(完整版)柴油机连杆的优化设计毕业设计
连杆的优化设计
连杆的优化设计1 前言随着汽车工业制造技术的发展，对于汽车发动机的动力性能及可靠性要求越来越高，而连杆的强度、刚度对提高发动机的动力性及可靠性至关重要。
因此，国内外各大汽车公司对发动机连杆的材料及制造技术的研究都非常重视。
“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：(1)作为高速运动件重量要轻，减小惯性力，降低能耗和噪声；(2)强度、刚度要高，并且要有较高的韧性；这就意味着对连杆的设计和加工有着更高的要求。
其一，杆身有足够的刚度可以预防工作时发生弯曲变形；其二，连杆的大端和连杆盖有足够的刚度，以防大端变形时连杆螺栓承受附加的弯曲应力和大端失圆，使轴承润滑破坏。
同时，还要求连杆组具有足够的疲劳强度和冲击韧性。
[3]连杆的优化设计2 连杆机构2.1 连杆机构的特点连杆机构具有以下传送特点:1.连杆机构中的运动副一般均为低副（故又称其为低副机构，lower pair mechanism）。
其运动副元素为面接触，压力较小，承载能力较大，润滑好，磨损小，加工制造容易，且连杆机构中的低副一般是几何封闭，对保证工作的可靠性有利。
2.在连杆机构中，在原动件的运动规律不变的条件下，可用改变各构件的相对长度来使从动件得到不同的运动规律。
3.在连杆机构中，连杆上的各点的轨迹是各种不同形状的曲线(称为连杆曲线，coupler-pointcurve)，其形状随着各构件相对长度的改变而改变，故连杆曲线的形式多样，可用来满足一些特定工作的需要。
利用连杆机构还可很方便地达到改变运动的传递方向、扩大行程、实现增力和远距离传动等目的。
连杆机构也存在如下一些缺点：1.由于连杆机构的运动必须经过中间构件进行传递，因而传动路线较长，易产生较大的误差累计，同时也使机械效率降低。
2.在连杆机构运动中，连杆及滑块所产生的惯性力难以用一般平衡方法加以消除，因而连杆机构不宜用于高速运动。
此外，虽然可以利用连杆机构来满足一些运动规律和运动轨迹的设计要求，但其设计十分繁难，且一般只能近似地满足。
毕业设计--连杆
摘要本文主要论述了柴油机连杆的加工工艺及其夹具设计。
在X5032立式铣床上采用200端铣刀同时铣削连杆的两端面，所加工的连杆为模锻毛坯，且大小端等高，要求同时铣削二件连杆，保证铣一端面其厚度尺寸为30.5，铣另一端面保证厚度尺寸为27.5，铣削时需采用双件双工位铣夹具，并以连杆的端面、大头外圆、小头外圆为定位基准，且在两个不同的工位上采用不同的定位元件，以保证定位可靠。
并且由于两件同时加工，所以在装夹工件时应同时装夹，便于操作，夹紧可靠，利于加工。
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，就能最后达到零件的技术要求。
关键字：柴油机;连杆;加工工艺目录摘要 (1)绪论 (3)第一章．连杆的基本设计 (4)1.1连杆的材料和毛坯 (6)1.2连杆的结构特点 (7)1.3连杆的主要技术要求 (8)1.3.1大、小头孔的尺寸精度、形状精度 (9)1.3.2大、小头孔轴心线在两个互相垂直方向的平行度 (9)1.3.3大、小头孔中心距 (9)1.3.4连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度 (9)1.3.5大、小头孔两端面的技术要求 (9)1.3.6螺栓孔的技术要求 (9)1.3.7有关结合面的技术要求 (10)第二章连杆加工工艺的总体分析.........................................................................2.1连杆的机械加工工艺过程分析 (9)2.1.1确定毛坯的制造形式 (9)2.1.2工艺路线的拟定................................................. 错误!未定义书签。
2.1.3基准的选择......................................................... 错误!未定义书签。
汽车发动机连杆的工艺规程 毕业设计
关键词：发动机，连杆，定位基面，工艺设计
绪论5
第一章发动机的概述6
1.1发动机的定义6
考虑到整体锻造毛坯在切开体，盖后金属纤维呈断裂状的缺点，所以在连杆的大头增加了带“耳朵”形的肋。
连杆螺母的自锁，是利用连杆螺栓螺母上所开六个槽，拧紧螺母后，由于螺母的弹性变形保持有100~120N.m的扭矩。由于该扭矩的作用，使螺母的底面受一向上顶的力，螺母产生的弹性变形卡住螺栓，保证螺母在工作时不会松动。
鹤壁职业技术学院毕业（设计）论文
题目:汽车发动机连杆的工艺及程序设计
专业班级：机电一体化 10级（2）班
姓名:李wenlong
学号：1002312043
指导老师：@@@@@@@
2012年10月
汽车发动机连杆加工工艺分析与设计
摘 要
