387柴油机设计(活塞连杆组)

柴油机总装配——教你如何安装活塞连杆组件活塞连杆组将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动，同时将作用于活塞上的力转变为曲轴对外输出转矩，以驱动汽车车轮转动。

它是发动机的传动件，它把燃烧气体的压力传给曲轴，使曲轴旋转并输出动力。

活塞连杆组主要由活塞、活塞环、活塞销、连杆及连杆轴瓦等组成。

接下来我为大家介绍活塞连杆组件的装配：(1)将组装好的活塞连杆组件清洗干净后吹干，将连杆大头盖和下瓦涂上机油，然后使活塞环开口相互错开120‘左右。

(2)将安装活塞用的锥形导筒放在汽缸套上端面上，转动曲轴，使该汽缸连杆轴颈处于上止点后80。

左右位置，如图12-62所示。

再慢慢地将活塞连杆组件装入汽缸套内，如图12-63所示。

(3)装配时，连杆大头切口面应朝向机体有窗口的一侧，用手轻轻下压活塞顶部，使连杆大头轴瓦内圆与连杆轴颈贴合，贴合后再用手扶着连杆大头，慢慢转动曲轴飞轮，使连杆大头转到利于装配连杆大头盖的位置，如图12-64所示。

(4)在连杆下瓦上涂些机油，按装配记号装上连杆大头盖。

拧上连杆螺栓，然后用扭力扳手分2～3次均匀交替地锁紧到规定的力矩，6135镀铜防松螺钉的锁紧力矩为255～274N·m，用磷铜丝固定的连杆螺钉锁紧力矩为175～195N·m，如图12-65所示。

(5)活塞连杆组件装配完毕后，要盘车检查装配情况。

若感觉有卡阻现象或盘车用力较大时，应拆下连杆大头盖重新进行装配。

(6)按上述方法把其他各缸的活塞连杆组件进行装配，每装配一缸检查一缸，所有缸装配完毕后，还应对连杆螺栓的锁紧做进一步的检查。

摘要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。

连杆是柴油机的主要传动件之一，本文主要论述了连杆的加工工艺及其部分工序夹具设计。

制定工艺路线时主要考虑粗、精加工安排、加工方法选择、工序集中与分散、加工顺序等方面的要求。

接着确定加工余量、工序尺寸及切削用量，最后设计夹具。

本论文介绍了确定加工连杆的生产纲领及生产类型；确定连杆的毛坯材料及尺寸，确定毛坯加工余量；设计连杆加工工艺；确定部分重要工序所用的工艺装备和设备；计算部分重要工序的切削用量和基本时间；设计重要工序所用的夹具。

连杆的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高，而连杆的工作环境恶劣，刚性比较差，容易产生变形，因此在安排工艺过程时，就需要把各主要表面的粗精加工工序分开。

逐步减少加工余量、切削力及内应力的作用，并修正加工后的变形，才能最后达到零件的技术要求。

关键词: 连杆。

变形。

工作环境。

加工工艺。

夹具设计前言本次设计是一次综合性的练兵设计，是对我们三年来所学知识的一次检验，在设计中既巩固了所学的知识，又为走向工作岗位奠定了良好的基础。

因而，我们必须认真、谨慎、踏实、一步一步、绝不马虎地完成设计。

从而给三年大学生活画上一个完整的句号！毕业设计是一个重要的教案环节，通过毕业实习使我们了解到一些实际与理论的差异。

柴油机活塞组课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解柴油机活塞组的基本结构及其工作原理；2. 学生能够掌握活塞、活塞环、活塞销等零部件的作用及相互关系；3. 学生能够了解柴油机活塞组在运行中的故障类型及其原因。

技能目标：1. 学生能够运用所学的知识对柴油机活塞组进行拆装和组装；2. 学生能够运用检测工具对活塞组进行常规检查，分析并解决简单故障；3. 学生能够通过查阅资料，了解并掌握活塞组的新技术、新工艺。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对柴油机维修工作的兴趣和热情，提高职业认同感；2. 培养学生严谨、细致的工作态度，养成良好的操作习惯；3. 培养学生的团队合作精神，提高沟通与协作能力。

