157 发动机连杆的可靠性灵敏度设计
发动机设计课程设计说明书
课程设计说明书课程名称:发动机设计课程设计课程代码: 8205531 题目:195柴油机连杆设计及连杆螺栓强度校核计算学院(直属系) :交通与汽车工程学院年级/专业/班: 2009/热能与动力工程（汽车发动机）/1班学生姓名:学号: 312009********* 指导教师:曾东建、田维、暴秀超开题时间: 2012 年 6 月 28 日完成时间: 2012 年 7 月 16 日目录摘要 (2)1引言 (3)1.1国内外内燃机研究现状 (3)1.2任务与分析 (3)2柴油机工作过程计算 (5)2.1 已知条件 (5)2.2 参数选择 (6)2.3 195柴油机额定工况工作过程计算 (6)3 连杆设计 (9)3.1 连杆结构设计 (9)3.2 连杆材料选择 (11)4 连杆螺钉强度校核 (12)4.1 连杆螺钉的结构设计 (12)4.2 连杆螺钉的强度校核 (13)5 结论 (15)致谢 (17)参考文献 (18)附录：195柴油机额定工况工作过程计算程序 (19)摘要20 世纪90 年代以来，汽车行业的竞争已从单一的性能竞争转向性能、环保、节能等多元综合竞争。
仅就柴油机而言，为应对世界能源危机和减少对环境污染，其研究开发工作已侧重于降低油耗、减少排放、轻质及减少磨损等方面，在这些研究中优化技术将得到广泛的应用。
汽车已经在普通民众中得到普及，随着汽车行业的不断发展，汽车产业的未来乐观与否一定意义决定于发动机的技术水平。
因此，培养高素质的汽车发动机人才对当今社会的快速发展至关重要。
本次课程设计的既是通过对195柴油机结构的分析研究，计算工作过程中的热力参数绘制其工作过程的P-V图，绘制195柴油机总成横剖面图，对连杆进行设计、强度计算和绘制连杆零部件图，对并对设计好的连杆大头、小头和螺钉进行校核，以根据工况设计连杆小头、杆身、大头，合理达到要求。
此次，我们就选择了对连杆螺钉进行校核。
连杆螺钉在连杆盖以及连杆大头之间的联接发挥着至关重要的作用，并且由于往复惯性力和气体压力的双重作用下，使螺钉的受力十分严酷，所以对其进行强度校核就显得十分必要。
连杆的加工工艺分析
发动机连杆加工工艺分析与设计摘要因为连杆是活塞式发动机和压缩机的主要零件之一，其大头孔与曲轴连接，小头孔通过活塞销与活塞连接，其作用是将活塞的气体压力传送给曲轴，又收曲轴驱动而带动活塞压缩汽缸中的气体。
连杆承受的是冲击动载荷，因此要求连杆质量小，强度高。
所以在安排工艺过程时，按照“先基准后一般”的加工原则。
连杆的主要加工表面为大小头孔和两端面，较重要的加工表面为连杆体和盖的结合面及螺栓孔定位面。
由于连杆既是传力零件，又是运动件，不能单靠加大连杆尺寸来提高其承载能力，须综合材料选用、结构设计。
在对其设计中我们先对连杆工艺过程分析，联系实际通过对其具体设计的了解进行连杆机械加工工艺过程分析及其一些机械加工余量、工序尺寸的确定。
关键词：发动机，连杆，定位基面，工艺设计目录第一章发动机的概述 (1)1.1发动机的定义 (1)1.2发动机的发展历史 (1)1.3发动机的分类 (2)1.4发动机的总体结构 (2)第二章连杆的分析 (3)2.1连杆的作用 (3)2.2连杆的结构特点 (3)2.3连杆的工艺分析 (4)第三章连杆工艺规程设计 (7)3.1确定连杆的材料和毛坯 (7)3.2连杆的机械加工工艺过程 (7)3.4连杆的机械加工工艺过程的夹紧方法 (8)第四章连杆机械加工工艺过程分析 (9)4.1.工艺过程的安排 (9)4.2连杆主要加工表面的工序安排 (9)4.3连杆机械加工工艺路线 (10)第五章机械加工余量、工序尺寸的确定 (12)5.1大头孔两端面的加工余量及工序尺寸 (12)5.2小头孔端面加工余量及工序尺寸 (12)5.3小头孔的加工余量及工序尺寸 (12)5.4大头孔的加工余量及工序尺寸 (13)5.5螺栓孔加工余量及工序尺寸 (13)5.6小头油孔加工余量及工序尺寸 (13)5.7连杆盖定位销孔加工余量及工序尺寸 (14)5.8小头油孔加工余量及工序尺寸 (14)5.9确定切削用量及工时 (14)5.10工艺卡片的制订 (15)谢辞 (29)参考资料 (30)附录 (31)第一章发动机的概述1.1发动机的定义发动机，又称为引擎，是一种能够把一种形式的能转化为另一种更有用的能的机器，通常是把化学能转化为机械能。