连杆的作用是将活塞承受的力传给曲轴，并使活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。连杆由连杆体、连杆盖、连杆螺栓和连杆轴瓦等零件组成，连杆体与连杆盖分为连杆小头、杆身和连杆大头。连杆承受的是冲击动载荷，因此要求连杆质量小，强度高。所以在安排工艺过程时，按照“先基准后一般”的加工原则。连杆的主要加工表面为大小头孔和两端面，较重要的加工表面为连杆体和盖的结合面及螺栓孔定位面。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。
所谓外燃机，就是说它的燃料在发动机的外部燃烧，发动机将这种燃烧产生的热能转化成动能，瓦特发明的蒸汽机就是一种典型的外燃机，当大量的煤燃烧产生热能把水加热成大量的水蒸汽时，高压便产生了，然后这种高压又推动机械做功，从而完成了热能向动能的转变。
柴油机连杆零件毕业设计说明书
连杆是汽车发动机主要的传动机构之一，它将活塞与曲轴连接起来，把作用于活塞顶部的膨胀气体压力传给曲轴，使活塞的往复直线运动可逆的转化为曲轴的回转运动，以输出功率。
是为发动机提供安全可靠、经久耐用、节省能源、满足功用的一个重要零件，它对开发轻型、高速、大功率的柴油机有着密切的关系。
因此，连杆的合理结构设计、加工工艺性设计，保证连杆的加工质量，提高生产效率有这重要意义，它是保证柴油机产品质量的关键所在。
此说明书，对连杆零件进行了详细的分析。
设计出了零件加工的工艺规程。
在工艺规程中涉及到了连杆加工的加工工艺，加工设备的选择，加工余量的确定，毛坯的确定，机床、刀具的确定，夹具的设计一系列与连杆加工有紧密联系的因素。
通过对此次设计，学会对中等难度零件的工艺编制，及其特定工序的夹具设计。
关键词：工艺；毛坯；夹具。
ABSTRACTThe connecting rod module is in the diesel engine essential movement power transmission component. It is affects the gas physical strengthand so on each kind of strength transmits on the piston gives the crank, also transforms the crank rotary motion into the piston reciprocal motion part. Is safely provides reliable, durable, the economical energy, satisfied function important components for the engine, it to develops lightly, is high speed, the high efficiency diesel engine has close relationship. Therefore, the connecting rod reasonable structural design, the processing technology capability design, guaranteed the connecting rod the processing quality, enhances the production efficiency to have this vital significance, it is guaranteed the diesel engine product quality the key is at. This instruction book let, has carried on the detailed analysis to the connecting rod components.Designed the components processing technological process. A series of involved the processing craft in the technological process which the connecting rod processed, the processing equipment choice, the processing remainder determination,the semifinished materials determination, the engine bed, the cutting tool determination, the jig design with the connecting rod processing had the close relation the factor.By the endtime of the densign,learn the technics weave of medium difficultry part,and the holding design of the especially working procedure.Key words:roughcast; craft; jig目录目录绪论 (1)1. 零件的工艺分析 (2)1.1 连杆的工作情况 (2)1.2 连杆的结构特点 (2)1.3 连杆机械加工的主要技术要求 (3)2. 