创新型连杆结构对比分析
毕业设计(论文)-创新型上楼轮椅说明书
摘要本篇论文针对残疾人上楼困难而设计的一款上楼轮椅，文中首先对国内外各种爬楼轮椅结构进行分析，在对比总结各自优缺点的基础上设计出一款结构简单，操作方便的上楼结构。
该结构采用星轮行星轮结构，在平地时，行星轮工作，上楼时，齿式离合器结合后整个行星齿系将变成一个刚性的整体而转换为星轮结构模式，即各个齿轮均不能自转而只能随整个箱体一起翻转，从而实现上楼功能。
车身则采用滑轨式自动调平结构，该结构简单，调节方便。
AbstractThis paper for the disabled upstairs and of the design difficulties a upstairs wheelchair, this paper first to the domestic and foreign various climbing up a wheelchair structure analysis, in contrast to summarize their respective advantages and disadvantages designed on the basis of a simple structure, convenient operation of the upstairs structure.The structure and the star wheel planetary wheel structure, on the ground, the planet round work, go upstairs, combined with the whole planet gear clutch after tooth department will become a rigid whole and conversion for star wheel structure model, that is, each gears are not only with the whole body rotation and flip together, so as to realize the upstairs function. Body used the slippery course type automatic levelling structure, this simple structure, convenient adjustment.第一章绪论1.1 引言目前市场上的轮椅存在一个很大的不足：由于采用了传统的轮式结构，只能够在平地上行走，面对台阶、楼梯这样比较复杂的地形却显得无能为力。
连杆机构的分析和设计
连杆机构的分析和设计连杆机构是一种常见的机械传动装置，具有结构简单、传动平稳等优点，被广泛应用于各个领域。
本文将对连杆机构的分析与设计进行详细介绍。
连杆机构由连杆和关节构成，其中关节是使连杆之间能够相对运动的连接部件。
连杆机构可分为四杆机构、双曲杆机构和单曲杆机构等多种类型。
其中，四杆机构最为常见，是由四根连杆组成的机构。
机构结构分析是指对机构的组成部件进行材料选择、尺寸设计等工作。
在选择材料时，需考虑连杆的抗拉强度、抗压强度等因素。
在尺寸设计中，需满足机构的强度要求，同时尽量减小机构的质量和体积。
此外，连杆机构还需考虑连杆的相互约束关系，以保证机构的稳定性。
运动分析是指对机构运动规律进行研究。
在分析连杆机构的运动规律时，首先需要确定机构中各个连杆的运动关系。
常用的分析方法包括位置分析和速度分析等。
位置分析是指通过几何方法，确定机构各杆件的位置关系，以及杆件随时间变化的位置。
速度分析是指通过运动学方法，确定机构各杆件的速度关系，以及杆件随时间变化的速度。
在连杆机构的设计中，除了满足基本的运动规律外，还需考虑一些实际问题。
比如，在机构设计中，需考虑连杆的制造精度、装配误差等因素，以保证机构的运动精度。
在机构的运动平稳性分析中，需考虑机构的平衡性，避免机构发生过大的振动和冲击。
此外，在连杆机构设计中，还需考虑力学中的静力学平衡条件，以确保机构中各部件受力平衡，避免发生失稳或破坏。
在连杆机构的设计中，还可以根据不同的需求进行优化设计。
比如，在满足机构基本要求的前提下，通过调整连杆的形状和尺寸等参数，以提高机构的运动性能。
此外，还可以通过使用特殊连杆形式，如曲柄滑块机构、摇杆机构等，实现特定的运动要求。
总之，连杆机构的分析与设计是一项复杂而重要的工作，需要综合考虑材料选择、尺寸设计、运动规律分析等多个因素。
通过合理的分析与设计，可以确保连杆机构的性能与稳定性，提高机构的使用寿命和效率，实现机构的优化设计。
机械连杆机构设计分析
机械连杆机构设计分析机械连杆机构是一种重要的机械结构，常用于各种机械传动系统中。
