L=1/4比：大氣狀態(tài)：P=1bar、T=288K00燃燒室形式：分隔式燃燒室冷卻方式：開式蒸發(fā)冷卻2.2參數(shù)選擇Y=0?04；排氣進(jìn)氣加熱溫升:過量空氣系數(shù)Y=0?04；排氣進(jìn)氣加熱溫升:終點(diǎn)溫度：Tr=850K；示功圖豐滿系數(shù)：①i=0.90；機(jī)械效率：nm=O.85；△T=20°C；平均多變壓縮指數(shù)：n=1.36；平均多變膨脹指數(shù)：n=1.25。12P0=1bar；T0=288k2.3195柴油機(jī)額定工況工作過程計(jì)算2.3.1排氣沖程終點(diǎn)壓力：P二I.08XP=1.08barr 0終點(diǎn)溫度：T二 350 =778krI2——+0.005(8-3)+0.01(a-1)lgn2.3.2進(jìn)氣沖程選擇殘余廢棄收縮系數(shù)8=0.5

終點(diǎn)壓力:1-520x10終點(diǎn)壓力:1-520x106<￡-5丫丿K-1=1bar丁T+AT+YT終點(diǎn)溫度：T=°]+丫 -=328.454K￡pT1充氣效率：3二中?產(chǎn)T°i+7=°?89°a2.3.3壓縮沖程終點(diǎn)壓力：P=P?￡ni=54.841barca終點(diǎn)溫度：T=T?￡ni-1=948.038Kca2.3.4燃燒過程(1)理論所需空氣量：L°=°2112+~4+32-32}=0.49Kmol/Kg燃料(2)新鮮充量M1=a?L°=0.783Kmol燃燒產(chǎn)物總量：M2=aL°+扌+32 =0.816Kmol_M理論分子變更系數(shù)：u°_M2=1.132i實(shí)際分子變更系數(shù)：卩_〒才=1.128最高燃燒壓力Pz=75bar(選定)._P⑺壓力升高比九—~pz=1.999c⑻燃燒重點(diǎn)溫度Tz的計(jì)算燃料的低熱值:Hu=42500(KJ/Kg)

熱量利用系數(shù)g=0.9z又因?yàn)镃'=4.815+0.415X10-3熱量利用系數(shù)g=0.9z又因?yàn)镃'=4.815+0.415X10-3xT=5.208(KJ/Kmol?K)v c<0.22、(3.3c)C=4.8++T?+3.7v( a丿(a 丿將C'的值帶入下面所示的方程組，即可解出Tz的值:vx10-4gHJ〔MG+")I1從而解得Tz=2165K+(C'+1.985九］卩二卩C、+1.985T丿zliT⑼初期膨脹比：p=Ft=1c2.3.5膨脹過程后期膨脹比：5—=19P膨脹終點(diǎn)壓力:dp=2barpb5n2T T膨脹終點(diǎn)溫度：b=n—1=873K5 22.3.5 最后結(jié)果(1)平均指示壓力:p'亠i￡p'亠i￡-1九(p-1)+1-g^'5n2-1丿￡n1-1丿7.163barp=9?p=9?p'ii=6.447(2)指示熱效率：barqi=8.314丹0指示燃油消耗率:+ =0.32v.3.6x106gi=H?耳i=234.38g/KW.h（4）有效熱效率：n=n嗎31e m u丄（5） 有效燃油消耗率：3.6x106g=一6e H?n =242.52g/KW.h卩e（6） 平均有效壓力：P=P.°n =6.327eim（7） 有效功率：Ne=i?P?n?VNe==8.591 e h=8.59112002.3.6P-V示功圖3連桿設(shè)計(jì)3.1連桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1.1連桿小頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)運(yùn)輸式發(fā)動機(jī)廣泛采用浮式活塞銷結(jié)構(gòu)，它不僅傳遞由活塞傳來的力，還相對于活塞銷往復(fù)擺動，因此，設(shè)計(jì)連桿小頭時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮強(qiáng)度、剛度和滑動面的摩擦、磨損問題?，F(xiàn)代高速發(fā)動機(jī)上連桿小頭一般釆用薄壁圓環(huán)形結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)簡單輕巧。制造方便、工作時(shí)應(yīng)力分布均勻。材料利用率高。為了耐磨，在小頭孔內(nèi)還壓有耐磨襯套。設(shè)計(jì)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di和寬度B1、外形尺寸D1、襯套外徑d）和潤滑方式。