發(fā)動機設計課程設計(說明書)

1、<p><b>　　課程設計說明書</b></p><p>　　課 程 名 稱: 發(fā)動機設計課程設計 </p><p>　　課 程 代 碼: </p><p>　　題 目: 195柴油機連桿設計及連桿螺栓強度校核計算 </p><p

2、><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要 ……………………………………………………………………………………………2 </p><p>　　1引言…………………………………………………………………………………………3</p><p>　　1.1國內(nèi)外內(nèi)燃機研究現(xiàn)狀……………………………………………………………………3&

3、lt;/p><p>　　1.2任務與分析…………………………………………………………………………………3</p><p>　　2柴油機工作過程計算…………………………………………………………………………5</p><p>　　2.1 已知條件………………………………………………………………………………5</p><p>　　2.2 參數(shù)選擇………

4、………………………………………………………………………6</p><p>　　2.3 195柴油機額定工況工作過程計算…………………………………………………6</p><p>　　3 連桿設計………………………………………………………………………………………9</p><p>　　3.1 連桿結構設計…………………………………………………………………………9<

5、/p><p>　　3.2 連桿材料選擇………………………………………………………………………11</p><p>　　4 連桿螺釘強度校核…………………………………………………………………………12</p><p>　　4.1 連桿螺釘?shù)慕Y構設計 ……………………………………………………………12</p><p>　　4.2 連桿螺釘?shù)膹姸刃?/p>

6、核………………………………………………………………13</p><p>　　5 結論…………………………………………………………………………………………15</p><p>　　致謝……………………………………………………………………………………………17</p><p>　　參考文獻………………………………………………………………………………………18</p

7、><p>　　附錄：195柴油機額定工況工作過程計算程序………………………………………………19</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　20 世紀 90 年代以來，汽車行業(yè)的競爭已從單一的性能競爭轉向性能、環(huán)保、節(jié)能等多元綜合競爭。僅就柴油機而言，為應對世界能源危機和減少對環(huán)境污染，其研究開發(fā)工作已側重于降低油耗、減少

8、排放、輕質(zhì)及減少磨損等方面，在這些研究中優(yōu)化技術將得到廣泛的應用。汽車已經(jīng)在普通民眾中得到普及，隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，汽車產(chǎn)業(yè)的未來樂觀與否一定意義決定于發(fā)動機的技術水平。因此，培養(yǎng)高素質(zhì)的汽車發(fā)動機人才對當今社會的快速發(fā)展至關重要。</p><p>　　本次課程設計的既是通過對195柴油機結構的分析研究，計算工作過程中的熱力參數(shù)繪制其工作過程的P-V圖，繪制195柴油機總成橫剖面圖，對連桿進行設計、強度計算和

9、繪制連桿零部件圖，對并對設計好的連桿大頭、小頭和螺釘進行校核，以根據(jù)工況設計連桿小頭、桿身、大頭，合理達到要求。此次，我們就選擇了對連桿螺釘進行校核。連桿螺釘在連桿蓋以及連桿大頭之間的聯(lián)接發(fā)揮著至關重要的作用，并且由于往復慣性力和氣體壓力的雙重作用下，使螺釘?shù)氖芰κ謬揽?，所以對其進行強度校核就顯得十分必要。</p><p>　　關鍵詞： 柴油機、連桿、設計、校核</p><p><

10、b>　　1引 言</b></p><p>　　1.1國內(nèi)外內(nèi)燃機研究現(xiàn)狀 </p><p>　　毫無疑問，節(jié)能、環(huán)保是當今內(nèi)燃機研究的主題。發(fā)動機伴隨著汽車走過了100多年的歷史，無論是在設計、制造、工藝還是在性能、控制方面都有很大的提高，但其基本原理仍然沒有改變。這是一個富于創(chuàng)造的時代，那些發(fā)動機的設計者們，不斷地將最新科技與發(fā)動機融為一體，把發(fā)動機變成一個復雜的機電

11、一體化產(chǎn)品，使發(fā)動機性能達到近乎完善的程度，各世界著名汽車廠商也將發(fā)動機的性能作為競爭亮點，現(xiàn)在的汽車發(fā)動機不僅注重汽車動力的體現(xiàn)，更加注重能源消耗、尾氣排放等與環(huán)境保護相關的方面，從而使人們在悠閑的享受汽車文化的同時，也能保護環(huán)境、節(jié)約資源。</p><p>　　發(fā)動機未來的發(fā)展將著重于改進燃燒過程，提高機械效率，減少散熱損失，降低燃料消耗率；開發(fā)和利用非石油制品燃料、擴大燃料資源；減少排氣中有害成分，降低噪聲

12、和振動，減輕對環(huán)境的污染；采用高增壓技術，進一步強化內(nèi)燃機，提高單機功率；研制復合式發(fā)動機、絕熱式渦輪復合式發(fā)動機等；采用微處理機控制內(nèi)燃機，使之在最佳工況下運轉；加強結構強度的研究，以提高工作可靠性和壽命，不斷創(chuàng)制新型內(nèi)燃機變氣門，變升程，變相位，甚至停掉幾個缸的技術，都沒能做到在行進中連續(xù)變缸徑，但有等效的。</p><p>　　清潔燃料以及代用燃料發(fā)動機的研制。迫于環(huán)境的要求，汽車巨頭們曾預言，未來數(shù)年后汽

