1、连杆设计说明书课程设计要求： 课程设计要求： 1.了解活塞、连杆、曲轴的设计基准、工艺基准、和加工基准。 2.正确的表达零件的形状，合理布置试图。 3.正确理解和标注尺寸公差和形位公差。 4.能读懂图样上的技术要求。 5.正确编写课程设计说明书。 6.熟练掌握 AutoCAD 绘制工程图纸。 连杆的作用 连杆的作用是将活塞承受的力传给曲轴， 并使活塞的往复运动转变为曲轴的 旋转运动。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。 连杆小头用来安装活塞销， 以连接活塞。 连杆大头与曲轴的连杆轴颈相连。一般做成分开式，与杆身切开的一半称为连杆
2、盖，二者靠连杆螺栓连接为一体。连杆轴瓦安装在连杆大头孔座中，与曲轴上的 连杆轴颈装和在一起，是发动机中最重要的配合副之一。常用的减磨合金主要有 白合金、铜铅合金和铝基合金。 连杆机构中两端分别与主动和从动构件铰接以传递运动和力的杆件。例如在 往复活塞式动力机械和压缩机中，用连杆来连接活塞与曲柄。连杆多为钢件，其 主体部分的截面多为圆形或工字形，两端有孔，孔内装有青铜衬套或滚针轴承， 供装入轴销而构成铰接。 连杆是汽车发动机中的重要零件， 它连接着活塞和曲轴， 其作用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动， 并把作用在活塞上的力传给 曲轴以输出功率。连杆在工作中，除承受燃烧室燃气产生的压力外，还
3、要承受纵 向和横向的惯性力。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；又要求具有足够的钢性和韧性。传统连杆加工工艺中其材料 一般采用 45 钢、40r 或 40MnB 等调质钢。连杆组 连杆组包括连杆体、连杆盖、小头衬套、连杆瓦、连杆螺栓、连杆螺母等。 在三维造型时，可以将连杆体、盖、螺栓等作为一体，因小头衬套材料为铜铅合 金，可以分开造型，然后组装成一体进行分析。 一般认为连杆小头随活塞组作往复运动，连杆大头作随曲拐作
4、旋转运动，连 杆杆身作复杂的平面运动。 将连杆组件的质量转换成集中于活塞销中心的往复质量 m1 和集中于曲柄销 的旋转质量 m2。根据力学原理：质量转换必须满足下列 3 个条件： 质量不变：简化前后的质量不变； 质心位置不变：系统质心与连杆组质心重合。 系统对质心的转动惯量不变：简化的质量对质心的转动惯量之和应等于原来 的转动惯量；连杆的受力 连杆是汽车发动机中的重要零件，它连接着活塞和曲轴，其作用是将活塞的 往复运动转变为曲轴的旋转运动，并把作用在活塞上的力传给曲轴以输出功率。 连杆在工作中， 除承受燃烧室燃气产生的压力外， 还要承受纵向和横向的惯性力。 因此，连杆在一个复杂的应力状态下工作
5、。它既受交变的拉压应力、又受弯曲应 力。 连杆螺栓 连杆螺栓是连接连杆大端与轴承座的至关重要的连接螺栓。 连杆螺栓的受力： 二冲程柴油机的连杆螺栓：预紧力。四冲程柴油机的连杆螺栓：预紧力，惯性力拉伸，大端变形产生附加弯矩； 材料：选用韧性好，强度高的优质碳钢或合金钢； 结构：耐疲劳的柔性结构(增加螺栓长度，减小螺栓杆部直径以增加螺栓柔 度)；精细加工螺栓螺纹；断面变化处及螺纹处采用大圆角过渡；保证螺 栓 头与螺母支承平面与螺纹中心线垂直。 连杆螺栓的类型：用螺帽连接与不用螺帽连接两类。 连杆螺栓的安装：必须严格按照说明书规定（安装预紧力的大小、预紧方法、预 紧次序等） 。 连杆损坏形式 连杆的
6、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； 又要求具有足够的钢性和韧性。 传统连杆加工工艺中其材料一般采用 45 钢、 40r 或 40MnB 等调质钢，但现在国外所广泛采用的先进连杆裂解（conrod fracture splitting）的加工技术要求其脆性较大，硬度更高，因此，德国汽车企业 生产的新型连杆材料多为 C70S6 高碳微合金非调质钢、SPLITASCO 系列锻钢、 frACTIM 锻钢和 S53CV-FS 锻钢等(以上均为德国 din 标准)。合金钢虽具有很高 强度，但对应力集中很敏感