设计一个合理的机械连杆机构对于提高机械设备的性能和效率至关重要。
本文将从机械连杆机构的设计原理、分析方法和优化方向等方面进行详细介绍。
首先，机械连杆机构的设计原理包括连杆的选择、连接方式和工作原理。
在设计机械连杆机构时，需要考虑要传递的力大小、传动比和工作环境等因素，从而选择合适的连杆类型，如曲柄连杆机构、滑块连杆机构等。
连接方式也是一个重要的设计考虑因素，常见的连接方式包括销轴连接、铰链连接等。
此外，设计时还需要充分理解机械连杆机构的工作原理，确保其能够正常运转并满足工作要求。
其次，机械连杆机构的分析方法包括正向分析和逆向分析两种。
正向分析是指根据已知的输入参数来计算输出参数，如求解运动学方程、力学方程等。
逆向分析则是根据已知的输出参数来确定输入参数，常用于优化设计和故障诊断。
在进行机械连杆机构设计时，需要结合正向分析和逆向分析的方法，全面评估机械性能并进行优化设计。
最后，机械连杆机构的优化方向主要包括结构优化、运动优化和控制优化。
结构优化主要是通过改变连杆的尺寸、材料和连接方式等来提高机械性能和降低重量成本。
运动优化则是通过优化曲柄机构的运动规律和传动比来提高运动效率和精度。
控制优化则是通过设计合理的控制系统来实现机械连杆机构的智能化控制，提高整体性能和适应性。
总的来说，机械连杆机构设计分析是一个复杂而重要的工程问题，需要全面考虑结构、运动和控制等因素。
只有深入理解机械连杆机构的原理和方法，才能设计出性能优越的机械设备，推动机械工程领域的发展。
希望本文的介绍能够帮助您更好地理解和应用机械连杆机构设计分析的知识。
课程设计连杆创新
课程设计连杆创新一、课程目标知识目标：1. 学生能理解连杆的基本概念、分类和功能，掌握连杆机构的创新设计原理。
2. 学生能够运用所学的几何知识，分析并计算连杆机构的运动和动力特性。
3. 学生了解连杆机构在工程实际中的应用，掌握相关的设计规范和标准。
技能目标：1. 学生具备运用计算机辅助设计（CAD）软件进行连杆创新设计的能力。
2. 学生能够通过小组合作，运用创新思维方法，提出并完善连杆机构的改进方案。
3. 学生掌握实验方法，能够对连杆机构进行性能测试和优化。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对机械设计的兴趣，增强对工程技术的热爱和敬业精神。
2. 学生在小组合作中，学会沟通、协作，培养团队精神和集体荣誉感。
3. 学生通过课程学习，认识到创新设计的重要性，培养创新意识和创新能力。
课程性质分析：本课程为机械设计相关课程，旨在帮助学生掌握连杆机构的设计原理和实际应用，提高学生的创新能力和实践能力。
学生特点分析：学生处于高中阶段，具备一定的几何知识和动手能力，但对机械设计的了解有限，需要引导和激发学生的学习兴趣。
教学要求：1. 结合课本知识，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
2. 创设问题情境，引导学生主动探究，培养学生的创新思维。
3. 强化团队合作，提高学生的沟通能力和协作能力。
4. 注重过程评价，关注学生的学习成果，确保课程目标的达成。
二、教学内容1. 连杆机构基本原理- 理解连杆机构的概念、分类及运动特点- 掌握平面连杆机构的运动和动力分析- 学习连杆机构的设计原则和规范2. 创新设计方法- 学习创新思维方法，激发创新意识- 掌握计算机辅助设计（CAD）软件在连杆设计中的应用- 分析实际工程案例，了解连杆机构的创新设计方法3. 实践操作与团队协作- 制定小组合作项目，进行连杆机构设计- 实施设计方案，进行性能测试与优化- 撰写实验报告，总结实践经验教学大纲安排：第一周：连杆机构基本原理学习，包括概念、分类及运动特点第二周：平面连杆机构的运动和动力分析第三周：连杆机构设计原则和规范，创新设计方法引导第四周：计算机辅助设计（CAD）软件培训第五周：小组合作项目启动，设计方案讨论与确定第六周：实践操作，连杆机构设计、制作与测试第七周：撰写实验报告，课程总结与反思教材章节关联：本教学内容与教材中“连杆机构”章节紧密相关，涉及连杆机构的原理、设计方法、创新实践等方面内容，确保学生学以致用，提高综合能力。
连杆设计和分析
材料选择与强度计算
材料选择
根据连杆的工作条件和性 能要求，选择合适的材料， 如碳钢、合金钢、铝合金 等。
强度计算
对连杆进行受力分析，计 算其在工作载荷下的应力 分布，确保最大应力不超 过材料的许用应力。
疲劳强度
考虑连杆在交变载荷作用 下的疲劳破坏，进行疲劳 强度计算和校核。
制造工艺性及优化措施
制造工艺性
连杆设计和分析
• 连杆基本概念与分类 • 连杆结构设计方法 • 连杆受力分析与仿真技术 • 连杆疲劳寿命预测及优化方法 • 连杆试验方法与性能评价标准 • 连杆设计挑战与未来发展趋势