13、車將使用液化氫、天然氣或電力作為動力，如果壓縮天然氣CNG技術日趨成熟，另外，內(nèi)燃機的研究領域也深入到了甲醇、酒精、二甲醚等代用燃料的領域。</p><p>　　采用計算機來模擬進出燃燒室的燃料和空氣流的情況也是一項突破性的技術。燃燒室和活塞的形狀、噴油脈沖的能量和方向、活塞和發(fā)動機熱量的運動情況都會影響油氣混合物霧滴的位置。這項技術采用了 指燃油分層噴射。燃油分層噴射技術是發(fā)動機稀燃技術的一種。稀燃，顧名思義就

14、是發(fā)動機混合氣中的汽油含量低，汽油與空氣之比可達1：25以上。</p><p>　　VVT（Variable Valve Timing的縮寫)可變氣門正時技術，它是汽油發(fā)動機技術發(fā)展的一個里程碑。其主要設計思想是發(fā)動機氣門升程和配氣相位定時可以根據(jù)發(fā)動機工況作實時的調(diào)節(jié)。而我們常見的CVVT，就是在這個原理上增加了連續(xù)性的概念，即Continue。CVVT的主要設計原理是通過電子控制系統(tǒng)改變凸輪軸打開進氣門的時間

15、早晚，從而控制所需的氣門重疊角。這項技術著重于第一個字母C(Continue連續(xù))，強調(diào)根據(jù)發(fā)動機的工作狀況連續(xù)變化，時時控制氣門重疊角的大小，從而改變氣缸進氣量。當發(fā)動機低速小負荷運轉時，如怠速狀態(tài)，這時應延遲進氣門打開時間，減小氣門重疊角，以穩(wěn)定燃燒狀態(tài)。當發(fā)動機低速大負荷運轉時，如起步、加速、爬坡時，應使進氣門打開時間提前，增大氣門重疊角，以獲得更大的扭矩。當發(fā)動機高速大負荷運轉時，如高速行駛時，也應延遲進氣門打開時間，減小氣門重

16、疊角，從而提高發(fā)動機工作效率。當發(fā)動機處于中等工況時，如中速勻速行駛時，CVVT也會相對延遲進氣門打開時間，減小氣門重疊角，此時的目的是減少燃油消耗，降低污染排放。</p><p><b>　　1.2任務與分析 </b></p><p><b>　　1.2.1熱計算</b></p><p><b>　　目的<

17、;/b></p><p>　　促進學生復習和總結已學知識，提高發(fā)動機工作過程中熱力參數(shù)與結構之間的關系；熟悉各參數(shù)對發(fā)動機工作指標的影響，結合對各參考發(fā)動機及其工況的分析，培養(yǎng)學生的分析能力，從而達到能正確選擇參數(shù)的目的。</p><p>　?。?）掌握了不同參數(shù)的選取、確定，掌握了過量空氣系數(shù)：α，最高燃燒壓力：Pz，熱量利用系數(shù)：ξz，殘余廢氣系數(shù)：γ，排氣中點溫度：Tr，示功圖

18、豐滿系數(shù)：Φi，機械效率：ηm，等參數(shù)對計算結果的影響和變化規(guī)律。</p><p>　　(2)學生對發(fā)動機的工作過程的各個過程相互的影響有一個清晰的認識，了解了汽油機與柴油機工作過程計算的差異。通過P-V圖的繪制，使學生掌握了如何利用示功圖進行發(fā)動機的工作過程分析。掌握了汽油機、柴油機在同一工作過程的不同的曲線的變化趨勢。</p><p>　　(3)由于要求計算過程必須采用VB編程進行，因

19、此，使學生更進一步了解如何使用計算機，進行具體的設計計算工作，更進一步熟悉計算機編程。</p><p>　　1.2.2縱、橫剖面圖</p><p><b>　　1）訓練的目的</b></p><p>　　繪制發(fā)動機縱橫剖面圖，在課程設計中占很重要的地位。設計的發(fā)動機是否合理？能否達到熱計算中所確定的參數(shù)指標？都將在圖上得到不同程度的反映，同時它

20、還能表達所設計發(fā)動機的結構特點，零部件的主要形狀，相互關系，附件的布置和各系統(tǒng)、機構的安排。通過繪制發(fā)動機縱、橫剖面圖，能培養(yǎng)學生的識圖和繪圖能力，以及對已學知識的綜合運用能力，為畢業(yè)設計奠定一定的基礎。要求學生對發(fā)動機結構形式，設計指標進行深入全面的了解，作出分析評價，將其優(yōu)點應用到設計的發(fā)動機上，并認真負責地對待自己畫的每一條線，和貫徹有關國家標準。</p><p><b>　　2）訓練效果分析&l

21、t;/b></p><p>　　195柴油機從結構上來講，是最簡單的發(fā)動機，通過195柴油機縱橫剖面圖繪制的訓練，使學生全都掌握了：</p><p>　　發(fā)動機的基本結構，零部件的主要形狀，相互關系，附件的布置和各系統(tǒng)、機構的安排。</p><p>　　通過繪制發(fā)動機縱、橫剖面圖，培養(yǎng)了學生的識圖和繪圖能力，以及對已學知識的綜合運用能力，為畢業(yè)設計奠定一定的基

22、礎。</p><p>　　學生對發(fā)動機結構形式，設計指標進行了深入全面的了解，作出分析評價，將其優(yōu)點應用到設計的發(fā)動機上，并認真負責地對待自己畫的每一條線。</p><p>　　熟悉了有關國家標準。</p><p>　　1.2.3連桿設計、強度計算和繪制連桿零部件圖</p><p><b>　　1）目的</b></

23、p><p>　?。?）校核零件的結構強度，繪制零件圖，促使學生復習和掌握所學知識，進行工程師必備的基本功訓練。</p><p>　?。?）分析發(fā)動機連桿的運動規(guī)律與受力情況，作為強度，設計連桿。培養(yǎng)和鍛煉學生設計、繪圖、分析和計算能力。</p><p><b>　　2）訓練效果分析</b></p><p>　　通過對連桿設計