其中di、B1已在活塞組設(shè)計(jì)中確定，一般柴油機(jī)B1~d1。據(jù)統(tǒng)計(jì)，小頭的外徑一般比孔徑大20%-35%,即D1=（1.2?1.35）d，小頭的最小徑向厚度大于4毫米。該尺寸可按強(qiáng)度、剛度條件確定。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=（0.02?0?04）D。綜上所述，得出本次設(shè)計(jì)的連桿小頭的尺課程設(shè)計(jì)說明書寸為：D1=?48mm,d=?39（0土0.025）mm。其小頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，見圖3-1?圖3-1連桿小頭剖面圖3.1.2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，連桿高速擺動時(shí)的橫向慣性力也會使連桿彎曲變形，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。對工作可靠的發(fā)動機(jī)的統(tǒng)計(jì)表明，現(xiàn)代汽油機(jī)連桿桿身平均斷面積fm與活塞面積Fp之比fm/Fp=0.02?0.035,柴油機(jī)為0.03?0.05。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)。“工”字型斷面的平均相對高度H/D=0.3?0?4（柴油機(jī)），高度比H/B=1.4?1.8。本次設(shè)計(jì)，R=57.5mm，取L=230mm；取Hmin=30mm。3.1.3連桿大頭的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)連桿大頭的結(jié)構(gòu)與尺寸的基本上決定于曲柄銷直徑D、長度B,連桿軸瓦厚度2222和連桿螺釘?shù)闹睆絛。其中D、B是根據(jù)曲軸強(qiáng)度、剛度和軸承的承壓能力，在曲m 2 2設(shè)計(jì)中確定。為了結(jié)構(gòu)緊湊，軸瓦厚度5趨于減薄，汽車拖拉機(jī)用軸瓦5=1.5~3毫22米。連桿螺釘尺寸則根據(jù)強(qiáng)度設(shè)計(jì)。因此，本處所謂大頭設(shè)計(jì)，實(shí)際上是確定連桿大頭在擺動平面內(nèi)某些主用尺寸，連桿大頭剖分型式、定位方式，及大頭蓋的結(jié)構(gòu)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。為了便于維修，內(nèi)燃機(jī)的連桿必須能從氣缸中取出，故要求大頭在擺動平面內(nèi)的總寬度必須小于氣缸直徑；大頭重量產(chǎn)生的離心力會使連桿軸承、主軸承負(fù)荷增大，磨損加劇，于是還為此不得不增大平衡重，給曲軸設(shè)計(jì)帶來困難，因此在設(shè)計(jì)連桿大頭時(shí)，應(yīng)在保證強(qiáng)度、剛度條件下，尺寸盡量小，重量盡量輕。連桿大頭尺寸設(shè)計(jì)：1)曲柄銷直徑D、長度B22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。也可根據(jù)DD=0.68,DB=0.58，來初步確定。本次設(shè)計(jì)D=65mm,B=38mm。2」2"2221) 連桿軸瓦厚度525=1.3?3mm，取5=2.5mm222) 大頭切口形式和定位方式195柴油機(jī)連桿所采用的斜切口，斜角為45°,端面則采用止口定位，其工藝簡單，成本低。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。3.2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。合金鋼有較高的綜合機(jī)械性能，但當(dāng)存在產(chǎn)生應(yīng)力集中的因素時(shí)，它的耐勞能力急劇下降，甚至低到與碳素鋼不相上下。所以合金鋼連桿的形狀設(shè)計(jì)、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。40MnB,40MnVB等硼鋼作為高負(fù)荷的大量生產(chǎn)連桿的材料，顯示了良好的使用性能。40MnB鋼化學(xué)成分(%)：C(0?37?0.45),Mn(1.1?1.4),Cr<0.3,P和SWO?04,B(0.001?0.005),經(jīng)850°C油淬500°C高溫回火后強(qiáng)度極限。