目录
01
连杆基本概念与分类
定义及作用
连杆定义
连杆是机械传动中连接两个或两个以 上构件的零件，主要作用是将主动件 的旋转运动或往复运动传递给从动件 ，同时改变运动形式或传递动力。
数字化与智能化发展
借助数字化技术和智能化手段，提高连杆设计的效率和质量，实现 设计、制造、测试的一体化。
绿色设计与制造
注重环保和可持续性发展，探索绿色设计和制造技术，降低连杆制造 过程中的能耗和排放。
感谢观看
THANKS
应力分析
通过有限元分析计算连杆在给定载荷下的应力分 布
疲劳寿命评估
结合疲劳寿命预测模型和应力分析结果，评估连 杆的疲劳寿命
优化设计方法及实践案例
优化目标
提高疲劳寿命、减轻重量、降低成本等
优化方法
拓扑优化、形状优化、尺寸优化等
实践案例
某型号发动机连杆的优化设计，通过拓扑优化和形状优化，成功提 高了连杆的疲劳寿命并降低了重量。
连杆结构设计方法
结构设计原则与要求
满足功能要求
根据连杆的传动和支撑 功能，设计合理的结构
连杆机构的运动分析报告
连杆机构的运动分析报告连杆机构的运动分析报告连杆机构是一种常见的机械结构，由连杆和铰链组成。
通过连杆的连接和铰链的运动，连杆机构可以实现复杂的机械运动。
在本篇文章中，我们将对连杆机构的运动进行分析。
首先，我们需要了解连杆机构的基本组成。
连杆机构通常由两个或多个连杆组成，这些连杆通过铰链连接。
在连杆机构中，至少有一个连杆是固定的，称为固定连杆，其他连杆可以通过铰链连接进行运动，称为运动连杆。
接下来，我们需要确定连杆机构的运动目标。
连杆机构可以用于实现各种运动，例如直线运动、旋转运动、摆动运动等。
在分析时，我们需要明确机构的运动目标是什么，以便更好地理解和分析机构的运动性质。
然后，我们可以通过建立连杆机构的几何模型来进行运动分析。
连杆机构的几何模型是通过连杆的长度、连杆之间的连接方式以及铰链的位置来确定的。
通过几何模型，我们可以计算出各个连杆的位置、速度和加速度等参数，从而分析机构的运动性质。
在进行运动分析时，我们需要应用运动学原理。
根据连杆机构的特点，我们可以使用欧拉方程或拉格朗日方程来描述机构的运动。
通过这些方程，我们可以得到机构的运动方程，从而进一步分析和预测机构的运动。
此外，我们还可以使用计算机辅助分析工具来进行连杆机构的运动分析。
通过使用计算机软件，我们可以建立机构的数学模型，并进行模拟计算，从而更准确地分析机构的运动性质。
这种方法可以大大提高分析的效率和准确性。
最后，我们可以根据运动分析的结果对连杆机构进行设计和优化。
通过分析连杆机构的运动性质，我们可以了解机构的工作原理和特点，从而进一步改进和优化机构的设计。
通过优化设计，可以提高机构的性能和效率，实现更好的运动控制和工作效果。
总之，连杆机构的运动分析是理解和设计机械结构的重要方法。
通过逐步分析连杆机构的运动特性，我们可以深入了解机构的工作原理，为机构的设计和优化提供有力的支持。
1）连杆功能和结构分析
1）连杆功能和结构分析第一篇：1) 连杆功能和结构分析1）连杆功能和结构分析连杆是发动机中的重要零件。
它将作用于活塞顶面的膨胀气体的压力传给曲轴，推动曲轴旋转，同时受曲轴的驱动而带动活塞压缩汽缸内的气体。
连杆结构复杂，其通常在大头处分开为连杆体和连杆盖两部分，连杆杆身是工字型截面，而且从大头到小头逐步变小。
如果不作任何特征规划，直接运用特征造型技术构建连杆三维模型，造型很容易失败，难以获得较理想的结果，因为连杆结构复杂，不是简单的特征加减就可以完成的。
2）连杆的机械加工工艺过程分析连杆特征设计与机械加工密切相关，每一种加工方法与一个特征相对应，这是特征规划的基本原则。
连杆毛坯是锻造件，连杆体和连杆盖整体锻造。
连杆的主要加工工艺过程如下：铣连杆大小两端面→钻小头孔，扩至尺寸值，拉小头孔，并保证尺寸和表面粗糙值→铣大头定位凸台→从连杆上切下连杆盖→锪连杆盖上的螺帽凸台，钻螺栓孔，加工螺纹→把连杆和连杆盖用螺栓固定在一起，镗大头孔。
众人所知, 连杆是发动机的五大主关件之一,其在发动机中的地位是显而易见。
它是发动机传递动力的主要运动件, 在机体中做复杂的平面运动,连杆小头随活塞作上下往复运动连杆大头随曲轴作高速回转运动连杆杆身在大、小头孔运动的合成下作复杂的摆动。
连杆在承受往复的惯性力之外, 还要承受高压气体的压力, 在气体的压力和惯性力合成下形成交变载荷, 这就要求连杆具有耐疲劳、抗冲击, 并具备足够的强度、刚度和较好的韧性。
在今天随着汽车工业的高速发展, “ 小体积、大功率、低油耗”的高性能发动机对连杆提出更新、更高的要求作为高速运动件重量要轻, 减小惯性力, 降低能耗和噪声强度、刚度要高, 并具有较高的韧性连杆比要大, 连杆要短。
