连杆工艺设计及有限元分析(CAD,Proe三维建模)(设计说明书14800字,外文翻译,cad图纸3张,Proe三维建模)
摘要
连杆是发动机内部的重要零件，连杆的作用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并把作用在活塞组上的燃气压力传给曲轴。连杆的作用是把活塞和 曲轴联接起来，使活塞的往复直线运动变为曲柄的回转运动，以输出动力，因此，连杆的加工精度将直接影响柴油机的性能，而工艺的选择又是直接影响精度的主要因素。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。它既受交变的拉压应力、又受弯曲应力。
本次毕业设计针对汽车发动机连杆进行工艺设计编制及有限元分析。涉及连杆的选材、确定毛坯、拟定工艺路线、选择工艺设备。本论文通过CAD，PROE，ANSYS等对连杆进行了绘制与分析，并且对连杆的加工工艺进行了编制。得到了工艺过程和连杆的有限元分析。
关键字：连杆，工艺编制，有限元分析
ABSTRACT
Internal parts of the engine is an important link, the link is to effect reciprocation of the piston into rotary motion of the crankshaft, and the piston acting on the gas pressure to the crank set. Role of the piston rod and the crankshaft are coupled together, the reciprocating linear motion of the piston into rotary motion of the crank to the output power, therefore, the connecting rod will directly affect the precision of the performance of the diesel engine, and the process selection is direct The main factors that affect the accuracy. Link at work, in addition to withstand the pressure generated by combustion of gas, but also to withstand the longitudinal and transverse inertia force. Thus, the link to work in a complex stress state. Both by alternating tension and compression stresses, but also by bending stresses.
The graduation project preparation process design and finite element analysis for automotive engine connecting rod. Selection involves connecting rod to determine the rough, develop process route, select process equipment. In this thesis, CAD, PROE, ANSYS, etc. on the link were drawn and analyzed, and the process for connecting rod were prepared. And by a process of finite element analysis of the connecting rod.
KEY WORDS: connecting rod，process planning ，finite element analysis
2.1 连杆的结构分析
2.1.1连杆的作用
连杆是汽车发动机中的主要传动部件之一， 它在柴油机中，把作用于活塞顶面的膨胀的压力传递给曲轴，又受曲轴的驱动而带动活塞压缩气缸中的气体。连杆在工作中承受着急剧变化的动载荷。连杆的作用是把活塞和曲轴联接起来，使活塞的往复直线运动变为曲柄的回转运动，以输出动力，因此，连杆的加工精度将直接影响柴油机的性能，而工艺的选择又是直接影响精度的主要因素。在连杆小头的顶端设有油孔(或油槽)，发动机 工作时，依靠曲轴的高速转动，把气缸体下部的润滑油飞溅到小头顶端的油孔内，以润滑连杆小头衬套与活塞销之间的摆动运动副。
1.大小头孔的精度
为了使大头孔与轴瓦及曲轴、小头孔与活塞销能密切配合，减少冲击的不良影响和便于传热。大头孔公差等级为IT6，表面粗糙度Ra应不大于0.4μm；大头孔的圆柱度公差为0.012 mm，小头孔公差等级为IT8，表面粗糙度Ra应不大于3.2μm。小头压衬套的底孔的圆柱度公差为0.0025 mm，素线平行度公差为0.04/100 mm。
2.大小头孔轴心线在两个互相垂直方向的平行度
两孔轴心线在连杆轴线方向的平行度误差会使活塞在汽缸中倾斜，从而造成汽缸壁磨损不均匀，同时使曲轴的连杆轴颈产生边缘磨损，所以两孔轴心线在连杆轴线方向的平行度公差较小；而两孔轴心线在垂直于连杆轴线方向的平行度误差对不均匀磨损影响较小，因而其公差值较大。两孔轴心线在连杆的轴线方向的平行度在100 mm长度上公差为0.04 mm；在垂直与连杆轴心线方向的平行度在100 mm长度上公差为0.06 mm。
3.大小头孔的中心距
大小头孔的中心距影响到汽缸的压缩比，即影响到发动机的效率，所以规定了比较高的要求：190±0.05 mm。
4.大小头孔两端面的技术要求
连杆大、小头孔两端面间距离的基本尺寸相同，但从技术要求是不同的，大头两端面的尺寸公差等级为IT9，表面粗糙度Ra不大于0.8μm, 小头两端面的尺寸公差等级为IT12，表面粗糙度Ra不大于6.3μm。这是因为连杆大头两端面与曲轴连杆轴颈两轴肩端面间有配合要求，而连杆小头两端面与活塞销孔座内档之间没有配合要求。连杆大头端面间距离尺寸的公差带正好落在连杆小头端面间距离尺寸的公差带中，这给连杆的加工带来许多方便。
5.螺栓孔的技术要求
在前面已经说过，连杆在工作过程中受到急剧的动载荷的作用。这一动载荷又传递到连杆体和连杆盖的两个螺栓及螺母上。因此除了对螺栓及螺母要提出高的技术要求外，对于安装这两个动力螺栓孔及端面也提出了一定的要求。规定：螺栓孔按IT8级公差等级和表面粗糙度Ra应不大于6.3μm加工；两螺栓孔在大头孔剖分面的对称度公差为0.25 mm。
目 录
第一章 绪 论 - 5 -
1.1课题研究的意义 - 5 -
1.2国内外现状 - 5 -
1.3论文的章节安排 - 6 -
第二章 连杆的工艺编制 - 8 -
2.1 连杆的结构分析 - 8 -
2.1.1连杆的作用 - 8 -
2.1.3 连杆的工艺分析 - 8 -
2.1.4 连杆的材料和毛坯选择 - 10 -
2.2 连杆机械加工工艺过程 - 11 -
2.3连杆工艺过程的安排 - 12 -
2.3.1两个影响加工精度的主要因素 - 12 -
2.3.2确定合理的夹紧方法 - 13 -
2.3.3定位基准的选择 - 13 -
2.3.4 连杆大小头孔的加工 - 15 -
2.3.5连杆螺栓孔的加工 - 15 -
2.4连杆加工工艺应考虑的问题 - 16 -
2.4.1工序安排 - 16 -
2.4.2定位基准 - 16 -
2.4.3夹具使用 - 16 -
2.4.4粗精加工时切削用量的选择原则 - 17 -
2.5 连杆机械加工工艺路线 - 18 -
2.6 各工序的加工余量 - 27 -
第三章 连接受载荷情况下的有限元分析 - 29 -
3.1连杆的有限元分析过程和结果 - 29 -
第四章 全文总结 - 45 -
致 谢 - 46 -
参考文献 - 47 -
毕业设计小结 - 48 -
|