b>1000(N/mm2)，屈服強(qiáng)度。a>800(N/mm2),沖擊韌性>70Nm/mm2。連桿縱向端面內(nèi)宏觀金相組織要求金屬纖維方向與連桿外形相符，纖維無環(huán)曲及中斷現(xiàn)象。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。為了連桿的疲勞強(qiáng)度，不經(jīng)機(jī)械加工的表面應(yīng)經(jīng)過噴丸處理。連桿必須經(jīng)過磁力探傷檢查，以求工作可靠。我國已研究成功連桿輥段工藝，輥段工藝不僅不需要大型鍛造設(shè)備，而且還改善了工人的勞動條件。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。試驗(yàn)證明，鑄造連桿的強(qiáng)度應(yīng)在HB210-250之間，上限是為了保證有足夠的強(qiáng)度，下線是為了保證良好的韌性。這樣硬度的珠光體鑄鐵具有300-350(N/mm2)的抗彎曲疲勞強(qiáng)度，與中碳鋼差不多。在大批量生產(chǎn)鑄造連桿時(shí)為了保證制造質(zhì)量穩(wěn)定，要求對爐料、熱處理等工藝規(guī)程嚴(yán)加控制，并仔細(xì)的在內(nèi)在質(zhì)量檢查，例如超聲波或X線無損探傷等。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。綜合考慮成本和強(qiáng)度，本次設(shè)計(jì)選用材料HT200。4連桿螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核4.1連桿螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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。連桿組在工作時(shí)作平面運(yùn)動，承受了大小和方向均按周期性變化的氣體作用力和慣性力的作用，并作往復(fù)和擺動的復(fù)合運(yùn)動。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。為了保證連桿大頭結(jié)合面在工作時(shí)不分離，連桿螺釘在裝配時(shí)應(yīng)有足夠的預(yù)緊力。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所需的預(yù)緊力。這兩部分力對連桿螺釘都造成扭力。根據(jù)螺釘受力情況設(shè)計(jì)出螺釘?shù)膮?shù)：

課程設(shè)計(jì)說明書螺紋規(guī)格d=M10；公稱長度為L=35mm；性能等級為8.8級4.2連桿螺釘?shù)膹?qiáng)度校核四沖程發(fā)動機(jī)工作時(shí)，連桿螺釘承受的最大拉伸載荷Pj按公式計(jì)算。對斜切口連桿來說，連桿螺釘所承受的拉伸載荷為P"二P"二 ((G'+G)(1+九)+(G-G))xcos45。jQ jig 1 2 3式中⑩一連桿體與連桿蓋結(jié)合面與垂直連桿縱軸的平面間的夾角G'——活塞組的重量G1—桿組往復(fù)部分的重量G2—旋轉(zhuǎn)部分的重量G3—桿大頭蓋的重量入一曲柄連桿比G=1.38kgG1=0?543kgG2=1.267G3=0?27kg入=0.25則 P"二P"二rW2((G'+G)(1+九)+(G-G))xcos45。jQ jig 1 2 3,2x2000xn( )2= 60 x0.058x[(1.38xg+0.543xg)x(1+0.25)+(1.267xg—0.104xg)]2xg二4537.20N連桿螺釘?shù)念A(yù)緊力TOC\o"1-5"\h\zs RM=0.001xPxdx0.16x——+fx(0.6+-^)0M d dL M M」s R\o"CurrentDocument"0.001xdx[0.16x一+fx(0.6+-m)]門 M d dP= M0 Md 連桿螺釘螺紋外徑(10mm)MS 螺距(1.25mm)-^2f 摩擦系數(shù)R——螺釘支撐環(huán)面平均直徑m其中:S/d=0.1MR/d=0.6f=0.15mM'x10-2MM-0.2xPxd033P=一=16500 0.2x0.10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P+xP" 「1g=-0 j^<[g]0 F s0連桿螺釘最小端面積螺釘最小直徑9.25mmF=“r2=66.48mm20基本動載荷系數(shù)選取為0.22所以P+XP" 1650+0.22x4537.20g=亠沖二 二39.8N/mm20F066.48g<[g]則屈服強(qiáng)度滿足要求0 s連桿螺釘所受的拉力在P二Pmin0和P=P+xP"之間變化。