这也就意味着对连杆的设计和加工有更高的要求。
目前对于连杆的加工主要的技术要求大致如表与上柴连杆比较连杆加工毛坯目前, 国内外连杆毛坯主要有两种类型①整体式如上柴、二汽、上海大众、天内等②体盖分开式一汽二发等。
创新型连杆结构对比分析
边 界约 束 的 目的 是为 了消除整 体模 型 的刚性 位
移 。本文采用刚性约束 ，即曲柄销约束 。连杆大头 孔用曲柄销 固定 ，曲柄销的一个端面全约束 ，另一
个 端面 可 以轴 向移 动 ，对连 杆小头 顶端 在其 一节 点
Ｆ ｅ ｅ ｕ Ｙｕ ｌ ｉ
（ ｅｔ ｆ ｅ ｉｅａｄＰ ｗ ｒ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｍ ｃ ａ ｉ ｌ ｎ ｌ ｔ ｎｃ ｎ ｎｅｉｇ ｎｔｕｅ Ｄ ｐ ｈｃ ｏ ｅ ｇ ｅｉ ， ｅ ｈｎｃ ｄＥｅ ｒ ｉ Ｅ ｇ ｅｒ ｓｔｔ， ｏＶ ｌ ｎ Ｅ ｎ ｎ ａａ ｃｏ ｉ ｎＩ ｉ
ｎ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔｎ ｏ ｎ ｓｒ ｔ ｒ ｓｒ ｎ ｔ ｎ ｔｆ ｅ ｓｉ ｉｃ ｓ ｅ ｗｈ ｃ ｒ ｖｄｅ ｈ ｏ ｙ ｒｆ ｒ ｎ ｅ ／ ａ ｄ ｎ ｗ ｏ ｎ ｃ ｉ ｇｒ ｄ ｉ ｔｕｃｕ ａ ｔｅ ｇ ｈ ａ ｄ ｓｉ ｎ ｓ ｓｄ ｓ ｕ ｓ ｄ， ｉｈ ｐ ｏ ｉ ｓａ ｔ ｅ ｒ ｅ ｅｅ ｃ ｌ ｆ ｆｒｉ ｎ ｖ ｔｖ ｅ ｉ ｆｃ ｎ ｅ ｔｎ ｏ ｏ ｏ ａｉｅｄ ｓｇ ｏ ｏ ｎ ｃｉ ｇｒ ｄ． ｎ ｎ
栓 、曲柄销等则根据刚度等效原则进行适当简化 ， 完 成后 保证 两 种结 构 的质量 相 当 。 图 ｌ 、图 ２分别 为传统 连杆 体实 体模 型和新 型连 杆体 实体模 型 。
２２ 有 限元模 型的建 立 ．
２２１约束边 界条 件 ． ．
外 ，德国的马勒公司已有使用。运用商业有பைடு நூலகம்元分 析软件 Ａ Ｓ Ｓ１．进行有 限元静强度分析 ，对 比 Ｎ Ｙ ０ ０
Ｎ ｒ ｎｖｒｉ ｈｎ ， ａ ｕ ｎ ３ ０ Ｃ ｉａ ｏｔ Ｕ ｉ ｓｙ ｆ ｉ Ｔ ｉ ａ ０ ５ ， ｈｎ ） ｈ ｅ ｔｏＣ ａ ｙ ０ Ｉ
新型连杆式割草机的结构设计与运动学分析
据高等空间机构学理论对割草机构进行运动 学分 析 ；
最后 ， 根据 动 力 学 理 论 结 合 动 力 学 分 析 软 件 Ａ Ｄ Ａ ＭＳ
组成。齿轮二与齿轮 一啮合 ， 齿轮 一通过轴 ， 轴连 接 割草刀盘连接 ， 实现刀盘的旋转运动 。
多 自由度 割 草 机 构 由 电动 机 驱 动 。 电 动 机 四 主 要控 制 割草 机 的提升 运 动 ， 电 动 机一 和 电 动机 二 控 制 割草 机 的方 向控 制 ， 电 动 机 三 主要 控 制 割草 机 刀 盘 的
维 修 难度 大 等 缺 点 。 针对 传 统 割 草 机 的 缺 点 ， 本 文 研 发 了 一 种 ２一
与机架相连 。第 ２支链连 杆 四一 端通过转 动副与车
身相连 ， 一端通过球 副与连杆 五相连 ， 连杆一 端通过
球 副与 连杆 四相 连 ， 一端 通 过球 副 与机 架 相连 。 提升 机 构 由 连 杆 六 、 连 杆七 、 虎克 铰 、 连 杆 三 组
旋转 运 动
进行验证和数学 工具 软件 Ｍ ａ ｔ Ｌ ａ ｂ进 行 仿真分 析 ， 并 对两种计算方式进行对 比分析 ， 验 证 了该新 型多 自由
度 连 杆 式割 草 机 的可 靠 性 和 可 行 性 。结 果 表 明 ： 该 机 能 够 满 足工 作 要 求 ， 具 有一 定 的应用 价 值 。
２ ０ ｌ ８年 ４月
农 机 化 研 究
第 ４期
新 型 连 杆 式 割 草 机 的 结 构 设 计 与 运 动 学 分 析
娄 玉 印 ，朱 建 华。 ，刘 光 浩
（１ ． 广 西 科 技 大 学 鹿 山 学 院 ， 广 西 柳 州 ５ ４ ５ ０ ０ ０；２ ． 上 汽 通 用 五 菱 汽 车 股 份 有 限 公 司 ，广 西 柳 州
新型连杆式婴儿床的机构设计与仿真分析
DOI：10.16661/j.c n k i.1672-3791.2017.35.077
科 技资讯 2017 NO.35
SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION
新型连杆式婴儿床的机构设计与仿真分析①
周胜飞 娄玉印 张莹 （广西科技大学鹿山学院 广西柳州 545616）
科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION
Copyright©博看网 . All Rights Reserved.