24、，使學生掌握了：</p><p>　?。?）如何分析零件的運動規(guī)律和受力，如何進行計算和校核。</p><p>　?。?）如何確定設計要求，建立完整的零件的設計步驟、思維。</p><p>　　1.2.4發(fā)動機課程設計說明書編制</p><p>　　按《西華大學本科課程設計說明書規(guī)范化要求》的格式要求進行撰寫，通過訓練，使學生們掌握了：<

25、;/p><p>　　1)設計說明書的編制格式，為畢業(yè)設計打下基礎。</p><p>　　2)對整個發(fā)動機設計課程設計的工作內(nèi)容進行總結，訓練學生收集資料，分析資料，利用資料，組織資料的能力。</p><p>　　3)訓練文字編輯能力。 </p><p>　　2柴油機工作過程計算 </p>

26、<p><b>　　2.1 已知條件</b></p><p>　　195柴油機已知條件 表2-1</p><p><b>　　2.2參數(shù)選擇</b></p><p>　　過量空氣系數(shù)：α=1.6；</p><p>　　最高燃燒壓力：Pz=75bar；</p><p&

27、gt;　　殘余廢棄系數(shù)：γ=0.04；</p><p>　　排氣終點溫度：Tr=850K；</p><p>　　示功圖豐滿系數(shù)：Φi=0.90；</p><p>　　機械效率：ηm=0.85；</p><p>　　進氣加熱溫升：△T=20℃；</p><p>　　平均多變壓縮指數(shù)：n1=1.36；</p>

28、<p>　　平均多變膨脹指數(shù)：n2=1.25。</p><p>　　P0 = 1bar；T0 =288k</p><p>　　2.3 195柴油機額定工況工作過程計算</p><p>　　2.3.1 排氣沖程</p><p>　?。?）高速四沖程非增壓柴油機終點壓力：</p><p><b>　

29、　=1.08 bar</b></p><p>　?。?）高速四沖程非增壓柴油機排氣溫度可以利用經(jīng)驗公式計算終點溫度：</p><p><b>　　=778 k</b></p><p>　　2.3.2 進氣沖程</p><p>　　選擇殘余廢棄收縮系數(shù) δ=0.5</p><p>　　終

30、點壓力：= 1 bar</p><p>　　終點溫度： =328.454 K</p><p>　　充氣效率： = 0.89</p><p>　　2.3.3 壓縮沖程</p><p>　?。?）壓縮終點壓力： = 54.841 bar</p><p>　?。?）壓縮終點溫度： = 948.038 K</p>

31、;<p>　　（3）壓縮過程中任意點的汽缸內(nèi)容積：</p><p>　　(4) 壓縮過程中任意點的氣缸內(nèi)壓力：</p><p>　　其中代表壓縮過程中任意點的汽缸容積。</p><p>　　2.3.4 燃燒過程</p><p>　?。?）理論所需空氣量：</p><p>　　= 0.49 Kmol/Kg

32、燃料</p><p><b>　?。?）新鮮充量：</b></p><p>　　= 0.783 Kmol</p><p>　?。?）燃燒產(chǎn)物總量：</p><p>　　= 0.816 Kmol</p><p>　?。?）理論分子變更系數(shù)：</p><p><b&g

33、t;　　= 1.132</b></p><p>　　（5）實際分子變更系數(shù)：</p><p><b>　　= 1.128</b></p><p>　　(6) 最高燃燒壓力 Pz = 75 bar (選定)</p><p>　　(7) 壓力升高比 = 1.999</p><p>　

34、　(8) 燃燒重點溫度Tz的計算</p><p>　　燃料的低熱值:Hu = 42500 (KJ/Kg)</p><p><b>　　熱量利用系數(shù) </b></p><p><b>　　又因為 </b></p><p>　　將的值帶入下面所示的方程組,即可解出Tz的值:</p>

35、<p>　　從而解得 Tz = 2165 K</p><p>　　(9) 初期膨脹比：= 1</p><p><b>　　2.3.5膨脹過程</b></p><p>　　(1) 后期膨脹比：</p><p>　　(2) 膨脹終點壓力： = 2 bar</p><p>　　(3) 膨脹終

36、點溫度： = 873 K </p><p>　　(4) 膨脹過程任意點壓力 </p><p>　　2.3.6 指示性指標的計算 </p><p>　?。?）平均指示壓力：</p><p><b>　?。?）指示熱效率：</b></p><p><b>　　指示燃油消耗率：<

37、;/b></p><p><b>　?。?）有效熱效率：</b></p><p>　　（5）有效燃油消耗率：</p><p>　?。?） 平均有效壓力：</p><p><b>　?。?）有效功率： </b></p><p>　　2.3.7 P-V示功圖 </p

38、><p><b>　　3 連桿設計</b></p><p>　　3.1 連桿結構設計</p><p>　　3.1.1 連桿小頭的結構設計</p><p>　　連桿小頭與活塞銷相連，工作時，連桿小頭與活塞銷之間有相對轉動，因此連桿小頭孔中一般壓入減摩的青銅襯套。同時，為了潤滑活塞銷和襯套，在小頭和襯套上鉆出集油孔或銑出集油槽