基于灵敏度分析的曲轴动力修改
优 化设 计 方法进 行 动 力响 应计 算 、 灵敏 度分 析 及结 掏 的动力 修改等 。其 中 ， ］ 动力 学建模 及 摸态分 析 、 动态
响 应评 估 等 国 内 外 已 有 许 多 文 献 介 绍 。 ， 灵 敏 度 分 而
的指 导下 进 行 了 曲轴 的动 力修 改 ， 而 为 整 机 的 动 力 学仿 真研 究 奠定 了基 础 从 关键 词 ：曲 轴 ： 力响 应 ：灵敏 度 ； 力修 改 动 动
中 圈 分 类 号 ： Ｋ４ ３ ３ Ｔ １． １ 文 献标 识 码 ： Ａ
引 言
科 技 的进 步使 人们 对 工程 结 构 的要 求 越来 越 高 ， 传统 的静力设 计正开 始被 动 态设计所 取代 动 态设计 的主要 内容包 括以下 两个 方 面 ：１ 建立 一个 切 合实际 （）
丁 曲轴 的 灵 敏 度 分 析 ， 此 指 导 下 进 行 了 动 力 修 改 ， 在 达 到 ＿满 意 的 效 果 。 『
模 型口 在此 基础上创 建 的有 限元 动力学 计 算模 型不 ］ 但精 度 足够高 ， 且求懈 规模 适 当 作者 采用 １ ０节 点 四 面 体单 元 对它 进行 一 次性 划分 ， 点 总数 为 ８ ９ ２ 单 节 ４ ， 元 总数 为 ４７ ８ ０ 。其 网格 划分示 意 图如图 ｌ所示 。
是一 种 计算教 率 很高 的求 解 法 ， 对 该 结构 进 行有 限 故 元模 态 分 析 时采 用 了 Ｌ ｎ ｚ ｓ Ⅲ， 算结 果 与试 验 ａ ｅｏ 法 计
值 对 照 如 表 Ｉ所 示 （ 型 图 从 略 ） 振 。
表 ｌ 曲轴 固有 频 率 计 算 值 与试 验值 对 照
105高速柴油机连杆胀断工艺设计说明书毕业设计
目录摘要ⅢAbstractⅣ第一章绪论11.1前言11.2国内外发动机连杆工艺发展现状和发展趋势3 1.3连杆工艺研究方向和研究的关键问题3第二章连杆零件的分析52.1连杆的结构功能分析52.2连杆的主要技术要求6第三章连杆零件机械加工工艺规程的编制7 3.1生产纲领的确定73.2连杆的工艺分析83.3连杆的材料选择与毛坯的制造方法83.3.1连杆的材料选择83.3.2C70S6钢的成分和力学性能103.3.3毛坯的制造方法113.4机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸确定13 3.5指定工序定位基准的选择133.6加工工艺阶段的划分和加工顺序的安排153.7连杆加工工艺过程的拟定163.8填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡16第四章指定工序的工装设计174.1机床夹具设计的基本要求174.2专用夹具设计步骤174.3激光开应力槽工装设计194.3.1应力槽的设计194.3.2设备的选择与改装204.3.3拟定定位方案204.4胀断工装设计214.4.1设备选择214.4.2拟定定位方案214.4.3夹具使用说明214.4.4胀断参数的计算23总结24参考文献25致谢26柴油机连杆加工工艺规程及专用钻床夹具的设计摘要连杆是柴油机的主要传动件之一，本文主要论述了连杆的加工工艺及其夹具设计。
连杆的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高，而连杆的刚性比较差，容易产生变形，因此在安排工艺过程时，就需要把各主要表面的粗精加工工序分开。
逐步减少加工余量、切削力及内应力的作用，并修正加工后的变形，就能最后达到零件的技术要求。