77
科 技资讯 2017 NO.35 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION
工业技术 3 仿真分析
r1 r2 r3 r4 (1)
将 式（1）两 边各自平方 得 式 ( 2):
r2.r2 (r3 r4 − r1).(r3 r4 − r1)
(2)
将 式 ( 2)展 开 得 式 3 (2r3r1 cosθ1 − 2r3r4 )?*×
(3)
cosθ3 r22 − r12 − r32 − r42 2r1r4 cosθ1 0
令: A 2r1r3 sinθ1, B 2r3r1 cosθ1 − 2r3r4 ,C r22 − r12 − r32 − r42 2r1r4 cosθ1,
1-床身;2- 连杆二;3- 连杆 一;4-电动 机一;5-滑道;6 -机 架;7- 连 杆三;8 - 连 杆 四;9 -电 动 机 二
令：ω1 25rraadd//ss,r1 230, r2 700,r3 500 , r4 800 。 运行数学 计 算 软件M AT L A B对 新型婴儿 床 进行 仿真分 析得 [3]： 如图2所 示,摇 杆3的角度位 移 基本成 正弦分布，最 大角 速 度 为 6 0 r a d /s 。 如图3所 示,摇 杆3最 大 角 速 度 为3.1r a d /s 2。
混凝土泵车臂架连杆机构创新设计
混凝土泵车臂架连杆机构创新设计1. 引言说到混凝土泵车，您可能会想，这玩意儿有什么好说的？可不是嘛，咱们今天聊的可是个大件事！这泵车，之所以受欢迎，完全是因为它那灵活的臂架和超牛的连杆机构。
遇到工地上大块头的混凝土，它就好像是“变形金刚”一般，一下子就能把重重的水泥送到咱们想要的地方。
不过，今天咱们不光要称赞它，咱们还要聊聊如何创新设计这些臂架和连杆，让它们更厉害。
所以坐稳了，咱们开始这趟痛快的设计之旅！2. 臂架与连杆的基本原理2.1 臂架的作用首先，咱们得了解臂架的作用。
臂架就像是泵车的手臂，长得又高又能伸展，简直就是建筑工地上指挥交通的小助手。
只要一按按钮，它就能轻松把混凝土送到二楼、三楼，甚至更高，真是个“神手”。
但是，想要它健康地伸展和收缩，就离不开那连杆的支持。
连杆好比人体的肌肉，给臂架力量和灵活度。
2.2 连杆的设计挑战哦，当然，连杆的设计可不是那么简单。
这玩意儿不仅要承受重力，还得保持灵敏。
如果设计得不好，臂架一僵硬，不仅作用减半，甚至连大工人都得“累惨”！所以，连杆的材料、结构、连接方式，样样都很讲究。
咱们就得从这些方面想点法儿。
3. 创新设计的思路3.1 材料的选择那么，创新设计的第一步，就是选对材料。
要知道，咱们现在有很多新型材料可以用。
比如，碳纤维、铝合金这些轻巧又结实的材料，性价比绝对高。
如果用这些材料做连杆，既能减轻泵车的负担，又能提升其承载能力，简直是“一举两得”！而且，一些新型复合材料，这可是未来的趋势，轻盈又强韧，绝对能让泵车走得更远，跑得更快！3.2 结构的优化再说到结构，那真是要好好琢磨一番了。
臂架和连杆的连接方式，很多时候都是个“命门”。
我们可以考虑采用模块化设计，每个部分都能简单拆装、更换。
这样不仅方便维修，还能在不同工地上灵活调整，以应对不同的工作需求。
像极了拼图，哪儿硬了，哪儿松了，自己调节就好，不必一味抱怨。
4. 未来展望与总结当然，谈到未来，咱们不能光顾着坐在设计图纸上瞎晃悠。
连杆的结构特点与作用
连杆的结构特点与作用第一篇：连杆的结构特点与作用一，连杆的结构特点：连杆是汽车发动机中的主要传动部件之一，他在柴油机中，把作用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着急剧变化的动载荷。
连杆由连杆体及连杆盖两部分组成。
连杆及连杆盖上的大头孔用螺栓和螺母与曲轴装在一起。
为了减少磨损和便于维修，连杆的大头孔内装有薄壁金属轴瓦。
轴瓦有钢质的底，底的内表面浇有一层耐磨巴氏合金轴瓦金属。
在连杆体大头和连杆盖之间有一组垫片，可以用来补偿轴瓦的磨损。
连杆小头用活塞销与活塞连接。
小头孔内压入青铜衬套，以减少小头孔与活塞的磨损，同时便于在磨损后进行修理和更换。
在发动机工作过程中，连杆受膨胀气体交变压力的作用和惯性力的作用，；连杆除应具有足够的强度和刚度外，还应尽量减小连杆自身的质量，以减小惯性力的作用。
连杆杆身一般都采用从大头到小头逐步变小的工字型截面形状。
为了保证发动机的运转均衡，同一发动机中各连杆的质量不能相差太大，因此，在连杆部件的大，小头两端设置了去不平衡的质量的凸块，以便于在称重后切除不平衡质量，连杆大，小头两端对称分布在连杆中截面的两侧。