毛坯的确定 (4)2.1生产类型的确定 (4)2.2 材料的选择 (4)2.3 毛坯种类与方法的确定 (4)2.4 确定毛坯尺寸公差和加工余量 (4)2.5 毛坯主要加工表面的尺寸及公差的确定 (6)3. 连杆工艺规程的编制 (7)3.1 定位基准的选择 (7)3.2 拟订工艺路线 (7)3.2.1选择表面加工方法 (7)3.2.2加工阶段的划分 (8)3.2.3加工工序的顺序安排 (8)3.2.4机械加工余量、工序尺寸及其公差的确定 (11)3.2.5加工设备与工艺装备的选择 (22)4. 夹具设计 (26)4.1 夹具体材料及制造方法 (26)4.2 夹具体结构设计 (26)4.3 定位分析与定位误差计算 (26)4.4 导向元件的设计 (26)4.5 螺栓、垫圈选择 (27)4.6 夹具的工作原理 (27)结论 (28)致谢 (29)参考文献 (30)文献综述绪论绪论本课题研究的主要內容是连杆加工工艺过程的编制以及在加工中用到的一些典型夹具的设计。
490柴油机曲柄连杆机构毕业设计[管理资料]
![490柴油机曲柄连杆机构毕业设计[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/ef1bb5324028915f814dc214.png)
摘要本文以490柴油机的相关参数作为参考，对四缸柴油机的曲柄连杆机构的主要零部件进行了结构设计计算，并对曲柄连杆机构进行了有关运动学和动力学的理论分析。
首先，以运动学和动力学的理论知识为依据，对曲柄连杆机构的运动规律以及在运动中的受力等问题进行详尽的分析，并得到了精确的分析结果。
其次分别对活塞组、连杆组以及曲轴进行详细的结构设计，并进行了结构强度和刚度的校核。
关键词：发动机；曲柄连杆机构；受力分析；ABSTRACTThis article refers to by the 490 Diesel engine related parameter achievement, it has carried on the structural design compution for main parts of the crank link mechanism in the diesel engine with four cylinders, and has carried on theoretical analysis and simulation analysis in computer in kinematics.First, motion laws and stress in movement about the crank link mechanism are analyzed in detail and the precise analysis results are obtained. Next separately to the piston group, the linkage as well as the crank carries on the detailed structural design, and has carried on the structural strength and the rigidity examination.Key words: Engine；Crankshaft-Connecting Rod Mechanism；Analysis of Force；目录摘要 (I)Abstract .................................................................................................I I 第1章绪论 (1)选题的目的和意义 (1)国内外的研究现状 (1)设计研究的主要内容 (3)第2章曲柄连杆机构受力分析 (4)曲柄连杆机构的类型及方案选择 (4)曲柄连杆机构运动学 (4)活塞位移 (5)活塞的速度 (6)活塞的加速度 (6)曲柄连杆机构中的作用力 (7)气缸内工质的作用力 (7)机构的惯性力 (7)本章小结 (14)第3章活塞组的设计 (15)活塞的设计 (15)活塞的工作条件和设计要求 (15)活塞的材料 (16)活塞头部的设计 (16)活塞裙部的设计 (19)活塞销的设计 (21)活塞销的结构、材料 (21)活塞销强度和刚度计算 (21)活塞销座 (22)活塞销座结构设计 (22)验算比压力 (23)活塞环设计及计算······················································错误!未定义书签。
车辆工程毕业设计04110柴油机连杆设计及有限元分析
本科学生毕业设计4110柴油机连杆设计及有限元分析系部名称：汽车与交通工程学院专业班级：车辆工程学生姓名：指导教师：职称：讲师The Graduation Design for Bachelor's Degree Design Of 4110 Diesel Engine Linkage and Finite Element AnalysisCandidate: Gao hengSpecialty: Vehicle EngineeringClass: B07-10Supervisor: Lecturer. Zhu RongfuHeilongjiang Institute of Technology摘要本文以4110柴油机的相关参数作为参考，对四缸柴油机的连杆进行了结构设计和尺寸计算，并对连杆进行了运动学和动力学的理论分析，最后运用Pro/E进行三维建模运用ANSYS进行了有限元分析。