39、，用來收集發(fā)動機運轉過程時被激濺上來的機油，以便潤滑活塞銷和襯套。有的發(fā)動機連桿小頭采用壓力潤滑，在連桿桿身內(nèi)鉆有縱向的壓力油通道。</p><p>　　連桿小頭位于活塞銷內(nèi)腔，特點是：尺寸小、軸承比壓高、溫度較高；軸承表面相對運動速度較低，擺動運動，不利于形成油鍥或者承載油膜。連桿徑向尺寸和外表面是否加工有關，外表面不加工的連桿小頭，其，全部經(jīng)過機械加工的連桿小頭，在之間。</p><p&g

40、t;　　為了耐磨，在小頭孔內(nèi)還壓有耐磨襯套。設計連桿小頭的任務是確定其結構尺寸（小頭軸承孔直徑d1和寬度B1、外形尺寸D1、襯套外徑d）和潤滑方式。其中d1、B1已在活塞組設計中確定，一般柴油機B1≈d1。據(jù)統(tǒng)計，小頭的外徑一般比孔徑大20%-35%，即D1=（1.2～1.35）d，小頭的最小徑向厚度大于4毫米。該尺寸可按強度、剛度條件確定。有的連桿小頭，外徑中心向上下各偏差e，以加強結構，并相對減輕了重量，一般e=（0.02～0.04

41、）D。</p><p>　　綜上所述，得出本次設計的連桿小頭的尺寸為：D1=Φ50 mm, d=Φ40（0±0.025）mm。</p><p>　　3.1.2連桿桿身的結構設計</p><p>　　工字型斷面的平均相對高度H/D=0.3～0.4(柴油機)，高度比H/B=1.4～1.8。工字行桿件的寬度B初步值可按以下經(jīng)驗公式求出：，其中D、S分別為氣缸直

42、徑和行程。</p><p>　　桿身也承受交變載荷，可能產(chǎn)生疲勞破壞和變形，連桿高速擺動時的橫向慣性也會使連桿彎曲變形，因此桿身必須有足夠的斷面積，并消除產(chǎn)生應力集中的因素。 </p><p>　　為使連桿從小頭到大頭傳力比較均勻，一般把桿身斷面H從小頭到大頭逐漸加大，值最大到1.3左右，桿身到小頭到大頭的過度必須用足夠大的圓角半徑。</p><p>　　對工作可

43、靠的發(fā)動機的統(tǒng)計表明，現(xiàn)代汽油機連桿桿身平均斷面積fm與活塞面積Fp之比fm/Fp=0.02～0.035，柴油機為0.03～0.05。為了在較小重量下得到較大的剛度，高速內(nèi)燃機的連桿桿身斷面都是“工”字型的，而且其長軸應在連桿擺動平面內(nèi)。計算選取，R=60mm，取L=210mm；取=33mm。</p><p>　　3.1.3連桿大頭的結構尺寸設計</p><p>　　連桿大頭聯(lián)接連桿和曲

44、軸，要求有足夠的強度和剛度，否則將影響薄壁軸瓦、連桿螺栓，甚至整機工作可靠性。為了便于維修，高速內(nèi)燃機的連桿必須能從氣缸中取出，連桿大頭的結構與尺寸的基本上決定于曲柄銷直徑D2、長度B2，連桿軸瓦厚度</p><p>　　和連桿螺釘?shù)闹睆絛m。其中D2、B2是根據(jù)曲軸強度、剛度和軸承的承壓能力，在曲軸</p><p>　　設計中確定。為了結構緊湊，軸瓦厚度趨于減薄，汽車拖拉機用軸瓦=1.5

45、~3毫</p><p>　　米。連桿螺釘尺寸則根據(jù)強度設計。因此，本處所謂大頭設計，實際上是確定連桿大頭在擺動平面內(nèi)某些主用尺寸，連桿大頭剖分型式、定位方式，及大頭蓋的結構設計。</p><p>　　連桿大頭連接連桿和曲軸，要求有足夠的強度和剛度，否則將影響薄壁軸瓦，連桿螺釘，甚至整機工作可靠性。為了便于維修，內(nèi)燃機的連桿必須能從氣缸中取出，故要求大頭在擺動平面內(nèi)的總寬度必須小于氣缸直徑；

46、大頭重量產(chǎn)生的離心力會使連桿軸承、主軸承負荷增大，磨損加劇，于是還為此不得不增大平衡重，給曲軸設計帶來困難，因此在設計連桿大頭時，應在保證強度、剛度條件下，尺寸盡量小，重量盡量輕。</p><p><b>　　大頭尺寸設計：</b></p><p>　　1）曲柄銷直徑、長度</p><p>　　這兩個尺寸是根據(jù)曲軸強度、剛度和軸承的承壓力，在曲

47、軸設計中確定的。也可根據(jù),,來初步確定。本次設計=68mm，=36mm。</p><p><b>　　2)連桿軸瓦厚度</b></p><p>　　=1.3～3mm，取=2mm</p><p>　　3）螺栓距離C，C取88mm,螺栓孔外側壁厚不得小于2毫米。</p><p>　　4)大頭切口形式和定位方式</p&g

48、t;<p>　　195柴油機連桿所采用的斜切口，斜角為45°，端面則采用止口定位，其工藝簡單，成本低。但不能防止大頭蓋止口向外變形，連桿體止口向內(nèi)變形，這種蓋與體都是單向定位，定位不可靠；止口易變形；止口因加工誤差或裝拆變形對大頭孔影響較大。 </p><p>　　5）連桿大頭各處的形狀應采用圓滑過渡。</p><p>　　3.2 連桿材料選擇</p>