考虑到装夹，安放，搬运等要求，连杆大，小头的厚度相等（基本尺寸相同）。
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之间的摆动运动副。
连杆的作用是把活塞与曲轴联接起来，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。
反映连杆精度的参数主要有5个：（1）连杆大端中心面和小端中心面相对连杆杆身中心面的对称度；（2）：连杆大、小头孔中心距尺寸精度；（3）连杆大、小头孔平行度；（4）连杆大。
小头孔尺寸精度、形状第二篇：连杆的结构特点与作用连杆的结构特点与作用一，连杆的结构特点：连杆是汽车发动机中的主要传动部件之一，他在柴油机中，把作用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。
连杆机构的分析和设计PPT共94页
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
连杆机构的分析和设计 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
连杆机构的分析和设计PPT文档94页
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
连杆分析报告
连杆分析报告1. 简介连杆是机械装置中常用的零部件之一，广泛应用于发动机、机械传动系统等领域。
连杆通常由两个铰接在一起的杆件组成，用于连接两个旋转或振动部件。
本文档将对连杆进行分析，包括材料选择、结构设计和机械性能等方面进行讨论。
2. 材料选择连杆通常承受着较大的拉压力和转动力矩，因此材料的选择对于连杆的强度和耐久性至关重要。
常用的连杆材料有铸铁、钢、铝合金等。
•铸铁：铸铁具有良好的韧性和耐磨性，在低载荷情况下可以满足要求。
然而，铸铁的强度相对较低，不能承受较大的载荷。
•钢：钢具有较高的强度和硬度，能够承受较大的载荷。
同时，钢材还具有良好的韧性和耐磨性，适合用于制作连杆。
•铝合金：铝合金具有轻量化的优势，适用于某些对重量要求较高的应用场景。
然而，铝合金的强度相对较低，不适合在高载荷环境下使用。
综上所述，钢是制造连杆的常用材料，它能够提供较高的强度和耐久性，同时保证较好的韧性和耐磨性。
3. 结构设计连杆的结构设计对于其性能具有重要影响。
常见的连杆结构有H型连杆、I型连杆和X型连杆等。
•H型连杆：H型连杆由两个平行的杆件和一个连接两者的水平杆件组成。
这种结构具有较高的刚性和稳定性，适用于承受较大载荷和振动的场景。
•I型连杆：I型连杆由一根较大的杆件和两个连接在两端的较小杆件组成，形状类似字母I。
这种结构具有较高的强度和刚性，适用于高载荷和高速运动的场景。
•X型连杆：X型连杆由四个连接在一起的杆件组成，形状类似字母X。
这种结构具有较好的平衡性和稳定性，适用于高速旋转的场景。
根据具体的应用需求和工作环境，选择适合的连杆结构可以提高连杆的性能和使用寿命。
4. 机械性能连杆的机械性能包括强度、刚度和耐疲劳性等指标。
•强度：连杆在工作时承受着较大的拉压力和转动力矩，因此强度是一个关键指标。
强度的计算可以采用应力分析方法，根据力学原理计算连杆在不同工况下的强度是否满足要求。
•刚度：连杆的刚度决定了它在受力时的变形程度。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（298）创新型连杆结构对比分析付月磊（中北大学机电工程学院车辆与动力工程系，太原030051）摘要分别建立沿小头孔轴线杆身断面的传统连杆及垂直小头孔轴线杆身断面的新型连杆实体模型，运用ANSYS 软件对传统连杆及新型连杆进行有限元静力分析。
讨论了两种结构形式在结构强度和刚度上的差异，为连杆的创新型设计提供理论参考。
关键词：发动机连杆强度刚度有限元分析Contrast Analysis of Innovated Connecting Rod StructureFu Yuelei（Dept of Vehicle and Power Engineering,M echanical and Electronic Engineering Institute,North University of China,Taiyuan 030051,China ）Abstract:M odeling a traditional connecting rod with its shaft section along the axis of small end