首先，以运动学和动力学的理论知识为依据，对连杆的运动规律以及在运动中的受力等问题进行详尽的分析，并得到了精确的分析结果，同时对连杆用材料进行了比较与分析。
其次分别对连杆大头、连杆杆身以及连杆小头进行结构设计及尺寸计算，并进行了结构强度和刚度的校核。
再次，应用CAD软件：Pro/E软件建立了连杆的三维几何模型，在此工作的基础上，又对静力作用下对连杆的两种特殊工况；拉伸、压缩工况下进行了受力计算，再将连杆三维几何模型导入ANSYS中对其进行了定义特性、网格划分、施加约束和载荷，最后进行计算以达到对连杆进行强度校核的目的。
关键词：柴油机；连杆；强度校核；Pro/E；ANSYSABSTRACTTaking 4110 as the reference parameters of the diesel engine, four-cylinder diesel e- ngine connecting rod on the design and size were calculated, and linkage to the theory of kinematics and dynamics analysis, and finally the use of Pro / E for the use of three-dim- ensional modeling ANSYS finite element analysis carried out.First, the theoretical knowledge of kinematics and dynamics based on the movement of connecting rod and the force in motion a detailed analysis of such issues and get accurate results, while the materials were used on the rod comparison and analysis. Followed by on the connecting rod, connecting rod shaft and the connecting rod small end and size of stru- ctural design calculations, and were checking the structural strength and stiffness. Again, application CAD software: Pro / E software to establish a link of three-dimensional geome- tric model, based on the work in this, but also on the static on the link under the two special conditions; tension, compression conditions were the force calculation, and then link into ANSYS three-dimensional geometric model is defined in its properties, meshing, impose constraints and loads, and finally calculated to achieve the purpose of checking the strength rodKey words:Diesel engine；Connecting rod；Strength check；Pro/E；ANSYS目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章绪论 (1)1.1 选题的目的和意义 (1)1.2 国内外的研究现状 (2)1.3设计研究的主要内容 (4)第2章连杆的结构设计与分析 (5)2.1 连杆的运动和受力分析 (5)2.2 连杆的结构分析 (5)2.3 连杆的工作条件和设计要点 (6)2.4 连杆的材料性能及特点 (6)2.5 连杆基本参数的确定 (7)2.6 连杆小头的结构设计 (8)2.6.1 小头结构型式 (8)2.6.2连杆衬套 (8)2.6.3小头结构尺寸 (9)2.7连杆杆身的结构设计 (9)2.7.1杆身结构型式 (9)2.7.2杆身结构尺寸 (9)2.8 连杆大头的结构设计 (10)2.8.1 大头结构型式 (10)2.8.2大头结构尺寸 (10)2.9 连杆螺栓的设计 (10)2.10 本章小结 (11)第3章连杆的强度、刚度计算 (12)3.1连杆小头的强度校核 (12)3.2连杆小头的刚度计算 (14)3.3连杆杆身的强度校核 (14)3.4连杆大头的强度校核 (17)3.5连杆螺栓的工作负荷与预紧力 (18)3.6连杆螺栓的屈服强度校核和疲劳计算 (19)3.7本章小结 (19)第4章连杆三维模型的建立及有限元分析 (20)4.1 建立连杆大小头及杆身 (20)4.1.1建立新文件 (20)4.1.2建立连杆体主体 (20)4.1.3建立连杆大头和小头 (21)4.1.4建立小头油孔 (21)4.1.5建立连杆凹槽 (22)4.1.6 建立连杆大头部位凸台 (22)4.1.7建立螺栓孔 (23)4.2建立连杆端盖 (23)4.3建立连杆螺栓 (24)5.4建立轴瓦及衬套 (24)4.5连杆工况选择与载荷计算 (25)4.5.1 计算工况的选择 (25)4.5.2 连杆载荷的计算 (25)4.6连杆几何模型的建立 (27)4.7约束条件 (29)4.8 连杆应力分析 (29)4.8.1连杆拉伸工况下的应力分析 (29)4.8.2连杆压缩工况下的应力分析 (34)4.9连杆安全系数计算 (39)4.10 本章小结 (40)结论 (41)参考文献 (42)致谢 (43)附录 (43)第1章绪论1.1 选题的目的和意义内燃机自十九世纪后期出现以来，经过一百多年的不断研究和改进，已经发展到比较完善的程度，它以热效率高、功率和转速范围宽广、比重量较小的优点，在动力机械中占有极其重要的地位，广泛应用于国民经济和军事装备的各个领域[1]。
16V240柴油机连杆组设计毕业论文
16V240柴油机连杆组设计毕业论文目录摘要..................................................................................................... 错误!未定义书签。
Abstract ....................................................................................................... 错误!未定义书签。
目录. (I)1 绪论 (1)1.1 内燃机活塞连杆组的意义 (1)1.2国内外的发展趋势 (2)1.3研究的内容 (3)2内燃机的结构原理简介 (4)2.1柴油机的结构参数 (4)2.2 发动机类型 (4)2.2.1 冲程数选择 (4)2.2.2 冷却方式 (4)2.2.3 气缸数和气缸布置方式 (4)2.3 基本参数 (4)2.3.1 行程缸径比S/D选择 (4)2.3.2气缸工作容积V s，缸径D的选择 (5)2.4内燃机的工作原理 (5)2.4.1 进气过程 (5)2.4.2压缩过程 (6)2.4.3燃烧过程 (7)2.4.4膨胀过程 (8)2.4.5排气过程 (9)3运动学分析计算 (10)3.1 曲柄连杆机构的类型 (10)3.2 曲柄连杆比的选择 (10)3.4 连杆运动规律 (11)4连杆组的结构设计 (13)4.1 连杆的设计 (13)4.1.1 连杆的结构类型 (13)I4.1.2 连杆长度 (13)4.1.2 连杆小头 (13)4.1.3 连杆杆身 (14)4.1.4 连杆大头 (14)4.2 连杆的材料选取 (15)4.2.1 连杆衬套材料 (15)4.2.2 连杆杆身材料 (15)4.3 连杆的强度计算 (16)4.3.1 连杆小头 (16)4.3.2 连杆杆身 (19)4.3.3 连杆大头 (21)5连杆的受力分析和校核 (24)5.1连杆小头 (24)5.2 连杆大头 (27)5.3连杆杆身 (27)结论 (29)致谢 (30)参考文献 (31)II1 绪论凡是将燃料所释放的热能经过一些机构转换成机械功的这种装置叫做热力发动机，其中，燃料燃烧所释放的热量通过别的介质从而推动机械装置做功，这一类型的发动机都称为外燃机，而燃料燃烧后的产物是直接推动机械装置做功的这类发动机则称为内燃机。
机械连杆毕业论文
机械连杆毕业论⽂毕业设计说明书发动机连杆⼯艺设计及结构造型学号 12874107姓名周海涛班级机电124专业机电⼀体化技术系部机电技术学院指导⽼师张帆完成时间2014年9 ⽉8 ⽇⾄2015年 4 ⽉24⽬录引⾔ (1)第1章柴油机简介 (2)1.1柴油机的概述 (2)1.2柴油机的总体结构 (2)第2章连杆的总体造型分析 (3)2.1连杆的功⽤ (3)2.2连杆组成部分 (3)2.3连杆的受⼒分析 (4)2.4连杆材料的⾦属性能及特点 (4)2.5连杆零件图的分析 (5)2.6连杆⼯艺分析 (7)第3章⼯艺规程设计 (9)3.1基准⾯的选择 (9)3.2制定⼯艺路线 (9)3.3⼯艺过程的安排 (10)3.4确定合理的夹紧⽅法 (10)3.5连杆的加⼯ (10)3.6切削⽤量的选择原则 (12)第4章确定各⼯序的加⼯余量、计算⼯序尺⼨及公差 (14) 4.1确定加⼯余量 (14)4.2确定⼯序尺⼨及其公差 (14)结束语 (17)参考⽂献 (18)附录： (19)引⾔连杆机构构件运动形式多样，如可实现转动、摆动、移动和平⾯或空间复杂运动，从⽽可⽤于实现已知运动规律和已知轨迹。
此外，低副⾯接触的结构使连杆机构具有以下⼀些优点：运动副单位⾯积所受压⼒较⼩，且⾯接触便于润滑，故磨损减⼩；制造⽅便，易获得较⾼的精度；两构件之间的接触是靠本⾝的⼏何封闭来维系的，它不象凸轮机构有时需利⽤弹簧等⼒封闭来保持接触。