7、。所以，在连杆外形、过渡圆角等方面需严格要求， 还应注意表面加工质量以提高疲劳强度， 否则高强度合金钢的应用并不能达到预 期果。 对连杆的要求： 对连杆的要求： 连杆应耐疲劳、抗冲击，具有足够的强度和刚度。 连杆长度应尽量短，以降低发动机的高度和总重量。 要求连杆轴承工可靠寿命长重量加工容易拆装维修方便。 连杆的工艺特点 (1)连杆体和盖厚度不一样，改善了加工工艺性。连杆盖厚度为 31mm，比连 杆杆厚度单边小 3.8mm，盖两端面精度产品要求不高，可一次加工而成。由于加 工面小，冷却条件好，使加工振动和磨削烧伤不易产生。连杆杆和盖装配后不存 在端面不一致的问题，故连杆两端面的精磨不需要在装配
8、后进行，可在螺栓孔加 工之前。螺栓孔、轴瓦对端面的位置精度可由加工精度直接保证，而不会受精磨 加工精度的影响。 这种楔形结构的设计可增大其 (2)连杆小头两端面由斜面和一段窄平面组成。承压面积，以提高活塞的强度和刚性。在加工方面，与一般连杆相比，增加了斜 面加工和小头孔两斜面上倒角工序； 用提高零件定位及压头导向精度来避免衬套 压偏现象的发生，但却增加了压衬套工序加工的难度。 (3)带止口斜结合面。连杆结合面结构种类较多，有平切口和斜切口，还有键 槽形、锯齿形和带止口的。该连杆为带止口斜结合面。 精加工基准采用了无间隙定位方法，在产品设计出定位基准面。在连杆杆和 总成的加工中，采用杆端面、小头
9、顶面和侧面、大头侧面的加工定位方式；在螺 栓孔至止口斜结合面加工工序的连杆盖加工中，采用了以其端面、螺栓两座面、 一螺栓座面的侧面的加工定位方法。这种重复定位精度高且稳定可靠的定位、夹 紧方法， 可使零件变形小， 操作方便， 能通用于从粗加工到精加工中的各道工序。 由于定位基准统一，使各工序中定位点的大小及位置也保持相同。这些都为稳定 工艺、保证加工精度提供了良好的条件。 连杆加工的工艺流程 连杆加工的工艺流程是：拉大小头两端面粗磨大小头两端面拉连杆大 小头侧定位面拉连杆盖两端面及杆两端面倒角拉小头两斜面粗拉螺栓座 面，拉配对打字面、去重凸台面及盖定位侧面粗镗杆身下半圆、倒角及小头孔 粗镗杆身
10、上半圆、小头孔及大小头孔倒角清洗零件零件探伤、退磁精铣 螺栓座面及 R5 圆弧铣断杆、盖小头孔两斜端面上倒角精磨连杆杆身两端 面加工螺栓孔拉杆、 盖结合面及倒角去配对杆盖毛刺清洗配对杆盖检 测配对杆盖结合面精度人工装配扭紧螺栓打印杆盖配对标记号粗镗大 头孔及两侧倒角半精镗大头孔及精镗小头衬套底孔检查大头孔及精镗小头 衬套底孔精度压入小头孔衬套称重去重精镗大头孔、 小头衬套孔清洗 最终检查成品防锈。 设计小结 本次设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之 后进行的。 这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总 复习，也是一次理论联系实际的训练。它在我们大学
11、四年的大学生活中占有重要 的地位，因此，我对本次课程设计非常重视。 我们这次的设计、学习是分阶段进行的，还不能做到全局把握，面面俱到， 因而不可避免地会出现一些问题和缺点。 通过对本次课程设计过程及老师指点的 回顾和总结，可以系统地分析一下整个设计、学习过程中所存在的问题。通过总 结，还可以把平时听课时还没有弄懂、弄透的问题加以学习巩固，以获得更多的 收获，更好的达到课程设计的预期目的和意义。 此次课程设计对给定的零件图分析并进行 CAD 绘图，考查了我们对零件图的读 图能力以及 CAD 的使用能力，利用近两个星期的课程设计，加深了对所学知识 的理解，有助于今后工作。本次课程设计使我更加熟练的掌握了 AUTOCAD 的 使用方法，并获得了很多以前没有学到的使用技巧。