則螺紋桿部名義應(yīng)max 0 j力:螺桿部的直徑d=10mmP1650g =—0= =21N/mm2minF 3.14x52g=竺+XJ=1650+O'22x4537.20=33.7N/mm2max F3.14x52g-g33.7-21G=—max min= =6.35N/mm2m22G+G33.7+21 "C,G=—max min= =27.35N/mm2s 2 2對螺紋根部名義應(yīng)力:螺紋根部的直徑d=9.25mm二24.8N/mm2maxP二24.8N/mm2maxP+xP"-0 砂二F1650+0.22x4537.203.14x4.62二39.9N/mm2c-cCJ =—max min-m 239.9-24.82=7.55N/mm2P1650G=—0二minF 3.14X4.62c=cmax+cmin=眇9+加=32.35N/mm2s 2對螺桿進(jìn)行疲勞安全系數(shù)計(jì)算:cn= 士 cl+屮xcTOC\o"1-5"\h\z￡" cmc式中：c——為材料在對稱循環(huán)下的拉壓疲勞極限，c=3~3.5X1002N/mm2\o"CurrentDocument"-1z -1z此處取300N/mm2c——工藝系數(shù) ￡"=0.4-0.6此處取0.5屮——角系數(shù)此處取0.2\o"CurrentDocument"-1z c c=空+0：X6.35==空+0：X6.35=5.360.5cn= 士 cL+屮xc￡" cmc=空+0；X7.55==空+0；X7.55=4.530.5cn= 士 c尸+屮xc￡" cmc由于選用具有較高的屈服極限的中碳合金鋼40Cr制造，在調(diào)質(zhì)處理后硬度達(dá)到HRC29~39，屈服極限5在800N/mm2以上。查表可求得5為800N/mm2。s s則許用應(yīng)力:[cn面=[cn面=176.6N/mm2[c]>c=39.8N/mm2s 0則：連桿螺釘?shù)那?qiáng)度和疲勞強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)5結(jié)論課程設(shè)計(jì)說明書此次課程設(shè)計(jì)是一次理論聯(lián)系實(shí)際的偉大實(shí)踐。大學(xué)教育的目的就是培養(yǎng)實(shí)踐動手能力強(qiáng)應(yīng)用型人才，莘莘學(xué)子也只有具備這樣的能力，才能在激烈的社會競爭中站穩(wěn)腳跟。通過此次課程設(shè)計(jì)使我們以下幾個(gè)方面的結(jié)論。通過工作過程計(jì)算選擇了適當(dāng)?shù)目勺儏?shù)，計(jì)算出了195柴油機(jī)的各個(gè)過程狀態(tài)參數(shù)及其他相關(guān)參數(shù)，并計(jì)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(shí)繪制出了發(fā)動機(jī)的P-V圖，直觀的表示出其工作過程。對發(fā)動機(jī)總成進(jìn)行設(shè)計(jì)以及對其總成進(jìn)行了工程圖的繪制，使發(fā)動機(jī)布置合理，結(jié)構(gòu)緊湊；連桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：桿身采用工字?jǐn)嗝娼Y(jié)構(gòu)，大頭采用斜切口鋸齒形定位結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)合理，小頭孔中壓入減摩的青銅襯套，耐磨性好。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(jì)的連桿，其螺釘部分滿足連桿設(shè)計(jì)要求。致謝此次課程設(shè)計(jì)能夠順利完成，并非我一人功勞，在整個(gè)過程中，得到了老師的悉心指導(dǎo)和同學(xué)們的相互幫助以及父母對我學(xué)習(xí)的關(guān)心和支持，在次對他們表示深深的感謝。首先，我要感謝曾老師和田老師，你們每天都準(zhǔn)時(shí)來到教室和我們一起并肩作戰(zhàn)，對我們在設(shè)計(jì)過程中遇到的問題進(jìn)行耐心細(xì)致的講解，每當(dāng)我對一個(gè)結(jié)構(gòu)的形式或功能產(chǎn)生迷惑的時(shí)候，你們總能不厭其煩的給我們分析說明，你們的無私奉獻(xiàn)，才使得我的設(shè)計(jì)工作能在規(guī)定的期限內(nèi)完成。