and a new connecting rod with its shaft section vertical to the axis of small end.Static analysis of the traditionaland new connecting rods is conducted by means of ANSYS.Difference between traditional connecting rod and new connecting rod in structural strength and stiffness is discussed,which provides a theory reference for innovative design of connecting rod.Key words:engine,connecting rod,finite element analysis,strength,stiffness柴油机设计与制造Design &Manufacture of Diesel Engine2010年第2期第16卷（总第131期）来稿日期：2009-9-27作者简介：付月磊(1984－)，男，硕士研究生，主要研究方向为发动机总体技术及结构动态设计。
1引言连杆是连接发动机活塞与曲轴的一个重要零件，工作中主要承受压缩、拉伸和弯曲等交变负荷。
根据连杆的工作条件，连杆应具有足够的抗疲劳强度和结构刚度。
若强度不足，连杆螺栓、连杆盖甚至连杆体都可能断裂。
若刚度不够，则可能由于大头变形而造成连杆螺栓弯曲等弊病[1]。
本文综合考虑连杆的结构强度与刚度，以某4缸高速汽油机为例，分别建立沿小头孔轴线杆身断面的传统连杆模型和垂直小头轴线杆身断面的新型连杆模型。
后者结构形式在国内尚无使用，在国外，德国的马勒公司已有使用。
运用商业有限元分析软件ANSYS 10.0进行有限元静强度分析，对比连杆在最大压缩和最大拉伸两种极限工况下的结构强度和刚度，为连杆的创新型设计提供参考。
2连杆有限元静力分析2.1实体模型的建立连杆组在整体结构上比较复杂，包括了连杆体、大头盖、连杆轴瓦、连杆小头衬套以及连杆螺栓等零件。
由于本文主要考虑的对象是连杆，故在建模时对连杆、大头盖建立详细实体模型，而对螺栓、曲柄销等则根据刚度等效原则进行适当简化，完成后保证两种结构的质量相当。
图1、图2分别为传统连杆体实体模型和新型连杆体实体模型。
2.2有限元模型的建立2.2.1约束边界条件边界约束的目的是为了消除整体模型的刚性位移。
本文采用刚性约束，即曲柄销约束。
连杆大头孔用曲柄销固定，曲柄销的一个端面全约束，另一个端面可以轴向移动，对连杆小头顶端在其一节点doi:10.3969/j.issn.1671-0614.2010.02.00518--（299）上进行横向位移协调约束，应用ANSYS 的接触向导在曲柄销和大头孔间建立接触单元。
2.2.2载荷边界条件由于连杆受力复杂，根据力的作用效果，考虑以下三种载荷的作用。
1）预紧载荷连杆的预紧载荷包括螺栓预紧力、连杆小头和衬套间过盈装配预紧力、连杆大头和轴瓦间过盈装配预紧力。
(1)螺栓连接预紧力将实际连杆螺栓拧紧力矩转化为螺栓预紧力，在螺栓中间建立预紧单元，通过力加载的方式施加螺栓预紧力。
(2)连杆过盈装配预紧力连杆大头与轴瓦及连杆小头与衬套之间的过盈装配预紧力将以压强的形式作用在接触面上。
配合面间的压强p 与配合过盈量δ之间的关系为[2]：(1)式中，d ———配合面直径，mm ；d 1———衬套内径或轴瓦内径，mm ；d 2———小头外圆直径或大头外圆直径，mm ；μ1，μ2———泊松比；δ———配合过盈量，mm ；E 1，E 2———弹性模量，M Pa 。
2）最大惯性力连杆组件的最大惯性力出现在进气行程开始的上止点附近，此时连杆小头和活塞往复运动加速度最大，也即惯性力最大，最大惯性加速度的计算公式为[3]：(2)式中，λ=r/l 为连杆比，l 为连杆长度，r 为曲柄半径，ω为曲轴角速度。
在连杆拉伸工况下，不但承受预紧工况时的载荷，还承受惯性载荷。
惯性载荷作用在连杆小头孔上表面120°的圆周范围内。
周向按余弦分布，轴向按二次抛物线分布。
在ANSYS 中考虑通过定义分段函数的方法施加惯性载荷。
具体方法如下：（1）在连杆小头中心位置建立局部柱坐标系，使x 轴沿连杆中心线的方向，使y 轴垂直于中心线方向，使z 轴沿小头轴线方向。
（2）以y 轴作为分段函数自变量，应用函数编辑器定义载荷分段函数，如下式所示：式中，L ———连杆小头宽度的1/2；R ———小头孔半径；Q C ———作用在小头上的总载荷；x =-L ~L ；θ=-60°~60°。
