6108柴油机连杆的优化毕业设计.doc

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1、重庆科技学院本科生毕业设计目录6108柴油机连杆的优化毕业设计目录摘要IABSTRACTII1绪论11.1连杆简介及设计要求11.1.1连杆简介11.1.2设计要求21.2CATIA简介21.3本课题研究方向及意义21.4本章小结32连杆参数设计及校核42.1材料选择及强化处理42.1.1连杆材料的选择42.1.2强化处理工艺42.2连杆主要尺寸参数的设计42.2.1连杆长度L42.2.2连杆小头设计52.2.3连杆衬套设计62.2.4连杆杆身设计62.2.5连杆大头设计72.2.6连杆螺栓设计82.3连杆小头的强度计算92.3.1连杆小头承受的作用力92.

2、3.2连杆小头轴承的比压校核132.3.3连杆小头的疲劳安全系数132.3.4连杆小头横向直径减少量142.4连杆杆身的强度计算142.4.1连杆所受最大拉伸力和压缩力142.4.2连杆中间截面的应力和安全系数152.5连杆大头的强度计算172.5.1强度计算假设172.5.2连杆大头盖受力182.5.3连杆大头横向直径减少值202.6连杆螺栓的强度计算20重庆科技学院本科生毕业设计目录2.6.1连杆螺栓的受力202.6.2螺纹所受拉应力202.6.3螺栓安全系数212.7本章小结223连杆三维模型的建立233.1连杆的建模思路233.2连杆的建模过程233

3、.2.1连杆体的建立233.2.2连杆衬套、连杆大头盖、螺栓、轴瓦303.3连杆装配思路313.4连杆的装配313.5本章小结334连杆的有限元分析344.1有限元分析思路344.2连杆材料的选择344.3网格的划分354.4检查模型354.5添加连接和设置边界条件364.5.1添加连接364.5.2边界条件364.6施加载荷、计算模型、生成应力图364.7连杆疲劳强度校核384.8优化方案404.9本章小结405结论41参考文献42致谢43附录44附件：连杆二维零件图和装配图44重庆科技学院本科生毕业设计目录重庆科技学院本科生毕业设计目录重庆科技学院本科生

4、毕业设计绪论1绪论1.1连杆简介及设计要求1.1.1连杆简介连杆在发动机中起到的作用十分重要，是一个不可或缺的部件。它将活塞往复直线运动转换为曲轴的旋转运动，在活塞和曲轴之间传递作用力以输出功率。连杆由连杆体、连杆盖、连杆螺栓和连杆轴瓦等零件组成，连杆体与连杆盖分为连杆小头、杆身和连杆大头。连杆在工作中，除承受活塞传来的气体作用力外，还有活塞组和连杆小头的往复惯性力以及连杆本身绕活塞销座变速摆动的惯性力。因此，连杆在一个复杂的应力状态下工作。它既受交变的拉压应力、又受弯曲应力。连杆的主要损坏形式是疲劳断裂和过量变形。通常疲劳断裂的部位是在连杆上的三个高应力区

5、域。连杆的工作条件要求连杆具有较高的强度和抗疲劳性能，又要求具有足够的刚性和韧性。连杆的基本载荷是拉伸和压缩。最大拉伸载荷出现在进气冲程开始的上止点附近，最大压缩载荷出现在膨胀冲程开始的上止点附近。此外，由于连杆是一细长杆件，在压缩载荷作用下，还会引起平行和垂直于曲轴轴线平面内的弯曲。两种弯曲都会给杆身以附加弯曲应力。连杆摆动的角加速度和转动惯量而产生的惯性力矩，也使连杆承受附加弯矩。连杆结构如图1-1所示。1—连杆衬套2—连杆小头3—连杆杆身4—连杆螺栓5—连杆大头6—连杆轴瓦7—连杆端盖8—连杆轴瓦凸键9—连杆轴瓦定位槽图1-1连杆结构43重庆科技学院本

6、科生毕业设计绪论1.1.2设计要求查《柴油机设计手册》，连杆的设计要求为：（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；（6)易于制造，成本低。连杆不仅是传力构件也是运动件，不能只靠加大尺寸来改变承载能力，要从材料选用、构形设计、热处理、表明强化等方面采取措施进行优化。1.2CATIA简介CATIA是法国达索飞机公司开发的CAD/CAM软件，其强大的曲面设计在飞机、汽车、轮船

7、等领域有很高的知名度，它的曲面造型功能体现在提供了丰富的造型工具来支持用户的造型需求，能满足特殊行业对曲面光滑性的苛刻要求。CATIAV5R20作为CATIA产品系列，具有良好的开放性和协同性，其内容有：配置、二维草图的绘制、零件设计、装配设计、创成式外形设计、自由曲面设计、IMA造型设计、工程图设计、钣金设计、高级渲染、DMU电子样机、模具设计、数控加工、结构分析等。本设计将采用CATIAV5R20进行三维模型的创建和有限元分析。1.3本课题研究方向及意义内燃机是现代机械的动力源泉，现广泛用于各种交通工具上。连杆是内燃机的主要运动件之一，主要实现力和功率的

8、传递。汽车工业的发展首先应该是内燃机性能的提高和改善