因此，平⾯连杆机构⼴泛应⽤于各种机械、仪表和机电产品中。
平⾯连杆机构的缺点是：⼀般情况下，只能近似实现给定的运动规律或运动轨迹，且设计较为复杂；当给定的运动要求较多或较复杂时，需要的构件数和运动副数往往较多，这样就使机构结构复杂，⼯作效率降低，不仅发⽣⾃锁的可能性增加，⽽且机构运动规律对制造、安装误差的敏感性增加；机构中作复杂运动和作往复运动的构件所产⽣的惯性⼒难以平衡，在⾼速时将引起较⼤的振动和动载荷，故连杆机构常⽤于速度较低的场合柴油机连杆的作⽤就是把活塞的往复直线运动转变成曲轴的回转运动，以便向外输出，它是主要传动件之⼀，它在⼯作中主要承受拉压交变应⼒，它的质量对柴油机是否能平稳的⼯作，以及寿命的保证。
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毕业设计（论文）题目6108柴油机连杆的优化设计注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。
4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。
图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它学生毕业设计（论文）原创性声明本人以信誉声明：所呈交的毕业设计（论文）是在导师的指导下进行的设计（研究）工作及取得的成果，设计（论文）中引用他（她）人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得重庆科技学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。
与我一同工作的同志对本设计（研究）所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
毕业设计（论文）作者（签字）：年月摘要连杆在现代汽车工业中所起到的作用无可替代，是发动机中主要传动部件之一。
但由于连杆工作情况的恶劣，传统的设计方法已经很难兼顾稳定性、经济性等方面，缺乏竞争力。
本文基于这一实际情况首先将完成6108型柴油机连杆各参数的设计计算并进行传统校核，校核均安全后运用CATIA和CAXA等软件分别建立三维和二维模型，完成连杆三维和二维的零件图和装配图。
有限元法是现代设计一种常用的高效能方法，将整个连续体离散为有限个单元，通过各个单位的应力情况得到更直观的分析结果。
本设计利用CATIA对已建好的三维连杆体模型进行有限元分析，得出连杆应力分布图、变形图、位移图等信息，对照所得的应力图等进行更准确的分析，最后提出了优化方案。
关键词：连杆三维建模 CATIA 有限元分析优化设计ABSTRACTConnecting rod in the modern automobile industry plays a irreplaceable role, is one of the main transmission parts in the engine. But due to the bad connecting rod working condition, the traditional design method is hard to balance stability, economy, etc., the lack of competitiveness. First in this paper, based on the actual situation will complete the design calculation and the parameters of 6108 type diesel engine connecting rod for traditional check, check all safety using CATIA and CAXA software respectively after three under two kinds of model is set up, finish connecting rod three peacekeeping 2 d part drawing and assembly drawing. Finite element method (fem) is a kind of commonly used highly efficient modern design method, the entire continuum of finite discrete units, more intuitive is obtained by the stress state in each unit ofanalysis results. This design using CATIA to already developed three-dimensional model for finite element analysis of connecting rod body, it is concluded that the connecting rod stress distribution and deformation figure, displacement