49、<p>　　為了保證連桿在機構輕巧的條件下有足夠的剛度，一般多用精選含碳量的優(yōu)質(zhì)中碳機構鋼，只有在特別強化且產(chǎn)量不大的汽油機中用40Cr等合金鋼。合金鋼有較高的綜合機械性能，但當存在產(chǎn)生應力集中的因素時，它的耐勞能力急劇下降，甚至低到與碳素鋼不相上下。所以合金鋼連桿的形狀設計、過度圓滑性、毛坯表面質(zhì)量下降等，必須給以更多的注意，才能充分發(fā)揮優(yōu)質(zhì)材料的潛力。40MnB,40MnVB等硼鋼作為高負荷的大量生產(chǎn)連桿的材料，顯示了良

50、好的使用性能。40MnB鋼化學成分（%）：C（0.37～0.45），Mn（1.1～1.4），Cr<0.3，P和S≤0.04，B（0.001～0.005），經(jīng)850℃油淬500℃高溫回火后強度極限σb>1000()，屈服強度σa>800（），沖擊韌性>70。</p><p>　　連桿縱向端面內(nèi)宏觀金相組織要求金屬纖維方向與連桿外形相符，纖維無環(huán)曲及中斷現(xiàn)象。連桿一般用剛鍛造，在機械加工前應進

51、行調(diào)質(zhì)處理（淬火后高溫回火），以得到較好的綜合機械加工性能，既強又韌。為了連桿的疲勞強度，不經(jīng)機械加工的表面應經(jīng)過噴丸處理。連桿必須經(jīng)過磁力探傷檢查，以求工作可靠。</p><p>　　我國已研究成功連桿輥段工藝，輥段工藝不僅不需要大型鍛造設備，而且還改善了工人的勞動條件。為了節(jié)約優(yōu)質(zhì)鋼材，降低產(chǎn)品成本，我國還成功地試用了一稀有鎂球墨鑄鐵制造高速汽油機連桿。試驗證明，鑄造連桿的強度應在HB210-250之間，上限

52、是為了保證有足夠的強度，下線是為了保證良好的韌性。這樣硬度的珠光體鑄鐵具有300-350（）的抗彎曲疲勞強度，與中碳鋼差不多。在大批量生產(chǎn)鑄造連桿時為了保證制造質(zhì)量穩(wěn)定，要求對爐料、熱處理等工藝規(guī)程嚴加控制，并仔細的在內(nèi)在質(zhì)量檢查，例如超聲波或X線無損探傷等。據(jù)國外經(jīng)驗，強韌的珠光體可鍛鑄鐵適于制造連桿。本次設計選用材料40Cr。</p><p>　　4 連桿螺釘?shù)慕Y構設計及強度校核</p><

53、;p>　　4.1 連桿螺釘?shù)慕Y構設計</p><p>　　發(fā)動機連桿組的功能是將活塞的往復運動轉變?yōu)榍S的旋轉運動，并把作用在活塞上氣體的作用力傳遞給曲軸，以輸出功率。連桿組在工作時作平面運動，承受了大小和方向均按周期性變化的氣體作用力和慣性力的作用，并作往復和擺動的復合運動。發(fā)動機的連桿大頭與曲軸連桿軸頸的聯(lián)接是靠連桿螺釘來實現(xiàn)的，所以連桿螺釘所承受的載荷是交變載荷。為了保證連桿大頭結合面在工作時不分離，

54、連桿螺釘在裝配時應有足夠的預緊力（P0）。此力由兩個部分組成：一部分為使連桿軸瓦緊貼軸承瓦座所需的預緊力；另一部分為防止連桿體和連桿軸承瓦座結合面在工作載荷作用下脫開所需的預緊力。這兩部分力對連桿螺釘都造成扭力。</p><p>　　根據(jù)螺釘受力情況設計出螺釘?shù)膮?shù)：</p><p>　　螺紋規(guī)格d=M12；公稱長度為L=59mm；性能等級為8級</p><p>　

55、　4.2 連桿螺釘?shù)膹姸刃：?lt;/p><p>　　四沖程發(fā)動機工作時，連桿螺釘承受的最大拉伸載荷按公式計算。對斜切口連桿來說，連桿螺釘所承受的拉伸載荷為：</p><p>　　式中ψ——連桿體與連桿蓋結合面與垂直連桿縱軸的平面間的夾角</p><p><b>　　——活塞組的重量</b></p><p>　　G1——連桿

56、組往復部分的重量</p><p>　　G2——旋轉部分的重量</p><p>　　G3——連桿大頭蓋的重量</p><p><b>　　λ——曲柄連桿比</b></p><p>　　G=1.75kg G1=0.55kg G2=1.164 G3=0.25kg λ=0.25</p><p>&

57、lt;b>　　則 </b></p><p><b>　　連桿螺釘?shù)念A緊力</b></p><p>　　——連桿螺釘螺紋外徑（12mm）</p><p>　　S——螺距（88mm）</p><p><b>　　——摩擦系數(shù)</b></p><p>　　——

58、螺釘支撐環(huán)面平均半徑（7.2mm）</p><p>　　其中： S/=0.1 /=0.6 =0.15</p><p><b>　　則 </b></p><p>　　連桿螺釘?shù)念A緊力不足不能保證連接的可靠性，但預緊力過大則可能引起材料屈服，最后仍會使連接松弛，因此必須校核屈服的可能性</p><p>　　—

59、—連桿螺釘最小端面積</p><p>　　螺釘最小直徑12×0.85=10.2mm</p><p>　　——基本動載荷系數(shù) 選取為0.22</p><p><b>　　所以</b></p><p><b>　　則屈服強度滿足要求</b></p><p>　　連桿

60、螺釘所受的拉力在 和 之間變化。</p><p>　　則螺紋桿部名義應力：</p><p>　　螺桿部的直徑d=12mm</p><p>　　對螺紋根部名義應力：</p><p>　　螺紋根部的直徑d=12×0.85=10.2mm</p><p>　　對螺桿進行疲勞安全系數(shù)計算：</p>&l

