2.7 机械制造工业的作用和发展方向 23
3 毕设小结 26
4 谢辞 28
5 参考文献 30
1 连杆机械分析
1.1 连杆的作用
连杆是内燃机的重要运动部件之一,它连接活塞与曲轴,把作用于活塞顶面的膨胀气体压力床给曲轴,使活塞的往复直线运动转变为曲轴的回转运动,以输出功率。工作时,连杆承受大小、方向为周期性变化的动载荷。在做功冲程,燃气压力在连杆轴线上的分力为压缩应力;在进气冲程上,活塞组与连杆本身的惯性力在横断面内造成拉伸应力;摆动时的横向惯性力造成横向弯曲应力。
综上所述,可以概括为:
气缸内的燃气压力(连杆受压缩)
活塞连杆组的往复运动惯性力(连杆受拉伸)
连杆高速摆动时所产生的横向惯性力
连杆所受的交变应力值在很宽的范围内急剧变化,弯曲应力引起弯曲变形,常见疲劳破损如下:
连杆小头与杆身圆弧过渡处产生裂纹
大头杆身与螺栓平面直角处产生应力集中
连杆螺栓断裂
因此,要求连杆的重量轻且有足够的强度、足够的疲劳强度和冲击韧性。连杆由连杆体和连杆盖两部分组成。杆身为工字形断面,大头孔用连杆螺栓和螺母与曲柄颈装配在一起,孔内装有薄壁轴瓦。钢质瓦背内表面浇有一层耐磨合金,大头接合面为平切口,由凸肩定位。小头孔内压入青铜衬套,小头与大头与杆身采用较大圆弧过渡。
1.2 连杆的工艺分析
1.2.1 连杆材料的选择
在前面对连杆疲劳破坏的分析中,可以对其材料要求总结如下:
要求具有较高的机械强度和刚度。
要求具有较强的抗疲劳强度。
为减小惯性力,尽量减轻杆身重量。
根据连杆的这些特点材料选择如下:
(1) 杆身与端盖:采用45钢。
(2) 连杆螺栓:采用30CrMn。
(3) 小头青铜衬套:锡青铜QSn4-3。
(4) 大头薄壁轴瓦,瓦背:15低碳钢,瓦背镀锡,内表面浇注锡基合金CuSnSb11-6,厚度为0.3~0.7mm。
1.2.2 尺寸精度分析
(1) 小头衬套底孔的精度采用7级公差等级,Φ41H ,表面粗糙度Ra为1.6μm,小头衬套孔相当于6级公差精度,表面粗糙度Ra为0.4~0.8μm,采用精镗加工。
(2) 大头采用薄壁轴瓦,大头底孔相当于6级公差精度,Φ76H ,表面粗糙度Ra为0.8μm,采用精镗加工。
(3) 螺栓孔采用7级公差精度,Φ11H ,表面粗糙度Ra为1.6μm,采用精铰加工。
(4) 连杆大、小头端面厚42h ,表面粗糙度Ra为0.8μm,采用精磨加工。
(5) 连杆大头结合面,表面粗糙度Ra不大于1.6μm,为保证良好地接触,采用精磨加工。
(6) 大、小头孔结合轴心距L=(195±0.05)mm。
1.2.3 形状精度分析
(1) 小头孔的圆度公差为0.008mm,小头孔的圆柱度公差为0.009mm。
(2) 大头孔的圆柱度公差为0.006mm。
1.2.4 位置精度分析
(1) 大、小头孔轴线的平行度为0.04/100。
(2) 小头孔轴线与杆身轴线B的垂直度为0.015/100,位置度为0.1mm。
(3) 大头孔两端面对大头孔轴线A的垂直度为0.03/100。
(4) 大头孔分开面C与大头孔轴线A的平行度为0.025。
2 连杆加工工艺规程的制定
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