其次，感謝我的父母，你們起早貪黑的工作，就是為了我能夠擁有更美好的未來，你們的諄諄教導(dǎo)讓我在學(xué)習(xí)中不斷前進(jìn)，你們永遠(yuǎn)是我學(xué)習(xí)的動力和榜樣。最后，還要感謝我親愛的同學(xué)們，有你們這樣一群兄弟姐妹是我的榮幸。遇到困難的時(shí)候，我們一起討論，一個(gè)個(gè)問題在我們不知疲倦的討論之下，漸漸清晰，并最終得以解決，讓大家很有成就感；生活中，你們也給了我許多幫助，由于我是單槍匹馬的參與課程設(shè)計(jì)，甚至連一支筆都沒有，你們無私提供了一切設(shè)備給我，讓我很是感動，當(dāng)我有事不能到教室的時(shí)候，也是你們幫我請假。還要特別感謝那些早上六點(diǎn)過就到教室開門的同學(xué)，對你們的謝意無以言表?？傊?，通過這次課程設(shè)計(jì)，讓我們同學(xué)之間的感情得到了進(jìn)一步的升華。至此，發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的全部工作就完成了，此刻的心情有成功后的喜悅，有任務(wù)完成后的如釋重負(fù)，也有對大學(xué)生活已經(jīng)為數(shù)不多的時(shí)光以及課程的不舍?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】[1]曾東建?汽車發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)[1]曾東建?汽車發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì).西華大學(xué)，2009.魏遠(yuǎn)文?發(fā)動機(jī)工作過程計(jì)算?西華大學(xué)，2009周龍保，高宗英?內(nèi)燃機(jī)學(xué)[M]?機(jī)械工業(yè)出版社，2003機(jī)械設(shè)計(jì)手冊編委會.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊西華大學(xué)交通與汽車工程學(xué)院.內(nèi)燃機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書楊明廣，王秀華VisualBasic程序設(shè)計(jì)[M].北京：中國科學(xué)技術(shù)出版社，2007.丁厚福，王立人.工程材料[M]?武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2007.臧杰，閻巖?汽車構(gòu)造[M]?北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2008.濮良貴，紀(jì)名剛?機(jī)械設(shè)計(jì)[M]?北京：高等教育出版社，2006.10]劉朝儒，吳志軍，高政一，許紀(jì)旻?機(jī)械制圖[M]?北京：高等教育出版社，2006.廖念釗，古瑩菴，莫雨松?互換性與技術(shù)測量[M]?北京：中國技量出版社，2000.楊寶剛?開展企業(yè)管理信息化工作的步驟[J],▲ “—一 課程設(shè)計(jì)說明書企業(yè)管理，2002(11)：12?15Islamabad?Softwaretoolsforforgerydetection[J]?Businessline.2001?(5)?29?32何華，曾馨.發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2006.附錄:195柴油機(jī)額定工況工作過程計(jì)算程序程序核心代碼①計(jì)算過程：'排氣過程Pr=1.08 '單位(bar)Lg=3.301'Lg=Lg(2000)Tr=350/(1?2/Lg+0.005*(e—3)+0.01*(da—1))'單位(k)'進(jìn)氣過程K=1.4A=0.5'選取(6=0.5)AT=20'選取，發(fā)動機(jī)在額定工況下工作時(shí)對新鮮充量的溫升Q=1/2.4/nMPa=Round(1000*(P0*((1—n八2*Q八2*(e—A)八2/520/10八6/0.75八2/(e—1)八2)八(K/(K—1)))))/1000'單位(bar)Y=Round(10八3*(T0+AT)*Pr/Tr/(e*Pa—Pr))/10八3Ta=(T0+