关键词:连杆粉末锻造加工工艺夹具设计DieselEngineConnectingRodMachiningProcess andtheexclusivedesignofdrillingjigAbstract:theconnectingrodisoneofthemaindrivingmediumofdieselengine,thistextexpoundsmai nlythemachiningtechnologyandthedesignofclampingdeviceoftheconnectingrod.Theprecisionof size,theprecisionofprofileandtheprecisionofposition,oftheconnectingrodisdemandedhighly,and therigidityoftheconnectingrodisnotenough,easytodeform,soarrangingthecraftcourse,needtosep aratetheeachmainandsuperficialthickfinishmachiningprocess.Reducethefunctionofprocessingt hesurplus,cuttingforceandinternalstressprogressively,revisethedeformationafterprocessing,canr eachthespecificationrequirementforthepartfinally.Keyword:Connectingrod Powder-Forging ProcessingtechnologyFixtureDesign第一章绪论1.1前言连杆在发动机中作为改变力的传递方向和方式最重要的零部件之一，用于各种发动机上，其大头孔与曲轴连接，小头孔通过活塞销与活塞连接，将作用于活塞的气体膨胀压力的直线运动传给曲轴转变为旋转运动（图1.1）。
基于ANSYS的某型发动机连杆动态特性分析
连杆 １ ７ ０ ０ Ｈｚ以下的 １ Ｏ阶振型进行分析 。
在１ ７ ０ ０ Ｈｚ 以下 的前 １ ０阶模 态 内 ， 连杆 的振 动 形 式 多样 ， 集 中表 现 为 弯 曲 振 动 。第 １阶 、 第 ４阶 、 第 ７阶 、 第 ８阶 为 绕 轴 的 弯 曲振 动 ； 第 ３阶 、 第 ６ 阶 为 绕 轴 的弯 曲 振 动 ； 而第 ２阶
２ ． １ 模 态 分 析
越多的科研工作者采用 现代设 计理论 和方法 对发动 机 的各 个 构 件 进 行 研 究 和 设 计 。 连 杆 作 为 内燃 机 结 构 中 的 一 个 重 要 构 件， 其使用可靠性很大程度上决定 了整个 发动机 的可 靠性 。传
统 的连 杆 设 计 基 本 上 为 静 态 设 计 ， 很少 涉及连 杆的动 态特性 。
型， 指 出 了连 杆 的薄弱 环节 ， 为今 后高性 能 的发动 机连 杆设计 提 供 了参 考 。
关键词 ： 发动 机 ； 有 限元 分析 ； 连杆 ； 动态 特性
０ 引 言
随 着 大 型 有 限元 软 件 的 出现 以及 计 算 机 技 术 的发 展 ， 越 来
小头 圆孑 Ｌ 的中心线方向为 轴 ， Ｘ 轴 由右手定则确定 。 ２ 有 限 元计 算 结 果 与分 析
１ ． １ 基 本 原 理
Байду номын сангаас
力， 又有活塞 、 曲轴 以及 自身的惯 性力 ， 还有 活塞传递 的缸 内气 体的爆发 压力 。惯性力变化与发动机 的转速有关 ， 其频率 通常
是 发 动 机 基频 的谐 次 ， 而气 缸 的爆 发 压 力 在 某 种 程 度 上 可 以 看
有限元 法就是对连续体进行合理 的离散化 ， 使连续体离 散 成有 ｍ个节点 、 个 单元 构成 的网格体 。由振动 学理论 可 知 ， 离散后的连杆结 构系统 的动力学微分方程为 ：
157FMI作业标准表
