1、 1 120mL120mL 四冲程汽油机连杆设计四冲程汽油机连杆设计 序言序言 汽车发动机设计 课程设计是我校汽车工程学院针对热能与动力工程专业开 设的一门非常重要的专业课设计。 此次课程设计是在我们学习了一些基础制图知识 和汽车以及发动机知识后所做的一次最为专业的课程设计， 能够全面地检验并巩固 我们以前所学的专业课知识。 众所周知现代汽车工业发展越来越快，而发动机作为汽车的核心部件，其性能 对汽车起着关键作用，比如汽车的行驶速度、加速性能、爬坡度、牵引力等都主要 取决于发动机。 因此， 发动机设计对于汽车工业具有重要意义。汽车发动机设计 课程设计对我们的想象力，制图能力，分析计算能力，查阅
2、各种工具书的能力都是 一次很好的锻炼。除此之外，此次课程设计还为我们今后的毕业设计和走上工作岗 位奠定了坚实的基础。 我们充分利用这次课程设计的机会，结合所学过的理论知识，发挥我们的思维 能力和动手能力，保质保量的完成这次课程设计。 2 1 1 发动机结构参发动机结构参数设计数设计 设计一台发动机，首先要确定它的基本结构参数，包括平均有效压力Pm_，活 塞平均速度Vm，气缸数 i，转数 n，气缸直径 D，活塞行程 S，压缩比等。 1.11.1 初始条件初始条件 设计对象为 120mL 四冲程汽油机，初始条件为： 1）平均有效压力：Pm_=0.81.2MPa； 2）活塞的平均速度：Vm 1 2,
3、因此只需检查 1 1， 1 3。 由前面设计的参数可得：d=42mm，r=24mm，S=48mm，l1= 22mm，l2= 20mm，h=14mm，D=56mm。 计算得：1= 0.246，3= 0.422，故 1.5，则小头强度合格。 9.2.2 连杆小头的刚度校核连杆小头的刚度校核 当连杆小头与浮式活塞销相配时，小头必须有足够刚度，以免因小头变形过大 影响轴承间隙，使活塞销与衬套相互咬死。根据使用经验，由拉伸载荷引起的小头 横向直径收缩量应比间隙小一半以上（考虑到活塞销也有变形） 。 可按以下半经验公式计算： = Pddm 3 ( 90) 2 106EI 式中dm小头的平均直径，dm= (
4、D 1:1) 2 = 20mm 小头断面的惯性矩，I = B1b3 12 =49.5mm4 计算得 = 0.014mm 不到连杆小头与活塞配合间隙的一半，则刚度校核合格。 37 9.3 连杆杆身 连杆杆身最大拉伸应力d= pl m 式中fm杆身断面面积。 在摆动平面 Y-Y 内的合成应力1= (1+C L2 IX fm) pc m 在垂直于摆动平面 X-X 内的合成应力2= (1+ C L2 IY fm) pc m 式中 C系数，遂于常用钢材C = 0.00030.0004 IX= 1 12 BH 3 (B t)h3 ，I Y = 1 12 (Hh)B3+ht3 应力幅和平均应力： X= 1d
5、 2 ，mX= 1+ d 2 Y= 2d 2 ，mY= 2+ d 2 安全系数n = 1z a a :am 计算得：nX= 1.78，nY= 2.46 杆身安全系数在1.53.0之间，校核合格。 9.4 连杆大头 连杆大头所受惯性力拉伸载荷： Pdmx = G+G g 2r(1+ ) + G2 G3 g 2r 式中G、G、G2、G3分别是活塞组、连杆组往复部分、连杆旋转部分及连杆 大头下半部分的重量。 则弯曲应力为： = Pd* 0.023C W(1:II ) + 0.4 F1:F1 + 38 式中 W计算断面的抗弯曲断面模数，取W = 5.0 10;9m3 C计算圆环的曲率半径， F1、F1
6、 大头及轴承中央截面面积， 计算得： = 147.49MPa 参考内燃机设计 （杨连生） ，连杆大头许用弯曲应力 = 220MPa 强度校核合格。 大头恒心收缩量 = 0.0024Pj C3 E(I:I) 计算得： = 0.034mm，小于轴颈与轴承配合间隙的一半，则刚度校核合格。 39 10 设计结果 以下为查到排量为 125mL 的 HONDA、YAMAHN、SUZUKI 摩托车发动机的基本 结构和性能参数，列入表七，供与我所设计的发动机基本结构和性能参数对比： 表七 125mL 摩托车发动机的基本结构和性能参数 车名 冷却 方式 缸 数 配气 方式 缸径* 行程（ mm*mm） 压 缩 比 最大功 率 P_mx（ Kw/r/min） 最大扭矩 Ttqmx（ Kw/r/min） 平均有 效压力 Pm_（MPa ） 活塞平 均速度 Vm（ m/s） 升功率 PL（ Kw/L）