61、t;p>　　式中：——為材料在對稱循環(huán)下的拉壓疲勞極限， </p><p><b>　　此處取</b></p><p>　　——工藝系數(shù) 此處取0.5 ——角系數(shù) 此處取0.2</p><p>　　所以螺桿的疲勞安全系數(shù)計算：</p><p>　　對螺紋根部進行疲勞安全系數(shù)計算：</p>

62、<p>　　由于選用具有較高的屈服極限的中碳合金鋼40Cr制造，在調(diào)質(zhì)處理后硬度達到HRC29~39，屈服極限在800以上。查表可求得為800。</p><p><b>　　則許用應力：</b></p><p>　　則：連桿螺釘?shù)那姸群推趶姸确显O計標準</p><p><b>　　5 結 論</b>&l

63、t;/p><p>　　在這次設計過程中，體現(xiàn)出自己單獨設計的能力，以及綜合運用知識的能力，體會了學以致用、突出自己勞動成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時學習的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補。課程設計是我們專業(yè)課程知識綜合應用的實踐訓練，著是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程．”千里之行始于足下”，通過這次課程設計，我深深體會到這句千古名言的真正含義．我今天認真的進行課程設計，學會腳踏實地邁開這一步，就是為明天能

64、穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎。</p><p>　　對發(fā)動機課程設計過程中的討論進行了總結，得到了以下幾個方面的結論：</p><p>　　1 通過對發(fā)動機連桿進行設計以及繪制了發(fā)動機總成（橫剖面圖）、連桿工程圖（A0、A1圖紙各一張），使發(fā)動機的布置合理，結構緊湊，符合發(fā)動的機設計要求。</p><p>　　2 根據(jù)工作過程計算選擇了適當?shù)目勺儏?/p>

65、數(shù)，計算出了195柴油機的各個過程狀態(tài)參數(shù)及其他相關參數(shù)，并計算求得了表達內(nèi)燃機性能的各性能指標，以及柴油機在標定轉速下的功率和燃油消耗率，同時繪制出了發(fā)動機的P-V圖，直觀的表示出其工作過程。</p><p>　　3 對發(fā)動機總成進行設計以及對其總成進行了工程圖的繪制，使發(fā)動機布置合理，結構緊湊；</p><p>　　4 連桿結構設計：桿身采用工字斷面結構，大頭采用斜切口鋸齒形定

66、位結構，結構合理，小頭孔中壓入減摩的青銅襯套，耐磨性好。</p><p>　　5 對連桿螺釘進行了強度校核，其校核結果表明，此次設計的連桿，其螺釘部分滿足連桿設計要求。 </p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　值在本報告完成之際，首先感謝辛勤傳授我知識的交通與汽車工程學院。&

67、lt;/p><p>　　在此也感謝我們的xx老師.，老師嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣；老師循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪；這次發(fā)動機設計的每個細節(jié)和每個數(shù)據(jù)，都離不開老師您的細心指導。而您開朗的個性和寬容的態(tài)度，幫助我能夠很順利的完成了這次課程設計。</p><p>　　其次，我也十分感謝在整個課程設計實驗中給予我?guī)椭耐瑢W和室友，感謝他們在學習中給我的

68、幫助。</p><p>　　最后感謝我的父母，他們的鼓勵是我完成這次報告的動力，感謝他們無私的奉獻。</p><p><b>　　【參考文獻】</b></p><p>　?。?］曾東建.汽車發(fā)動機設計 . 西華大學，2009.</p><p>　?。?］魏遠文.發(fā)動機工作過程計算.西華大學，2009</p>

69、<p>　　［3］周龍保，高宗英.內(nèi)燃機學［M］.機械工業(yè)出版社，2003</p><p>　?。?］楊寶剛.開展企業(yè)管理信息化工作的步驟［J］，企業(yè)管理，2002（11）：12～15</p><p>　?。?］Islamabad. Software tools for forgery detection［J］. Business line.2001. (5）. 29～32

70、</p><p>　　［6］何華，曾馨.發(fā)動機結構［M］.北京：北京理工大學出版社，2006.</p><p>　?。?］西華大學交通與汽車工程學院.內(nèi)燃機課程設計指導書</p><p>　　［8］臧杰，閻巖.汽車構造［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2008.</p><p>　　附錄：195柴油機額定工況工作過程計算程序</p>

71、<p><b>　　程序核心代碼</b></p><p>　　Option Explicit</p><p>　　Dim n, nn, pr, po As Single</p><p>　　Dim tr, pa, Va, s, d, vh, kkk As Single</p><p>　　Dim pab, e

72、, paa, pad, pac As Single</p><p>　　Dim tt, t, yy, fa, ta As Single</p><p>　　Dim nv, n1, tc, pc, fx As Single</p><p>　　Dim l, Vc, gc, gh, g0 As Single</p><p>　　Dim Vcx

73、, r, lo, a, mt, m1, m2, u0, u As Single</p><p>　　Dim khu, cv1, cv2, tz, ccc, hu, qq, aaa, bbb As Single</p><p>　　Dim l8, n2, pz, tb, pi1, pi, p As Single</p><p>　　Dim fi, pm, nm, ni

74、, gi, ne, pe, ge, nne, i, v, pb As Double</p><p>　　Dim ylsgb As Single</p><p>　　Dim P0, Pcx, Tcx, Pbx, Tbx, Vbx As Single</p><p>　　Dim x, y As Integer</p><p>　　Dim φx,

75、Vb1</p><p>　　Private Sub Command2_Click()</p><p>　　Picture1.Cls</p><p><b>　　End Sub</b></p><p>　　Private Sub Command3_Click()</p><p><b>　