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检查发动机加速、怠速 ①调整化油器怠速调整螺钉，发动机怠速控制在1400±140r/min范围内（热机),怠速测量法:热机1-2分钟,在该转速下运转10分钟,每隔两分 性能
钟用转速表测取转速,最大转速波动不于±140r/min,并按GB14621-2002进行怠速排放测量,限值为CO≤4.0%;HC≤1000PPm。 ②快速变换化油器节气门开度,检查发动机的加速性能和加、减速时转速变化的平稳性。节气门开度突变时，发动机转速应能平滑过渡， 不得有回火、熄火、放炮和异常响声等现象。 ③与①②同时，检查气缸头、上下摇臂、离合器及正时齿处无异常异响。
起动蹬杆 变速踏杆 T形套筒14# 火花塞套筒 放油整理线
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检查离合器、变速器性能 ①发动机换档时须紧握离合器手把，离合器处于完全分离状态。离合器应工作正常，不得有打滑、不分离或分离不彻底现象。 ②发动机换档（进档、退档）灵活、准确，档显显示准确，不得有脱档、跳档、跨档和换档时有异常 响声等现象。 ③发动机变速处于在空档或变速器处于在挂档状态而离合器处在完全分离状态时副轴不得转动。
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检查起动性能
①脚起动：按脚起动要求作好起动准备，先预蹬然后用力蹬起动蹬杆起动发动机。起动蹬杆不得打滑，回位灵活有力。 ②电起动：打开电源、开启油阀、打开点火开关、油门开度1/8、关小阻风门、按起动按钮起动发动机。每次电起动持久时间不得超过 5秒，松开按钮6秒，再进行第二次按电钮起动，连续起动次数不超过3次。 ③发动机应能顺利起动。15秒内起动三次成功次数不少于两次。起动时发动机运转正常，无异常响声。
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检查润滑系统供油情况 ①发动机起动后怠速运转约有5秒钟后检查润滑系统供油情况。拧松汽缸头盖机油观察孔螺栓M6*12，应有机油从螺孔内溢出，然后拧紧
夏利轿车发动机连杆静态和谐响应分析
关键词 ： 连杆 ； 态 ； 响 应 模 谐
【 ｂｔ ｃ】 ｈ ｄｓｈ ｐｒ ｎｐｒｏａｔ ｏｉ ｇｎ，ｉｈｓｏｈｔａ ｄ ｔｃ ｒａｄ ｕｅ Ａ ｓ ａｔ Ｔｅｏ ｅｍ ｏａｔａ ｕ ｍ ｂｅｎｉ ｔａｓ ｉｉｔ ｒ ｔｅ ｎ ｆ ｒ ｒ ｒ ｉｔ ｉ ｔ ｔｆ ｏ ｌｅ ｅ ｐｓ ｃ ｅ ｓｕ ｕ ｓｆ ￣ ２ｃｍ ｌ ａｓ ｎｈ ｐｐｒ ａｉ ｔ ｘ ｌ ｕ ｍ ｂｅｏ ａａ ａｐ￣ ｔ ａ ａａ ｓ ｄｒｉｅｎ ｏｐｅ ｌ ｄ，ｉｔ ａｅ ｋ ｇｈ ｉｉ ｔ ｏｉ ｄ ｎｘｍ ｌ ｈｓ ｔ ｎｌｉｕ ｅｄｆｒ ｘｏ ｓ ｉ ，ｔ ｎ ｅ ａ ａ ｏ ｌｒ ｓ ｅ ｅ ｔｉ ｙ ｎ ｆ ｅ ｃ ｓ ｔ
杆身过渡圆弧处 出现裂纹 、 连杆弯曲等。 在 国外。现代发动机连杆性能设计及分析 占有很重要的地
位 。现代汽车向着环保节能方 向的发展 ，对 连杆设计的主要要
．
Ｏ ． Ｏ ●． ●． ．． ●． ． Ｏ ● Ｏ ●． ● Ｏ ． Ｏ ．． ．． ●． ．． ●． ●． －． ． Ｏ ● ． Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ ． ． Ｏ ． ． Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ 口 ．
Ｗ ＡＮ Ｈｏ ｇ—ｗ ｉ Ｇ ｎ ｅ
（ ｌ ｒｎｅａｄｍ ｃ ａｉａ ｄ ｐ ｒ ｅ ｔ ｆ ｈ ｎｚｏ ｓ ｔｔ ｏ ｉｇ Ｉｄ ｓ ｙ Ｚ ｅｇｈｕ４ ０ ０ ， ｈｎ ） Ｅｅ ｏ ｉ ｎ ｅｈ ｃ ｌ ｅａｔ ｎ ｅ ｇｈ ｕＩ ｔｕｅ ｆ ｈｔ ｎ ｕｔ ， ｈｎ ｚｏ ５ ０ ０ Ｃ ｉａ ｔ ｎ ｍ ｏＺ ｎｉ Ｌ ｒ
夏利轿车发动机连杆静态和谐响应分析
王 红卫 （ 州轻 工业 学院机 电工 程学 院 。郑州 ４ ０ ０ 郑 ５ ０ ０）
