第八章连杆组第八章连杆组连杆组的工作情况与设计要求连杆的结构型式与结构设计连杆材料与强化工艺连杆螺栓设计连杆强度计算有限元法在连杆计算中的应用教学内容第八章连杆组第八章连杆组教学目的了解连杆组的工作情况和设计要求了解连杆的结构型式掌握连杆大头、小头、杆身的结构设计，了解V型内燃机连杆的设计掌握连杆材料与强化工艺掌握连杆螺栓的设计掌握连杆强度的计算了解连杆组有限元分析方法第八章连杆组第八章连杆组第一节连杆组的工作情况与设计要求一、工作载荷纵向载荷：燃气作用力和曲柄连杆机构中往复惯性力引起；横向载荷：连杆杆身复合运动引起；小头衬套压入静载荷；连杆螺栓静载荷。第一节连杆组的工作情况与设计要求二、满足的要求首先保证足够的疲劳强度和刚度必须尽可能地减小重量疲劳强度不足，会造成连杆杆身或螺栓断裂，造成整机破坏刚度不足，会造成杆身弯曲变形及大头失圆变形，导致活塞、气缸、轴承及曲柄销偏磨，加大连杆螺栓附加弯矩第二节连杆的结构型式与结构设计一、基本结构(1)普通连杆：直列、V型内燃机优点：结构简单，互换性好，便于维修；杆身油路易安排缺点：有错缸距，机体长度增加；错缸使隔板扭曲，刚度下降(2)叉形连杆：V型内燃机优点：无错缸距，机体长度短，左、右排活塞连杆运动学相同缺点：叉子部分强度与刚度较差；叉连杆取出难，修理不便(3)主副连杆：V型内燃机优点：可用较短曲柄销，较大地缩短机体长度，连杆大头有足够的强度和刚度，这可保证曲柄销和连杆轴承有较好的润滑。缺点：主、副活塞运动不同，两排气缸的热力过程和功率输出不同；副连杆对主连杆产生附加弯矩和附加侧压力；维修麻烦第二节连杆的结构型式与结构设计二、连杆小头结构设计工作条件：受力巨大；温度较高(100～120)℃；尺寸小、轴承比压高；轴承表面相对运动速度低，不利于形成油膜结构特点：浮式活塞销，薄壁圆环形结构~增压柴油机，做成梯形或阶梯形强化柴油机，小头顶部厚度大于两侧，利于增大整体刚度二冲程内燃机，小头顶部壁厚可以适当减小连杆小头与杆身之间采用双圆弧过渡~注意小头衬套与活塞销的间隙对小头应力的影响，间隙约0.0004～0.00l5活塞销直径。衬套与小头内孔过盈配合，衬套材料有锡青铜(中小功率内燃机)、铅青铜(强化柴油机)及铁基或铜基粉末冶金。考虑留去重部位小头的外表面应有拔模斜度便于模锻第二节连杆的结构型式与结构设计三、连杆杆身结构设计结构特点：Jx=2～3Jy，使连杆在垂直摆动平面内有较大抗弯能力杆身断面高度H＝0.2～0.3D(汽油机)，0.3～0.4D(柴油机)杆身断面宽度（1.4～1.8）/H杆身断面由小头至大头逐渐增大。第二节连杆的结构型式与结构设计四、连杆大头结构设计结构特点：保证足够刚度：防止抱轴、烧瓦、减磨材料剥落和连杆螺栓因附加弯矩而折断保证连杆体从气缸中通过，避免运动中与其它件干涉较小的大头可减小旋转惯性力，减小轴承负荷与磨损，减小平衡重连杆螺栓中心线应尽量靠近轴瓦，可以减小大头承受弯矩~杆身到大头的过渡应尽可能圆滑~螺栓支承面到大头的过渡处应用较大的过渡半径或沉槽~高强化内燃机可采用斜切口连杆~大头盖采用锯齿或套筒定位~保证大头盖有足够刚度，防轴瓦变形，可以采用加强筋第二节连杆的结构型式与结构设计五、v形内燃机的连杆（并列连杆）结构特点：结构基本上与直列式内燃机上的一样多数v形内燃机的并列连杆采用斜切口，拆装螺钉带方便为了左、右排螺钉都容易拆装，斜切口的方向必须相反为了减小错缸距，将连杆杆身与大头作成偏置大头轴瓦倒角在靠近曲柄臂一侧较大，另一侧很小，避免过多破坏曲柄销的油膜承载能力第三节连杆材料与强化工艺一、材料连杆：具有较高的疲劳强度和冲击韧性汽车、拖拉机及其它小型内燃机常用45、40Cr、40MnB等中碳钢锻造。某些小功率内燃机用球墨铸铁制造强化内燃机用42CrMo、18Cr2A等合金钢大头盖螺栓：具有高的弹性极限和耐冲击性用合金钢40Cr、35CrNiMo、18Cr2Ni4wA等。第三节连杆材料与强化工艺二、强化处理对于锻钢连杆应...
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