diagram, such as information, control the should try to make more accurate analysis, finally put forward the optimization scheme.Keywords: finite element analysis of connecting rod 3 d modeling using CATIA optimization design目录摘要 (I)ABSTRACT ......................................................... I I 1 绪论 . (1)1.1 连杆简介及设计要求 (1)1.1.1 连杆简介 (1)1.1.2 设计要求 (2)1.2 CATIA简介 (2)1.3 本课题研究方向及意义 (2)1.4 本章小结 (3)2 连杆参数设计及校核 (4)2.1 材料选择及强化处理 (4)2.1.1 连杆材料的选择 (4)2.1.2 强化处理工艺 (4)2.2 连杆主要尺寸参数的设计 (4)2.2.1 连杆长度L (4)2.2.2 连杆小头设计 (5)2.2.3 连杆衬套设计 (6)2.2.4 连杆杆身设计 (6)2.2.5 连杆大头设计 (7)2.2.6 连杆螺栓设计 (8)2.3 连杆小头的强度计算 (9)2.3.1连杆小头承受的作用力 (9)2.3.2 连杆小头轴承的比压校核 (13)2.3.3 连杆小头的疲劳安全系数 (13)2.3.4 连杆小头横向直径减少量 (14)2.4 连杆杆身的强度计算 (14)2.4.1连杆所受最大拉伸力和压缩力 (14)2.4.2 连杆中间截面的应力和安全系数 (15)2.5连杆大头的强度计算 (17)2.5.1 强度计算假设 (17)2.5.2 连杆大头盖受力 (18)2.5.3 连杆大头横向直径减少值 (20)2.6连杆螺栓的强度计算 (20)2.6.1 连杆螺栓的受力 (20)2.6.2 螺纹所受拉应力 (20)2.6.3 螺栓安全系数 (21)2.7 本章小结 (22)3 连杆三维模型的建立 (23)3.1 连杆的建模思路 (23)3.2 连杆的建模过程 (23)3.2.1 连杆体的建立 (23)3.2.2 连杆衬套、连杆大头盖、螺栓、轴瓦 (30)3.3 连杆装配思路 (31)3.4 连杆的装配 (31)3.5 本章小结 (33)4 连杆的有限元分析 (34)4.1 有限元分析思路 (34)4.2 连杆材料的选择 (34)4.3 网格的划分 (35)4.4 检查模型 (35)4.5 添加连接和设置边界条件 (36)4.5.1 添加连接 (36)4.5.2 边界条件 (36)4.6 施加载荷、计算模型、生成应力图 (36)4.7连杆疲劳强度校核 (38)4.8优化方案 (40)4.9 本章小结 (40)5 结论 (41)参考文献 (42)致谢 (43)附录 (44)附件：连杆二维零件图和装配图 (44)1 绪论1.1 连杆简介及设计要求1.1.1 连杆简介连杆在发动机中起到的作用十分重要，是一个不可或缺的部件。
它将活塞往复直线运动转换为曲轴的旋转运动，在活塞和曲轴之间传递作用力以输出功率。
连杆由连杆体、连杆盖、连杆螺栓和连杆轴瓦等零件组成，连杆体与连杆盖分为连杆小头、杆身和连杆大头。
连杆在工作中，除承受活塞传来的气体作用力外，还有活塞组和连杆小头的往复惯性力以及连杆本身绕活塞销座变速摆动的惯性力。
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，又要求具有足够的刚性和韧性。
连杆的基本载荷是拉伸和压缩。
最大拉伸载荷出现在进气冲程开始的上止点附近，最大压缩载荷出现在膨胀冲程开始的上止点附近。
此外，由于连杆是一细长杆件，在压缩载荷作用下，还会引起平行和垂直于曲轴轴线平面内的弯曲。
两种弯曲都会给杆身以附加弯曲应力。
连杆摆动的角加速度和转动惯量而产生的惯性力矩，也使连杆承受附加弯矩。
连杆结构如图1-1所示。
图1-1 连杆结构1.1.2 设计要求查《柴油机设计手册》，连杆的设计要求为：（1）结构简单，尺寸紧凑，可靠耐用；（2）在保证具有足够强度和刚度的前提下，尽可能的减轻重量，以降低惯性力；（3）尽量缩短长度，以降低发动机的总体尺寸和总重量；（4）大小头轴承工作可靠，耐磨性好；（5）连杆螺栓疲劳强度高，连接可靠；（6)易于制造，成本低。
连杆不仅是传力构件也是运动件，不能只靠加大尺寸来改变承载能力，要从材料选用、构形设计、热处理、表明强化等方面采取措施进行优化。
1.2 CATIA简介CATIA是法国达索飞机公司开发的CAD/CAM软件，其强大的曲面设计在飞机、汽车、轮船等领域有很高的知名度，它的曲面造型功能体现在提供了丰富的造型工具来支持用户的造型需求，能满足特殊行业对曲面光滑性的苛刻要求。
CATIA V5R20作为CATIA产品系列，具有良好的开放性和协同性，其内容有：配置、二维草图的绘制、零件设计、装配设计、创成式外形设计、自由曲面设计、IMA造型设计、工程图设计、钣金设计、高级渲染、DMU 电子样机、模具设计、数控加工、结构分析等。
本设计将采用CATIA V5R20进行三维模型的创建和有限元分析。