76、　End</b></p><p><b>　　End Sub</b></p><p>　　Private Sub Command4_Click()</p><p>　　Picture1.Cls</p><p>　　Picture1.Scale (-0.1, 120)-(1.1, -10)</p>

77、<p>　　Picture1.ForeColor = vbBlack</p><p>　　Picture1.Line (0, 0)-(1.3, 0) '畫X軸</p><p>　　Picture1.Line (0, 0)-(0, 115) '畫Y軸</p><p>　　Picture1.CurrentX = 0.95:

78、 Picture1.CurrentY = -0.02: Picture1.Print "V (L)"</p><p>　　Picture1.CurrentX = 0.02: Picture1.CurrentY = 115: Picture1.Print "P (bar)"</p><p>　　For y = 0 To 110 Step 5

79、 '畫刻度</p><p>　　Picture1.Line (0, y)-(0.02, y)</p><p>　　Picture1.CurrentX = -0.08: Picture1.CurrentY = y + 1.5: Picture1.Print y</p><p><b>　　Next y</b></p>

80、<p>　　Picture1.Line (0, 115)-(-0.01, 113.5) '畫箭頭</p><p>　　Picture1.Line (0, 115)-(0.01, 113.5)</p><p>　　For x = 0.1 To 1 Step 0.1 '畫刻度</p><p>　　Picture1.Line (

81、x, 0)-(x, 0.2)</p><p>　　Picture1.CurrentX = x - 0.05: Picture1.CurrentY = -0.02: Picture1.Print x</p><p><b>　　Next x</b></p><p>　　Picture1.Line (1, 0)-(0.99, 2) '

82、畫箭頭</p><p>　　Picture1.Line (1, 0)-(0.99, -2)</p><p>　　Vc = vh / (e - 1)</p><p>　　Picture1.ForeColor = vbBlue</p><p>　　Picture1.CurrentX = Vc + 0.01: Picture1.CurrentY =

83、 10: Picture1.Print "Vc"</p><p>　　Picture1.Line (Vc, 120)-(Vc, 0) '畫Vc線</p><p>　　Picture1.ForeColor = vbRed</p><p>　　Picture1.Line (0, 1)-(0.95, 1) '畫P0線</p>

84、<p>　　Picture1.CurrentX = 0.95: Picture1.CurrentY = 4: Picture1.Print "P0"</p><p>　　Va = vh + vh / (e - 1)</p><p>　　Vc = vh / (e - 1)</p><p>　　Picture1.ForeColor =

85、vbGreen</p><p>　　'===================================畫壓縮曲線=========================</p><p>　　For φx = 0 To 3.14 Step 0.0001</p><p>　　Vcx = vh / 2 * ((1 - Cos(φx)) + (1 - Cos(2 *

86、 φx)) * 1 / 4 / 4) + Vc</p><p>　　Pcx = pa * (Va / Vcx) ^ n1</p><p>　　Picture1.PSet (Vcx, Pcx)</p><p><b>　　Next φx</b></p><p>　　Picture1.Line (Vc, pc)-(Vc, p

87、z)</p><p>　　'===================================畫膨脹曲線=========================</p><p>　　For φx = 3.14 To 6.28 Step 0.0001</p><p>　　Vbx = vh / 2 * ((1 - Cos(φx)) + (1 - Cos(2 * φ

88、x)) * 1 / 4 / 4) + Vc</p><p>　　Pbx = pb * (Va / Vbx) ^ n2</p><p>　　If Pbx <= pz Then</p><p>　　Picture1.PSet (Vbx, Pbx)</p><p>　　Else: Picture1.Line (Vc, pz)-(Vbx, pz

89、)</p><p><b>　　End If</b></p><p><b>　　Next φx</b></p><p>　　Vb1 = vh / 2 * ((1 - Cos(6.4)) + (1 - Cos(2 * 6.4)) * 1 / 4) + Vc</p><p>　　Picture1.Li

90、ne (Va, pa)-(Va, pb) '畫放熱線</p><p>　　Picture1.Line (Va, pc)-(Va, pz) '畫加熱線</p><p><b>　　End Sub</b></p><p>　　Private Sub Command1_Click()</p><p>

91、　　s = Val(Text2.Text): d = Val(Text4.Text)</p><p>　　n = Val(Text1.Text): po = Val(Text15.Text) / 10:</p><p>　　e = Val(Text5.Text): tt = Val(Text17.Text): fa = Val(Text18.Text): r = Val(Text2.Tex

92、t)</p><p>　　l = Val(Text31.Text) / 3.14 / ((d / 2) ^ 2)</p><p>　　gc = Val(Text11.Text): gh = Val(Text12.Text): g0 = Val(Text8.Text)</p><p>　　a = Val(Text19.Text): mt = Val(Text20.Te

93、xt): fi = Val(Text9.Text): i = Val(Text3.Text)</p><p>　　n1 = Val(Text14.Text): n2 = Val(Text33.Text)</p><p>　　'================================排氣過程===========================</p><

94、p>　　pr = Int(1000 * 10.8 * po) / 1000: tr = 350 / (1.2 / Log(n) * Log(10) + 0.005 * (e - 3) + 0.01 * (fa - 1)): hu = 42500 '柴油機 暫時先賦的值</p><p>　　'================================進氣過程=============

95、==============</p><p>　　'kkk = 2.4 * nn / n</p><p>　　'pab = (10 / kkk) ^ 2</p><p>　　paa = n ^ 2 / 520000000</p><p>　　pac = ((e - 0.5) ^ 2) / ((e - 1) ^ 2)