Ｔｈ ｔ ｔ ｎ ａ ｍｏ ｉ ｎ ｌｓｓ ｏ ｉｌａ ｔ ｍｏ ｉ ｎ ｉｅ ｒ ｄ ｅ ｓａ ｉ ａ ｄ ｈ ｒ ｎｃ ａ ａｙ ｉ ｆ ａ ｉ ｕｏ ｃ ｘ ｂｌ ｅ ｇｎ ｏ ｅ
发动机连杆滚针轴承失效分析及产品改进
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工艺改进
总结词
优化轴承的加工和装配工艺
详细描述
改进轴承的加工工艺，提高加工精度和表面质量，降低表面粗糙度，从而减少摩擦和磨损。优化轴承 的装配工艺，确保轴承的预紧力和间隙调整达到最佳状态，提高轴承的工作稳定性和寿命。
设计改进
总结词
优化轴承的结构设计
VS
详细描述
根据实际工况和使用要求，对轴承的结构 进行优化设计。例如，改进轴承的滚针排 列方式、优化轴承的接触角和接触点等， 以提高轴承的承载能力和稳定性。同时， 考虑轴承的散热性能和润滑性能，以减少 热量积聚和摩擦磨损。
改进后的连杆滚针轴承可以提高发动机的性能和使用寿命，降低机械故障率， 提高生产效率和经济效益。同时，可以为相关行业提供技术支持和参考，推动 行业的技术进步和发展。
02
发动机连杆滚针轴承工作原理 及失效形式
发动机连杆滚针轴承工作原理
发动机连杆滚针轴承是一种滚动轴承 ，由内圈、外圈、滚针和保持架组成 。在工作时，滚针在内外圈之间滚动 ，传递扭矩和承受载荷。
发动机连杆滚针轴承失效分 析及产品改进
汇报人： 2023-12-27
目录
• 引言 • 发动机连杆滚针轴承工作原理
及失效形式 • 发动机连杆滚针轴承失效案例
分析 • 产品改进方案 • 改进后产品性能验证 • 结论与展望
01
引言
研究背景
发动机是机械设备中的重要组成部分，其性能直接影响机械 的整体性能。连杆滚针轴承是发动机中的关键部件，其失效 会导致发动机运转不平稳、振动和噪音等问题，严重影响发 动机的性能和使用寿命。
基于ANSYS的汽车发动机连杆的有限元分析
基于ANSYS的汽车发动机连杆的有限元分析有限元分析（Finite Element Analysis，简称FEA）是一种应用数值计算方法的工程分析技术，可以用于解决各种工程问题。
在汽车发动机设计中，使用有限元分析可以帮助工程师了解和优化发动机组件的力学性能。
本文将基于ANSYS软件，介绍如何进行汽车发动机连杆的有限元分析。
一、建模和几何参数定义：在进行有限元分析之前，首先需要将连杆的几何形状转化为虚拟模型。
一般来说，使用CAD软件绘制连杆的草图，并根据设计要求对连杆进行几何尺寸和参数的定义。
对于汽车发动机连杆而言，常见的几何参数包括连杆长度、大端和小端直径、连杆的截面形状等。
在绘制草图时，应注意考虑到实际的工程要求和设计限制。
二、材料定义和材料力学参数：在有限元分析中，连杆的材料定义至关重要。
一般来说，连杆材料应具有优异的强度和刚度，以应对高速旋转和高温的工作环境。
一般常用的连杆材料包括铸铁、铝合金、钛合金等。
在模型中定义连杆的材料属性，常用的材料力学参数有弹性模量、泊松比、屈服强度和断裂韧性等。
这些参数将作为材料的基本力学性能指标，用于后续的有限元分析计算。
三、网格划分和单元选择：在进行有限元分析之前，需要将连杆的几何模型划分成一系列小的有限元网格。
这一步骤称之为网格划分。
在网格划分时，需要根据设计要求和实际需求选择适当的网格类型。
对于连杆而言，常用的网格类型有四面体网格、六面体网格和四边形网格等。
划分后的网格中的每个单元都将代表连杆的一个局部区域，通过对每个单元进行力学计算，可以得到连杆在整个工作过程中的承载能力和应力分布情况。
四、加载和边界条件定义：在有限元分析中，需要对模型施加适当的加载和边界条件来模拟实际工作情况。
对于汽车发动机连杆而言，常见的加载和边界条件有定常和动态载荷、热载荷和流体载荷等。
例如，在连杆的大端和小端分别施加适当的载荷，以模拟发动机工作时的受力情况。
同时，还需要定义边界条件，如固定轴承的位置，以模拟实际组装情况。
1.5L四行程汽油机曲轴设计.
