連桿螺栓是發(fā)動(dòng)機(jī)連桿組的重要組成部分之一,其主要作用是連接連桿端蓋、連桿軸瓦和連桿桿體,承受活塞傳遞給連桿的所有載荷。在實(shí)際的工程應(yīng)用中連桿螺栓受力情況復(fù)雜,工作環(huán)境惡劣,因此使用過(guò)程中常出現(xiàn)由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理或由于擰緊裝配方式不正確而導(dǎo)致連接失效斷裂等問(wèn)題。如果連桿螺栓失效會(huì)導(dǎo)致連桿組失效,進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障甚至報(bào)廢,甚至可能會(huì)威脅到車(chē)載人員的生命安全。因此,開(kāi)展發(fā)動(dòng)機(jī)連桿螺栓的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與擰緊工藝研究對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)使用的穩(wěn)定性和可靠性至關(guān)重要的。本文以乘用車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)連桿螺栓為研究對(duì)象,通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,得到連桿螺栓實(shí)際工作受力情況,并繪制了連桿螺栓受力的變化曲線(xiàn)圖。根據(jù)有限元分析方法,對(duì)連桿螺栓在發(fā)動(dòng)機(jī)極限工況下進(jìn)行了瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析。使用有限元分析軟件ANSYS Workbench對(duì)連桿組進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析。依據(jù)優(yōu)化設(shè)計(jì)原理,針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)極限工況下連桿螺栓出現(xiàn)的危險(xiǎn)部位,選擇結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法對(duì)連桿螺栓進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),提高連桿螺栓結(jié)構(gòu)強(qiáng)度性能。制造工藝是實(shí)現(xiàn)連桿螺栓從設(shè)計(jì)到使用的關(guān)鍵環(huán)節(jié),本文針對(duì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的連桿螺栓關(guān)鍵制造環(huán)節(jié)進(jìn)行分析與設(shè)計(jì),并進(jìn)行試制。根據(jù)高強(qiáng)度... 

【文章來(lái)源】：昆明理工大學(xué)云南省

【文章頁(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

發(fā)動(dòng)機(jī)連Fig1.3Engineconne

第二章發(fā)動(dòng)機(jī)連桿多體動(dòng)力學(xué)及螺栓受力分析9第二章發(fā)動(dòng)機(jī)連桿多體動(dòng)力學(xué)及螺栓受力分析發(fā)動(dòng)機(jī)主要由三部分組成，即機(jī)體組，其中包括氣缸體、曲軸箱、油殼、氣缸套、氣缸蓋和氣缸墊等部件組成；活塞連桿組，其中包括活塞、活塞環(huán)、活塞銷(xiāo)和連桿等運(yùn)動(dòng)部件組成；曲軸飛輪組，其中包括曲軸、飛輪和扭轉(zhuǎn)減震器、平衡軸等機(jī)構(gòu)組成[36]。它們依據(jù)自己的運(yùn)動(dòng)機(jī)理相互協(xié)調(diào)是保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的前提，而且每個(gè)零部件的可靠性對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)體也至關(guān)重要，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及使用之前，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)各部件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析是非常必要的，也為后面提取載荷譜、力學(xué)分析計(jì)算提供理論依據(jù)。2.1曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析中心曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)用最為廣泛機(jī)構(gòu)之一，中心曲柄連桿機(jī)構(gòu)中氣缸軸線(xiàn)要通過(guò)曲軸中心線(xiàn)、活塞作往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。此機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性是由曲柄半徑與連桿長(zhǎng)度比值λ（λ=）決定，其中為曲柄半徑，l為連桿長(zhǎng)度。曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程如圖2.1所示。圖2.1中心曲柄連桿機(jī)構(gòu)示意圖Fig2.1Schematicdiagramofthecentercranklinkage圖中所示A點(diǎn)和C點(diǎn)分別為活塞上止點(diǎn)和下止點(diǎn)。所謂上止點(diǎn)為當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)角為0度時(shí)，曲柄銷(xiāo)和活塞銷(xiāo)都在各自運(yùn)動(dòng)軌跡的最上點(diǎn)。下止點(diǎn)為曲柄銷(xiāo)轉(zhuǎn)角為180度時(shí)，曲柄銷(xiāo)和活塞銷(xiāo)都在各自運(yùn)動(dòng)軌跡的最下點(diǎn)。是A和C之間的距離S為活塞行程，D點(diǎn)為連桿大頭所處的位置；為曲柄轉(zhuǎn)角，β表示活塞由C

第二章發(fā)動(dòng)機(jī)連桿多體動(dòng)力學(xué)及螺栓受力分析11圖2.2曲柄連桿運(yùn)動(dòng)示意圖Fig.2.2Schematicdiagramofcrankconnectingrod2.2.1旋轉(zhuǎn)慣性力分析旋轉(zhuǎn)慣性力主要來(lái)自旋轉(zhuǎn)質(zhì)量產(chǎn)生的離心力。旋轉(zhuǎn)質(zhì)量主要由兩部分組成，一部分是曲軸運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量，另一部分是連桿的大頭當(dāng)量質(zhì)量。角速度值為常數(shù)時(shí)，旋轉(zhuǎn)慣性力數(shù)值大小保持不變，方向沿曲柄半徑。連桿大頭旋轉(zhuǎn)當(dāng)量質(zhì)量1m為：11rodlmml··································(2-8)公式中：rodm為連桿組質(zhì)量；l為曲柄旋轉(zhuǎn)半徑；1l為連桿長(zhǎng)度；旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量rm為：rk1mmm·······························（2-9）公式中：km為曲軸組質(zhì)量；旋轉(zhuǎn)慣性力為：2rrFmr·····························（2-10）2.2.2往復(fù)慣性力分析連桿組往復(fù)質(zhì)量2m為：12rodllmml····························（2-11）往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量jm為：jc2mmm·····························（2-12）公式中：cm為活塞組質(zhì)量；

【參考文獻(xiàn)】：
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