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[详细设计]连杆设计的详细计算

篇一:连杆设计的详细计算

第四章典型零部件的设计

连杆是发动机最重要的零件之一,近代中小型高速柴油机,为

使发动机结构紧凑,最合适的连杆长度应该是,在保证连杆及相关机

件运动时不与其他机件相碰的情况下,选取小的连杆长度,而大缸径

的中低速柴油机,为减少侧压力,可适当加长连杆。[]

连杆的结构并不复杂,且连杆大头、小头尺寸主要取决于曲轴

及活塞组的设计。在连杆的设计中,主要考虑的是连杆中心距以及大、

小头的结构形式。。连杆的运动情况和受力状态都比较复杂。在内燃

机运转过程中,连杆小头中心与活塞一起作往复运动,承受活塞组产

生的往复惯性力;大头中心与曲轴的连杆轴颈一起作往复运动,承受

活塞连杆组往复惯性力和不包括连杆大头盖在内的连杆组旋转质量

惯性力;杆身作复合平面运动,承受气体压力和往复惯性力所产生的

拉伸.压缩交变应力,以及压缩载荷和本身摆动惯性力矩所产生的附

加弯曲应力。

为了顺应内燃机高速化趋势,在发展连杆新材料、新工艺和新

结构方面都必须既有利于提高刚度和疲劳强度,有能减轻质量,缩小

尺寸。

对连杆的要求:

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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。

但由于本设计是改型设计,故良好的继承性也是一个考虑的方

面。

4.1连杆材料

结合发动机工作特性,发动机连杆材料应当满足发动机正常工

作所需要的要求。应具有较高的疲劳强度和冲击韧性,一般选用中碳

钢或中碳合金钢,如45、40Cr等,本设计中发动机为中小功率发动

机,故选用一般的45钢材料基本可以满足使用要求。

4.2连杆主要尺寸

1、连杆长度l

曲柄连杆比?一般均大于0.3,这样可以使柴油机的机体高度降

低,净质量减少,而且连杆长度减小后,其材料也相应减少,从而成

本降低。[]但是,过小的曲柄连杆比会引起活塞侧压力增加,从而

导致柴油机摩擦损失的增加,加速活塞、活塞环、气缸套的磨损,影

响可靠性。

《高速柴油机概念设计及实践》中指出:当曲柄连杆比??0.31

左右时,对柴油机寿命及可靠性影响不大。参照原机及总体布置,选

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择曲柄连杆比为:

l?260mm,??r/l?65/260?0.。

2、连杆的结构尺寸

小头主要尺寸为连杆衬套内径d和小头宽度b1。《柴油机设计

手册》中介绍的各个尺寸

范围为:

由??r/l?65/260?0.29查《柴油机设计手册》

d

D?0.36d?40毫米

?

d?0.0625??2.5毫米小头内径d1?d?2??45毫米

d2

d1?1.36小头外径d2?61毫米

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