96、 '殘余廢氣收縮系數(shù) 暫時取的0.5</p><p>　　' pad = 1 - paa * pab * pac * (1 / (fa ^ 2))</p><p>　　't = 20 * (110 - 0.0125 * n) / (110 - 0.0125 * nn)</p><p>　　t = 20 &

97、#39;t 進氣溫升 取的 20</p><p>　　pa = 0.9 * po * 10 '進氣壓力</p><p>　　yy = (tt + t) * pr / tr / (e * pa - pr) ' 殘余廢氣系數(shù) yy</p><p>　　' ta = (t + tt + y

98、y * fa * tr * (pa / pr) ^ ((n - 1) / n)) / (1 + yy * fa) '進氣溫度</p><p>　　ta = (tt + t + yy * tr) / (1 + yy) '進氣溫度</p><p>　　nv = tt * pa * e * (e * pa -

99、 pr) / (tt + t) / (10 * po) / (e - 1) / e / pa '充氣系數(shù)</p><p>　　'===================================壓縮過程=========================</p><p>　　'n1 = 1.46 - 0.05 * nn / n

100、 '平均壓縮多變指數(shù)</p><p>　　pc = Int(100 * (pa * e ^ (n1))) / 100 '壓縮終點壓力</p><p>　　tc = Int(10 * ta * e ^ (n1 - 1)) / 10 '壓縮終點溫度</p><p>　　'==

101、=============================燃燒過程===========================</p><p>　　lo = 1 / 0.21 * (gc / 12 + gh / 4 - g0 / 32)</p><p>　　m1 = a * lo: m2 = a * lo + gh / 4 + g0 / 32</p><p>　　u0 =

102、 m2 / m1</p><p>　　u = (u0 + yy) / (1 + yy) '實際分子變更系數(shù)</p><p>　　'khu = 58000 * (1 - a) '化學損失</p><p><b>

103、;　　khu = 0</b></p><p>　　cv1 = (4.815 + 0.000415 * tc) * 4.1868</p><p>　　' If n < 2400 Then '--------------------------- 熱量利用系數(shù)選取</p><p>　　' qq

104、 = 0.08 / 1300 * n + 0.74</p><p>　　' Else: qq = 0.88</p><p><b>　　'End If</b></p><p>　　qq = Val(Text30.Text)</p><p>　　ccc = (qq * (hu - khu) / m1

105、/ (1 + yy) + cv1 * tc) / u</p><p>　　aaa = (3.3 / a + 3.7) * 4.1868 / 10000 '柴油機</p><p>　　bbb = (4.8 + 2.2 / a) * 4.1868</p><p>　　tz = Int((-bbb + (bbb ^ 2 + 4 * aaa * c

106、cc) ^ 0.5) / 2 / aaa) '燃燒終點溫度</p><p>　　' l8 = u * tz / tc '壓力升高比</p><p>　　ylsgb = Val(Text29.Text)</p><p>　　p = u * tz / ylsgb / t

107、c '----柴油機預期膨脹比----</p><p>　　pz = Int(100 * (ylsgb * pc)) / 100 '最高燃燒壓力</p><p>　　'=================================膨脹=======================

108、====================</p><p>　　'n2 = 1.2 + 0.03 * nn / n</p><p>　　pb = Int(100 * (pz / (e ^ n2))) / 100 '膨脹終點壓力</p><p>　　tb = Int(tz / (e ^ (n2 - 1)))

109、 '膨脹終點溫度</p><p>　　pi1 = pc / (e - 1) * (ylsgb * p / (n2 - 1) * (1 - 1 / e ^ (n2 - 1)) - 1 / (n1 - 1) * (1 - 1 / e ^ (n1 - 1)))</p><p>　　pi = fi * pi1

110、 '平均指示壓力</p><p>　　pm = (1 + n / 1000) * 0.4 '機械損失壓力</p><p>　　nm = 1 - pm / pi ' 機械效率</p><p>　　ni = Int(100

111、00 * 8.314 * m1 * tt * pi / hu / 10 / po / nv) / 10000 '指示熱效率</p><p>　　gi = 3600000 / hu / ni '指示燃油消耗率</p><p>　　ne = nm * ni '

112、有效熱效率</p><p>　　pe = pi * nm '平均有效壓力</p><p>　　ge = 3600000 / hu / ne '有效燃油消耗率</p><p>　　vh = Int(10000 * 3.14 * (d /

113、2) ^ 2 * r / 10 ^ 6) / 10000</p><p>　　v = Int(10000 * (vh / e + vh)) / 10000 '--------------------汽缸容積</p><p>　　nne = i * v * pe * n / 1224 '--------------------

114、有效功率</p><p>　　Text7(1).Text = "0" & Int(10000 * ni) / 10000</p><p>　　Text7(3).Text = Int(100 * gi) / 100</p><p>　　Text7(4).Text = "0" & Int(10000 * ne) /

115、 10000</p><p>　　Text7(5).Text = Int(1000 * pe) / 1000</p><p>　　Text7(6).Text = Int(100 * ge) / 100</p><p>　　Text7(7).Text = Int(100 * nne) / 100</p><p>　　Text10.Text =

116、pr: Text13.Text = Int(10 * tr) / 10: Text21.Text = "0" & Int(100 * pa) / 100: Text22.Text = Int(ta * 10) / 10</p><p>　　Text23.Text = pz: Text24.Text = tz: Text25.Text = tb: Text26.Text = pb<

117、/p><p>　　Text27.Text = pc: Text28.Text = tc</p><p><b>　　eee:</b></p><p><b>　　End Sub</b></p><p><b>　　程序運行結果</b></p><p>　　圖