本课程针对中职学校柴油机维修专业二年级学生设计，课程性质为理实一体化课程。

结合学生特点，课程目标注重理论知识与实践技能的相结合，突出实用性和操作性。

通过本课程的学习，使学生能够具备一定的柴油机活塞组维修技能，为今后从事相关工作打下坚实基础。

教学要求注重启发式教学，引导学生主动探究，提高学生分析问题和解决问题的能力。

课程目标的具体分解为后续教学设计和评估提供了明确的方向。

二、教学内容1. 柴油机活塞组结构及工作原理- 活塞、活塞环、活塞销的构造与功能- 活塞组在柴油机中的工作过程- 教材第二章第一节2. 柴油机活塞组的拆装与组装- 活塞组拆装工具的选择与使用方法- 活塞组拆装步骤及注意事项- 活塞组组装方法及质量检查- 教材第二章第二节3. 柴油机活塞组故障诊断与排除- 活塞组常见故障类型及原因- 故障诊断方法及流程- 排除故障的方法及技巧- 教材第二章第三节4. 柴油机活塞组新技术、新工艺介绍- 现代柴油机活塞组的设计特点- 新技术应用与发展趋势- 教材第二章第四节教学内容按照课程目标进行选择和组织，保证科学性和系统性。

教学大纲明确教学内容安排和进度，共计4个部分，分别对应教材第二章的四个节。

在教学过程中，注重理论与实践相结合，提高学生的操作技能和故障排除能力。

1前言 (2)2结构参数计算 (2)2.1已知条件 (2)2.2发动机结构形式 (2)2.3发动机主要结构参数 (2)3动力学计算 (5)4连杆的设计 (9)4.1连杆主要尺寸设计 (9)4.1.1连杆长度的确定 (9)4.1.2连杆小头尺寸的确定 (9)4.1.3连杆大头尺寸的确 (10)4.2连杆强度的计算 (10)4.2.1连杆小头强度的计算 (10)4.2.2连杆大头的强度计算 (13)5小结 (14)6参考文献 (15)1前言《内燃机设计》课程设计是在我们学习了一些基础制图知识和汽车以及发动机的整体知识框架后所给我们的一次很好的锻炼，众所周知现代汽车工业发展越来越快，而作为汽车心脏的发动机自然也成为了发展的重中之重，发动机的结构和性能对汽车起着决定性的影响，比如汽车的行使速度、加速性能、爬坡度、牵引力等等都取决于发动机，因此来说设计发动机是汽车设计的重中之重，而发动机的设计又对我们的想象能力，制图能力，分析计算能力，查阅各种工具书的能力无疑是一次很好的锻炼，因此，我们要充分利用这次课程设计的机会，认真对待，做好充分的准备，保证高质量的去完成，这也为以后学习打下了一个很好的基础。

2结构参数计算2.1已知条件平均有效压力:1.064MPa活塞平均速度:7.8m/s2.2发动机结构形式发动机功率为41.695KW ，参考袁兆成版《内燃机设计》设计为4缸4冲程柴油机，冷却方式采用水冷。

2.3发动机主要结构参数参考袁兆成版《内燃机设计》S/D 的取值范围在0.8～1.2之间，取S/D=1P e =τ20785.0Vm zD p em =4808.74064.10785.02⨯⨯⨯⨯＝41.695KwD=80mm 则S=80mm (S 与D 均取整) 则气缸工作容积V=LSD 40192.042=πn=SC m30 =3000 r/min 角速度度ω=30nπ=3.14×3000/30=314rad/s S/2=40mm3动力学计算由曲柄连杆机构的受力分析计算：P=P g +P j =P g -m j r ω2(cos α+λcos2α) =Pg-mjj （m j 为机构往复惯性质量）活塞质量mp=630g 连杆小头质量m4=190g连杆质量m=0.00063(D-80)2+0.0476(D-80)+0.2149≈1.05kg 估算m j=mp+m3+m4≈387.22gP 在连杆小头处即活塞销孔处分解为Pn 和P1，而P1又在两岸大头分解为K 和t ，Pn=P*tg β P l =βcos Pk= P l cos(α+β)=ββαcos )cos(+pββαcos )sin(+=P t4连杆的设计连杆是发动机的重要组成部分，主要由连杆大头、大头盖、连杆轴瓦及连杆螺栓等部分组成。

第1章柴油机连杆分析柴油机连杆零件的作用柴油机连杆由柴油机连杆大头、杆身和柴油机连杆小头三部分组成，柴油机连杆大头是分开的，一半与杆身为一体，一半为柴油机连杆盖，柴油机连杆盖用螺栓和螺母与曲轴主轴颈装配在一起。