（3）应用函数加载器加载已定义的函数并定义表参数用于施加函数载荷，结果如图3所示。
1212p c c d E E ?−???????22111221d d c d d ?−???22222222d d c d d ?−???2(1)a r ??−?2222931cos (060)162(,)0(60300)931cos (300360)162C C Q x LR L q x Q x LR L −?????−????????????????????????????????????????????????19--（300）3）最大爆发压力在做功行程时，连杆受到由活塞、活塞销传过来的最大爆发压力。
在连杆压缩工况下，连杆不但承受预紧工况时的载荷，还承受做功行程时的最大爆发压力。
该载荷作用在小头下半孔120°圆周范围内，具体施加方法参考惯性力的施加。
沿小头孔轴线开槽的连杆有限元模型如图4所示。
3算例某4缸高速汽油机，材料为45Mn ，额定工况转速为4500r/min ，文中考虑爆压为7.15MPa ，轴瓦过盈量为0.03mm ，小头过盈量为0.015mm ，连杆螺栓预紧力为2.06×104N ，最大惯性力为5355N 。
3.1应力结果分析图5、图6分别为传统连杆与新型连杆在压缩工况下的连杆等效应力云图。
由于连杆在工作过程中承受交变载荷的作用，易发生疲劳破坏。
所以，连杆应力水平的高低直接决定其疲劳强度是否满足要求。
两种结构应力如表1所示。
从表中可以看出，两种结构形式的等效应力水平相当，连杆材料许用应力为790MPa 。
两种结构均未超出许用应力且具有足够的静强度安全系数。
3.2变形结果分析连杆整体变形结果的大小直接决定连杆的结构刚度是否满足要求，尤其是连杆大头孔的变形，它是判断连杆刚度是否满足要求的重要指标[4]。
连杆变形结果如表2所示：综合表2和图7、图8可以看出，在压缩工况下，新型连杆的总体位移变形及大头孔变形要小于传统连杆，新型连杆刚度要好于传统连杆；而在拉伸工况下，传统连杆的总体位移变形及大头孔变形要小于新型连杆，传统连杆表现出了更好的刚度水平。
（下转第24页）20--（上接第20页）4结束语（1）在相同质量的情况下，两种结构形式的连杆强度水平相当，且都具有足够的静强度安全系数。
（2）通过对两种结构的变形分析可知，在压缩工况下新型连杆具有更好的结构刚度，更适宜用作承受高爆压、低转速的发动机连杆；在拉伸工况下，传统连杆则具有更好的结构刚度，更适宜用作承受高转速、低爆压的发动机连杆。
参考文献1陈家瑞.汽车构造[M].北京：人民交通出版社，2003.2苏铁熊，张自明.接触问题对连杆有限元分析的影响[J].内燃机学报，2002，20(1)：80-83.3潘琼瑶，陈凯.车用发动机连杆强度分析与结构改进[J].车用发动机，2008(z1)：141-142..4吴兆汉.内燃机设计[M].北京：北京理工出版社，1990.（304）4.5试验结果与模拟结果对比风阻值的模拟结果与试验数据拟合曲线对比如图9所示，二者的最大相对误差为6.88%，吻合度较好。
5结论（1）能量损失主要在翅片周围区域，随着入口速度变大，即风量增加，风阻随之增加。
（2）根据散热器的几何结构，以散热器中的空气流体作为分析对象来实现对散热器空气阻力性能的分析，利用周期性边界对计算区域进行简化，只取一个周期的空气区域为计算区域，简化了计算过程，节省计算资源。
（3）数值模拟结果与试验数据的最大相对误差小于7%，吻合较好，表明所建模型及算法对管芯式散热器的风阻分析具有实用价值。
参考文献1杨家骐.汽车散热器（第一版）[M].人民交通出版社，1982.2朱恂廖强.管带式汽车散热器流动阻力与传热性能分析[J].重庆大学学报，2002(8).3李岳林，张志沛，郭晓汾.管片式散热器在汽车发动机冷却系匹配设计中的数值模拟[J].汽车工程，2001(1).4Aoki H.Shinagawa T .Suga K.An Experimental study of the Local Heat Transfer Characteristics in Automotive Louvered Fin[J].Experimental Thermaland Fluid Science 1989,2(3):293-300.5中华人民共和国第一机械工业部.汽车、拖拉机风筒试验方法[S].JB2293-1978，1978.6王福军.计算流体动力学分析[M].北京：清华大学出版社，2004.7索文超，毕小平，李贺佳.车用散热器空气流动阻力预测研究[J].汽车工程，2008，30(9).24--。