目录0前言----------------------------------------------------------------------------------------------3 1汽油机的结构参数----------------------------------------------------------------------------31.1初始条件---------------------------------------------------------------------------------31.2发动机类型------------------------------------------------------------------------------31.2.1冲程数的选择-------------------------------------------------------------------31.2.2冷却方式-------------------------------------------------------------------------31.2.3气缸数与气缸布置方式-------------------------------------------------------31.3基本参数---------------------------------------------------------------------------------31.3.1行程缸径比的选择-------------------------------------------------------------3，缸径D的选择--------------------------------------------31.3.2气缸工作容积Vs2热力学计算-------------------------------------------------------------------------------------42.1热力循环基本参数的确定------------------------------------------------------------42.2P-V图的绘制----------------------------------------------------------------------------42.3P-V图的调整----------------------------------------------------------------------------52.4有效功及有效压力的求解------------------------------------------------------------62.5 p-V 图向P-a图的转化--------------------------------------------------------------6 3运动学计算-------------------------------------------------------------------------------------73.1曲柄连杆机构的类型------------------------------------------------------------------73.2连杆比的选择---------------------------------------------------------------------------73.3活塞运动规律---------------------------------------------------------------------------73.4连杆运动规律---------------------------------------------------------------------------9 4动力学计算-------------------------------------------------------------------------------------94.1质量换算---------------------------------------------------------------------------------94.2作用在活塞上的力------------------------------------------------------------------10 5曲轴零件的结构设计------------------------------------------------------------------------145.1曲轴的工作条件，结构形式和材料的选择---------------------------------------145.1.1曲轴的工作条件和设计要求-----------------------------------------------145.1.2曲轴的结构形式---------------------------------------------------------------145.1.3曲轴的材料---------------------------------------------------------------------145.2曲轴主要尺寸的确定和结构设计细节--------------------------------------------145.2.1主要尺寸------------------------------------------------------------------------145.2.2一些细节设计------------------------------------------------------------------155.2.2.1油道布置------------------------------------------------------------155.2.2.2曲轴两端的结构---------------------------------------------------155.2.2.3曲轴的止推---------------------------------------------------------155.2.2.4过渡圆角------------------------------------------------------------155.2.2.5平衡分析------------------------------------------------------------15 6曲轴强度的校核------------------------------------------------------------------------------166.1静强度校核---------------------------------------------------------------------------166.1.1连杆轴颈的计算-------------------------------------------------------------176.1.2曲柄计算----------------------------------------------------------------------176.2曲轴疲劳强度的计算---------------------------------------------------------------186.2.1主轴颈的计算----------------------------------------------------------------186.2.2曲柄臂的计算----------------------------------------------------------------19 小结----------------------------------------------------------------------------------------------20参考文献----------------------------------------------------------------------------------------20 附录----------------------------------------------------------------------------------------------211.5L 四行程汽油机曲轴设计0前言大四上学期我们学习了必修课程《汽车发动机设计》，紧接着要开始为期三周的课程设计。