柴油机连杆是较细长的变截面非圆形杆件，其杆身截面从大头到小头逐步变小，以适应在工作中承受的急剧变化的动载荷。

其形状也比较复杂，很多表面并不容易加工，不管是在其工作过程之中还是在加工过程中也很容易产生变形。

基本要求如：柴油机连杆杆身不垂直度<,小头、大头两端面对称面与杆身相应对称面之间的偏移<，杆身横向对称面对大小头孔中心偏移<1.首先必须保证大头中心孔中心线和小头孔中心线之间的平行度，这样才能保证柴油机连杆在工作过程中平稳不刮曲轴和轴瓦；第二个就是保证两个端面的平行度，以及两端面中心线与两孔中心线之间的垂直度，用于保证工作中不会刮伤曲轴平衡块，可以减少噪声，保持平稳；第三个要保证的是柴油机连杆体和盖的分和面之间的配合和吻合，以保证大头孔的圆柱度，以免刮伤轴瓦；第四要确保大小头孔中心线之间的距离，如果其得不到保证，将保证不了发动机在工作时的气体压缩比等。

零件的工艺分析由零件图可知：可将其分为三组加工表面。

它们相互间有一定的位置要求。

现分析如下：首先柴油机连杆的加工表面如下:(1)以端面互为基准加工的两端面。

(2)以小头孔为中心的加工有：钻两个①4的油孔，加工侧面工艺凸台(3)以大头孔为中心的加工表面有：加工M12螺栓孔。

柴油机连杆精度的参数主要有五个：1.柴油机连杆大端中心面和小端中心面相对于柴油机连杆身中心面的对称；2.柴油机连杆大小头空中心距尺寸精度；3. 柴油机连杆大小头孔平行度；4.柴油机连杆大小头孔的尺寸精度、形状精度；5. 柴油机连杆大头螺栓孔与接合面的垂直度。

其余技术参数如下表：第2章机械加工工艺规程设计生产纲领的确定生产纲领的大小对生产组织和零件加工工艺过程起着重要的作用，它决定了各工序所需专业化和自动化的程度，以及所选用的工艺方法和工艺装备。

柴油发电机主要运动部件柴油发电机机的运动件由活塞组、连杆组、曲轴飞轮组等组件构成。

它的作用是将活塞承受的气体压力通过连杆传给曲轴，并将活塞的往复直线运动变为曲轴的旋转运动输出机械能。

(一)活塞连杆组活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞梢、连杆等机件组成，如图右所示。

活塞1.1.活塞活塞的作用是与气缸、气缸盖组成燃烧室，并通过活塞销和连杆向曲轴传递机械能。

活塞顶部是燃烧室的组成部分，当柴油机工作时，其顶部直接承受(5880~8820)kPa〔增压柴油机为(7840--11760)kPa]爆发压力和瞬时高温的作用，顶部最高温度达300~4003C,整个活塞温度分布又极不均匀，并进行不等速的高速直线往复运动，这就要求活塞有高的强度、小的热膨胀系数、良好的耐磨性和耐腐蚀性、好的导热性及重量要轻。

柴油机的活塞顶部通常设有各种各样的凹坑。

凹坑是为改变燃烧室的形状而设置的，使可燃混合气的形成更有利，燃烧过程更加完善。

对强载度较高的活塞，头部要有冷却油道，以降低温度.康明斯NT系列柴油机活塞头部上面切有三道安装密封环(气环)的槽，下面一道槽用以安装刮油环(油环)的梢。

油环槽的底面钻有许多小孔，以便使刮油环从缸壁上刮下的多余润滑油经小孔流回下曲轴箱。

活塞裙部用来引导活塞在气缸内作直线运动，并把连杆的侧向力传给气缸壁，因此。

应有足够的承压面积。

活塞裙部还有活塞销座，将气休作用力经活塞销传给连杆。

由于柴油机气缸中压力很大，故其活塞裙部不开切槽。

只是将活塞做成锥形，并在裙部做出较大的椭圆度，因此，它的活塞与气缸壁的装配间隙比汽油机大。

为了保证柴油机压缩终了有足够的压力和温度，则要求有更好的密封性，因此，柴油机应具有更多的密封环和刮油环。

在使用过程中，由于磨损活塞与气缸之间的间隙逐渐增大。

若间隙大于0.5mm时需要搪修气缸，然后按气缸尺寸选配适当尺寸的活塞，恢复标准间隙，气缸按原来尺寸加大0.25mm作为修理尺寸，活塞也应有相应的选配尺寸，以保证其密封性。